【摘要】：配比變量施肥是精準農(nóng)業(yè)的重要組成部分,合理利用化肥及研究施肥技術對農(nóng)業(yè)發(fā)展有著非常積極的意義�，F(xiàn)有變量施肥僅能在線調(diào)整一種復合肥或單元肥料的排肥量,無法實時調(diào)整氮磷鉀配比,難以滿足土壤和作物的差異化需求。項目針對配比變量施肥進行研究,預在理論上揭示不同尺度的肥料顆粒流摻混機理,實現(xiàn)主要營養(yǎng)元素配比和施肥量的在線精確控制,從而提高肥料利用率、減少施肥量,推動精準變量施肥的發(fā)展。本文提出一種配比變量施肥裝置,裝置由三個肥箱、三個排肥器、三個落肥管、一個摻混腔和一個波紋管組成。應用顆粒離散元法并建立該裝置的三維離散元模型,選取三種常用的氮肥、鉀肥及磷肥對其摻混過程進行研究。然后分別對裝置配置不同摻混腔形狀、不同落肥管高度及不同波紋管內(nèi)徑時進行模擬仿真。追蹤記錄肥料顆粒在裝置中的軌跡、速度及碰撞過程,探究肥料顆粒的摻混規(guī)律及影響肥料混合的因素。計算落到地面后三種肥料的配比標準差,以此作為評判肥料混合均勻度的標準,對配比變量施肥裝置的各結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化。為驗證上述仿真結(jié)果,課題設計完成一排肥裝置試驗平臺,該平臺包括機架的設計、肥料傳送裝置的設計、數(shù)據(jù)處理設備的應用與控制系統(tǒng)的設計。試驗時借助高速攝像機,對裝置中肥料顆粒的運動過程進行實時拍攝,通過圖像分析軟件進一步分析外槽輪轉(zhuǎn)速、不同摻混腔、不同落肥管高度及不同波紋管等對排肥過程的影響。同時結(jié)合仿真與試驗,探究排肥系統(tǒng)的時滯特性,給出轉(zhuǎn)速與排肥量的關系曲線,為在實際工作中修正系統(tǒng)作業(yè)誤差、調(diào)整氮磷鉀三種肥料的施肥量與配比提供依據(jù)。仿真與試驗結(jié)果表明：摻混腔壁面形狀影響顆粒碰撞后的反彈角度與水平速度分量,進而影響碰撞后顆粒在摻混腔中的散布面積；落肥管高度影響顆粒在下落、碰撞及混合各階段的速度,高度越大,顆粒各階段速度越大,顆粒與摻混腔壁面碰撞后形成的散布面積越大,顆�；旌显骄鶆颍徊y管三角波紋在一定高度范圍內(nèi)可增加顆粒與波紋管的碰撞進而促進顆�；旌�,同時隨其高度的增大又存在延緩與其接觸顆粒下落的特性。
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 邐巧肥等效直徑／ｍｍ邐巧肥等效直徑／醒逡逑圖２－１肥料顆粒等效直徑分布逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋出ａｍｅｔｅｒ逡逑２５邋ｒ邐２６邋ｒ邐２５邋＾逡逑。。－邐２。－邐２。－邐W逡逑：，｜｜｜｜｜—＿．—N‘１１邋＂ｉｉｉｉｌｉ邋ｌｉｉｉｉ：ｊｕｉｊＩｉＩＩｉＩｉ逡逑０．化邋０．扣邋０．９邋０．９２邋０．９４邋０．９６邐０■邋８２邋０．８４邋０．８６邋０，８８邋０，９邋０．９２邐化扣邋0．邋８７邋0．拍邋0？邋９１邋０．９３邋０．巧逡逑巧肥球形率（４＞）邐棋肥球形率（）邐鐘肥球形率（杏）逡逑圖２－２肥料顆粒球形率分布逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｐｈｅｒｉｃａｌ邋ｒａｔｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ逡逑如圖２－２為肥料顆粒的球形率分布圖，可知Ｈ種肥料顆粒的平均球形率均在９０％邋Ｗ逡逑上，因而采用離散元法仿真分析時，將肥料顆粒的幾何形狀假設為圓形或球形具有一定逡逑的合理性。逡逑２N２密度的試驗測定逡逑（１）
文內(nèi)圖片：
圖片說明： －滲混腔逡逑波紋營逡逑圖３－２新型配比變量施肥機械的Ｈ維整機模型逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｄｅｓｉｇｎ邋ｏｆ邋ｎｕｔｒｉｅｎｔ邋ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｖａｒｉａｂｌｅ邋ｒａｔｅ邋ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑該新型配比變量施肥裝置的三維模型如圖３－２所示。該模型主要由五部分組成，，包逡逑括Ｈ個連體肥箱、Ｈ個排肥器、Ｈ根落肥管、一個肥料aX混腔與一個波紋管。Ｈ個相互逡逑獨立的肥箱中間由隔板隔開，三個排肥器固定在相應的肥箱下面，兩者之間通過螺栓螺逡逑母連接在一起。Ｈ根落肥管固接在相應排肥器下端且Ｈ根落肥管末端都通向慘混腔中。逡逑該文中采用的氮肥、x鋟視脛臃剩戎址柿戲胖糜誆煌氏渲校歐勢髯柿嚇懦觶義戲柿暇浞使芟侶淶醬鋝一燁恢�，灾GＧ恢信鱟膊液：�，颗�；旌咸遄鈧站剎ㄎ乒苠義嚇諾降孛妗ｅ義希常郴冢牛模牛偷吶歐世肷⒃掄駑義希常常卞澹牛模牛腿砑蚪殄義細門潯缺淞渴┓駛倒ぷ魘�，寿Z沾嬖謐歐柿現(xiàn)浼胺柿嫌胱爸酶韃考淶慕喲ュ義獻饔�，震Q渲邪ㄅ歐勢韃考幕翟碩�、外槽聨讟蝴套、艢W噬嚶敕柿峽帕５南嗷ュ義獻饔眉芭歐勢髂詵柿峽帕Ｈ禾迥誆康慕喲ァ⒛Σ�、坯c埠頭擲氳齲虼�，肥翇{帕Ｈ禾邋義系腦碩榭齜淺８叢印５僥殼拔

本文編號：2514671