【摘要】：水稻是我國重要的糧食作物，水稻生產(chǎn)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方面，而水稻插秧機是水稻種植過程中實現(xiàn)機械化的主要設(shè)備。水稻插秧機在水田行駛過程中，會因為浮板受阻力而產(chǎn)生壅泥壅水的現(xiàn)象，大量浮泥涌向兩側(cè)，推倒已栽好的秧苗，嚴(yán)重影響插秧質(zhì)量和插秧進程，從而降低插秧效率。因此，解決水稻插秧機的壅泥問題刻不容緩。為解決此問題，改善浮板產(chǎn)生的壅泥情況，本文基于浮板繞流場數(shù)值模擬分析進行防壅結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對緩解壅泥產(chǎn)生及提高水稻插秧機的工作效率具有重大意義。 本文以整體式浮板為研究對象，理論分析浮板在水田航行中的受力情況，并找到影響浮板行駛阻力的結(jié)構(gòu)要素，其中具體分析了導(dǎo)流角對總阻力的影響情況。建立帶自由表面浮板粘性繞流場的數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)闡述了求解該模型的數(shù)值計算方法，使用流體體積法（VOF）。運用FLUENT軟件對整體式浮板進行三維瞬態(tài)數(shù)值模擬仿真分析，得到速度、壓強、阻力、自由面波形及水氣兩相圖等流場分布情況。 通過分析數(shù)值模擬結(jié)果找到產(chǎn)生壅泥的主要部位及原因，由此提出浮板的防壅結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，并分別進行繞流場數(shù)值模擬。通過改變擋板角度、導(dǎo)流角、過渡點高度、前端側(cè)切角、入流角、側(cè)擋板高度、下反角、尾板結(jié)構(gòu)和局部倒角，分別取得每組優(yōu)化方案的相關(guān)最佳性能，并依此進行對比，觀察每組優(yōu)化方案的降阻值和防壅效果。最終最佳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的總阻力較原始模型降低36.874%，觀察流場分布情況也可看出防壅效果明顯，從而很好地改善了水稻插秧機的壅泥現(xiàn)象。另外，又對分開式浮板防壅結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案進行研究，將主、側(cè)浮板橫向位置相對固定，分析縱向位置關(guān)系對防壅效果的影響。 本文針對兩種不同浮板的防壅結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，可以很好改善水稻插秧機浮板的壅泥現(xiàn)象。
【圖文】：

表 1.1 為近十年我國生產(chǎn)的水稻插秧機數(shù)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。表 1.1 近十年國內(nèi)插秧機產(chǎn)量(單位：臺)年份 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009產(chǎn)量 2000 6200 6800 7600 12500 21000 32000 42000 56000近年來，我國農(nóng)機科研人員，大力推廣新的水稻生產(chǎn)技術(shù)，研究設(shè)計了不同功能的水稻插秧機。(1)改進型傳統(tǒng)插秧機。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了 2Z-728A 型機動水稻插秧機，它可以提高插秧機對秧苗的適應(yīng)能力，適應(yīng)多種秧苗[13]。加裝減速器的 2ZT-9356 型插秧機可以實現(xiàn)旱育稀植的要求[14]。(2)高速插秧機。將日本新技術(shù)引進和學(xué)習(xí)，設(shè)計了本土的高速插秧機。目前，高速插秧機主要還是合資企業(yè)組裝生產(chǎn)，如圖 1.1、圖 1.2 所示。我國自主開發(fā)的技術(shù)還不完善，與國外同類插秧機相比，仍有許多不足。

表 1.1 為近十年我國生產(chǎn)的水稻插秧機數(shù)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。表 1.1 近十年國內(nèi)插秧機產(chǎn)量(單位：臺)年份 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009產(chǎn)量 2000 6200 6800 7600 12500 21000 32000 42000 56000近年來，我國農(nóng)機科研人員，大力推廣新的水稻生產(chǎn)技術(shù)，研究設(shè)計了不同功能的水稻插秧機。(1)改進型傳統(tǒng)插秧機。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了 2Z-728A 型機動水稻插秧機，它可以提高插秧機對秧苗的適應(yīng)能力，適應(yīng)多種秧苗[13]。加裝減速器的 2ZT-9356 型插秧機可以實現(xiàn)旱育稀植的要求[14]。(2)高速插秧機。將日本新技術(shù)引進和學(xué)習(xí)，設(shè)計了本土的高速插秧機。目前，高速插秧機主要還是合資企業(yè)組裝生產(chǎn)，如圖 1.1、圖 1.2 所示。我國自主開發(fā)的技術(shù)還不完善，與國外同類插秧機相比，，仍有許多不足。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S223.91

【參考文獻】

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本文編號：2616980