【摘要】：三七是中國名貴中藥材,在云南廣泛種植。截止2017年,三七種植面積已突破100萬畝。目前三七播種主要靠人工完成,播種量270~300萬粒/hm~2,勞動強(qiáng)度高,播種質(zhì)量不一致,無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。為了實(shí)現(xiàn)三七高質(zhì)量、高效率播種,減輕勞動強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化是必然趨勢。與機(jī)械式排種器相比,氣吹式排種器充種效果好,對種子適應(yīng)性好,利用氣流清種減少對種子的損傷,播種效率高。本文在查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種氣吹式三七精密排種器,對關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)進(jìn)行了理論計算與數(shù)值模擬分析,優(yōu)化了排種器結(jié)構(gòu)和工作參數(shù),得到了最佳參數(shù)組合。根據(jù)三七種植要求,在單行排種器設(shè)計基礎(chǔ)上,設(shè)計出了一種3行的氣吹式排種器,通過試驗(yàn)驗(yàn)證了排種器最佳工作參數(shù)范圍,為氣吹式三七播種機(jī)的設(shè)計提供了參考。主要研究內(nèi)容如下:(1)在查閱文獻(xiàn)基礎(chǔ)上確定了單行氣吹式排種器結(jié)構(gòu)方案,設(shè)計了氣吹式排種器的結(jié)構(gòu),利用型孔上下端的氣流能夠形成壓差,從而實(shí)現(xiàn)種子的清除與壓附,氣流可輔助充種,提高種子充填性能。建立了氣嘴三維模型,確定了兩種氣嘴出氣口的基本形式。建立了清種過程的數(shù)學(xué)模型,確定了清種風(fēng)壓的最小范圍。(2)利用FLUENT軟件對比分析了圓弧形和柵格形兩種氣嘴出氣口的流場特性,得出柵格形出氣口優(yōu)于圓弧形出氣口。在前期理論分析基礎(chǔ)上,采用仿真模擬確定了能夠?qū)崿F(xiàn)單粒精播所需要的風(fēng)壓范圍,為后期選取試驗(yàn)風(fēng)壓提供了參考�；陔x散元和計算流體力學(xué)理論,利用EDEM軟件和FLUENT軟件耦合,模擬排種器工作過程,分析了氣吹式排種器中的流場及種子顆粒運(yùn)動規(guī)律,通過仿真試驗(yàn),確定了型孔最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。(3)采用單因素試驗(yàn)方法,分析了試驗(yàn)因素種層高度、作業(yè)速度、清種風(fēng)壓對合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)的影響規(guī)律,確定了試驗(yàn)因素的取值范圍。通過三因素四水平的正交試驗(yàn),以合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)為試驗(yàn)評價指標(biāo),得出了試驗(yàn)因素的主次順序,依次為種層高度、作業(yè)速度、清種風(fēng)壓。利用Design-Expert軟件對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,優(yōu)化參數(shù)組合,在種層高度為90mm,作業(yè)速度為0.6m/s,清種風(fēng)壓為0.5kPa時,粒距合格指數(shù)為90.48,漏播指數(shù)為4.24,重播指數(shù)為5.28。(4)為了更好滿足三七種植要求,減少排種器數(shù)量和簡化播種機(jī)結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種3行氣吹式排種器。利用FLUENT軟件對于3行氣嘴的清種位置進(jìn)行了分析,通過對比不同氣嘴角度與不同氣嘴相對距離條件下清種區(qū)流場分布,找出能夠得到最佳清種效果的氣嘴位置。(5)對3行排種器進(jìn)行臺架試驗(yàn),以氣嘴角度、氣嘴相對距離和作業(yè)速度為因素,以合格指數(shù)、漏播指數(shù)和重播指數(shù)為指標(biāo),采用三因素二次旋轉(zhuǎn)正交組合試驗(yàn),建立了各因素與試驗(yàn)指標(biāo)之間回歸模型,優(yōu)化出了各因素的最佳參數(shù)范圍,即在作業(yè)速度為0.6m/s時,氣嘴角度為18~24°,氣嘴相對距離為38~42mm時,可獲得合格指數(shù)大于91.6,漏播指數(shù)小于4.1,重播指數(shù)小于4.3。通過對比不同作業(yè)速度下三七種子分級對氣吹式排種器排種性能的影響,驗(yàn)證出氣吹式排種器對于種子大小要求不嚴(yán)格,適用于播種三七種子。
【圖文】：

第二章 單行氣吹式排種器的設(shè)計器是氣吹式播種機(jī)的核心部件，其性能好壞與播種裝置相比，氣吹式排種器利用氣流清種，對種強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)種子的單粒精播，提高播種作業(yè)速七具體的種植要求，通過理論計算對氣吹式排種式排種器的設(shè)計結(jié)構(gòu)與工作原理器主要由排種輪、清種氣嘴、進(jìn)種管、排種軸、示。

為排種輪角速度，rad/s；ξ 為充種角（°）； 為清種角ψ 為護(hù)種角（°）； 為投種角（°）。圖 2.2 排種輪結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖Fig.2.2 Schematic of structural parameters of seeding dis輪直徑與型孔充種時間的關(guān)系，由公式得：pcvlt = 2-=Dhlθc60-=Dhvπnpp孔充種時間，s為充種區(qū)弧長，mm
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S223.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2619629