氣吹式三七精密排種器設計與試驗研究
發(fā)布時間:2020-04-08 17:32
【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,勞動強度高,播種質量不一致,無法實現(xiàn)標準化作業(yè)。為了實現(xiàn)三七高質量、高效率播種,減輕勞動強度,實現(xiàn)播種機械化是必然趨勢。與機械式排種器相比,氣吹式排種器充種效果好,對種子適應性好,利用氣流清種減少對種子的損傷,播種效率高。本文在查閱國內外文獻基礎上,設計了一種氣吹式三七精密排種器,對關鍵部件結構和工作參數(shù)進行了理論計算與數(shù)值模擬分析,優(yōu)化了排種器結構和工作參數(shù),得到了最佳參數(shù)組合。根據(jù)三七種植要求,在單行排種器設計基礎上,設計出了一種3行的氣吹式排種器,通過試驗驗證了排種器最佳工作參數(shù)范圍,為氣吹式三七播種機的設計提供了參考。主要研究內容如下:(1)在查閱文獻基礎上確定了單行氣吹式排種器結構方案,設計了氣吹式排種器的結構,利用型孔上下端的氣流能夠形成壓差,從而實現(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)學模型,確定了清種風壓的最小范圍。(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上,采用仿真模擬確定了能夠實現(xiàn)單粒精播所需要的風壓范圍,為后期選取試驗風壓提供了參考;陔x散元和計算流體力學理論,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動規(guī)律,通過仿真試驗,確定了型孔最佳結構參數(shù)。(3)采用單因素試驗方法,分析了試驗因素種層高度、作業(yè)速度、清種風壓對合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)的影響規(guī)律,確定了試驗因素的取值范圍。通過三因素四水平的正交試驗,以合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)為試驗評價指標,得出了試驗因素的主次順序,依次為種層高度、作業(yè)速度、清種風壓。利用Design-Expert軟件對試驗結果進行數(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)量和簡化播種機結構,設計了一種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行排種器進行臺架試驗,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,采用三因素二次旋轉正交組合試驗,建立了各因素與試驗指標之間回歸模型,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,驗證出氣吹式排種器對于種子大小要求不嚴格,適用于播種三七種子。
【圖文】:
第二章 單行氣吹式排種器的設計器是氣吹式播種機的核心部件,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,易于實現(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計結構與工作原理器主要由排種輪、清種氣嘴、進種管、排種軸、示。
為排種輪角速度,rad/s;ξ 為充種角(°); 為清種角ψ 為護種角(°); 為投種角(°)。圖 2.2 排種輪結構參數(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系,由公式得:pcvlt = 2-=Dhlθc60-=Dhvπnpp孔充種時間,s為充種區(qū)弧長,mm
【學位授予單位】:昆明理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:S223.2
【圖文】:
第二章 單行氣吹式排種器的設計器是氣吹式播種機的核心部件,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,易于實現(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計結構與工作原理器主要由排種輪、清種氣嘴、進種管、排種軸、示。
為排種輪角速度,rad/s;ξ 為充種角(°); 為清種角ψ 為護種角(°); 為投種角(°)。圖 2.2 排種輪結構參數(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系,由公式得:pcvlt = 2-=Dhlθc60-=Dhvπnpp孔充種時間,s為充種區(qū)弧長,mm
【學位授予單位】:昆明理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:S223.2
【參考文獻】
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1 王金武;唐漢;王奇;周文琪;楊文盼;沈紅光;;基于EDEM軟件的指夾式精量排種器排種性能數(shù)值模擬與試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年21期
2 魏強;祁亞卓;相姝楠;;國內外精量播種機的發(fā)展現(xiàn)狀簡介[J];農機質量與監(jiān)督;2015年10期
3 李兆東;李姍姍;曹秀英;雷小龍;廖宜濤;韋躍培;廖慶喜;;油菜精量氣壓式集排器排種性能試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年18期
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5 李兆東;雷小龍;曹秀英;廖宜濤;廖慶喜;李姍姍;;油菜精量氣壓式集排器的設計與試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年07期
6 任闖;高筱鈞;蘇微;王增W,
本文編號:2619629
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