隨著種子質(zhì)量和裁培技術(shù)的提升,我國(guó)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)精量播種產(chǎn)生了迫切的需求。氣力式排種器由于種子適應(yīng)性好、適應(yīng)高速作業(yè)等優(yōu)勢(shì),已成為精量排種器的發(fā)展方向。目前氣力式排種器以單行排種為主,排種器無(wú)法與仿形機(jī)構(gòu)分離,具有振動(dòng)大、布局困難、調(diào)整繁瑣等問(wèn)題；氣力式排種器充種性能受種群移動(dòng)阻力影響較大,對(duì)于玉米等流動(dòng)性差的種子充種效果不佳。針對(duì)這些問(wèn)題,本文分析了充種區(qū)種群合理空間狀態(tài),提出了擾種式氣流結(jié)構(gòu),結(jié)合集中排種與氣送投種的特點(diǎn),研制了一種中央集排氣送式精量排種器。 該排種器改變了氣流進(jìn)入種群的方向,利用氣流擾動(dòng)種群,氣流由充種區(qū)下方進(jìn)入,使充種區(qū)處于膨松狀態(tài),種子流動(dòng)性好,充種性能可靠；利用正壓滾筒充種,可實(shí)現(xiàn)一器多行作業(yè),簡(jiǎn)化了播種機(jī)整體結(jié)構(gòu)；利用氣流輸送遠(yuǎn)距離投種,實(shí)現(xiàn)了排種器與仿形機(jī)構(gòu)的分離,振動(dòng)干擾小,高速作業(yè)時(shí)優(yōu)勢(shì)尤為明顯。 論文建立了傳統(tǒng)氣流結(jié)構(gòu)與擾種式氣流結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型,研究了種群狀態(tài)對(duì)充種性能的影響機(jī)理�；诹黧w力學(xué)繞流阻力原理,建立了正壓徑向充種過(guò)程的力學(xué)模型,得出了影響壓附性能的主要因素及影響規(guī)律。提出占據(jù)面積比例并對(duì)清種過(guò)程進(jìn)行分析,確定了影響清種的各項(xiàng)參數(shù)及相互關(guān)系。在理論分析基礎(chǔ)上,對(duì)排種器關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。 基于計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)排種器內(nèi)部流場(chǎng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,考察了中央集排氣送式排種器結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)分布的影響。分析了不同型孔數(shù)目、型孔直徑下的充種區(qū)流場(chǎng)特性,結(jié)合理論分析,確定了合理的型孔數(shù)目。對(duì)排種器整體流場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行了仿真分析,計(jì)算結(jié)果顯示不同排種行間的流場(chǎng)分布規(guī)律差異不大,充種區(qū)具有較高的壓力及氣流速度,符合設(shè)計(jì)要求。 對(duì)試制的中央集排氣送式精量排種器進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)。對(duì)4～5.5mm范圍內(nèi)的4種不同孔徑進(jìn)行了壓力、轉(zhuǎn)速試驗(yàn),試驗(yàn)表明,低速作業(yè)時(shí)4.5mm孔徑排種效果最好,所需壓力略高,但高速作業(yè)漏播嚴(yán)重；5.5mm孔徑充種性能及高速作業(yè)適應(yīng)性最好,所需壓力最低,但低速作業(yè)重播較多。考慮玉米播種對(duì)漏播容忍度低,確定孔徑為5.5mm。為解決5.5mm孔徑低速作業(yè)的重播問(wèn)題,對(duì)清種裝置進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn),確定了合理的清種距離為0.25mm。對(duì)優(yōu)化后的排種器進(jìn)行轉(zhuǎn)速試驗(yàn),優(yōu)化后與優(yōu)化前相比合格指數(shù)在低速段有大幅提高,高速作業(yè)時(shí)變化不大。與勺輪式、氣吹式、氣吸式排種器進(jìn)行了排種性能對(duì)比,在4～12km/h的作業(yè)速度內(nèi)中央集排氣送式排種器平均合格指數(shù)最高,充種性能優(yōu)越,能夠較好的適應(yīng)高速作業(yè)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S223.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2807350