气吸式排种装置吸种孔的气流场分析——基于ANSYS

滚筒气吸播种装置吸孔的流场仿真及优化设计——基于Fluent,Gambit吕军;张祖立【摘要】滚筒体是整个气力式蔬菜穴盘播种装置的关键部件之一.播种机的工作质量主要是由其工作效率决定的.为此,利用滚筒气力式排种装置的理论和CFD分析软件Fluent对该装置的仿真分析结果,确定了适应要求的最佳滚筒吸气孔的孔型方案,旨为滚筒气力式蔬菜精密播种装置的进一步优化和改良提供了理论依据.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2013(035)009【总页数】4页(P82-85)【关键词】气流流场;仿真分析;滚筒;气力式排种装置;优化【作者】吕军;张祖立【作者单位】沈阳农业大学工程学院,沈阳110866;沈阳农业大学工程学院,沈阳110866【正文语种】中文0 引言滚筒排种部件是气力式滚筒蔬菜精密播种装置的主要工作部件，在滚筒的外围分布着与穴盘窝穴相对应的吸孔，在滚筒内部设有正负两种气压室。

播种装置在工作时，风机将负压室的空气吸走；种子靠负压室与大气压之间的压力差而吸附在滚筒口上，并随滚筒滚动。

当种子随滚筒转到与负压室隔开的正压室时，负压力被去除，种子靠重力的作用落入目标穴盘中。

由于现有的气力式滚筒蔬菜精密播种装置的播种性能还不理想，滚筒关键部件的一些设计形式还需要进一步研究。

为此，利用CFD分析软件Fluent分别对滚筒排种部件的3种孔型的吸孔气流流场进行数值模拟以及仿真分析，并结合实际问题，确定了滚筒吸种部件吸种孔型的最佳优化方案，为优化改良吸力精密播种装置提供了依据与参考。

1 滚筒排种装置的吸孔优化方案为确定合理的吸孔直径的尺寸范围，在模拟中选用大禹牛角王辣椒种子作为实验种子，随机取出50粒种子，分别测出其长度与宽度，计算后得到平均尺寸：长度为4.12mm，宽度为3.33mm。

测量值，如表1所示。

根据辣椒种子的直径测量值，结合按位设置的实际情况，将外滚筒的吸孔直径设定为1mm，内滚筒的吸孔直径设定为1.5mm。

气吸式排种器导种装置仿真分析及试验研究李渤海ꎬ衣淑娟ꎬ牟忠秋ꎬ陶桂香ꎬ毛㊀欣(黑龙江八一农垦大学工程学院ꎬ黑龙江大庆㊀１６３３１９)摘㊀要:为了提高排种质量及排种器导种性能ꎬ对排种器的导种管进行了仿真和试验研究ꎮ利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ㊁Ｅｄｅｍ和ｏｒｉｇｉｎ软件ꎬ模拟玉米种子在导种管中运动ꎬ得出不同排种盘转速条件下ꎬ种子的不同轨迹ꎬ再将轨迹㊁速度数据进行导出和绘制ꎬ发现随排种盘转速的增加种子的水平方向上位移逐渐增加ꎬ当转速大于２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ种子水平位移出现大幅度的偏移ꎮ最后ꎬ利用高速摄像进行在线拍摄ꎬ并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的水平偏移位移不同ꎬ并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的轨迹方程及方程相关系数ꎬ相关系数均大于９９％ꎮ关键词:排种器ꎻＥＤＥＭꎻ高速摄像ꎻ台架试验中图分类号:Ｓ２２３.２ꎻＳ２２０.３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０２０)１１－０１５０－０５０㊀引言影响玉米产量的因素有很多ꎬ如水分㊁土壤㊁化肥㊁气候㊁玉米种子质量的优劣和先进的玉米栽培技术等[１]ꎮ然而ꎬ纵观整个玉米生产过程ꎬ除了以上外在环境及自身因素影响外ꎬ最重要的影响因素之一是播种质量ꎮ玉米免耕播种作业过程中ꎬ种子的运动速度是影响播种质量的主要因素之一ꎬ速度的快慢决定了排种的效率ꎮ研究表明:随着排种盘转速的增加ꎬ种子在导种管中的轨迹变得越发复杂ꎬ可控性降低ꎬ同时排种株距的均匀性也大大降低[２]ꎮ本文以导种管为研究对象ꎬ借助Ｅｄｅｍ软件模拟种子在排种过程的运动情况[３]ꎬ通过改变玉米种子在导种管的初始速度达到排种盘转速不同的效果ꎬ分析种子在导种管中的运动轨迹及运动速度ꎬ得到玉米种子不同转速下的运动规律[４]ꎻ再利用高速摄像技术对试验台上的排种器进行在线拍摄ꎬ通过Ｔｅｍａ软件和Ｅｘｃｅｌ软件对拍摄的视频进行分析和绘制ꎬ得出玉米种子的轨迹拟合方程以及方程的相关系数ꎮ１㊀导种管的仿真分析１.１㊀导种管的形状收稿日期:２０１９－０５－２７基金项目: 十三五 国家重点研发计划项目(２０１６ＹＦＤ０７０１８０１－０２)ꎻ黑龙江省博士后科研启动项目(ＬＢＨ－Ｑ１７１３８)ꎻ黑龙江八一农垦大学三纵三横项目(ＺＲＣＰＹ２０１８０６)作者简介:李渤海(１９７１－)ꎬ男ꎬ四川武胜人ꎬ副教授ꎬ工学硕士ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)２６６２９５９７２５＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ通讯作者:衣淑娟(１９６５－)ꎬ女ꎬ山东栖霞人ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｙｉｓｈｕｊｕａｎ＿２００５＠１２６.ｃｏｍꎮ采用圆弧与多段线相切的导种管ꎬ整个排种管的高度为４３０ｍｍꎬ宽度为６０ｍｍꎬ厚度为５０ｍｍ具体形状尺寸如图１所示ꎮ图１㊀导种管模型Ｆｉｇ.１㊀Ｍｏｄｅｌｏｆｓｅｅｄｉｎｇｔｕｂｅ１.２㊀Ｅｄｅｍ中仿真前处理１.２.１㊀种子模型通过对玉米种子的外形轮廓进行三维测绘ꎬ统计１００粒玉米种子并将得到的三维模型长㊁宽㊁高数据取其平均值ꎻ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件绘制出玉米种子的三维模型ꎬ将模型导出为ｘ＿ｔ格式的文件ꎬ在Ｅｄｅｍ软件中导入ｘ＿ｔ格式的玉米种子模型ꎬ将其设定为模板ꎬ进入颗粒填充界面ꎻ采用Ｅｄｅｍ中的小球颗粒进行填充ꎬ总共采用了３３个小颗粒替换[５]ꎬ具体如图２所示ꎮ图２㊀玉米种子仿真模型Ｆｉｇ.２㊀Ｃｏｒｎｓｅｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ在设置好种子模型后ꎬ导入ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件绘制好的导种管模型ꎬ调整好到导种管的安装角度ꎬ保存数据ꎮ１.２.２㊀仿真参数设定在进行Ｅｄｅｍ仿真开始前ꎬ需要先确定相关材料的属性及在仿真过程中所涉及的相关参数ꎮ查阅相关资料ꎬ结合试验材料得到相关的试验数据ꎬ具体参数如表１所示ꎮ参考表１中的数据ꎬ将相关材料参数设定到Ｅｄｅｍ材料属性中ꎬ添加材料间的接触属性ꎬ在接触模型上ꎬ采用默认的Ｈｅｒｔｚ－Ｍｉｎｄｉｎ(ｎｏｓｌｉｐ)ｂｕｉｌｔ－ｉｎ模型ꎮ设定重力加速度沿着ｚ轴负方向９.８１ｍ/ｓ２ꎬ如图３所示ꎮ表１㊀材料力学特性Ｔａｂｌｅ１㊀ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ材料参数材料泊松比剪切模量/Ｐａ密度/ｋｇ ｍ－３接触参数碰撞形式恢复系数静摩擦因数动摩擦因数玉米０.４０１.７７∗ｅ８１１８０玉米 玉米０.１８２０.４３１０.０７８２导种管０.４５１.０∗ｅ６１０００玉米 导种管０.７０９０.５０００.０６００１.２.３㊀颗粒工厂设置仿真前ꎬ在导种管的上方近似排种盘投种的位置建立一个虚拟的ｂｏｘꎬ用于模拟排种盘投种玉米种子的状态ꎮ为了更加符合实际播种场景ꎬ采用动态颗粒工厂模式随机生成１０粒/ｓ玉米籽ꎬ总共生成２０粒玉米籽ꎬ设定种子下落的初速度为条件变量[６]ꎮ１.２.４㊀仿真计算设置进入Ｅｄｅｍ仿真界面ꎬ初步取仿真的步长为１.２ˑ１０－６ｓꎬ仿真总时间为３.０ｓꎬ同时每隔０.０１ｓ保存数据一次ꎬ设定计算网格的尺寸为３Ｒｍｉｎꎬ调整仿真界面视图ꎮ(ａ)㊀导种管参数(ｂ)㊀玉米参数图３㊀参数设定Ｆｉｇ.３㊀Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇ１.２.５㊀仿真数据导出进入到Ｅｄｅｍ的后处理面板ꎬ在Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ面板中挑选相应的玉米颗粒ꎮ进入到数据导出界面ꎬ选择需要导出数据的轨迹坐标ꎬ以及相应的速度大小ꎬ具体如图４所示ꎮ１.３㊀仿真结果分析１.３.１㊀轨迹分析观察仿真的玉米种子轨迹ꎬ将得到的轨迹数据导出ꎬ运行ｏｒｉｇｉｎ软件绘制相应的下落轨迹图ꎬ如图５所示ꎮ(ａ)㊀速度导出(ｂ)㊀轨迹导出图４㊀数据导出Ｆｉｇ.４㊀Ｄａｔａｏｕｔｐｕｔ图５㊀导种管中玉米种子轨迹Ｆｉｇ.５㊀Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｃｏｒｎｓｅｅｄｓｉｎｓｅｅｄｇｕｉｄｅｔｕｂｅ从轨迹图中可以看到:随着排种盘转速的增加ꎬ种子在水平方向上的位移也在逐渐增加ꎬ与圆弧部分接触的点滞后ꎬ而轨迹在圆弧接触后变得相对平缓ꎬ波动降低ꎬ整体稳定沿着导种管口排出ꎻ种子在整个下落过程中所需的时间基本上是一致的ꎬ在３１０~３２０ｍｓ之间ꎬ可知种子在导种管中的运动时间与排种盘给定的速度无关ꎻ随着转速的增加ꎬ种子在水平方向的偏移也在增加ꎬ当排种盘的转速大于２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ种子在水平方向上的位移出现大幅度的偏移ꎮ将某时刻不同转速时种子的运动轨迹图导出ꎬ如图６所示ꎮ(ａ)１７ｒ/ｍｉｎ(ｂ)２１ｒ/ｍｉｎ(ｃ)２４ｒ/ｍｉｎ(ｄ)２７ｒ/ｍｉｎ(ｅ)３０ｒ/ｍｉｎ图６㊀导种管中种子分布图Ｆｉｇ.６㊀Ｓｅｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｔｕｂｅ结合种子的运动轨迹及在导种管中某一时刻的分布情况可以得出:种子在直线部分是沿着导种管内做平抛运动ꎻ当种子接触到导种管底部圆弧部分时ꎬ轨迹发生改变ꎬ沿着圆弧切线方向运动ꎻ随着排种盘转速增加ꎬ种子会滞后与导种管曲线部分接触ꎮ㊀㊀通过观察种子在导种管的运动情况可知ꎬ种子在导种管中运动情况基本符合佟超研究中的又滚又滑模型ꎬ其运动微分方程为ｍｄｖｄｔ＝ｍｇｓｉｎα－μｍｇｃｏｓα(１)设导种管的曲线函数为ｙ＝ｆ(ｘ)ꎬ则种子在某点处的斜率为ｔａｎβ＝ｄｘｄｙꎬ则ｄｖｄｔ＝ｄｖｄｓ ｄｓｄｔ＝ｖｄｖｄｓ(２)ｄｓ＝１＋(ｄｙｄｘ)２ｄｘ(３)ｖｄｖ＝(ｄｙｄｘ－μ)ｇｄｘ(４)由定积分的初始条件ｔ＝０㊁ｘ＝０㊁ｙ＝０得种子在出口处的速度为ｖ＝２ｇ(ｙ－μｘ)＋ｖ２ｏ(５)式中㊀ｘ 种子从出口到入口水平方向的距离ｍꎻ㊀ｙ 种子从出口到入口竖直方向的距离(ｍ)ꎻ㊀ｖ０ 种子入口速度(ｍ/ｓ)ꎻ㊀ｇ 重力加速度ꎬ取９.８１ｍ/ｓ２ꎻ㊀μ 种子与导种管的摩擦因数ꎮ由式(５)可知:当导种管固定不变时ꎬ种子的运动落地速度是均匀变动的ꎬ与种子入口速度成正比ꎮ１.３.２㊀速度分析Ｅｄｅｍ后处理面板中分别将单个颗粒的平均速度按照时间顺序进行导出ꎬ将导出的数据取平均值ꎬ分别得到５个水平下种子的水平速度ꎬ如图７所示ꎮ图７㊀不同转速下种子速度与时间关系图Ｆｉｇ.７㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｓｅｅｄｓｐｅｅｄａｎｄｔｉｍｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓ由图７可知:速度是间断变化的ꎬ首先种子由颗粒工厂产生以一定的初速度运动进入到导种管内ꎬ并保持相同的速度沿着导种管内壁下落ꎬ途中会与导种管发生接触碰撞ꎻ当种子到达导种管的圆弧部分时ꎬ速度发生剧烈变化ꎻ随着排种盘转速的增加ꎬ种子与导种管的接触碰撞就会滞后ꎬ种子在水平方向速度的振荡幅度也在增加ꎻ当排种盘转速大于２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ种子在二次振荡中幅度也在增加ꎬ而随着转速继续增加ꎬ种子会持续振荡ꎬ直至沿着导种管口弹出ꎻ最终种子落地的水平速度变化较为明显ꎬ此时有可能得到与机车前进速度大小相等㊁方向相反的水平分速度ꎬ进而实现零速投种ꎮ２㊀试验２.１㊀试验材料与设备试验所选用的排种器型孔数为３３孔ꎬ孔径为６ｍｍꎬ导种管型号跟仿真一致总长为４３０ｍｍꎬ宽度为６０ｍｍꎬ厚度为５０ｍｍꎮ测试设备采用ＪＰＳ－１２型试验台ꎬ具体如图８所示ꎮ图８㊀现场试验图Ｆｉｇ.８㊀Ｔｅｓｔｃｈａｒｔ２.２㊀结果与分析图９为不同转速条件下ꎬ玉米种子落入导种管时位置图ꎮ(ａ)１７ｒ/ｍｉｎ(ｂ)２１ｒ/ｍｉｎ(ｃ)２４ｒ/ｍｉｎ(ｄ)２７ｒ/ｍｉｎ(ｅ)３０ｒ/ｍｉｎ图９㊀导种管中种子分布图Ｆｉｇ.９㊀Ｓｅｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｔｕｂｅ由图９可知:排种盘转速为１７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ玉米种子紧贴导种管直线部分下滑ꎻ当排种盘转速为２１ｒ/ｍｉｎ时ꎬ玉米种子与导种管直线部分有少于偏离ꎬ随着排２０２０年１１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１１期种盘转速的依次增加ꎬ种子偏离导种管直线部分越来越远ꎻ当排种盘转速大于２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ种子水平位移出现大幅度的偏移ꎬ试验结果与仿真结果保持一致ꎮ为了更加直接观察到不同排种盘转速的投种轨迹变化规律ꎬ通过ＴＥＭＡ软件的建模㊁分析ꎬ可以直接导出在不同排种盘转速时玉米种子的投种Ｘ㊁Ｙ的位移坐标值ꎬ再利用Ｅｘｃｅｌ软件求出不同转速时玉米种子的投种轨迹图及轨迹公式ꎮ以种子下落水平位移为Ｘ轴ꎬ以竖直位移为Ｙ轴ꎬ玉米种子从排种盘下落到接近导种管曲线部分的轨迹ꎬ如图１０所示ꎮ图１０㊀不同排种盘转速玉米种子的落种轨迹Ｆｉｇ１０㊀Ｓｅｅｄｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｉｚｅｓｅｅｄｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｗａｒｄｓｐｅｅｄ由图１０可知:不同排种盘转速条件下玉米种子的运动轨迹呈抛物线型ꎬ具体的拟合方程及方程的相关系数如表２所示ꎮ表２㊀落种轨迹拟合方程及方程的相关系数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｆｉｔｔｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｅｅｄｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎ转速/ｒ ｍｉｎ－１拟合方程式方程的相关系数１７ｙ１７＝－１３.１９ｘ３＋９６.１８ｘ２－２６０.６８ｘ＋２５３.２８Ｒ１７２＝０.９９９７２１ｙ２１＝－１２.３５２ｘ３＋９７.３８ｘ２－２７４.６５ｘ＋２６７.７４Ｒ２１２＝０.９９７５２４ｙ２４＝－５.５５８６ｘ３＋３９.９９３ｘ２－１０９.３４ｘ＋１０８.０７Ｒ２４２＝０.９９９７２７ｙ２７＝－４.２１１４ｘ３＋３３.５６９ｘ２－１００.４３ｘ＋１０６.６３Ｒ２７２＝０.９９９９３０ｙ３０＝－０.８３２９ｘ３＋４.２９５５ｘ２－７.１７１８ｘ＋１.７２０９Ｒ３０２＝０.９９９６㊀㊀方程的相关系数分别为Ｒ１７２＝０.９９９７ꎬＲ２１２＝０.９９７５ꎬＲ２４２＝０.９９９７ꎬＲ２７２＝０.９９９９ꎬＲ３０２＝０.９９９６ꎮ各拟合方程的相关系数均大于０.９９ꎬ玉米种子运动轨迹拟合度很好ꎮ３㊀结论１)当种子以一定的初速度落入导种管后ꎬ会以一定的水平初速度沿着导种管内壁运动ꎬ随着转速的增加ꎬ种子与导种管的接触碰撞就会滞后ꎬ种子水平偏移量会逐渐增加ꎬ影响种子的运动轨迹与落地速度ꎮ２)当排种盘的转速不超过２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ排种效果较好ꎬ水平方向的位移偏移量较少ꎬ种子的整体速度变化较为平缓ꎬ可以保证种子沿着导种管内壁平滑排出ꎬ排种较均匀ꎮ３)随着排种盘转速的增加ꎬ落地的水平速度逐渐增加ꎬ当排种盘的转速超过２７ｒ/ｍｉｎ时ꎬ在导种管速度变化剧烈ꎬ落地的水平速度也较大ꎬ有可能实现零速排种ꎮ４)当排种盘的速度高于３０ｒ/ｍｉｎ时ꎬ排种的效率提高ꎬ但会出现碰撞现象ꎬ因此可以通过改变导种管的曲线形状或安装角度来减少碰撞数量ꎬ提高排种的效率ꎮ５)利用高速摄像技术进行在线拍摄得出:随着排种盘转速增加ꎬ种子水平的偏移量越来越大ꎬ但种子到达地面的时间基本上是一致的ꎬ试验结果与仿真一致ꎮ６)在相同条件下ꎬ建立了排种盘转速分别为１７㊁２１㊁２４㊁２７㊁３０ｒ/ｍｉｎ时与各自的竖直和水平位移之间的关系ꎬ并利用Ｔｅｍａ软件和Ｅｘｃｅｌ软件得出种子的拟合方程及方程相关系数ꎬ相关系数均大于９９％ꎮ参考文献:[１]㊀宋婷.玉米产量影响因素及种植改良[Ｊ].南方农业ꎬ２０１４ꎬ８(１２):６－７.[２]㊀王乐ꎬ邱立春ꎬ李永奎.玉米种子在导种管中运动过程的高速摄像分析[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１０ꎬ３２(１０):１３０－１３２. [３]㊀周金华ꎬ赖庆辉ꎬ高筱钧.滚轮圆刷式三七精密排种器的仿真分析与试验验证[Ｊ].浙江大学学报(农业与生命科学版)ꎬ２０１６ꎬ４２(４):５０９－５１６.[４]㊀陈学庚ꎬ钟陆明.气吸式排种器带式导种装置的设计与试验[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１２ꎬ２８(２２):８－１５. [５]㊀王云霞ꎬ梁志杰ꎬ张东兴ꎬ等.基于离散元的玉米种子颗粒模型种间接触参数标定[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１６ꎬ３２(２２):３６－４２.[６]㊀崔涛ꎬ刘佳ꎬ杨丽ꎬ等.基于高速摄像的玉米种子滚动摩擦特性试验与仿真[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１３ꎬ２９(１５):３４－４１.(下转第１６１页)２０２０年１１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１１期２０２０年１１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１１期(ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｄｅｒｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＺｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｆｏｒｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｚｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒａｗｂｅｒｒｙｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅꎬｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｅｌ￣ｅｖａｔｅｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬｓｔｒａｗｂｅｒｒｙｐｌａｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｐｅｓｔｃｏｎｔｒｏｌꎬａｐｅｎｄｕｌａｒｓｍａｌｌｓｐｒａｙｅｒｆｏｒｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒａｗｂｅｒｒｙｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ.ＴｈｅＣＦＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｄｒｏｐｌｅｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｄｉｆ￣ｆｅｒｅｎｔａｎｇｌｅｓａｎｄｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓꎬｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌａｒｇｅｒｔｈｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅａｎｇｅｒꎬｔｈｅｆａｒｔｈｅｒｔｈｅｄｒｏｐｌｅｔｄｅｐｏｓｉ￣ｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅꎬｔｈｅｄｒｏｐｌｅｔｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｓｐａｃｅｃａｎｂｅｒｅｇａｒｄｅｄａｓａｃｏｎｉｃａｌｆｏｇｃｏｌｕｍｎ.Ｗｈｅｎｔｈｅａｎｇｌｅｉｓ１０ʎ－５０ʎａｎｄｔｈｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｓ１２ｍ/ｓꎬｄｒｏｐｌｅｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔꎬａｎｄｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｐｒａｙｒａｎｇｅｉｓｔｈｅｗｉｄｅｓｔꎬｔｈｅｓｐｒａｙｉｎｇｒａｎｇｅｉｓ０.５－５.１ｍꎬｔｈｉｓｐｒｏｖｉｄｅｓａｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｆｉｅｌｄｓｐｒａｙｅｄｔｅｓｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅꎬｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｔｈａｔｄｒｏｐｌｅｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｗｉｎｄｓｐｅｅｄꎬａｎｄｓｈｏｗ ｎｅａｒｌａｒｇｅａｎｄｆａｒｓｍａｌｌ ｉｎｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃ ｗａｖｙｌｉｎｅ ｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ.ｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｖｅｌｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ０.５ｍ/ｓａｎｄｔｈｅｓｗｉｎｇｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ１５ʎ/ｓꎬｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｃｏｖｅｒａｇｅｒａｔｅｏｆｄｒｏｐｌｅｔｓａｒｅｔｈｅｂｅｓｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｆａｃｉｌｉｔｙａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎻｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒａｗｂｅｒｒｙꎻｓｐｒａｙｅｒꎻｓｗｉｎｇ(上接第１４９页)ＡｂｓｔｒａｃｔＩＤ:１００３－１８８Ｘ(２０２０)１１－０１４５－ＥＡＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＧｒｏｏｖｅＦｏｒｍｉｎｇｏｆＳｅｅｄｌｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＥＤＥＭＸｉａｏＳｈｉｘｉｏｎｇꎬＸｉａｏＭｉｎｇｔａｏꎬＳｕｎＳｏｎｇｌｉｎꎬＣｈｅｎＢｉｎ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｕｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０１２８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｈｉｇｈｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙｏｆｒａｐｅｓｅｅｄａｎｄｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｍａｃｈｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｒｉｃｅ－ｏｉｌｒｏｔａｔｉｏｎｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｏｆＣｈｉｎａ.Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｓｅｅｄｌｉｎｇｓｉｎｓｅｅｄｌｉｎｇｔｒｅｎｃｈｗａｓｐｒｏ￣ｐｏｓｅｄ.ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｅｅｄｌｉｎｇｇｒｏｏｖｅꎬＥＤＥＭｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｅｄｌｉｎｇｇｒｏｏｖｅ.ＥＤＥＭｓｏｉｌｍｏｄｅｌｗｉｔｈｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ３０％ａｎｄ１２％ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ.Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒ￣ｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌａｔ２ｃｍꎬ４ｃｍꎬ６ｃｍａｎｄ８ｃｍｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ.Ｉｔｗａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓａｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｃｏｈｅｓｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｒｅｔｕｒｎｒａｔｅ.Ｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｆａｃｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ￣ｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｌｏｓｅꎬｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｒａｎｓｐｌａｎｔꎻｒａｐｅꎻｇｒｏｏｖｅꎻｆｏｒｍｉｎｇꎻｓｏｉｌｒｅｔｕｒｎｒａｔｅ(上接第１５４页)ＡｂｓｔｒａｃｔＩＤ:１００３－１８８Ｘ(２０２０)１１－０１５０－ＥＡＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＳｅｅｄＧｕｉｄｅＤｅｖｉｃｅｏｆＡｉｒ－ｓｕｃｔｉｏｎＭｅｔｅｒｉｎｇＤｅｖｉｃｅＬｉＢｏｈａｉꎬＹｉＳｈｕｊｕａｎꎬＭｕＺｈｏｎｇｑｉｕꎬＴａｏＧｕｉｘｉａｎｇꎬＭａｏＸｉｎ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＢａｙｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＤａｑｉｎｇ１６３３１９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｅｄｍｅｔｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｅｅｄｇｕｉｄｅꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｓａｎｄｔｅｓｔｓｔｈｅｓｅｅｄｇｕｉｄｅｔｕｂｅｏｆｓｅｅｄｍｅｔｅｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ.ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓꎬＥＤＥＭａｎｄＯｒｉｇｉｎｓｏｆｔｗａｒｅｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｅｅｄｓｉｎｔｈｅｓｅｅｄｇｕｉｄｅｔｕｂｅ.Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｄａｔａｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄａｎｄｄｒａｗｎ.Ｉｔｗａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｅｅｄｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｓｅｅｄｍｅｔｅｒｉｎｇｔｒａｙ.Ｗｈｅｎｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ２７ｒ/ｍｉｎꎬｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｅｅｄｓｗｉｌｌｂｅｇｒｅａｔｌｙｏｆｆｓｅｔ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｂｅｎｃｈｔｅｓｔｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｃａｍｅｒａａｒｅｉｎａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｅｅｄｍｅｔｅｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅꎻＥＤＥＭꎻｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｃａｍｅｒａꎻｂｅｎｃｈｔｅｓｔ。

气吹式小粒种子精量排种器气室仿真
胡靖明;杨梅;孙步功;姚亚萍
【期刊名称】《林业机械与木工设备》
【年(卷),期】2016(44)7
【摘要】设计了一种用于小粒种子气力精量排种流场分析的排种器气室模型,该模型分为有平衡气孔和无平衡气孔两种.采用ANSYS/CFX/FLUENT对排种器气室的流线和压力分布进行仿真分析,仿真结果表明:设置有平衡气孔的气室比未设置平衡气孔的气室更有利于降低气室气流压力波动,使气室压力分布更加稳定.
【总页数】3页(P12-14)
【作者】胡靖明;杨梅;孙步功;姚亚萍
【作者单位】甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】S776.22
【相关文献】
1.气力式一器双行精量排种器气室流场的仿真与试验 [J], 颜秋艳
2.内充气吹式油菜精量排种器气室流场仿真与试验 [J], 廖庆喜;杨波;李旭;廖宜涛;张宁
3.气力式小粒径种子精量排种器吸种效果影响因素研究 [J], 廖宜涛;廖庆喜;王磊;郑娟;高丽萍
4.气吹投种的气吸滚筒式精量排种器设计与试验 [J], 姜有忠;侯晓晓;赵永满;胡斌;罗昕;陈永;张欢
5.气吸式小粒蔬菜种子精量穴播排种器优化设计与试验 [J], 曾山;文智强;刘伟健;徐卓;何思禹;汪沛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

张宇乾，李贵荣，张成尧，等．轴流气吸式排种器的设计与试验［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（１６）：１７９－１８７．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．１６．０２５轴流气吸式排种器的设计与试验张宇乾，李贵荣，张成尧，杨文彩，刘　峰，张海东（云南农业大学机电工程学院，云南昆明６５０２０１） 摘要：针对传统气吸式排种器负压沿程损失大、结构复杂等问题，基于轴流风机原理及流体力学相关理论设计了一种不需要配备真空泵及配套管道设施的轴流气吸式排种器，简化了排种器结构。

建立排种器型孔处种子的力学模型；以大叶香菜种子为排种对象，基于三维建模软件、ＣＦＤ相关软件进行结构设计与数值模拟，确定了排种器关键部件的结构参数；搭建排种器试验台架，以扇叶转速、排种盘转速、型孔数量为影响因子，以种子吸附率为性能指标，进行三因子三水平二次回归正交试验，利用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ软件建立各影响因子与性能指标之间的回归模型，分析了各个因子对排种性能的影响规律。

采用主目标函数法进行了优化，确定了最佳参数组合为扇叶转速１９１４ｒ／ｍｉｎ、排种盘转速１１ｒ／ｍｉｎ、吸种型孔数量１８个，此时理论种子吸附率为９２．８１％。

以此参数组合在试验台上进行试验验证，结果显示种子吸附率平均值为９２．２２％，与理论结果基本相符。

该排种器可以满足蔬菜精密播种对排种器的性能要求。

关键词：轴流气吸；排种器；计算流体动力学（ＣＦＤ）；数值模拟；正交试验 中图分类号：Ｓ２２３．２＋３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）１６－０１７９－０８收稿日期：２０２２－１１－２８基金项目：云南省重大科技专项（编号：２０２１０２ＡＥ０９００４２－０６、２０１８ＺＣ００１－４）。

作者简介：张宇乾（１９９５—），男，浙江绍兴人，硕士研究生，研究方向为农业装备设计制造。

Ｅ－ｍａｉｌ：５９８２２０６４５＠ｑｑ．ｃｏｍ。

通信作者：张海东，副教授，研究方向为农业装备设计制造、农产品品质无损检测。

第4期（总第376期）2021年4月No.4 APR文章编号：1673-887X(2021)04-0048-02气吸式精密排种器的试验研究王妍静（沈阳理工大学，辽宁沈阳110026）摘要文章以我国W农业基地近几年来新引入的精密单体排列播种机为研究对象，对精密播种机的各排种部位的计算精度进行分析检验，结果显示，精密播种机的各排种单体精度的大小会随着时间的不断推移产生变化。

关键词气吸式；排种器；实验研究中图分类号S223.2文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2021.04.021Experimental on Air Suction Precision Seed Metering DeviceWang Yanjing(Shenyang Ligong University,Shenyang110026,Liaoning,China)Abstract：In this paper,the precision single row seeder newly introduced in an agricultural base in recent years is taken as the re‐search object,and the calculation accuracy of each seeding position of the precision seeder is analyzed and tested.The results show that the precision of each seeding unit of the precision seeder will change with time.Key words：air suction type,seed metering device,experimental study精密排种器在使用过程中，多播、少播、漏播和空穴的情况时有发生，尤其是在排种部位发生堵塞时，漏播和空穴的问题会更为严重。

基于计算机仿真的气吸式谷子精量排种器设计
池丹丹;杜雄;赵晓顺;郭超龙;桑永英
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2018(046)011
【摘要】为解决谷子传统条播方式导致的人工间苗费时费力问题,设计一种用于包衣谷子的气吸式精量穴播排种器,排种盘的吸种孔采用组孔的结构形式.运用软件ANSYS FLUENT对1.6、1.8、2.0 mm等3种不同孔径的排种器模型进行仿真分析,通过压力云图和流速矢量图对比分析可知,1.6 mm孔径的排种器流场较稳定,有利于提高吸排种的稳定性和均匀性.通过台架试验测试真空负压值和排种器转速对排种器的穴粒数合格率、穴距合格率、空穴率及穴距变异系数的影响得出,较理想的真空负压值、排种器转速分别为-0.8~-0.6 kPa、26~30 r/min.该排种器可实现谷子穴播,每穴播种3~5粒谷种,符合谷子精量穴播及农艺要求.
【总页数】5页(P183-187)
【作者】池丹丹;杜雄;赵晓顺;郭超龙;桑永英
【作者单位】唐山科技职业技术学院,河北唐山063000;河北农业大学机电工程学院,河北保定071001;河北农业大学机电工程学院,河北保定071001;河北农业大学机电工程学院,河北保定071001;河北农业大学机电工程学院,河北保定071001【正文语种】中文
【中图分类】S223.2+3
【相关文献】
1.基于气力式精量排种器的谷子吸种与排种试验
2.排种盘和负压腔室同步旋转气吸式玉米精量排种器设计
3.豆类作物一器双行气吸式高速精量排种器设计与试验
4.基于TRIZ理论的谷子精量排种器创新设计与试验
5.气吸式谷子精量穴播机排种器性能试验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。