气送式排种器输种管内种子速度耦合仿真测定与试验

设计气流输送式排种系统时需确定种子速度,以小麦种子为试验对象,采用计算流体动力学和离散元耦合的方法在不同播种量与风速情况下对输种管内种子速度进行数值模拟。采用标准k-ε模型非稳态的Lagrangian耦合算法进行气固两相流耦合仿真,在台架试验中运用高速摄像技术对输种管内的种子运动过程进行图像采集,将采集的图像进行二值化、反色、差分、腐蚀去噪声等图像处理,根据种子面积与质心位置特征提取种子的移动距离,并计算得到种子实际运动速度。仿真模拟与试验表明,输种管内种子速度主要受风速影响,播种量对其影响很小;不同风速下输种管内种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.28%～6.06%,相同位置处不同风速种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.86%～5.70%,通过计算得到输种管内种子速度的修正系数平均值为0.95。基于气固两相流耦合的输种管内种子速度仿真具有较高的准确度,验证了基于EDEM-Fluent耦合仿真测定输种管内种子速度的可行性。