气吸式水稻芽种直播排种器的理论及试验研究

本文以气吸式排种器为研究对象,探讨了转速、真空度、吸孔孔数及孔径对排种性能的影响,采用均匀设计技术、计算流体力学软件FLUENT和高速摄像技术全面分析了气吸式排种器的工作过程,并采用模拟仿真和试验研究相结合的方法,探索了气吸式排种器的理论。 论文主要工作内容:综述了水稻种植机械的研究进展,概括了国内外精密播种技术及气吸式排种器技术的研究现状。进行了水稻芽种的物料特性研究。在对气吸式排种器的充种区和携种区进行动力学分析的基础上,采用均匀设计方法对研制的气吸式排种器进行了水稻芽种排种性能试验和参数优化研究;建立了水稻芽种吸孔孔径和排种盘上两吸孔之间距离的经验公式,发展了气吸式排种器的设计理论。首次利用计算流体力学软件FLUENT对气室整体流场进行了模拟,分析了影响流场的因素,模拟分析了种子吸附过程的运动轨迹和运动速度。应用高速摄像技术对气吸式排种器的工作过程进行了全面研究,分析了排种均匀性与种子姿态的关系及影响种子姿态的因素,探讨了充种机理并对清种过程进行了分析, 发现了水稻芽种在气吸式排种盘上的3 种姿态;证实了种子充填在表层进行;分析了种子在投种后产生粒距误差的主要因素;发现了排种盘的极限线速度可提高40%。最后,研制了新型双盘气吸排种器,其精播性能指标满足水稻芽种的农艺要求。本文的研究为进一步开发水稻芽种种植和其它作物的精密播种机奠定了基础。