吸盘式精密排种装置吸种过程气流场中种子受力研究槡-农业机械学报.PDF

２０１４年 ６月 农 业 机 械 学 报 第 ４５卷 第 ６期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１４．０６．０１５ 吸盘式精密排种装置吸种过程气流场中种子受力研究 １，２ １ ３ １ 龚智强 　陈　进 　李耀明　李建华 （１．江苏大学机械工程学院，镇江 ２１２０１３；２．巢湖学院电子工程与电气自动化学院，合肥 ２３８０００； ３．江苏大学农业工程研究院，镇江 ２１２０１３） 摘要：运用计算流体动力学软件 Ｆｌｕｅｎｔ研究了吸种区域气流场中的种子颗粒受力。选取相对压力、吸孔孔径、种子 与吸孔的距离、种子姿态４个因素进行正交仿真试验，分析排种装置工作参数对气流场中颗粒受力的影响。建立 了种子颗粒在气流场中受力数学模型，得出影响种子颗粒受力的因素主次顺序为：种子与吸孔的距离、种子姿态、 相对压力、吸孔孔径。吸孔吸附距离范围为０３４～１９０ｍｍ。在精密排种装置试验台上进行试验，试验结果与理论 分析基本吻合，表明了所建模型的正确性。 关键词：盘式精密排种装置　气吸振动　数值模拟　颗粒受力 中图分类号：Ｓ２２３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１４）０６００９２０６ 子姿态４个因素进行气流场中单颗粒种子受力正交 　　引言 仿真试验，得出各因素对种子受力的影响，建立种子 气吸振动盘式精密排种装置吸种及携种过程 在气流场中受力数学模型。 中，吸种盘内为负压，通过负压气流作用力将种子吸 ［１－２］ １　排种装置气流场及流体动力学理论 附在吸种盘盘面吸孔上 。排种装置吸种部件整 体吸附性能与诸多因素密切相关，其中主要包括相 气体密度随着压强或温度的变化而变化的性 对压力、吸孔孔径、种子与吸孔的距离、种子吸附姿 质，叫做气体的压缩性，它是气体的重要属性，通常 态。吸种盘的相对压力、吸孔孔径是影响排种装置 用马赫数来判别流动气体是否可压缩［１１－１３］。马赫 气流场的主要因素，种子颗粒在种盘振动激励作用 数是流场中任意一点的速度ｖ与该点处声速 ａ的比 下产生“沸腾”运动，种子之间碰撞关系复杂，不同 值，用Ｍａ表示，Ｍａ小于０３时的气体绝热流动，可 吸孔吸附的种子姿态差异较大，这些因素直接关系 作为不可压缩来处理，马赫数大于等于０３时，应作 到种子颗粒的吸附及携种过程的稳定性。有学者在 为可压缩来处理。Ｍａ表达式为 ［３－４］ 计算小颗粒种子受力时，假设颗粒为球形体 ，但 ２ ｖ ｖ Ｍａ＝ ＝ （１） 超级稻种子为非球形颗粒，因此在进行颗粒受力计 ａ ＫＲＴ 槡 算时不能简化为球形颗粒，应综合考虑吸种时吸附 式中　ｖ———流体速度，ｍ／ｓ 姿态的影响。目前精密排种装置气流场中种子颗粒 Ｋ———气体比热比 受力的理论计算结果与实际值存在一定偏差，吸种 Ｒ—