吸盘式精密播种装置气力吸种部件流场仿真分析

以吸盘式精密播种装置为研究对象,应用CFD技术数值模拟吸种盘不同吸孔直径、气源真空度和气吸室形状下气力吸种部件内气流的压力场,并进行试验验证。仿真结果表明:较大的吸孔直径可提高吸种能力,但气吸室内压力呈不均匀分布趋势,影响吸种性能;较大的气源真空度有利于提高吸种能力,且不影响气吸室流场的均匀分布;气吸室形状对吸种能力和吸种均匀性均不造成影响。试验分析与仿真分析结果一致。对于自制吸盘式精密播种装置,播种水稻种子时吸种盘上吸孔孔径2.0 mm左右、真空度为6.7~15.0 kPa时具有较好的吸种效果。     

双吸盘小麦精密排种器参数设计与优化

为适应小麦精密播种的要求,对传统气吸式精密排种器进行改进,确定了各部件参数的取值范围。通过二次回归正交试验,分析吸孔直径、吸孔处压力和排种盘转速3个因素对合格率的影响,并建立了合格率的回归方程进行方差分析和拟合度检验。结果表明:影响小麦气吸式排种器合格率的因素依次为:排种盘型孔直径、吸孔处风压和排种盘转速;经回归方程优化得到各因素的最优组合为,吸孔直径2.6 mm、排种盘转速28.3 r/min、吸孔处压力2.28 kPa,此时排种器合格率达到97%,满足小麦精密播种的要求。改进后的小麦精密排种器结构简单,较传统气吸式精密排种器排种性能有较大提高。     

基于CFD的2BM-4型气吸式排种器气流场分析

课题主要为提高气吸式排种器吸种管的吸种效率,并分析影响吸种管在吸种作业中气流场变化的主要因素,以众荣公司2BM-4型气吸式播种机为例,对影响排种器吸种管的气流场进行分析探究,并借助fluent软件建立仿真模型,模拟吸种管的气流场的变化并进行分析,对其进行仿真模拟,同时进行数值分析计算,探究气流场内部走向对排种质量的影响,并对研究结果进行探究,找出最优组合,降低漏播率与重播率,从而给吸种管的结构设计并且提供合理化建议,为相关参数设定提供依据。仿真结果表明:锥形孔的吸种性能最佳,优于其他孔型;吸孔导程对吸种效果的影响并不明显;孔径越大,吸种能力越强。     

气吸式滚筒型排种器几个基本参数的试验研究

为了解决人参小行距精密播种的问题,我们研制了气吸式滚筒型排种器,运用正交试验的方法,通过台架试验,得到了不同吸孔直径时多因素的最优组合,可供设计者参考。     

正负压式精量排种器设计与仿真优化

针对机械式排种器伤种率高、均匀性差以及气吸式排种器易堵塞等问题,设计了1种滚筒正负压式排种器,并基于有限元法与离散元法对滚筒正负压式排种器的排种性能进行分析,利用Fluent仿真软件分析了吸种负压值、种孔直径以及每排种孔数目等结构参数对排种器性能的影响,通过径向截面压力图以及速度矢量图的分析得到排种器较优结构参数：种孔直径为2.0 mm,每排种孔数为28个,以及吸种负压范围为-4.0～-2.5 kPa;利用EDEM-Fluent耦合方法对种子颗粒运动轨迹以及排种器转速对种孔的吸种性能的影响进行了仿真,仿真发现合格率随着转速的增大先增加后减少,重播率以及漏播率相反,最终确定排种器较优转速在19 r/min到27 r/min之间。本文的研究可为精量排种器的设计提供参考。     

联合收割机吸运风机内气体运动数值模拟

气吸式4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机的吸运风机的能耗和噪声一般都较大。为了分析气体在风机内的运动规律,应用Fluent软件中的气体运动微分方程及标准的K-ω湍流模型,对吸运风机内气流流场进行了三维数值计算,得到了气体在吸运风机内的流动特征。分析发现气体从叶轮流入到蜗壳时,压力持续上升,由负压转为正压;在靠近叶轮外缘处速度很大,在靠近出口处逐渐降低;在风机后部涡流区面积、涡流强度相对较大。这些特征将为吸运风机的节能降噪设计提供参考依据。     

碰撞气吹式杂交水稻授粉机结构与参数优化

为实现杂交水稻制种辅助授粉机械化,试制了碰撞气吹式杂交水稻制种授粉机。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真技术对直径为50、55、60、65、70 mm的授粉管气吹孔气流速度进行数值模拟,结果表明,管径为60 mm授粉管的气吹孔气流速度实测值与模拟值相近且变化趋势一致,沿授粉管分布均匀。对气吹孔与击穗绳间距为50、100和150 mm的碰撞气吹式杂交水稻授粉机在气吹孔平均气流速度为9.35、11.82和15.07 m/s时进行田间授粉,结果表明:用该授粉机授粉后杂交水稻父本侧4行母本接收的花粉量和花粉分布均匀性均明显优于人工拉绳授粉;随着气吹孔与击穗绳间距和气吹孔平均气流速度的增加,4行母本接收的花粉总量增加,但当气吹孔与击穗绳间距增加至100~150 mm、气吹孔平均气流速度增加至11.82~15.07 m/s后,花粉量增加不明显;碰撞气吹式杂交水稻制种授粉机较佳参数为气吹孔与击穗绳间距100~150 mm,气吹孔平均流速11.82 m/s。     

种子在吸孔气流作用下受力的数学模型及其试验研究

本文着重研究气吸式排种器吸种过程中种子上受力的变化与吸孔距离的关系。通过流场的复势概念推导出种子受力的数学模型;利用相似模型试验方法测得了种子距吸孔间距离和种子在气流作用下所受力之间的关系。理论计算结果与实测结果基本一致,可供有关研究者参考。     

气吸式烟草精量装盘播种机的设计与试验

为了克服气吸式烟草装盘播种机播种精度不高,吸孔易堵塞,故障率较高的缺点,研制出了新型气吸式烟草精量装盘播种机.其气吸式烟草精量排种器采用内空的排种滚筒结构,滚筒内安装有固定不动的滚筒配流轴,二者之间形成负压区、常压区、高压区3个密闭空间,滚筒上的吸孔旋转到负压区时实现吸种,旋转到常压区实现投种,旋转到高压区清理吸孔.此外改进了现有基质的1次填充压穴为2次填充压穴,在出盘端增设了自动堆垛装置.试验结果表明:新型气吸式排种器,其空穴率＜1.5％,每盘单粒率≥82％,工作效率达600盘·h-1.     

四重滚筒式牧草干燥机结构优化

采用计算流体动力(CFD)技术对四重滚筒干燥机内的流场进行数值模拟。根据模拟结果分析筒体结构对流场的影响,发现气流运动方向与壁面所成角度是影响气流速度的重要因素,对优化后的流场进行数值模拟并加以分析,在原有结构的基础上增加弧形过渡面。结果表明,优化后干燥机内气流流畅运动,涡流减少,改善了干燥机性能。     

玉米根茬地杂豆垄作播种机的改进设计

在玉米根茬地,利用联合作业机起茬、破茬碎土、垄体深松、灭茬旋耕、起垄整形等多项作业,达到杂豆种植要求,采用大垄平台的栽培模式,改进设计气吸式播种机核心部件,使种子的间距、粒距(株距)及深度都达到精确分布,并在田间进行性能试验。研究结果表明,完全满足了杂豆"大垄平台"高产栽培技术要求,公顷保苗21~25万株·hm~(-2),株距合格率达到98%,且漏播率、重播率较低,播种质量高,满足播种质量的要求。     

油菜旋风式烘干机干燥筒内气力流场特性仿真分析

为了避免油菜旋风式烘干机作业时已达到烘干效果的油菜籽不能及时分离,导致油菜籽过度干燥,借助Ansys Fluent软件对油菜旋风式烘干机主要工作部件干燥筒的气力流场进行仿真分析,探究干燥筒的气流入口型式、入口气流速度及入口截面积大小等因素对干燥筒内油菜籽的分离性能的气力流场旋转强度、速度分量和压降等指标的影响规律。进一步预估并仿真分析油菜籽有效分离的干燥筒出口气流场特性,利用毕托管对干燥筒出口气流场风速进行测量,验证了该仿真模拟方法的正确性。结果表明:干燥筒气流入口型式采用蜗壳式所形成的气流场承载和分离物料能力优于切向式;当入口截面积一定时,速度越大,干燥筒内气流场分布更有利于物料分离;干燥筒入口截面积与压降呈正相关,并对出口段的气流速度有影响。对出口流场进行模拟和实测验证试验,其流场变化趋势基本一致,同一点位的流速模拟值与实测值的平均误差为6.58%,验证了所建立的干燥筒气力流场仿真模型的正确性。     

气吹式防堵大豆免耕播种机设计与试验

针对现有秸秆全量还田大豆免耕播种机常出现秸秆堵塞、架苗等问题,设计一种基于气吹式防堵大豆免耕播种机,此播种机采用风扇与浅旋刀配合方式,利用气流场将秸秆吹散,达到洁区免耕目的。利用EDEM和fluent软件,仿真验证机具三维模型,仿真结果均满足设计要求。田间试验结果表明,在播种机前进速度0.8 m·s~(-1),浅旋刀转速200 r·min~(-1),入土深度50 mm,风扇转速2 500 r·min~(-1)时气吹式防堵大豆免耕播种机秸秆清洁率为80.55%,晾籽率为0.95%,机具通过性良好。利用气流场解决播种过程秸秆堵塞、架苗等问题,填补大豆免耕播种机在该研究方向空白,为大豆免耕播种机设计提供参考。     

在用抽油杆服役期限的确定方法

应用疲劳强度理论和累积损伤理论,利用对使用不同年限抽油杆的常规机械性能的测试结果,由抽油杆的静特性去推测其疲劳特性。建立了抽油杆损伤因子的概念,提出了在用抽油杆服役期限的确定方法,为科学、合理地使用抽油杆提供了理论依据。     

Research on Virtual Simulation of Seeder

In this study, the modeling and simulating of seeder were researched, and the method of virtual designing of seeder using computer was implemented. Based on these, general method of seeder virtual simulation was implemented using eon studio. The virtual designing, operation showing of farm machinery can be operated on website.     

水平吸盘式水稻育秧精密播种装置吸种真空度的研究

为完善气吸式精密播种装置的设计理论,对水平吸盘式水稻育秧精密播种装置的吸种理论进行研究,建立了压力梯度力、吸种最小真空度和吸种最大真空度的数学模型。分析结果表明:吸种真空度与吸附力和压力梯度力呈线性相关关系,所需吸种最小真空度取决于吸孔结构和吸种距离;吸种最大真空度为47.797 kPa。在自制的水平吸盘式水稻精密播种装置试验台上进行试验,结果表明:增大吸种真空度可提高播种装置的吸种性能,当真空度为2.4～3.6 kPa时,吸种合格率>97%,空穴率<3%;该试验装置具有较好的吸种效果,满足吸种指标要求。     

育苗生产线气吸式播种系统模糊控制的研究

为保证气吸式播种系统的播种质量,对播种系统播种滚筒真空度的控制尤为重要. 该文简述了气吸式播种系统的构成及原理,并介绍了一种基于模糊控制方法的真空度自动控制系统,叙述真空度模糊控制器的设计思想,并对该二维模糊控制器采用MATLAB模糊工具箱进行动态仿真. 通过仿真研究可知,对气吸式播种系统播种滚筒真空度控制采用模糊控制的方法是可行的.      

播种机速度自动检测的硬件及软件设计

为提高播种机的工作质量和自动化水平,研究设计了一种播种机排种自动控制装置.本文报道其中的播种机工作速度自动检测装置.本检测系统采用了光电式转速传感器将机具前进速度信号转化成脉冲信号,输入单片机进行推理得出机具的前进速度.采用汇编语言和模块化的程序设计方法,开发出了一套能自动检测播种机在工作过程中前进速度的软件程序.实验表明,使用MCS—51系列单片机及传感器组成的硬件测试系统实现了对播种机速度的实时检测和显示.     

海洋立管错列涡激振动特性数值模拟

为了掌握海洋立管系统的涡激振动规律,发展了广义α法求解圆柱振动方程,增强了解法的稳定性,在改进特征线算子分裂(Characteristic Based Split,CBS)求解流场方程的基础上,提出了流-固耦合有限元解法计算涡激振动问题,并通过基准算例验证了解法的精度和稳定性。运用该解法数值模拟了低雷诺数下多种工况条件时两错列圆柱的涡激振动过程,结果表明:当攻角较小时,上游圆柱脱落的涡直接与下游圆柱相互作用,增加了下游圆柱上、下表面的压差,导致大尺度涡激振动现象,而此时下游圆柱的振动频率由上游圆柱的涡脱落过程决定;当攻角较大时,下游圆柱将脱离上游圆柱的尾迹区,其绕流流场、受力情况及振动频率均趋近于单圆柱情况。研究结果可为海洋立管系统布置的工程应用提供参考。     

国产免耕覆盖播种机的研制与试验

本文论述了国产免耕覆盖播种机的研制过程及该机工作部件的设计依据,试验和性能测定的结果等。经生产查定证明设计合理,结构紧凑,具有我国自己的特点,为大面积推广应用夏玉米免耕覆盖种植机械化技术提供了有力手段。