【摘 要】
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气送式排种器具有结构轻简、高速高效、装卸种便捷等特点,被广泛应用于农业生产,可作为我国冬油菜轻简化种植播种机的排种装置。本文以油菜气送式排种系统为研究对象,利用气力输送理论、CFD-DEM耦合仿真方法以及台架试验等,分析了油菜种子在气送式排种系统的运动特点、分配特征以及流场分布,揭示了纵向输送管和导种管对分配过程的影响,进一步优化分配系统的结构参数。主要研究结论如下:（1）基于气力输送理论,得到油
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气送式排种器具有结构轻简、高速高效、装卸种便捷等特点,被广泛应用于农业生产,可作为我国冬油菜轻简化种植播种机的排种装置。本文以油菜气送式排种系统为研究对象,利用气力输送理论、CFD-DEM耦合仿真方法以及台架试验等,分析了油菜种子在气送式排种系统的运动特点、分配特征以及流场分布,揭示了纵向输送管和导种管对分配过程的影响,进一步优化分配系统的结构参数。主要研究结论如下:（1）基于气力输送理论,得到油菜种子的悬浮速度介于6.24～7.64 m/s之间,气送系统的入口风速为19.77m/s,压力损失为2606.94Pa,并分析了种子颗粒在排种系统中的运动特点以及建立了单粒子种子的随机选择模型。（2）采用CFD-DEM耦合仿真方法分析了气种流在分配器分配特点,从颗粒动力学的角度分析了油菜种子在分配器中运动规律,并从气流微观过渡的角度评估了流场特征。结果表明,采用合适的腔体大小、流线型的设计以及具有导流锥盖的分配器能够获得更好的气流过渡和流场分布,利于种子颗粒从分配器中有序迁移,降低种子颗粒在分配器碰撞频率和停留时间,避免种子颗粒的滞流以及降低压力损失,有助于改善分配效果;气流速度的增加改变了种子颗粒的碰撞特性,降低了种子颗粒的停留时间,但种子颗粒运动更快,合适的气流速度有助于提高分配器的分配效果。（3）分析了纵向输种管对分配性能的影响。仿真模拟发现带波纹管的纵向输种管对气流进行了拉升和压缩的行为,制造更多的湍流效果,改变了种子颗粒的运动特点,降低了种群的运动速度,增加了种子颗粒的碰撞频率,提高了分配均匀性;台架试验发现波纹管结构能够改善分配精度且提高了排种系统对地表坡度的适应性。（4）构建了种子运动的动力学模型,研究了导种管对排种器分配性能的影响。种子在分配过程和导种过程运动受到管道工作状态和长度差异的影响,导种管形变和长度差异造成了排种系统分配均匀性的下降;各行排量一致性变异系数和分配器各出口气流压强一致性变异系数呈现正相关关系（R~2=0.7734）。（5）优化了排种系统的工作参数。气流速度和供种转速显著影响各行排量一致性变异系数,气流速度为20～24m/s,供种转速在30～40r/min时排种系统具有较好的分配效果,其各行排种量一致性变异系数均低于3%。
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