油菜小麥兼用型氣力式精量排種系統(tǒng)及其機理研究
發(fā)布時間:2021-01-01 07:52
小麥、油菜是中國重要的糧油作物,油菜種植面積相對穩(wěn)定,2012年播種面積約為700萬公頃,但機械化播種水平僅為14.51%;小麥種植面積呈逐年增高趨勢,2012年達2427萬公頃,機械化播種水平為86.52%,但多以機械化條播為主。油菜、冬小麥均為秋冬種作物,特別是長江流域油菜與小麥播種期相鄰、種植工序相似。為提高播種機具的利用率,實現(xiàn)一機兼播油菜小麥兩類作物,研制了一種新型油菜小麥兼用型氣力式精量排種器。本文基于負壓氣流吸種、正壓氣流投種的工作原理,集成氣力式精密排種技術,針對油菜小麥物料特性差異大,創(chuàng)新性提出一種排種盤內(nèi)嵌入導種條式的油菜小麥兼用型氣力式精量排種裝置,并在此基礎上,深入開展油菜與小麥兼用型氣力式精量排種系統(tǒng)及其機理研究。主要研究內(nèi)容包括:(1)系統(tǒng)開展了油菜、小麥的機械物理特性參數(shù)的測試與分析,得出種子基本外形尺寸、種子千粒質(zhì)量、自然休止角、種子內(nèi)摩擦系數(shù)等,為排種器主要結構參數(shù)的設計提供理論依據(jù);利用負壓吸種、正壓投種的正負氣壓組合式原理,研制開發(fā)一種油菜、小麥兼用型氣力式精量排種系統(tǒng),分析確定了該兼用型排種器的結構參數(shù)和工作參數(shù)。(2)分析研究了油菜小麥兼用型排...
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題研究意義
1.3 國內(nèi)外排種器研究現(xiàn)狀
1.3.1 排種器分類及工作原理
1.3.2 國外排種器研究現(xiàn)狀
1.3.3 國內(nèi)排種器研究現(xiàn)狀
1.3.4 ANSYS與EDEM在排種器研究中的應用
1.4 研究目的和研究內(nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究內(nèi)容
1.4.3 擬解決關鍵技術問題
1.4.4 研究技術路線
第二章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器設計
2.1 引言
2.2 油菜、小麥機械物理特性測試與分析
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗儀器與設備
2.2.3 試驗方法與分析
2.2.4 結果與分析
2.3 油菜小麥兼用型精量排種器設計方案
2.4 排種器結構組成及工作原理
2.5 排種器主要參數(shù)分析
2.5.1 排種器基本結構參數(shù)
2.5.2 排種盤內(nèi)嵌入導種條
2.5.3 排種器工作參數(shù)
2.6 本章小結
第三章 油麥兼用型氣力式精量排種器排種機理解析
3.1 引言
3.2 充種機理解析
3.2.1 充種區(qū)種子力學解析
3.2.2 充種區(qū)種子充填角
3.3 吸種機理解析
3.3.1 吸種無滑動的力學解析
3.3.2 吸種無滾動的力學解析
3.4 攜種機理解析
3.4.1 攜種無滑動的力學解析
3.4.2 攜種無滾動的力學解析
3.5 投種機理解析
3.5.1 正壓投種力學解析
3.5.2 自重投種力學解析
3.6 本章小結
第四章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器性能預試驗
4.1 引言
4.2 試驗材料及設備
4.2.1 JPS-12型計算機視覺排種器試驗臺
4.2.2 試驗材料
4.3 排種盤結構參數(shù)對排種性能指標的試驗與分析
4.3.1 排種盤型孔
4.3.2 排種盤內(nèi)嵌入導種條
4.4 運行參數(shù)對排種性能指標影響的試驗與分析
4.4.1 排種器轉速
4.4.2 吸種負壓
4.4.3 投種正壓
4.5 種子機械損傷試驗與分析
4.6 本章小結
第五章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器仿真研究
5.1 引言
5.2 EDEM對充種過程的仿真分析
5.2.1 顆粒模型
5.2.2 力學模型及參數(shù)的確定
5.2.3 EDEM仿真
5.2.4 仿真結果與分析
5.3 ANSYS對排種器氣室的仿真
5.3.1 排種器負壓區(qū)氣室結構
5.3.2 氣室流場模型的建立及其前處理
5.3.3 仿真結果與分析
5.4 本章小結
第六章 基于高速攝像技術的排種過程解析與試驗研究
6.1 引言
6.2 高速攝像技術簡介
6.3 排種盤結構優(yōu)化
6.4 排種器排種過程的高速攝像試驗與分析
6.5 充種性能解析
6.5.1 充種區(qū)種子群形態(tài)
6.5.2 充種角與充種弧長
6.6 吸種性能解析
6.6.1 轉速與吸種性能
6.6.2 進種口高度與吸種性能
6.7 攜種過程解析
6.7.1 攜種角
6.7.2 攜種弧長
6.8 投種性能解析
6.8.1 正壓投種性能解析
6.8.2 自重投種性能解析
6.9 油菜小麥兼用型排種盤的排種器排種性能測試與分析
6.10 田間試驗
6.10.1 田間播種試驗
6.10.2 田間預測產(chǎn)量
6.11 本章小結
第七章 總結與展望
7.1 總結
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
參考文獻
致謝
附錄1:注釋說明
附錄2:攻讀博士學位期間發(fā)表的主要論文與專利
【參考文獻】:
期刊論文
[1]油菜小麥兼用排種盤的排種器充種性能[J]. 叢錦玲,廖慶喜,曹秀英,廖宜濤,余佳佳,王磊. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(08)
[2]基于高速攝像的氣力式油菜精量排種器投種軌跡分析[J]. 余佳佳,丁幼春,廖宜濤,叢錦玲,廖慶喜. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2014(03)
[3]油菜小麥兼用型氣力式精量排種器[J]. 叢錦玲,余佳佳,曹秀英,廖宜濤,廖慶喜. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2014(01)
[4]油菜精量聯(lián)合直播機氣力排種系統(tǒng)性能和參數(shù)建模[J]. 廖慶喜,楊松,廖宜濤,叢錦玲,王磊. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(17)
[5]水稻氣力式排種器導向型攪種裝置的設計與試驗[J]. 張國忠,臧英,羅錫文,王在滿,曾山,周志艷. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(12)
[6]振流式精密播種裝置種層厚度檢測及控制系統(tǒng)研制[J]. 譚祖庭,馬旭,齊龍,謝俊鋒. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
[7]2BFQ-6型油菜精量聯(lián)合直播機氣力式排種系統(tǒng)試驗研究[J]. 楊松,廖宜濤,廖慶喜. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(17)
[8]氣吹式精密排種器工作壓力試驗研究[J]. 劉佳,崔濤,張東興,黃邵路,史嵩. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(12)
[9]內(nèi)充式排種器工作過程和性能的離散元法仿真分析[J]. 李政權,于建群,張尉林,付宏. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(11)
[10]基于EDEM的振動種盤中水稻種群運動規(guī)律研究[J]. 陳進,周韓,趙湛,李耀明,龔智強. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2011(10)
碩士論文
[1]氣力式油菜精量排種器工作機理與試驗研究[D]. 李旭.華中農(nóng)業(yè)大學 2012
[2]正負氣壓組合式油菜籽精量直播排種器的研究[D]. 吳福通.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
本文編號:2951216
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題研究意義
1.3 國內(nèi)外排種器研究現(xiàn)狀
1.3.1 排種器分類及工作原理
1.3.2 國外排種器研究現(xiàn)狀
1.3.3 國內(nèi)排種器研究現(xiàn)狀
1.3.4 ANSYS與EDEM在排種器研究中的應用
1.4 研究目的和研究內(nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究內(nèi)容
1.4.3 擬解決關鍵技術問題
1.4.4 研究技術路線
第二章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器設計
2.1 引言
2.2 油菜、小麥機械物理特性測試與分析
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗儀器與設備
2.2.3 試驗方法與分析
2.2.4 結果與分析
2.3 油菜小麥兼用型精量排種器設計方案
2.4 排種器結構組成及工作原理
2.5 排種器主要參數(shù)分析
2.5.1 排種器基本結構參數(shù)
2.5.2 排種盤內(nèi)嵌入導種條
2.5.3 排種器工作參數(shù)
2.6 本章小結
第三章 油麥兼用型氣力式精量排種器排種機理解析
3.1 引言
3.2 充種機理解析
3.2.1 充種區(qū)種子力學解析
3.2.2 充種區(qū)種子充填角
3.3 吸種機理解析
3.3.1 吸種無滑動的力學解析
3.3.2 吸種無滾動的力學解析
3.4 攜種機理解析
3.4.1 攜種無滑動的力學解析
3.4.2 攜種無滾動的力學解析
3.5 投種機理解析
3.5.1 正壓投種力學解析
3.5.2 自重投種力學解析
3.6 本章小結
第四章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器性能預試驗
4.1 引言
4.2 試驗材料及設備
4.2.1 JPS-12型計算機視覺排種器試驗臺
4.2.2 試驗材料
4.3 排種盤結構參數(shù)對排種性能指標的試驗與分析
4.3.1 排種盤型孔
4.3.2 排種盤內(nèi)嵌入導種條
4.4 運行參數(shù)對排種性能指標影響的試驗與分析
4.4.1 排種器轉速
4.4.2 吸種負壓
4.4.3 投種正壓
4.5 種子機械損傷試驗與分析
4.6 本章小結
第五章 油菜小麥兼用型氣力式精量排種器仿真研究
5.1 引言
5.2 EDEM對充種過程的仿真分析
5.2.1 顆粒模型
5.2.2 力學模型及參數(shù)的確定
5.2.3 EDEM仿真
5.2.4 仿真結果與分析
5.3 ANSYS對排種器氣室的仿真
5.3.1 排種器負壓區(qū)氣室結構
5.3.2 氣室流場模型的建立及其前處理
5.3.3 仿真結果與分析
5.4 本章小結
第六章 基于高速攝像技術的排種過程解析與試驗研究
6.1 引言
6.2 高速攝像技術簡介
6.3 排種盤結構優(yōu)化
6.4 排種器排種過程的高速攝像試驗與分析
6.5 充種性能解析
6.5.1 充種區(qū)種子群形態(tài)
6.5.2 充種角與充種弧長
6.6 吸種性能解析
6.6.1 轉速與吸種性能
6.6.2 進種口高度與吸種性能
6.7 攜種過程解析
6.7.1 攜種角
6.7.2 攜種弧長
6.8 投種性能解析
6.8.1 正壓投種性能解析
6.8.2 自重投種性能解析
6.9 油菜小麥兼用型排種盤的排種器排種性能測試與分析
6.10 田間試驗
6.10.1 田間播種試驗
6.10.2 田間預測產(chǎn)量
6.11 本章小結
第七章 總結與展望
7.1 總結
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
參考文獻
致謝
附錄1:注釋說明
附錄2:攻讀博士學位期間發(fā)表的主要論文與專利
【參考文獻】:
期刊論文
[1]油菜小麥兼用排種盤的排種器充種性能[J]. 叢錦玲,廖慶喜,曹秀英,廖宜濤,余佳佳,王磊. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(08)
[2]基于高速攝像的氣力式油菜精量排種器投種軌跡分析[J]. 余佳佳,丁幼春,廖宜濤,叢錦玲,廖慶喜. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2014(03)
[3]油菜小麥兼用型氣力式精量排種器[J]. 叢錦玲,余佳佳,曹秀英,廖宜濤,廖慶喜. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2014(01)
[4]油菜精量聯(lián)合直播機氣力排種系統(tǒng)性能和參數(shù)建模[J]. 廖慶喜,楊松,廖宜濤,叢錦玲,王磊. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(17)
[5]水稻氣力式排種器導向型攪種裝置的設計與試驗[J]. 張國忠,臧英,羅錫文,王在滿,曾山,周志艷. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(12)
[6]振流式精密播種裝置種層厚度檢測及控制系統(tǒng)研制[J]. 譚祖庭,馬旭,齊龍,謝俊鋒. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
[7]2BFQ-6型油菜精量聯(lián)合直播機氣力式排種系統(tǒng)試驗研究[J]. 楊松,廖宜濤,廖慶喜. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(17)
[8]氣吹式精密排種器工作壓力試驗研究[J]. 劉佳,崔濤,張東興,黃邵路,史嵩. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(12)
[9]內(nèi)充式排種器工作過程和性能的離散元法仿真分析[J]. 李政權,于建群,張尉林,付宏. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(11)
[10]基于EDEM的振動種盤中水稻種群運動規(guī)律研究[J]. 陳進,周韓,趙湛,李耀明,龔智強. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2011(10)
碩士論文
[1]氣力式油菜精量排種器工作機理與試驗研究[D]. 李旭.華中農(nóng)業(yè)大學 2012
[2]正負氣壓組合式油菜籽精量直播排種器的研究[D]. 吳福通.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
本文編號:2951216
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