中国水稻科学

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水田侧深施肥末端分流式加速装置的设计与优化

林逸1  孙良1,3,*  陈东顺1  朱广飞4  孔子阳1  俞高红1,2   

  1. 1.浙江理工大学机械工程学院,杭州 310018;2.浙江农业智能感知与机器人全省重点实验室,杭州 310018;3.农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室,杭州 310018;4. 台州市一鸣机械股份有限公司,台州 318000;*通讯联系人,liangsun@zstu.edu.cn

Design and optimization of the side deep fertilization end branch type acceleration device

摘要: 摘要:针对水稻侧深施肥装置在施肥过程中施肥管末端落肥速度慢且易堵肥的问题,基于通用颗粒复合肥物理参数提出一种末端分流式加速装置,基于气固两相流理论将气流和肥料分流,引出气流经变径管加速后引入出肥口,提升出肥口风速,加速肥料下落并预防堵塞。通过建立流体动力学与离散元耦合仿真模型,选取气肥分流器混合管倾角、弯径比以及导气口倾角作为影响因素,以导气口的肥料误入率和气流速度作为响应值,采用Box-Behnken三因素三水平的中心组合设计法设计正交仿真实验,组合出最佳的气肥分流装置的结构参数。结果表明,气肥分流装置的最佳结构参数组合为混合管倾角10°,导气管倾角16°,弯径比2。在此条件下进行台架实验,测量得到的加速后气流平均速度为19.74m/s,肥料误入率为7.74%,肥料下落平均速度为2.14m/s,该装置能有效提高施肥管末端风速及落肥速度,可为气送式水田施肥技术研究提供参考。