基于EDEM-Fluent耦合的氣流分配式排種器數 值 模 擬 與 試 驗

鄒 翌， 郝向澤， 何瑞銀

(南京農業大學 工學院，江蘇 南京 210031)

基于EDEM-Fluent耦合的氣流分配式排種器數 值 模 擬 與 試 驗

鄒 翌， 郝向澤， 何瑞銀

(南京農業大學 工學院，江蘇 南京 210031)

【目的】解決水稻機械直播速度慢、效率低的問題。【方法】采用氣流分配式排種器進行水稻直播，優化設計一種由R可調節的喇叭口式內腔與α可變的分流密封蓋組成的α-R式氣流分配式排種器，利用EDEM-Fluent耦合模塊，對氣流分配排種過程進行數值模擬；并進行排種性能臺架驗證試驗。【結果】仿真結果顯示，α-R組合式分配器中水稻顆粒最高運動速度為5.416m·s-1，且旋渦滯種區域面積也低于傳統結構，水稻顆粒在分配器中排出順暢；R=180 mm、α=20°時，排種均勻性變異系數為24.56%，各行一致性變異系數為3.79%，總排量穩定性變異系數為1.23%，3項指標均為最優。采用3D打印的分配器進行臺架試驗，結果顯示該排種器排種均勻性變異系數為29.17%～30.86%，各行一致性變異系數為4.13%～4.33%，總排量穩定性變異系數為1.4%～1.7%，滿足水稻機械直播要求。【結論】多次試驗結果穩定，與仿真結果較為接近，說明本次設計的氣流分配式排種器滿足要求，也表明利用EDEM-Fluent耦合模擬的正確性與可行性。

氣流分配； 排種器； 水稻；EDEM-Fluent； 模擬

我國水稻種植面積約占世界的20%，總產量占世界的34%，隨著社會經濟發展，勞動力成本的提高與水資源的缺乏，水稻直播越來越受到關注[1-3]。我國現有水稻以機械直播為主，作業速度一般為4～5 km·h-1，國外氣力式播種機作業速度普遍為8～15 km·h-1。氣流分配式播種具有工作效率高、節約成本、傷種率低、通用性強等特點，符合目前水稻直播機高速、寬幅作業的發展趨勢[4-6]。……