滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置设计与试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 16; pp. 13 - 25
• Main Authors: 杨秀丽, 陈彬, 邢航, 甄文斌, 齐龙
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 岭南现代农业科学与技术广东省实验室,广州 510642 01.08.2023; 华南农业大学工程学院,广州 510642%农业农村部南京农业机械化研究所,南京 210014%华南农业大学工程学院,广州 510642
• Subjects: agricultural machinery; EDEM; 雾化; paddy field; 施肥器; fertilizer device; 水田; furrow opener; atomization; 开沟器; 液肥; 农业机械; liquid fertilizer
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202212124

S224.1; 为提高肥料利用率,降低肥料对水田的污染,该研究结合侧深施肥技术与液肥优点,研制一种水田滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置.该装置采用滑刀式开沟器开沟,利用气力引射式雾化施肥器雾化和引射液肥,将液肥侧深施于水稻根区附近土壤.设计了气液同轴气力引射式雾化施肥器内腔结构,以喉嘴距、混合室(喉部)直径、气体压力为因素进行全因子土槽试验,分析各因素对排肥量(液肥质量流率)和耗气量(气体流量)的影响.结果表明,影响液肥质量流率的主次因素顺序为混合室(喉部)直径、气体压力、喉嘴距;影响气体流量的主次因素顺序为气体压力、喉嘴距、混合室(喉部)直径.采用EDEM离散元仿真软件进行仿真优化,利用加权评分法综合评判仿真试验结果,结果表明,在不同工作速度下,滑切角为32.5°、刃口角为45°时,滑刀式开沟器可获得较优的工作性能.开展土槽试验验证仿真结果,滑刀式开沟器入土深度为30mm、前进速度为1.2m/s时,牵引阻力实测值为8.5 N,仿真结果为6.9 N,相对误差为18％,土壤扰动面积仿真结果为1 965.6 cm2;入土深度为50 mm、前进速度为0.6m/s时,牵引阻力实测值为14.4N,仿真结果为12.2N,相对误差为15％,土壤扰动面积仿真结果为2 137.2 cm2.土槽性能试验结果表明,该装置在入土深度为30mm,前进速度为1.2m/s时,排肥量标准差为0.2427 g/s,与最大排肥量的相对误差为1.42％,施肥深度与入土深度的相对误差为4.4％;在入土深度为50 mm,前进速度为0.6 m/s时,排肥量标准差为0.479 6 g/s,与最大排肥量的相对误差为2.13％,施肥深度与入土深度的相对误差为2.1％.研究结果可为水田液肥侧深施技术的应用提供参考.