气吸振动播种关键技术和针板式穴播机的相关研究设计

摘要

工厂化容器育苗技术，是20世纪70年代发展起来的一种有效的增长增收育苗技术，在国内外都得到广泛的应用。随着经济模式转变和产业结构调整，机械化、规模化、集约化和产业化将成为生产经营的主流发展趋势，预示着工厂化容器育苗技术即将进入快速发展阶段。
　　本文通过国内外穴盘育苗精密播种机发展现状的研究对比，我国的容器育苗精密播种设备的发展水平及配套的设施和技术，与国际发达水平相比还存在很大的差距。制约我国精密播种技术发展的主要原因是对穴盘精密播种理论、相关配套设施和技术的研究环节薄弱，与生产工艺的结合差等造成的。深入开展对精密播种理论，尤其是对广泛应用的振动气吸式播种原理的研究具有科学意义和应用价值。
　　本文的主要研究了气吸振动播种理论，对振动和吸种过程中种子的运动规律及影响吸种性能的各因素进行了数学建模和理论分析，并通过计算机仿真分析和对数值模拟实验进行数据分析等手段验证了分析结论的可靠性，找出了播种性能与各影响因素的关系，并得出了较优化的设计和工作参数；并在此基础上改进和创新振动气吸式精密播种机，提出了一种针板式穴盘精密播种机的设计方案和思想。本文研究的主要目的是为气吸振动播种原理进一步的理论研究和板式穴盘精密播种机的设计等在理论层面上提供一些参考和借鉴。
　　振动使种子“流体化”，可以减小摩擦，提高吸种性能；种子的“沸腾”运动实质为间歇的斜上抛运动；种子的有效振动与种盘的振动强度和种子层的厚度等因素相关。吸嘴口外部流场中的吸种运动实质为种子的瞬间变加速运动；吸种距离、吸嘴口孔径、流场中的气流速度、种子群与流场的耦合作用等对吸种性能产生重要影响。结合分析结论和林木容器育苗的工艺特点，提出一种针板式穴播机的设计方案，阐述了主要设计思想及实验方案；针板式创新之处在于：综合了针式和板式的优点，播种效率较高，针头吸嘴的可换性和投种位置的可调性等增加了播种机对种子和苗盘的适用性，提高了播种机的通用性和使用效率。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 精密播种机的分类和限制因素分析

1.3 振动气吸播种理论研究

1.4 主要研究内容

1.5 研究技术路线

1.6 小结

第二章 振动播种理论

2.1 种群“沸腾”振动理论

2.2 种盘内种子的运动规律分析

2.3 种盘振动系统及响应的分析

2.4 种群“沸腾”抛振的离散元分析

2.5 振动系统的设计参数和工作状态参数

2.6 本章小结

第三章 气吸播种理论

3.1 研究对象与理论基础

3.2 吸种机理与种子在流场中的动力学分析

3.3 流场中种子的受力模型分析

3.4 种子吸附过程模型的建立

3.5 吸盘结构与吸种性能的关系

3.6 吸嘴口流场与吸种性能的CFD数值仿真分析

3.7 吸种过程的离散数值分析

3.8 吸种性能数值模拟试验

3.9 本章小结

第四章 播种机的设计分析

4.1 设计方法

4.2 种子的物料特性

4.3 林木穴盘精密播种机的设计分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢