《多孔氣流對水稻芽種精量吸附與成穴吹送規律研究》是依託華南農業大學，由臧英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多孔氣流對水稻芽種精量吸附與成穴吹送規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：臧英
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對水稻芽種形狀不規則、尺寸差異顯著、流動困難等複雜條件，以精量吸附、同步排種、成穴布種為目標，項目申請者提出一種在正負壓氣流聯合作用下利用群布小孔對水稻芽種精量吸附、成穴播種的新型氣力播種技術，以解決雜交水稻難以實現機械直播的難題。申請者擬利用高速攝影技術研究芽種散體流動運動學和動力學規律，尋找實現芽種定量穩定流動和均勻充種的技術措施；採用有限元法研究近距多孔氣流作用下單粒水稻芽種在氣固兩相混合流中的吸附、運移規律，運用計算流體動力學方法建立正負壓多孔氣流場中水稻芽種的數值模擬仿真氣固兩相作用模型，闡明正負壓多孔氣流對多粒芽種精量吸附、運移和控位分離的氣固耦合作用機制，揭示新型群布小孔氣力穴播排種器排種過程中定量小群芽種精量吸附、同步排出、均勻穴布的動力學機制，為水稻芽種及其他作物多孔氣流精量穴直播技術研究提供重要理論基礎。
結題摘要
針對水稻芽種形狀不規則、尺寸差異顯著、流動困難等複雜條件，以“精量吸附、同步排種、成穴布種”為目標，本項目開展了在正負壓氣流聯合作用下利用群布小孔對水稻芽種精量吸附、成穴播種的新型氣力播種理論與技術的研究，主要成果如下：研究了新型群布小孔垂直圓盤式氣力精量穴播排種器的吸附機理，建立了群布小孔吸種機率模型，闡明了群布小孔對種子的吸附是以單一小孔吸附為基礎的條件機率；建立了群布小孔擭種模型，提出了氣吸式排種器從種子群中分離擭取種子的最小負壓理論計算公式；分析了水稻種子在吸種盤上的吸附狀態，提出了水稻種子以長軸方向平行於吸種盤面的橫臥吸附是最優吸附方式的結論；對水稻氣力式精量穴播排種器中的多孔氣流場進行了模擬仿真分析，結果表明各組吸孔間吸附能力差別不顯著，充種腔吸孔附近氣流壓強和流速變化梯度大，隨吸附距離增加，吸孔吸附能力顯著下降。以理論分析為基礎，研製了一種水稻氣力式精量穴播排種器，對其開展了性能試驗，結果表明：群布小孔對種子的吸附近似常態分配形式；具有群布小孔的吸種盤對水稻種子的平均穴吸附量與吸氣負壓呈負指數關係；負壓、轉速、吸孔直徑、清種裝置、攪種裝置等因素對排種器排種性能影響顯著；隨轉速增加，吸孔吸附能力下降；當負壓≥2.4kPa，轉速≥25rpm時，負壓和速度對吸孔吸附能力的影響均趨於緩和。對水稻氣力式精量穴播排種器結構進行了最佳化，設計了直線型和導向型兩種均能對水稻種子產生推送、支撐作用的攪種齒，其中導向型攪種齒適於秈稻播種，直線型攪種齒適於粳稻播種；設計了一種分層充種箱，提高了種子在種子箱中的流動性；設計了一種擋種板裝置，減少了重吸種子因吸附力不足在離心運動下提前飛離吸種盤而產生的飛種現象。對水稻氣力式精量穴播排種器進行了多因素排種性能最佳化試驗，結果表明，在排種盤轉速為30r/min、吸室負壓為1.6kPa時，水稻氣力式排種器排出1粒/穴種子的機率為18.7%，2粒/穴的機率為60.1%，3粒/穴的機率為18.2%，（1-3）粒/穴的機率為97%，空穴即0粒/穴的機率為0.9%，>3粒/穴的機率為2.1%。 在三年執行期內，共發表論文4篇（其中SCI/EI 收錄4篇）；申請中國發明專利6 件(已獲授權3件)；培養碩士研究生2人（已畢業1人）。
