Simulación y estudio experimental de un sistema de siembra de precisión de alta velocidad dividido
Autores: Lu, Bo; Ni, Xiangdong; Li, Shufeng; Li, Kezhi; Qi, Qingzheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación y estudio experimental de un sistema de siembra de precisión de alta velocidad divididoCategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
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Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Según los requisitos agronómicos de la siembra de precisión de algodón, los investigadores diseñaron un sistema de siembra dividida para lograr una siembra de precisión de alta velocidad en la membrana. Los modelos 3D utilizados en el proceso de simulación fueron creados utilizando Solidworks. Utilizaron el complemento de simulación de flujo incorporado en SolidWorks para simular el campo de flujo en el tambor y para comprender los cambios de velocidad y presión del aire. Se utilizó el método de acoplamiento CFD-DEM (dinámica de fluidos computacional y método de elementos discretos) para simular el flujo de aire a presión positiva para transportar las semillas, con el fin de comprender el movimiento de las semillas en el tubo de siembra. Se utilizó EDEM (modelado de elementos discretos de ingeniería) para simular el proceso de siembra del sembrador de agujeros, para comprender la velocidad de movimiento y la trayectoria de las semillas dentro del sembrador de agujeros, y para analizar las razones de la siembra fallida y la resiembra. Se diseñó una prueba de combinación ortogonal cuadrática de tres factores y cinco etapas utilizando el software Design-expert 13.0. Esta prueba evalúa el rendimiento de un sistema de siembra dividida estableciendo una superficie de respuesta para la tasa de siembra, utilizando la velocidad del sembrador de agujeros, la presión negativa y el diámetro del agujero como factores de prueba. La combinación óptima de parámetros se obtiene mediante la optimización de la ecuación de regresión, que luego se verifica mediante pruebas de banco. Con una velocidad de siembra de agujeros de 47.98 r/min, una presión negativa de 1.96 kPa y un diámetro de agujero de 3.5 mm, el sistema de siembra de precisión logró una tasa de una semilla del 90.9% y una tasa de semillas perdidas del 4.3%. Los resultados de la prueba de verificación son consistentes con los resultados de optimización, lo que cumple con los requisitos agronómicos de la siembra de precisión de alta velocidad en película. Esta investigación proporciona una mejor solución técnica para el desarrollo de la aplicación de un sembrador de precisión.
Descripción
Según los requisitos agronómicos de la siembra de precisión de algodón, los investigadores diseñaron un sistema de siembra dividida para lograr una siembra de precisión de alta velocidad en la membrana. Los modelos 3D utilizados en el proceso de simulación fueron creados utilizando Solidworks. Utilizaron el complemento de simulación de flujo incorporado en SolidWorks para simular el campo de flujo en el tambor y para comprender los cambios de velocidad y presión del aire. Se utilizó el método de acoplamiento CFD-DEM (dinámica de fluidos computacional y método de elementos discretos) para simular el flujo de aire a presión positiva para transportar las semillas, con el fin de comprender el movimiento de las semillas en el tubo de siembra. Se utilizó EDEM (modelado de elementos discretos de ingeniería) para simular el proceso de siembra del sembrador de agujeros, para comprender la velocidad de movimiento y la trayectoria de las semillas dentro del sembrador de agujeros, y para analizar las razones de la siembra fallida y la resiembra. Se diseñó una prueba de combinación ortogonal cuadrática de tres factores y cinco etapas utilizando el software Design-expert 13.0. Esta prueba evalúa el rendimiento de un sistema de siembra dividida estableciendo una superficie de respuesta para la tasa de siembra, utilizando la velocidad del sembrador de agujeros, la presión negativa y el diámetro del agujero como factores de prueba. La combinación óptima de parámetros se obtiene mediante la optimización de la ecuación de regresión, que luego se verifica mediante pruebas de banco. Con una velocidad de siembra de agujeros de 47.98 r/min, una presión negativa de 1.96 kPa y un diámetro de agujero de 3.5 mm, el sistema de siembra de precisión logró una tasa de una semilla del 90.9% y una tasa de semillas perdidas del 4.3%. Los resultados de la prueba de verificación son consistentes con los resultados de optimización, lo que cumple con los requisitos agronómicos de la siembra de precisión de alta velocidad en película. Esta investigación proporciona una mejor solución técnica para el desarrollo de la aplicación de un sembrador de precisión.