李衍軍 劉 瑞 劉春曉 劉立晶,4

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院， 北京 100083； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院， 北京 100083；3.內(nèi)蒙古拉布大林農(nóng)牧場(chǎng)， 呼倫貝爾 022250； 4.土壤-植物-機(jī)器系統(tǒng)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100083)

0 引言

與傳統(tǒng)的機(jī)械式排種方式相比，氣流輸送式排種空間布置靈活，有利于播種機(jī)的配置。目前我國(guó)已有氣流輸送式排種方式應(yīng)用于小麥精量播種機(jī)的相關(guān)研究[1-4]。在氣流輸送式播種機(jī)排種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，過(guò)低的氣流速度會(huì)導(dǎo)致種子在輸種管道內(nèi)堵塞，過(guò)高的氣流速度會(huì)增大種子破碎率，還會(huì)增加能耗和管道磨損等。

文獻(xiàn)[5]利用高速攝像技術(shù)研究了不同輸種管內(nèi)徑的種子分布狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)種子隨機(jī)分布在輸種管內(nèi)，主要集中于管道中間，隨著管徑的增加與供種量的減少，種子的分布趨于分散，但并未研究種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；文獻(xiàn)[6]根據(jù)種子下落時(shí)其動(dòng)力學(xué)能量的變化規(guī)律，研究了不同輸種管傾斜角下的動(dòng)力學(xué)能量損失，結(jié)果表明，傾斜角為45°時(shí)的動(dòng)力學(xué)能量損失最小，管徑對(duì)能量損失無(wú)影響，還進(jìn)一步研究了輸種管傾斜角對(duì)排種性能的影響；文獻(xiàn)[7]通過(guò)試驗(yàn)研究了輸種管內(nèi)氣流速度、輸種管材料、管道直徑、管道彎曲半徑等因素對(duì)氣流輸送式播種機(jī)排種均勻性的影響；文獻(xiàn)[8]研究了輸種管內(nèi)徑與長(zhǎng)度對(duì)排種均勻性影響，但只針對(duì)0.3、0.5 m兩種長(zhǎng)度進(jìn)行研究；文獻(xiàn)[9]研究了輸種管長(zhǎng)度對(duì)氣流輸送式播種機(jī)管內(nèi)氣流分布機(jī)理的影響，發(fā)現(xiàn)隨著輸種管長(zhǎng)度的增加，管內(nèi)氣流的平均流速逐漸降低，導(dǎo)致排種量減小。盡管相關(guān)學(xué)者研究了輸種管結(jié)構(gòu)等因素對(duì)排種均勻性的影響，但種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，難以準(zhǔn)確描述和分析種子運(yùn)動(dòng)特性。

隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字化模擬技術(shù)的發(fā)展，EDEM離散元仿真與基于Fluent有限元的流體動(dòng)力學(xué)仿真被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域[10-13]，EDEM-Fluent氣固兩相流耦合仿真為輸種管內(nèi)種子速度的測(cè)定提供了新方法。在利用EDEM軟件進(jìn)行仿真試驗(yàn)前，需要設(shè)定各個(gè)材料間的接觸參數(shù)。目前，物料間的接觸參數(shù)還沒(méi)有系統(tǒng)的測(cè)試方法，很難通過(guò)真實(shí)試驗(yàn)直接獲得[14-16]，一般采取真實(shí)試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定[17]。由于農(nóng)業(yè)物料個(gè)體差異性大、形狀不規(guī)則，影響了標(biāo)定參數(shù)的準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在一定的誤差。在對(duì)輸種管內(nèi)種子速度進(jìn)行測(cè)定時(shí)，氣固兩相流中種子的體積分?jǐn)?shù)通常小于總體積分?jǐn)?shù)的10%，種子間的接觸參數(shù)不會(huì)對(duì)種子速度測(cè)定產(chǎn)生顯著影響?；贓DEM-Fluent氣固兩相流耦合模擬預(yù)測(cè)輸種管內(nèi)種子速度對(duì)分析種子動(dòng)力學(xué)特性和進(jìn)行排種系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義，同時(shí)還可以提高研發(fā)效率、節(jié)約研發(fā)成本[18-19]。

本文以小麥種子為研究對(duì)象，進(jìn)行耦合仿真分析和試驗(yàn)研究，對(duì)兩種結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證基于EDEM-Fluent氣固兩相流耦合測(cè)定輸種管內(nèi)種子速度的可行性，根據(jù)試驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行修正，以期通過(guò)耦合仿真確定進(jìn)口風(fēng)速，為氣流輸送式排種系統(tǒng)進(jìn)口風(fēng)量的選擇提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用小麥品種為農(nóng)麥3號(hào)，平均長(zhǎng)度為5.95 mm，平均寬度3.13 mm，平均厚度3.00 mm，千粒質(zhì)量為39.98 g，含水率為10.47%。

在中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院的土壤-植物-機(jī)器系統(tǒng)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2PST型排種器性能測(cè)試系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)了獨(dú)立的氣流輸送式排種系統(tǒng)與丹麥JAI公司的SP-12000C-CXP4型高速攝像機(jī)。試驗(yàn)裝置選用北方規(guī)?；N植常用播種機(jī)型——24行播種機(jī)配套的氣流輸送式排種系統(tǒng)(圖1)，輸種管選用透明的PVC軟管。通過(guò)查閱資料確定種子與所選材料的泊松比，計(jì)算得剪切模量，測(cè)定小麥種子密度、三軸尺寸等，結(jié)果如表1所示。

表1 材料基本參數(shù)Tab.1 Basic material parameters

1.2 工作原理

工作過(guò)程為：氣流輸送式排種系統(tǒng)種箱內(nèi)種子，以風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流為載體輸送空氣-種子兩相流，先后經(jīng)過(guò)過(guò)渡輸種管和導(dǎo)流管到達(dá)分配器，通過(guò)分配器將空氣-種子兩相流均勻分配，經(jīng)過(guò)輸種管落入接種杯中。

1.3 試驗(yàn)方法

首先通過(guò)受力分析得到種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方程；其次基于EDEM-Fluent氣固兩相流耦合模擬種子在輸種管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析得到小麥種子在輸種管內(nèi)速度的預(yù)測(cè)值；最后采用高速攝像技術(shù)拍攝種子在不同播種量與風(fēng)機(jī)風(fēng)量下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用圖像處理技術(shù)分析種子速度，并與仿真值進(jìn)行對(duì)比。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)參照文獻(xiàn)[20]，選定風(fēng)機(jī)頻率x1和播種量x2為試驗(yàn)因素。根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)農(nóng)藝要求，播種量滿足150～300 kg/hm2，進(jìn)口風(fēng)量由控制風(fēng)機(jī)的電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，為便于試驗(yàn)過(guò)程參數(shù)設(shè)置和計(jì)算簡(jiǎn)便，采用風(fēng)機(jī)頻率作為試驗(yàn)因素，風(fēng)量經(jīng)試驗(yàn)取值范圍為7.2～9.0 m3/min，轉(zhuǎn)換成風(fēng)機(jī)頻率為40～50 Hz，輸種管長(zhǎng)度3.5 m，內(nèi)徑32 mm[9]。選用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[21]，試驗(yàn)因素編碼如表2所示。

表2 試驗(yàn)因素編碼Tab.2 Coding of experimental factors

2 種子受力分析與仿真模擬

氣流輸送種子時(shí)，如果兩粒種子相距很近，會(huì)相互影響，使種子受到的作用力發(fā)生變化，從而影響種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。但研究表明：若球徑為d，兩球的前后距離為X，當(dāng)X/d>2.5時(shí)，兩球在氣流中互相無(wú)干涉[22]。把種子視為球體，實(shí)際播種時(shí)，種子之間X/d大于2.5，故相鄰種子之間無(wú)影響，因此，本文對(duì)單粒種子的氣流輸送過(guò)程進(jìn)行分析。為便于理論分析作如下假設(shè)：①管道中氣流流速穩(wěn)定后同一斷面上各點(diǎn)的氣流速度相同，均為平均速度。②不計(jì)沿程壓力損失。③不規(guī)則形狀的小麥種子懸浮速度相同。

2.1 受力分析

種子和氣流的速度方向與水平方向呈θ角運(yùn)動(dòng)且沒(méi)有碰撞時(shí)，種子受力如圖2所示。根據(jù)氣固兩相流理論，等效直徑為ds的小麥種子在氣流中受到的作用力Fp為

(1)

其中

ur=ua-us

(2)

(3)

式中k——種子阻力系數(shù)，取0.22

ρ——工作狀態(tài)下(20℃)空氣的密度，取1.205 kg/m3

A——種子迎流面積，m2

ur——種子對(duì)氣流相對(duì)速度，m/s

ua——?dú)饬髌骄俣?，m/s

us——種子速度，m/s

Q——?dú)饬髁髁?，m3/s

AT——輸種管截面積，m2

根據(jù)種子受力分析得

(4)

式中Fx——種子垂直運(yùn)動(dòng)方向受力，N

Fy——種子沿運(yùn)動(dòng)方向受力，N

G——種子重力，mN

FM——馬格努斯效應(yīng)力

m——種子質(zhì)量，kg

g——重力加速度，取9.81 m/s2

種子重力分力Gcosθ可認(rèn)為和氣流產(chǎn)生的壓差力、馬格努斯效應(yīng)力FM相平衡；在種子運(yùn)動(dòng)方向受氣流阻力Fp和Gsinθ的共同作用，根據(jù)達(dá)朗培爾原理得到種子運(yùn)動(dòng)微分方程為

(5)

式中usx、usy——x、y方向種子速度，m/s

因分配器位置與輸種管布置的關(guān)系限制，種子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不可避免與輸種管發(fā)生碰撞，則除受上述力之外，還受輸種管管壁的支持力FN及摩擦阻力Ff。根據(jù)達(dá)朗培爾原理得到種子運(yùn)動(dòng)微分方程為

(6)

式中μ——輸種管摩擦因數(shù)

由式(5)、(6)可知，種子在輸種管內(nèi)運(yùn)動(dòng)加速度受氣流平均速度ua、種子速度us及輸種管與水平方向夾角θ的影響。由于氣流作用力Fp的作用，種子在輸種管出口處的投種速度和加速度明顯增加，可能導(dǎo)致種子入土?xí)r發(fā)生彈跳；因輸種管內(nèi)徑固定即輸種管截面積AT固定，氣流平均流速ua主要受入口氣流流量Q的影響；同時(shí)在田間作業(yè)時(shí)各輸種管的安裝位置不同導(dǎo)致輸種管與水平方向夾角θ不一致，在輸種管垂直方向加速度與氣流擾動(dòng)的作用下種子與管壁發(fā)生碰撞；輸種管內(nèi)種子數(shù)量增多，導(dǎo)致輸種管相對(duì)截面積減小從而導(dǎo)致氣流平均流速ua增大，進(jìn)而影響種子速度。因此，影響種子速度的因素主要包括氣流流量與種子量，在試驗(yàn)中通過(guò)風(fēng)機(jī)頻率與播種量來(lái)控制。受力分析為試驗(yàn)設(shè)計(jì)與仿真模擬提供了理論依據(jù)。

2.2 仿真模擬與分析

傳統(tǒng)的CFD模擬無(wú)法準(zhǔn)確模擬排種系統(tǒng)中種子的運(yùn)動(dòng)情況，不能準(zhǔn)確模擬其工作過(guò)程。而EDEM-Fluent耦合仿真中，基本離散元的數(shù)值模擬可以準(zhǔn)確分析種子的力學(xué)行為，提供種子的實(shí)際位置和運(yùn)動(dòng)情況，從而得到更加豐富的模擬結(jié)果[23]。

本研究基于EDEM 2018軟件分析種子運(yùn)動(dòng)情況，基于Fluent 18.0軟件計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。在EDEM軟件中進(jìn)行仿真設(shè)置，由于小麥種子表面幾乎沒(méi)有粘附力，所以種子與種子間、種子與壁面間均采用Hert-Mindlin無(wú)滑動(dòng)接觸模型，并設(shè)置重力加速度為x軸正向。仿真中所有材料的參數(shù)參照文獻(xiàn)[5]中小麥種子的參數(shù)，如表3所示。由于小麥種子在輸種管內(nèi)所占體積分?jǐn)?shù)不足10%，因此Fluent中仿真模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型非穩(wěn)態(tài)的Lagrangian耦合算法。Lagrangian耦合不僅能夠?qū)崿F(xiàn)氣固兩相流之間的動(dòng)量、能量交換，還能計(jì)算離散相顆粒對(duì)連續(xù)相的影響[24]。

表3 仿真參數(shù)Tab.3 Parameters used in simulation

2.2.1建模與網(wǎng)格劃分

利用SolidWorks軟件對(duì)氣流輸送式排種系統(tǒng)進(jìn)行建模并對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；然后利用ICEM 18.0進(jìn)行混合網(wǎng)格的劃分，即對(duì)分配器與輸種管進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，其余部分采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分，如圖3所示。

2.2.2設(shè)置參數(shù)與邊界條件

邊界條件和工程目標(biāo)是控制計(jì)算有解和收斂目標(biāo)的前提。本研究對(duì)于氣流相，氣流入口設(shè)置為氣流速度入口，方向垂直于入口平面，入口速度按照試驗(yàn)方案依次進(jìn)行設(shè)置；壁面采用靜止邊界條件；種子入口和輸種管出口設(shè)置為氣流壓強(qiáng)出口。

按EDEM軟件與Fluent軟件耦合計(jì)算的數(shù)據(jù)傳遞需要，F(xiàn)luent軟件中的時(shí)間步長(zhǎng)必須是EDEM軟件中時(shí)間步長(zhǎng)的整數(shù)倍。為保證計(jì)算穩(wěn)定，EDEM的時(shí)間步長(zhǎng)一般是瑞利時(shí)間步長(zhǎng)的10%～30%[24]，因此EDEM軟件中時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為1.5×10-6s，保存時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為40步，保存時(shí)間設(shè)置為0.001 s；Fluent時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為EDEM時(shí)間步長(zhǎng)100倍：1.5×10-4s，迭代計(jì)算20 000步，總仿真時(shí)間為3 s。仿真中具體設(shè)置的播種量與風(fēng)速經(jīng)換算如表4所示。

2.2.3仿真結(jié)果與分析

通過(guò)Fluent軟件進(jìn)行后處理，得到輸種管內(nèi)氣流場(chǎng)速度分布云圖如圖4所示，氣流經(jīng)分配器分配到輸種管內(nèi)氣流速度逐漸減小，當(dāng)氣流流經(jīng)一段長(zhǎng)度后氣流速度逐漸穩(wěn)定；在輸種管氣流入口處氣流速度處于減速階段，在減速階段任意截面上的氣流速度從管道中心至管壁逐漸減?。划?dāng)氣流速度穩(wěn)定以后任意截面上的氣流速度相同。因此，在氣流減速階段種子表面會(huì)產(chǎn)生壓力差，氣流在吹動(dòng)種子向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也會(huì)將種子吹向管壁方向，當(dāng)種子靠近管壁處氣流速度減小從而使種子與管壁接觸甚至發(fā)生碰撞。

表4 仿真方案Tab.4 Schemes of simulation

通過(guò)EDEM仿真分析得到種子在輸種管中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5所示。由圖5可以看出，種子在輸種管內(nèi)沿管方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與管壁發(fā)生數(shù)次碰撞從而降低速度，隨后在氣流作用下種子繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)直至種子從輸種管內(nèi)排出。

利用EDEM后處理得到種子在輸種管內(nèi)的分布狀態(tài)如圖6所示，分析得到種子經(jīng)分配器分配后連續(xù)分布于各輸種管中。

在EDEM中利用塊功能分析不同輸種管位置處種子速度，得到仿真結(jié)果如圖7所示。由圖7可知，在相同進(jìn)口風(fēng)速作用下種子速度隨輸送距離的增加逐漸增大；由于速度曲線的斜率逐漸減小，說(shuō)明隨輸送距離的增加種子加速度逐漸減??；在進(jìn)口風(fēng)速固定不變情況下，隨播種量的增加，相同輸種管位置處種子速度基本相同。

通過(guò)EDEM-Fluent耦合仿真分析得到種子在輸種管內(nèi)分布與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及在不同進(jìn)口風(fēng)速與播種量情況下種子在輸種管不同位置處的種子速度，為驗(yàn)證試驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

3 種子速度測(cè)定試驗(yàn)

為了驗(yàn)證耦合仿真的合理性，開(kāi)展不同進(jìn)口風(fēng)速與播種量下輸種管內(nèi)種子運(yùn)動(dòng)速度的試驗(yàn)，采用高速攝像技術(shù)拍攝種子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行分析得到種子速度。

3.1 種子圖像采集

采用的高速攝像機(jī)曝光時(shí)間為1 998 μs，幀速為400 f/s，高速攝像機(jī)到輸種管所處平面的水平距離為500 mm，采集過(guò)程如圖8所示。試驗(yàn)對(duì)象為小麥種子，樣本質(zhì)量為20 kg。

啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，待排種系統(tǒng)穩(wěn)定工作后，開(kāi)啟高速攝像系統(tǒng)，拍攝一段時(shí)間內(nèi)輸種管不同位置處種子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。圖像采集結(jié)束后，通過(guò)圖像處理技術(shù)分析種子速度。

3.2 圖像處理

高速攝像系統(tǒng)采集的圖像不能直接進(jìn)行目標(biāo)提取，因?yàn)閳D像在采集及傳輸過(guò)程中，容易受到各種干擾，使得圖像中除了有用信號(hào)外，還包含隨機(jī)噪聲。為了消除噪聲干擾，提取種子運(yùn)動(dòng)距離，本文采用Matlab編程，對(duì)圖像進(jìn)行了二值化、反色、差分、腐蝕去噪聲等處理[25]，具體操作過(guò)程如圖9所示。

采集序列幀圖像的時(shí)間間隔(拍攝幀速)是確定的，因此可以通過(guò)高速攝像系統(tǒng)獲得種子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)距離，從而計(jì)算得到種子在輸種管內(nèi)的速度為

(7)

式中um——臺(tái)架試驗(yàn)種子速度，m/s

l——種子運(yùn)動(dòng)距離，m

t——種子運(yùn)動(dòng)時(shí)間，s

對(duì)試驗(yàn)臺(tái)采集的圖像進(jìn)行處理后計(jì)算得到不同播種量與風(fēng)速下，不同位置處種子速度(表5)。分析得到，種子在輸種管內(nèi)一直處于加速運(yùn)動(dòng)，種子速度逐漸增大，與理論分析相吻合；不同進(jìn)口速度下，種子速度隨進(jìn)口速度的增大而逐漸增大；相同進(jìn)口速度下，種子速度隨播種量的變化波動(dòng)很小，與仿真分析結(jié)果相吻合。

表5 輸種管內(nèi)不同位置處種子速度Tab.5 Different locations of seed velocity in seed tube

對(duì)輸種管出口處種子速度進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表6。分析得到模型P<0.000 1，模型極顯著；風(fēng)機(jī)頻率x1(即進(jìn)口風(fēng)速)P<0.000 1，風(fēng)機(jī)頻率對(duì)種子速度影響極顯著；播種量x2的P>0.05，說(shuō)明播種量對(duì)種子速度影響不顯著；風(fēng)機(jī)頻率x1與播種量x2的交互作用x1x2對(duì)種子速度影響不顯著。通過(guò)對(duì)不同位置種子速度分析及輸種管出口處種子速度方差分析得到，在固定播種量情況下，隨著風(fēng)速的增大，種子在輸種管內(nèi)的速度逐漸增大；在固定風(fēng)速情況下，隨著播種量的變化，種子在輸種管內(nèi)速度變化很小，說(shuō)明在輸種管內(nèi)種子速度主要受進(jìn)口風(fēng)速影響。

表6 出口處種子速度方差分析Tab.6 Variance analysis of seed velocity at exit

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在不同播種量與風(fēng)速下得到的種子速度均小于仿真模擬得到的種子速度，因?yàn)樾←湻N子是不規(guī)則物體，在試驗(yàn)過(guò)程中種子在氣流作用下不停旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致種子的迎風(fēng)面積不斷變化，從而使種子所受風(fēng)力不斷變化；輸種管的布置也沒(méi)有仿真模擬理想，導(dǎo)致碰撞次數(shù)增多，降低了種子速度。

由于輸種管內(nèi)不同位置處種子速度不同，分別對(duì)不同位置處的種子速度進(jìn)行相對(duì)誤差計(jì)算，最后取平均值作為整個(gè)輸種管內(nèi)種子速度的相對(duì)誤差，計(jì)算公式為

(8)

ufi——仿真試驗(yàn)種子速度，m/s

umi——驗(yàn)證試驗(yàn)種子速度，m/s

n——取值次數(shù)，取6

計(jì)算得到不同風(fēng)速下輸種管內(nèi)種子速度仿真值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差為4.28%～6.06%，相同輸種管位置處不同風(fēng)速下種子速度仿真值與試驗(yàn)值相對(duì)誤差為4.86%～5.70%。

種子在輸種管內(nèi)一直做加速運(yùn)動(dòng)且輸種管各處種子速度的相對(duì)誤差近似常數(shù)，因此可以通過(guò)速度修正系數(shù)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行修正，修正系數(shù)計(jì)算公式為

(9)

由表7可知，通過(guò)計(jì)算得到輸種管內(nèi)種子速度修正系數(shù)平均值為0.95，驗(yàn)證了基于EDEM-Fluent耦合仿真測(cè)定輸種管內(nèi)種子速度方法的可行性。

表7 修正系數(shù)Tab.7 Correction coefficients

4 結(jié)論

(1)EDEM-Fluent耦合仿真與高速攝像臺(tái)架試驗(yàn)表明：輸種管內(nèi)種子速度隨進(jìn)口風(fēng)速的增大而逐漸增大，隨播種量的增加，種子速度變化很小，結(jié)合方差分析得出，輸種管內(nèi)種子速度主要受進(jìn)口風(fēng)速的影響。

(2)不同風(fēng)速下輸種管內(nèi)種子速度仿真值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差為4.28%～6.06%，相同輸種管位置處不同風(fēng)速種子速度仿真值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差為4.86%～5.70%。

(3)通過(guò)耦合仿真模擬與試驗(yàn)，計(jì)算得到輸種管內(nèi)種子速度修正系數(shù)平均值為0.95，說(shuō)明基于氣固兩相流耦合的輸種管內(nèi)種子速度仿真模擬具有較高的準(zhǔn)確度，驗(yàn)證了基于EDEM-Fluent耦合仿真測(cè)定輸種管內(nèi)種子速度的可行性。在氣流輸送式排種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可由耦合仿真確定進(jìn)口風(fēng)速，從而為進(jìn)口風(fēng)量的選擇提供理論參考。