Diseño y prueba de un dispositivo de siembra de algodón de precisión en película tipo oruga en DEM-CFD
Autores: Zhang, Hui; Pan, Feng; Han, Dalong; Liu, Jinbao; Ji, Chao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y prueba de un dispositivo de siembra de algodón de precisión en película tipo oruga en DEM-CFD
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Siembra
Diámetro del agujero de succión
Longitud del bloque de alivio de presión
Presión del viento
Objetivos de optimización
índices de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Para resolver la limitación de velocidad en la operación de dispositivos de siembra de precisión de algodón de succión de aire, se diseñó un nuevo dispositivo de siembra de precisión en película tipo oruga utilizando un dispositivo de formación de agujeros de pico de pato extendido para producir cintas de formación de agujeros y recolección lateral de semillas. Se realizó una simulación de acoplamiento de siembra y análisis de fuerza de arrastre y velocidad de movimiento de las semillas de algodón en EDEM-CFD. Se estableció un modelo mecánico de la operación y se analizaron los efectos del diámetro del agujero de succión, la longitud del bloque de alivio de presión y la presión del viento en el rendimiento de siembra. Se establecieron modelos de regresión entre factores influyentes e índices de rendimiento de siembra utilizando la metodología de superficie de respuesta. Los datos de prueba fueron analizados utilizando Design Expert 10.0.3. Se establecieron las reglas de influencia para cada factor en el rendimiento de siembra. Los factores que afectan el índice de calificación de siembra mostraron el siguiente orden: presión de aire > longitud del bloque de alivio de presión > diámetro del agujero de succión. Los objetivos de optimización incluyeron definir el valor máximo de un índice de una sola semilla calificado y el valor mínimo del índice faltante, y se obtuvo la mejor combinación de parámetros basada en un diámetro de agujero de succión de 3,624 mm, una longitud de bloque de alivio de presión de 63,369 mm y una presión de viento de 3,797 kPa. Según las condiciones reales de prueba, los parámetros se revisaron para incluir un diámetro de agujero de succión de 3,6 mm, una longitud de bloque de alivio de presión de 63,4 mm y una presión de viento (aire) de 3,8 kPa para pruebas de verificación. El índice de una sola semilla calificado real es del 94,87% +/- 0,98 %, el índice faltante es del 1,45% +/- 0,32 % y el índice múltiple es del 3,68% +/- 0,62 %. La diferencia con respecto al valor predicho está dentro del 5%, lo que indica que este estudio puede proporcionar una referencia para el diseño estructural y la optimización de dispositivos de siembra de algodón de precisión en película tipo oruga.
Descripción
Para resolver la limitación de velocidad en la operación de dispositivos de siembra de precisión de algodón de succión de aire, se diseñó un nuevo dispositivo de siembra de precisión en película tipo oruga utilizando un dispositivo de formación de agujeros de pico de pato extendido para producir cintas de formación de agujeros y recolección lateral de semillas. Se realizó una simulación de acoplamiento de siembra y análisis de fuerza de arrastre y velocidad de movimiento de las semillas de algodón en EDEM-CFD. Se estableció un modelo mecánico de la operación y se analizaron los efectos del diámetro del agujero de succión, la longitud del bloque de alivio de presión y la presión del viento en el rendimiento de siembra. Se establecieron modelos de regresión entre factores influyentes e índices de rendimiento de siembra utilizando la metodología de superficie de respuesta. Los datos de prueba fueron analizados utilizando Design Expert 10.0.3. Se establecieron las reglas de influencia para cada factor en el rendimiento de siembra. Los factores que afectan el índice de calificación de siembra mostraron el siguiente orden: presión de aire > longitud del bloque de alivio de presión > diámetro del agujero de succión. Los objetivos de optimización incluyeron definir el valor máximo de un índice de una sola semilla calificado y el valor mínimo del índice faltante, y se obtuvo la mejor combinación de parámetros basada en un diámetro de agujero de succión de 3,624 mm, una longitud de bloque de alivio de presión de 63,369 mm y una presión de viento de 3,797 kPa. Según las condiciones reales de prueba, los parámetros se revisaron para incluir un diámetro de agujero de succión de 3,6 mm, una longitud de bloque de alivio de presión de 63,4 mm y una presión de viento (aire) de 3,8 kPa para pruebas de verificación. El índice de una sola semilla calificado real es del 94,87% +/- 0,98 %, el índice faltante es del 1,45% +/- 0,32 % y el índice múltiple es del 3,68% +/- 0,62 %. La diferencia con respecto al valor predicho está dentro del 5%, lo que indica que este estudio puede proporcionar una referencia para el diseño estructural y la optimización de dispositivos de siembra de algodón de precisión en película tipo oruga.