Diseño y prueba de un dispositivo dosificador de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada para arroz
Autores: Zha, Xiantao; Chen, Lin; Chen, Dongquan; He, Yupeng; Yang, Ranbing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y prueba de un dispositivo dosificador de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada para arroz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Requisitos de siembra
Cámara de aire ramificada
Dispositivo de dosificación neumática de semillas
Parámetros operativos
Presión de vacío
Optimización de parámetros estructurales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Para cumplir con los diversos requisitos de siembra de arroz superhibrido, arroz híbrido común y arroz convencional, que varían de 1 a 3 semillas, 2 a 4 semillas y 5 a 8 semillas por agujero, respectivamente, este estudio desarrolló un dispositivo de dosificación de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada para arroz. El dispositivo utiliza una placa de control de cámara de aire para gestionar el revestimiento de la cámara de aire ramificada, lo que permite ajustes precisos en la cantidad de siembra. Este estudio presenta un análisis teórico del funcionamiento del dispositivo de dosificación de semillas y sus componentes críticos. Se realizó una optimización de parámetros estructurales utilizando el software Ansys-Fluent (2021 R1), seguida de una optimización multiobjetivo de parámetros operativos a través de pruebas en banco. Los resultados de la simulación indicaron que la presión de vacío óptima en los poros del disco de dosificación de semillas alcanzó un máximo de 857 Pa con una profundidad de cámara de 22 mm, un ángulo de 100 grados y una profundidad de cavidad de 25 mm, logrando un coeficiente de variación mínimo del 0,86%. Los resultados de las pruebas en banco mostraron que para objetivos de siembra de 1 a 3 semillas de arroz por agujero, los parámetros operativos óptimos fueron: dos aperturas, un vacío de trabajo de 1355 Pa y una velocidad del rotor de 32,78 r/min, lo que resultó en una tasa de siembra perdida del 4,70%, una tasa de calificación del 85,81% y una tasa de resiembra del 9,49%. Para objetivos de 2 a 4 semillas por agujero, los mejores parámetros incluyeron tres aperturas, un vacío de trabajo de 1357 Pa y una velocidad de 32,87 r/min, con una tasa de siembra perdida del 4,60%, una tasa de calificación del 85,59% y una tasa de resiembra del 9,81%. Para 5 a 8 semillas por agujero, los parámetros óptimos fueron seis aperturas, un vacío de 1339 Pa y una velocidad del rotor de 31,07 r/min, lo que resultó en una tasa de siembra perdida del 4,09%, una tasa de calificación del 87,27% y una tasa de resiembra del 8,64%. Estos hallazgos demuestran que el dispositivo de dosificación de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada cumple efectivamente con los diversos requisitos de siembra directa de arroz, mejorando la adaptabilidad de los dispositivos de dosificación de semillas neumáticos a diferentes cantidades de siembra en arroz y potencialmente informando el diseño de sembradoras neumáticas para otros cultivos.
Descripción
Para cumplir con los diversos requisitos de siembra de arroz superhibrido, arroz híbrido común y arroz convencional, que varían de 1 a 3 semillas, 2 a 4 semillas y 5 a 8 semillas por agujero, respectivamente, este estudio desarrolló un dispositivo de dosificación de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada para arroz. El dispositivo utiliza una placa de control de cámara de aire para gestionar el revestimiento de la cámara de aire ramificada, lo que permite ajustes precisos en la cantidad de siembra. Este estudio presenta un análisis teórico del funcionamiento del dispositivo de dosificación de semillas y sus componentes críticos. Se realizó una optimización de parámetros estructurales utilizando el software Ansys-Fluent (2021 R1), seguida de una optimización multiobjetivo de parámetros operativos a través de pruebas en banco. Los resultados de la simulación indicaron que la presión de vacío óptima en los poros del disco de dosificación de semillas alcanzó un máximo de 857 Pa con una profundidad de cámara de 22 mm, un ángulo de 100 grados y una profundidad de cavidad de 25 mm, logrando un coeficiente de variación mínimo del 0,86%. Los resultados de las pruebas en banco mostraron que para objetivos de siembra de 1 a 3 semillas de arroz por agujero, los parámetros operativos óptimos fueron: dos aperturas, un vacío de trabajo de 1355 Pa y una velocidad del rotor de 32,78 r/min, lo que resultó en una tasa de siembra perdida del 4,70%, una tasa de calificación del 85,81% y una tasa de resiembra del 9,49%. Para objetivos de 2 a 4 semillas por agujero, los mejores parámetros incluyeron tres aperturas, un vacío de trabajo de 1357 Pa y una velocidad de 32,87 r/min, con una tasa de siembra perdida del 4,60%, una tasa de calificación del 85,59% y una tasa de resiembra del 9,81%. Para 5 a 8 semillas por agujero, los parámetros óptimos fueron seis aperturas, un vacío de 1339 Pa y una velocidad del rotor de 31,07 r/min, lo que resultó en una tasa de siembra perdida del 4,09%, una tasa de calificación del 87,27% y una tasa de resiembra del 8,64%. Estos hallazgos demuestran que el dispositivo de dosificación de semillas neumático tipo cámara de aire ramificada cumple efectivamente con los diversos requisitos de siembra directa de arroz, mejorando la adaptabilidad de los dispositivos de dosificación de semillas neumáticos a diferentes cantidades de siembra en arroz y potencialmente informando el diseño de sembradoras neumáticas para otros cultivos.