农业机械学报

作者：喻黎明，余家锐，李娜，钟艺，王昌满，赵思懿

单位：昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,

关键词：压力补偿式灌水器;抗堵塞;预测模型;压力补偿腔;CFD-DEM

基金：国家自然科学基金项目（52269011）和云南省重大科技专项（202302AE090024）

为解决颗粒在迷宫流道压力补偿式灌水器内大量沉积或堵塞以致影响灌水器正常工作的问题，采用FSI模拟固定垫片变形后，基于CFD-DEM耦合模拟，经试验对比验证其可靠性后，设计单因素及Box-Behnken响应面试验，分析了压力补偿腔内副流道截面积、压力补偿腔出口直径、压力补偿腔直径3个结构参数及其交互作用对灌水器抗堵塞性能的影响，通过建立回归模型预测灌水器颗粒停留率，综合判断灌水器的抗堵塞性能。结果表明：副流道截面积由0.018mm2提升至0.054mm2时，颗粒停留率降低5.09个百分点；压力补偿腔出口直径由1.4mm下降至0.8mm时，颗粒停留率降低2.87个百分点；且颗粒沉积受副流道截面积和压力补偿腔出口直径、副流道截面积和压力补偿腔直径两种交互作用影响显著，交互影响下颗粒停留率最低为7.67%。拟合出颗粒停留率与压力补偿腔内副流道截面积、压力补偿腔出口直径、压力补偿腔直径3个结构参数的回归方程，可用于评判和预测灌水器抗堵塞性能，且推荐了一组副流道面积为0.051mm2、压力补偿腔出口直径为0.894mm、压力补偿腔直径为 6.923mm的最优抗堵塞参数组合。通过研究压力补偿式灌水器堵塞机理，建立了能预测颗粒停留率的评判模型，降低了灌水器堵塞概率，提高了其稳定灌水时长，可为该类型灌水器抗堵塞性能设计提供理论支持。

来源：2023年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2023年第12期