再生稻氣力式肥料集排裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

柯?tīng)Z彬，周勇，張國(guó)忠，呂文，劉沿，黃琳

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長(zhǎng)江中下游農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070）

肥料的合理使用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)以及糧食、環(huán)境安全的保證[1]。水稻是我國(guó)主要糧食作物之一，再生稻生產(chǎn)能提高復(fù)種指數(shù)、土地利用率和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)再生稻的追肥作業(yè)直接影響產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。目前再生稻追肥作業(yè)主要以人工撒施和機(jī)械式圓盤撒施為主，人工撒施施肥效率低，機(jī)械圓盤撒施施肥幅寬大、施肥效率高，但是很難達(dá)到較好的施肥均勻性，肥料利用率低[3-5]。為了提升施肥效率和肥料利用率，研究施肥幅寬大、施肥均勻性較好、根部施肥的再生稻追肥機(jī)械具有重要意義。

氣力輸送技術(shù)逐漸應(yīng)用于施肥、播種作業(yè)[6]，其優(yōu)點(diǎn)是在相對(duì)低耗能下對(duì)物料進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制輸送速度，達(dá)到高幅寬和變量控制。近年來(lái)，對(duì)氣力式施肥技術(shù)進(jìn)行了深入研究。齊興源等[7]設(shè)計(jì)了一種稻田氣力式變量撒肥裝置，其錐形擋板撒肥器能提高在幅寬方向上的撒肥均勻性。劉德柱[8]設(shè)計(jì)了一種氣送式雙側(cè)施肥裝置，氣肥混合流沿管道輸送至水平分配器進(jìn)行分肥、施肥作業(yè)。溫宇翔[9]設(shè)計(jì)了一種氣力式變量配混施肥裝置，拋送式混肥器輸出的配混肥料流和氣流沿管道輸送至倒立式垂直肥料分配器進(jìn)行分肥排肥，能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)比例配混肥和集排均勻分肥。楊慶璐等[10]設(shè)計(jì)了一種氣力式變量集排的分層施肥裝置，肥料在氣流作用下沿著管道運(yùn)送至垂直肥料分配器中，分配器中的分層肥量調(diào)節(jié)裝置能調(diào)節(jié)分層施肥比例。以上氣力式施肥方式都是氣肥混合流先在水平方向上輸送，再到達(dá)水平或者垂直分配器中分流，在進(jìn)入分配器前的能量損失及管壁、物料磨損較大，且在經(jīng)過(guò)90°彎管進(jìn)入垂直管時(shí)，肥料顆粒碰撞會(huì)增加肥料顆粒的破損和管壁磨損，另外氣流直接經(jīng)過(guò)90°彎管時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流造成氣流場(chǎng)流速不均勻[11]。

本文設(shè)計(jì)了一種氣力式肥料集排裝置，采用側(cè)邊進(jìn)肥方式，肥料直接進(jìn)入倒立式垂直分肥裝置中分肥，縮短肥料分配前的輸送距離，以降低能量損失及管道和肥料顆粒磨損；在純氣流經(jīng)過(guò)的90°彎管處設(shè)置有集氣穩(wěn)壓室，使90°換向后進(jìn)入豎直管內(nèi)的氣流場(chǎng)相對(duì)較均勻；根據(jù)四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)分析影響施肥性能的因素，并得出最佳的參數(shù)組合，為后續(xù)氣力式集排追肥機(jī)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置和工作原理

再生稻氣力式集排追肥機(jī)由三輪高地隙底盤、供肥系統(tǒng)、氣力式肥料集排系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中供肥系統(tǒng)包括肥箱、外槽輪排肥器、電機(jī)及電機(jī)調(diào)速器；氣力式肥料集排系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、Y型送氣裝置、氣肥混合裝置、進(jìn)肥軟管、波紋管、分肥裝置、排肥管。

圖1 再生稻氣力式集排追肥機(jī)Fig.1 S tructure of the pneumatic collecting and topdressing machine for ratooning rice

施肥機(jī)氣力式肥料集排系統(tǒng)由2組氣力式肥料集排裝置組成，本試驗(yàn)采用單組氣力式肥料集排裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。在工作時(shí)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速空氣流通過(guò)送氣裝置進(jìn)入氣肥混合裝置，在文丘里管結(jié)構(gòu)的混合腔中形成氣壓差，同時(shí)肥料從排肥器中排出，在壓力和重力作用下沿著氣肥混合裝置雙側(cè)進(jìn)肥口進(jìn)入混合腔，再沿波紋管進(jìn)入分肥裝置，在分肥裝置中進(jìn)行均勻分肥，最終在氣流壓力作用下沿著排肥管輸送至再生稻根部附近。

圖2 氣力式肥料集排裝置結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of pneumatic fertilizer collecting and discharging device

1.2 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與選擇

1.2.1 氣力輸送關(guān)鍵參數(shù)確定 ①系統(tǒng)所需空氣流量Q。

式中，G′為總施肥速度，kg·h-1；Gmax為最大施肥量，kg·hm-2，根據(jù)農(nóng)藝要求取300 kg·hm-2；n為施肥行數(shù)，按雙肥料集排裝置取16；v為底盤行走速度，取0.6 m·s-1；M為施肥行距，m，根據(jù)再生稻種植行距取0.3 m；ω為料氣混合比，取1.2[12]；ρ為空氣密度，1.18 kg·m-3，經(jīng)計(jì)算Q為220 m3·h-1。②顆粒臨界懸浮速度v l。

式中，g為重力加速度，9.8 kg·m-2；C為黏性阻力系數(shù)，一般在湍流中為0.44[12]；ρs為肥料顆粒密度，1.403 kg·m-3；d s為肥料顆粒等效直徑，1.5×10-3m；經(jīng)計(jì)算v l為7.2 m·s-1。③施肥風(fēng)速v f。

式中，k為速度系數(shù)，由于本設(shè)計(jì)中屬于稀相輸送，需要風(fēng)速較大，參照氣力輸送過(guò)程中氣料速度比的研究[12]，取值2.5，因此，v f得18 m·s-1。

1.2.2 直槽交錯(cuò)式槽輪的選擇 外槽輪排肥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性廣，傳統(tǒng)外槽輪排肥器的槽輪為直通型，在排肥時(shí)槽輪轉(zhuǎn)到凹槽和齒脊處排出的肥料量有差異，影響排肥均勻度[13]。本試驗(yàn)的槽輪采用直槽交錯(cuò)式排列結(jié)構(gòu)，左右輪槽交錯(cuò)排列，減小排肥量波動(dòng)，能有效提高施肥均勻性，工作時(shí)通過(guò)改變排肥軸轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)播量。

1.2.3 分肥裝置設(shè)計(jì) 分肥裝置主要由肥料分散器、分肥裝置殼體、導(dǎo)流片組成，如圖3所示。采用縱下向進(jìn)肥，側(cè)邊8個(gè)出肥口，內(nèi)部錐型肥料分散器能實(shí)現(xiàn)肥料均勻分散，也能對(duì)進(jìn)入分肥裝置內(nèi)部的氣流進(jìn)行導(dǎo)流，相對(duì)其他結(jié)構(gòu)更能穩(wěn)定內(nèi)部氣流場(chǎng)和減小壓損，在肥料分散器周圍設(shè)置有導(dǎo)流片，對(duì)氣流和肥料顆粒流進(jìn)行進(jìn)一步分區(qū)導(dǎo)向。工作時(shí)氣流和肥料顆粒流向下進(jìn)入波紋管中，同時(shí)由于肥料顆粒有水平方向上的初速度，肥料顆粒也在水平方向上移動(dòng)擴(kuò)散，在氣流場(chǎng)給予的垂直于肥料顆粒的壓力以及管壁和肥料顆粒之間力的作用下，肥料顆粒在水平方向上的加速度逐漸趨近于零，肥料顆粒流在水平方向上波動(dòng)性減小[14]，進(jìn)入內(nèi)部肥料分散器中分肥效果較為均勻，需研究進(jìn)肥波紋管高度H對(duì)分肥均勻性的影響[15]。

圖3 分肥裝置結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of fertilizer dividing device

根據(jù)管道內(nèi)流體流速、面積和流量的關(guān)系，出口管路內(nèi)徑D1滿足式（5）。

式中，D1為輸肥管道內(nèi)徑，mm；將相關(guān)參數(shù)的數(shù)值代入公式（5）計(jì)算，圓整后得分肥裝置出口內(nèi)徑D1為16 mm。

為保證分肥裝置進(jìn)出口風(fēng)速一致，分肥裝置入口內(nèi)徑應(yīng)滿足以下條件。

計(jì)算得D2=45 mm。

1.2.4 氣肥混合裝置設(shè)計(jì) 氣肥混合裝置是將排肥裝置和氣力輸肥系統(tǒng)連接起來(lái)的核心部件，由于本設(shè)計(jì)是縱下向分肥，在氣肥混合裝置上端連接氣流分流裝置出口，中間部分連接排肥裝置中排肥器出肥口，底部出口連接分肥裝置入口。作為連接3方通道的氣肥混合裝置，其性能直接影響進(jìn)入分肥裝置中的肥料分布均勻性。氣肥混合裝置如圖4所示，縱管采用文丘里噴射器原理[16]，氣流通過(guò)混合腔時(shí)速度增大，混合腔內(nèi)靜壓相對(duì)管內(nèi)其他段較小，側(cè)邊進(jìn)肥管內(nèi)肥料受壓力作用加速進(jìn)入混合腔；采用雙側(cè)進(jìn)肥口布置減小側(cè)邊管道對(duì)縱管內(nèi)氣流場(chǎng)均勻性的影響。進(jìn)肥高度h和側(cè)邊進(jìn)肥角度α?xí)绊懛柿项w粒在波紋管內(nèi)水平方向上的速度，從而影響肥料顆粒在縱管內(nèi)水平方向上的運(yùn)動(dòng)軌跡[17-18]，需對(duì)此進(jìn)行研究。

圖4 氣肥混合裝置結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of gas fertilizer mixing device

1.2.5 送氣裝置選擇 送氣裝置主要包括送氣管、集氣穩(wěn)壓室，如圖5所示。在送氣管90°換向處設(shè)置有空氣穩(wěn)壓室，實(shí)現(xiàn)氣流90°換向，相對(duì)于常見(jiàn)的90°彎管結(jié)構(gòu)，設(shè)置有空氣穩(wěn)壓室時(shí)氣流場(chǎng)90°換向前后的靜壓差較大，能減少因彎管處能量損失造成的渦流現(xiàn)象[19]，能提升換向后氣流場(chǎng)水平分布的均勻性。

圖5 送氣裝置結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of air supply device

1.2.6 風(fēng)機(jī)選型 風(fēng)機(jī)流量決定系統(tǒng)風(fēng)速、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓能保證氣流能按一定速度到達(dá)最終出口，對(duì)試驗(yàn)所需風(fēng)量和最小風(fēng)壓進(jìn)行估算。

①風(fēng)量。由于施肥機(jī)的施肥系統(tǒng)由雙肥料集排裝置組成，計(jì)算系統(tǒng)所需風(fēng)量為220 m3·h-1，則單個(gè)氣力式肥料集排裝置所需風(fēng)量為110 m3·h-1，考慮系統(tǒng)風(fēng)量泄露等因素，對(duì)所需風(fēng)量預(yù)留20%的余量，以風(fēng)量132 m3·h-1選擇風(fēng)機(jī)。

②單個(gè)氣力式肥料集排裝置總壓損ΔP計(jì)算。

式中，ΔP1為進(jìn)料前壓損，ΔP2為進(jìn)料壓損，ΔP3為送料壓損；ΔP L1為進(jìn)料前空氣沿程摩擦壓損，ΔP j1為進(jìn)料前局部壓損；ΔP v為送料時(shí)加速壓損，ΔP L|為送料時(shí)豎直段沿程摩擦壓損，ΔP L-為送料時(shí)水平段沿程摩擦壓損，ΔP j2為送料局部壓損，根據(jù)氣力輸送相關(guān)壓損公式進(jìn)行估算[20-21]。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇HG-1100-C2型號(hào)旋渦風(fēng)機(jī)，其額定電壓220 V，額定功率1 100 W，最大風(fēng)量135 m3·h-1，使用壓力小于18 kPa的情況皆適用。

1.3 分肥性能試驗(yàn)

1.3.1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)內(nèi)容 試驗(yàn)所用肥料為晶體顆粒尿素，購(gòu)自康迪斯化工（湖北）有限公司，總養(yǎng)分大于等于46.4%，粒徑0.8～2.8 mm的顆粒大于93%，千粒重5.78 g。測(cè)量?jī)x器有秒表、接肥盒、電子秤（精度0.1 g）。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量各個(gè)出肥口的出肥質(zhì)量來(lái)研究影響施肥作業(yè)各行排肥量一致性的因素，再結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)，得到最優(yōu)組合，對(duì)最優(yōu)參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)時(shí)先啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，待系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)速穩(wěn)定后再啟動(dòng)電機(jī)，采樣時(shí)間為10 s，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)3次。

1.3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo) 以各行排肥量一致性變異系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究氣力式肥料集排裝置分肥性能，依據(jù)NY/T 1003—2006《施肥機(jī)械質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[22]，施肥機(jī)械的性能應(yīng)各行排肥量一致性變異系數(shù)應(yīng)小于等于13%。各行排肥量一致性公式如下。

式中，V h為各行排肥量一致性變異系數(shù)；S h為各行排肥量一致性標(biāo)準(zhǔn)差，g；xˉi為每行總次數(shù)下平均排肥量的平均值，g；x ij為每行每次排肥量，g；x i為每行總次數(shù)下平均排肥量，g；m為測(cè)量次數(shù)，3次；n為行數(shù)，8行。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)前期理論研究并結(jié)合實(shí)際情況，確定影響此氣力式肥料集排裝置施肥均勻性的各個(gè)因素及范圍如下：進(jìn)肥角度范圍為30°～55°，進(jìn)肥高度范圍為100～300 mm，波紋管長(zhǎng)度范圍為60～300 mm，排肥軸轉(zhuǎn)速范圍為15～65 r·min-1。釆用四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)方法研究各因素對(duì)施肥性能的影響規(guī)律，利用Design-Expert10.0軟件進(jìn)行方差分析、響應(yīng)面圖像繪制以及參數(shù)優(yōu)化。試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素水平Table 1 Test factor level

2 結(jié)果與分析

2.1 排肥試驗(yàn)結(jié)果分析

四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)共23組，其中二水平試驗(yàn)（1/2實(shí)施）8組，星號(hào)試驗(yàn)8組，零水平試驗(yàn)7組，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。可以看出，不同參數(shù)組合下，不同組合的一致性系數(shù)（V h）存在一定差異，說(shuō)明4個(gè)因素對(duì)結(jié)果存在影響，第15組試驗(yàn)的Vh最高（10.84%），其進(jìn)肥角度（Z1）為42.5°、進(jìn)肥高度（Z2）為200 mm、波紋管長(zhǎng)度（Z3）為180 mm，排肥軸轉(zhuǎn)速（Z4）為15 r·min-1。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Table 2 Experimental design plan and results

2.2 建立回歸模型與方差分析

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得出各行排肥量一致性變異系數(shù)V h與各試驗(yàn)因素編碼值的二次回歸方程如下。

對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3所示。回歸模型P＜0.01，失擬項(xiàng)P＞0.05，校正決定系數(shù)R2=0.982 2，表明回歸模型極顯著，且擬合程度好。在回歸模型中，一次項(xiàng)中進(jìn)肥角度Z1、波紋管長(zhǎng)度Z3、排肥軸轉(zhuǎn)速Z4和二次項(xiàng)中對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h影響極顯著；一次項(xiàng)中進(jìn)肥高度Z2、交互項(xiàng)中Z1Z2及二次項(xiàng)中對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h影響顯著；其余各項(xiàng)對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h影響均不顯著。各因素對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的影響程度由大到小依次是排肥軸轉(zhuǎn)速Z4、進(jìn)肥角度Z1、波紋管長(zhǎng)度Z3、進(jìn)肥高度Z2。

表3 回歸模型方差分析及顯著性檢驗(yàn)Table 3 Regression model analysis of variance and significance test

剔除回歸方程中不顯著項(xiàng)，重新擬合后得到各行排肥量一致性變異系數(shù)V h與各試驗(yàn)因素自然變量的回歸方程（式16）。

2.3 響應(yīng)面分析

2.3.1 進(jìn)肥角度和進(jìn)肥高度的交互作用 波紋管長(zhǎng)度Z3=180 mm、排肥軸轉(zhuǎn)速Z4=40 r·min-1時(shí)，進(jìn)肥角度Z1和進(jìn)肥高度Z2交互作用對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的響應(yīng)面如圖6所示，由此分析進(jìn)肥角度Z1和進(jìn)肥高度Z2交互作用對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的影響規(guī)律。

圖6 進(jìn)肥高度和進(jìn)肥角度交互作用響應(yīng)面Fig.6 Response surface of interaction between feeding height and feeding angle

在進(jìn)肥角度Z1取一定值、進(jìn)肥高度Z2范圍為100～300 mm情況下，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的變化趨勢(shì)為：當(dāng)進(jìn)肥角度Z1在30°～55°范圍內(nèi)接近最小值時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著進(jìn)肥高度Z2的增大呈現(xiàn)緩慢增大的趨勢(shì)；當(dāng)進(jìn)肥角度Z1在30°～55°范圍內(nèi)接近最大值時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著進(jìn)肥高度Z2的增大呈現(xiàn)先大幅度減小后趨于平緩的趨勢(shì)；當(dāng)進(jìn)肥角度Z1在30°～55°范圍內(nèi)接近中間值時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著進(jìn)肥高度Z2的增大呈現(xiàn)緩慢減小的趨勢(shì)。

在進(jìn)肥高度Z2取一定值、進(jìn)肥角度Z1范圍為30°～55°情況下，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的變化趨勢(shì)為：當(dāng)進(jìn)肥高度Z2在100～300 mm范圍內(nèi)接近最小值時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著進(jìn)肥角度Z1的增大呈現(xiàn)緩慢減小趨勢(shì)；當(dāng)進(jìn)肥高度Z2在100～300 mm范圍內(nèi)接近最大值時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著進(jìn)肥角度Z1的增大呈現(xiàn)先大幅度減小后緩慢減小的趨勢(shì)。

2.3.2 排肥軸轉(zhuǎn)速和波紋管長(zhǎng)度的交互作用 進(jìn)肥角度Z1=45°、進(jìn)肥高度Z2=200 mm時(shí)，波紋管長(zhǎng)度Z3和排肥軸轉(zhuǎn)速Z4交互作用對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的響應(yīng)面如圖7所示。由此分析波紋管長(zhǎng)度Z3、排肥軸轉(zhuǎn)速Z4對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)V h的影響規(guī)律。

圖7 排肥軸轉(zhuǎn)速和波紋管長(zhǎng)度交互作用響應(yīng)面Fig.7 Response surface of interaction between fertilizer shaft speed and bellows length

當(dāng)波紋管長(zhǎng)度Z3取一定值、排肥軸轉(zhuǎn)速Z4范圍為15～65 r·min-1時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著排肥軸轉(zhuǎn)速Z4的增大呈現(xiàn)先大幅度減小后緩慢增大的趨勢(shì)。當(dāng)排肥軸轉(zhuǎn)速Z4取一定值、波紋管長(zhǎng)度Z3范圍為60～300 mm時(shí)，各行排肥量一致性變異系數(shù)V h隨著波紋管長(zhǎng)度Z3的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。

2.4 參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)驗(yàn)證分析

根據(jù)回歸模型，利用Design-Expert10.0軟件，通過(guò)建立各個(gè)因素的邊界條件，對(duì)各行排肥量一致性變異系數(shù)的的回歸模型進(jìn)行分析，得到最佳的參數(shù)組合為：進(jìn)肥角度Z1=54°、進(jìn)肥高度Z2=216 mm、波紋管長(zhǎng)度Z3=200 mm、排肥軸轉(zhuǎn)速Z4=47 r·min-1，此時(shí)各行排肥量一致性變異系數(shù)Vh預(yù)測(cè)值為1.53%。針對(duì)得到的優(yōu)化參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)得該組合下的實(shí)際各行排肥量一致性變異系數(shù)Vh為1.71%，試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致。

3 討論

根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)效果和響應(yīng)面分析可知，本研究模型中進(jìn)肥角度和進(jìn)肥高度同時(shí)影響肥料進(jìn)入豎直輸送管時(shí)水平和豎直方向的初速度，從而影響肥料在水平方向上的碰撞效果和進(jìn)入分肥裝置前的時(shí)間，且進(jìn)肥角度也影響進(jìn)肥管口處兩側(cè)肥料的接觸面積。進(jìn)肥角度在一定范圍內(nèi)取較大值時(shí)分肥效果較好，此時(shí)進(jìn)肥高度應(yīng)對(duì)應(yīng)取較大值。豎直波紋管的長(zhǎng)度影響肥料在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和軌跡，長(zhǎng)度較小時(shí)，內(nèi)部氣流場(chǎng)均勻分布效果較差且肥料在水平方向上劇烈碰撞時(shí)間較短，分肥效果較差；波紋管長(zhǎng)度較大時(shí)，因波紋結(jié)構(gòu)造成的能量損失增大，形成渦流區(qū)域會(huì)增加，肥料難以均勻擴(kuò)散。當(dāng)排肥軸轉(zhuǎn)速較小時(shí)，肥量顆粒數(shù)量少，難以實(shí)現(xiàn)均勻分肥；當(dāng)排肥軸轉(zhuǎn)速較大時(shí)，肥料量增多，在側(cè)邊進(jìn)肥管內(nèi)發(fā)生滯留現(xiàn)象，進(jìn)入分肥裝置中的肥料量不穩(wěn)定，也不利于分肥作業(yè)。

相對(duì)于傳統(tǒng)排肥器單行施肥方式，本研究中氣力式肥料集排裝置能實(shí)現(xiàn)單個(gè)排肥器對(duì)應(yīng)多行施肥，能降低因使用多個(gè)排肥器造成的排肥量偏差，氣力式輸肥也能增大施肥幅寬。另外，目前氣力式集排施肥的輸肥方式大多數(shù)為水平+垂直式，在保證正常輸送條件下水平輸肥時(shí)能量損耗較大，本試驗(yàn)采用側(cè)邊進(jìn)肥方式，直接進(jìn)行下向垂直輸送和分肥，縮短肥料輸送距離，能相對(duì)減小分肥前的能量損失和管道、肥料的磨損。隨著未來(lái)氣力式肥料集排技術(shù)及裝備的進(jìn)一步發(fā)展，可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)使其能適應(yīng)不同肥料的施肥作業(yè)；可以結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)向變量、精量集排施肥方向發(fā)展；也可結(jié)合播種機(jī)或其他農(nóng)業(yè)裝備，發(fā)展大型智能化多功能復(fù)式作業(yè)機(jī)組。