同向雙螺旋排肥器優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

關(guān)鍵詞 排肥器； 單螺旋排肥器； 同向雙螺旋排肥器； 均勻性； 結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 離散元

螺旋輸送機(jī)是一種將散體物料進(jìn)行連續(xù)輸送的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)、化工等行業(yè)［1-2］，在農(nóng)業(yè)中采用螺旋葉片結(jié)構(gòu)的排肥器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸送量可調(diào)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)［3］。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)提高傳統(tǒng)單螺旋排肥器進(jìn)行了大量研究。楊文武等［4］研究了排肥口參數(shù)對(duì)單螺旋排肥器排肥性能的影響，得到排肥口長(zhǎng)度和角度對(duì)排肥均勻性有顯著影響；Marmur 等［5］研究不同螺距和物料尺寸對(duì)雙螺旋輸送機(jī)的性能影響，結(jié)果表明隨著排肥器尺寸增大物料混合效率變低；宋歡［6］基于EDEM 仿真在入肥口處采用雙線螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)螺旋輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化；頓國(guó)強(qiáng)等［7］設(shè)計(jì)了一種采用肥料滿充填螺旋擠壓式輸送原理的新型排肥器，通過試驗(yàn)分析得出排肥口長(zhǎng)度、排肥口安裝傾角對(duì)排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)影響顯著。以上研究多為對(duì)單螺旋排肥器設(shè)計(jì)及改進(jìn)研究，而未見基于新型排肥原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)雙螺旋排肥器的相關(guān)研究。

傳統(tǒng)單螺旋排肥器的螺旋葉片終止端面在排肥口處不同位置時(shí)，螺旋葉片與殼體之間的儲(chǔ)肥空間不同，從而產(chǎn)生肥料顆粒周期性變化的脈動(dòng)現(xiàn)象［8］。本研究通過增加排肥輪的方式設(shè)計(jì)了一種同向雙螺旋排肥器，分析排肥輪螺距、中心距、葉片高度對(duì)其排肥性能的影響，設(shè)計(jì)三因素三水平的Box-Behnken試驗(yàn)，結(jié)合離散元仿真對(duì)不同參數(shù)雙螺旋排肥器的均勻性波動(dòng)系數(shù)、肥料軸向平均速度進(jìn)行分析和優(yōu)化，并利用3D 打印技術(shù)加工優(yōu)化后的排肥器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，以期提高同向雙螺旋排肥均勻性和排肥能力，為同向雙螺旋式排肥器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

同向雙螺旋式排肥器結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要由右旋排肥輪、殼體、傳動(dòng)齒輪、端蓋等組成，該排肥器的右旋排肥輪具有相同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，呈倒8 字形狀殼體型腔內(nèi)的兩排肥輪的螺旋葉片成交疊狀，依靠端部的大、小齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)同向轉(zhuǎn)動(dòng)。排肥器配裝在播種機(jī)或施肥機(jī)的肥箱下部，排肥器的排肥口通過排肥管與施肥開溝器鏈接，工作時(shí)，拖拉機(jī)懸掛牽引機(jī)具前進(jìn)進(jìn)行施肥作業(yè)，機(jī)器的驅(qū)動(dòng)六方軸穿過左側(cè)排肥輪芯部的內(nèi)六方孔，驅(qū)動(dòng)左側(cè)小齒輪帶動(dòng)左側(cè)排肥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力經(jīng)由左側(cè)小齒輪-大齒輪-右側(cè)小齒輪之間的嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)右側(cè)排肥輪同向旋轉(zhuǎn)，肥料通過排肥器的入肥口進(jìn)入殼體后，被帶有螺旋葉片的兩排肥輪攪混后（進(jìn)入殼體內(nèi)的肥料顆粒在型腔內(nèi)軸向移動(dòng)的同時(shí)，沿著兩排肥輪的周向運(yùn)動(dòng)，雙排肥輪的攪渾排肥提升了排肥的均勻性），均勻橫向輸送到出肥口后，落入排肥管，由開溝器將肥料施入土壤。

1.2 排肥性能分析

1）理論排肥量分析。同向雙螺旋排肥器的理論排肥量主要由被輸送肥料的有效橫截面積和軸向輸送速度所決定，雙螺旋內(nèi)腔截面如圖2 所示，其殼體周向截面積可以根據(jù)公式（1）～（2）計(jì)算。

式（1）～（2）中：Scase表示殼體周向截面積，mm2；R 為螺旋葉片外徑，mm；r 為螺旋葉片內(nèi)徑，mm；α 為1/2 重合區(qū)夾角，（°）；a 為中心距，mm。

同向雙螺旋排肥器是水平螺旋輸送，在研究同向雙螺旋水平輸送理論排肥量時(shí)，應(yīng)該把肥料輸送流量和肥料顆粒的軸向速度結(jié)合起來(lái)得到公式（3）。

式（8）～（9）中：Vblade 表示螺旋葉片旋轉(zhuǎn)1 周體積，mm3；Va表示黑色區(qū)域旋轉(zhuǎn)1 周體積，mm3；Rp為葉片高度，mm；b 為螺旋葉片厚度，mm。

通過以上分析可得排肥器單圈有效儲(chǔ)肥體積Vvalid 如式（10），同向雙螺旋排肥器周向截面如圖4所示。

式（10）中；Vvalid表示排肥器單圈有效儲(chǔ)肥體積，mm3；Vcase表示排肥器殼體體積，mm3；Vblade表示螺旋葉片旋轉(zhuǎn)1 周體積，mm3。

由于肥料顆粒在排肥器中并非滿充填狀態(tài)［10］，因此螺旋葉片處在不同位置時(shí)單圈有效儲(chǔ)肥體積Vvalid會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，單圈有效儲(chǔ)肥體積Vvalid的變化幅度決定了排肥是否均勻。當(dāng)螺旋葉片大、小徑R、r ，螺旋葉片厚度b，排肥器轉(zhuǎn)速ω 為定值時(shí)，通過增大排肥器殼體體積Vcase與減小螺旋葉片體積Vblade實(shí)現(xiàn)降低單圈有效儲(chǔ)肥體積Vvalid 的波動(dòng)。通過公式（4）和（9）可知，排肥器殼體體積Vcase和旋葉片體積Vblade僅與中心距a、螺距S、葉片高度Rp有關(guān)。

中心距a 應(yīng)保證螺旋葉片相互重合，且不相互碰撞，即中心距a 滿足公式（11），即中心距48 mm≤a≤56 mm。

通過查閱文獻(xiàn)［11-12］可知，螺距S 優(yōu)化區(qū)間介于（0.5～0.7）D，D 為螺旋葉片外徑，參照國(guó)標(biāo)GB/T35487—2017《變量施肥播種機(jī)控制系統(tǒng)》所規(guī)定的排肥量400 kg/hm2，確定本研究螺旋葉片外徑D 為50 mm。螺距S 過小排肥器單圈排肥量變小則需提高排肥器轉(zhuǎn)速ω 增加排肥量，排肥器轉(zhuǎn)速ω 增加則會(huì)加劇排肥器磨損，降低排肥器使用壽命，因此，螺距S不宜過小，綜合考慮取28 mm≤S≤34 mm。

由式（8）～（9）得：葉片高度10 mm≤Rp≤18mm。因此，設(shè)定葉片高度Rp 的試驗(yàn)優(yōu)化區(qū)間為10mm≤Rp≤18 mm。

3）肥料運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。肥料在同向雙螺旋排肥器中輸送時(shí)，受到螺旋葉片所產(chǎn)生的力的作用下，其運(yùn)動(dòng)方式主要包括一種向排肥器出口運(yùn)動(dòng)的軸向運(yùn)動(dòng)和沿著軸方向旋轉(zhuǎn)的周向運(yùn)動(dòng)。由于在實(shí)際的輸送過程中肥料運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化模型做以下假設(shè)，將單顆肥料看做質(zhì)點(diǎn)，不考慮肥料與肥料之間的相對(duì)滑動(dòng)。選取螺旋葉片上距離螺旋軸為h 的單顆肥料A 作為研究對(duì)象，將單顆肥料A 看做質(zhì)點(diǎn)M，運(yùn)動(dòng)分解圖如5 所示。

若螺旋軸以一定速度n 旋轉(zhuǎn)，則肥料顆粒沿著M點(diǎn)的切線方向是線速度方向Vo，即為肥料顆粒的牽引速度；如果在不考慮螺旋葉片摩擦力的作用下肥料顆粒向著螺旋葉片的法線方向做絕對(duì)速度Vt 運(yùn)動(dòng)；但是由于肥料與螺旋葉片接觸時(shí)產(chǎn)生切方向的摩擦力f1，使絕對(duì)速度Vt發(fā)生一個(gè)角度偏轉(zhuǎn)得到速度Vc，這個(gè)角度偏轉(zhuǎn)記做螺旋葉片與肥料的外摩擦當(dāng)量角ρ；速度Vc 可以分解為周向速度Vr 和軸向速度Vz，肥料顆粒的運(yùn)動(dòng)速度可運(yùn)用速度三角形方法來(lái)求解，首先由圖5 得：

式（12）～（17）中：Vz表示肥料軸向速度，mm/s；Vr 表示肥料周向速度，mm/s；μ1 為肥料與旋轉(zhuǎn)面間的摩擦系數(shù)；n 為螺旋軸的轉(zhuǎn)速，r/min；S 為螺旋葉片螺距，mm；R 為肥料顆粒A 所在位置的半徑，mm。

由公式（16）～（17）可知，在排肥器轉(zhuǎn)速n、螺距S及外摩擦系數(shù)μ1確定的情況下，肥料的軸向速度Vz和周向速度Vr與肥料顆粒所在位置的半徑相關(guān)，葉片高度Rp 和中心距a 決定雙排肥輪嚙合區(qū)域大小，在同向雙螺旋中處于雙排肥輪嚙合區(qū)域的肥料顆粒受到2 個(gè)軸向速度Vz，因此在嚙合區(qū)域的肥料顆粒越多排肥器整體肥料軸向速度越大，肥料軸向速度越大排肥器單圈排肥量越多。

1.3 排肥性能仿真與優(yōu)化

1）仿真參數(shù)設(shè)定。本研究使用的肥料為史丹利氮肥（實(shí)測(cè)百粒平均直徑2.22 mm、標(biāo)準(zhǔn)差0.22 mm，顆粒建模采用純球體），排肥器材料為PLA 塑料，肥料顆粒為干燥無(wú)結(jié)塊顆粒，則肥料顆粒與肥料顆粒，肥料顆粒與排肥輪、殼體之間均采用Hertz-mindlin（no-slip）模型，查閱相關(guān)文獻(xiàn)［13-14］，仿真模型的相關(guān)參數(shù)設(shè)定見表1。

2）仿真模型建立。利用SolidWorks 2020 對(duì)不同參數(shù)的排肥器進(jìn)行建模，并對(duì)不必要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，將SolidWorks 中的模型轉(zhuǎn)換成IGS 文件導(dǎo)入EDEM 中，依表1 設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，在肥箱中建立顆粒工廠，設(shè)置生成速率15 000 顆/s，共生成25 000 顆肥料顆粒，所有肥料顆粒生成后排肥器開始轉(zhuǎn)動(dòng)。因排肥器每個(gè)排肥循環(huán)周期肥料具有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為便于參數(shù)設(shè)置及仿真監(jiān)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)的提取，并與后文的單螺旋排肥器對(duì)比分析，因此排肥輪轉(zhuǎn)速設(shè)置60 r/min。因采用網(wǎng)格法對(duì)排肥均勻性進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將單個(gè)循環(huán)周期排肥器行進(jìn)距離（排肥撒施長(zhǎng)度）均分為10 份，后期驗(yàn)證采用寬度為20 mm 的集肥盒，及集肥盒區(qū)間寬度為200 mm 等于排肥器為1 個(gè)/s 循環(huán)周期撒施長(zhǎng)度，因此，在仿真試驗(yàn)中排肥器移動(dòng)速度0.2 m/s，此速度只為研究排肥器排肥均勻性，不作為田間試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)速度。仿真步長(zhǎng)9.25×10?6 s，數(shù)據(jù)記錄間隔0.01 s。同向雙螺旋式排肥器EDEM 仿真模型如圖6 所示。

如圖6 所示，在EDEM 后處理中在集肥板上建立總質(zhì)量檢測(cè)區(qū)。如圖7 所示，提取排肥器的時(shí)間累積排肥質(zhì)量數(shù)據(jù)，并對(duì)穩(wěn)定排肥段3.5～6.5 s 的累積排肥質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，累積排肥質(zhì)量與時(shí)間呈線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R2=0.99，表明排肥器的排肥質(zhì)量隨著時(shí)間穩(wěn)定均勻增大，排肥流量均勻。同時(shí)，為觀察排肥器不同時(shí)刻工作狀態(tài)，在排肥器出肥口處建立截面監(jiān)測(cè)區(qū)，提取不同時(shí)刻肥料顆粒空間分布如圖7 所示，可以看出在排肥3.5 s 時(shí)右邊排肥輪流量明顯大于左邊排肥輪，在排肥4 s 時(shí)左邊排肥輪流量明顯大于右邊排肥輪，排肥器采用左、右排肥輪交替工作來(lái)實(shí)現(xiàn)出肥口的連續(xù)排肥，相較單螺旋排肥器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上提升了排肥均勻性。最后，為獲得排肥器的田間撒肥質(zhì)量，以評(píng)價(jià)排肥器的排肥流量均勻性，在集肥板上穩(wěn)定排肥段建立網(wǎng)格監(jiān)測(cè)區(qū)。

3）仿真試驗(yàn)指標(biāo)。為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)離散元仿真中排肥器不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)排肥性能的影響，采用網(wǎng)格法［15-16］對(duì)排肥均勻性進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將單個(gè)循環(huán)周期排肥器行進(jìn)距離（排肥撒施長(zhǎng)度）均分為10 份，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)不同時(shí)間下的肥料數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過公式（18）～（19）得出均勻性波動(dòng)系數(shù)σu，肥料均勻性波動(dòng)系數(shù)越小代表排肥越均勻。

式（18）～（19）中：mi為第i 個(gè)網(wǎng)格內(nèi)肥料顆粒的質(zhì)量，g；n 為監(jiān)測(cè)區(qū)均分網(wǎng)格單元的數(shù)量，n=10；ma為網(wǎng)格單元內(nèi)肥料顆粒平均質(zhì)量，g；σu為單循環(huán)周期的均勻性波動(dòng)系數(shù)，%。

如圖6 中軸向速度監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)量單個(gè)排肥周期內(nèi)的肥料軸向輸送速度，通過公式（20）得出肥料軸向平均速度，肥料軸向平均速度越快代表排肥器輸送肥料能力越強(qiáng)。

式（20）中：Vtotal 表示肥料軸向總速度，mm/s；N為肥料的總顆數(shù)，顆；Vaverage表示肥料軸向平均速度，mm/s。

2 結(jié)果與分析

2.1 仿真試驗(yàn)結(jié)果

為確定葉片高度對(duì)排肥均勻性和肥料軸向平均速度的影響，利用離散元仿真技術(shù)對(duì)不同高度的葉片進(jìn)行單因素試驗(yàn)研究。試驗(yàn)的排肥器螺距為31mm（等于排肥輪直徑），為了確保螺旋葉片之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生碰撞且降低中心距對(duì)試驗(yàn)的影響，固定中心距為優(yōu)化范圍中間值為52 mm，由理論分析設(shè)定葉片高度Rp的單因素試驗(yàn)優(yōu)化區(qū)間為10 mm≤Rp≤18 mm。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著葉片高度的增加，排肥均勻波動(dòng)系數(shù)先降低后增大，在14 mm 附近取得最小值，肥料的軸向平均速度先增大后減小，在15 mm處取得最大值（圖8）。因此，在排肥均勻波動(dòng)系數(shù)最小且肥料軸向平均速度相對(duì)最大時(shí)，取葉片高度范圍為12～16 mm。

中心距、螺距、葉片高度是影響排肥器排肥性能的重要參數(shù)，對(duì)排肥器均勻性起著決定性作用。試驗(yàn)選取中心距、螺距、葉片高度為試驗(yàn)因素，采用三因素三水平Box-Behnken 試驗(yàn)方法，試驗(yàn)因素水平表如表2 所示。應(yīng)用Design-Expert8.0.6 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示，表3 中x1、x2、x3 表示因素編碼值。排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)模型的方差分析如表4 所示。模型的顯著性檢驗(yàn)F=21.16，Plt;0.01，回歸模型極顯著，失擬項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果為不顯著（Pgt;0.05），表明回歸模型在試驗(yàn)范圍擬合程度較好。對(duì)于排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)模型，x2、x1x3、x22、x32對(duì)方程影響為極顯著（Plt;0.01），x1、x3 對(duì)方程影響為顯著（0.010.05），剔除回歸方程中系數(shù)影響不顯著因素。各因素與排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)的回歸方程為：

肥料軸向平均速度的方差分析如表5 所示。模型的顯著性檢驗(yàn)F=79.72，Plt;0.01，回歸模型極顯著，失擬項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果為不顯著（Pgt;0.05），表明回歸模型在試驗(yàn)范圍擬合程度較好。對(duì)于肥料軸向平均速度模型，x1、x2、x3、x1x2、x1x3、x12、x32 對(duì)方程影響為極顯著（Plt;0.01），其余項(xiàng)對(duì)方程無(wú)影響（Pgt;0.05）。各因素與肥料軸向平均速度的回歸方程為：

由圖9A 可知，當(dāng)葉片高度位于低水平時(shí)，隨著中心距的增大排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)劇增，當(dāng)葉片高度位于高水平時(shí)，隨著中心距的增大排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)略降；不論葉片高度的水平高低，隨著葉片高度的增大排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)先略降后增大。中心距和葉片高度決定著排肥輪的嚙合程度，嚙合越好排肥輪交替排肥越明顯且排肥均勻性越好。由圖9B可知，隨著螺距的增大肥料軸向平均速度增大，隨著中心距的增大肥料軸向平均速度先緩增后微降，肥輪螺距越大單圈下輸送肥料的距離越遠(yuǎn)，因此肥料軸向平均速度越快。由圖9C 可知，隨著葉片高度的增大，肥料軸向平均速度先緩增后劇降，隨著中心距的增大肥料軸向平均速度先增大后微降，中心距和葉片高度決定著排肥輪的嚙合區(qū)域的大小，由公式（16）可以得到處于嚙合區(qū)域的肥料顆粒越多，肥料軸向平均速度越大。

由圖9A 可知，中心距在48 mm 時(shí)排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)低且中心距越小排肥器制造成本越低。因此，將中心距設(shè)定為48 mm，排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)越小，排肥越均勻，因此，設(shè)定排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)≤10%，肥料軸向平均速度越大，同轉(zhuǎn)速下輸送肥料的能力越強(qiáng)，因此設(shè)定肥料軸向平均速度≥30 mm/s，利用Design-Expert8.0.6 多目標(biāo)優(yōu)化方法，得到優(yōu)化方程如式（23）。

基于式（23），得到優(yōu)化區(qū)間分別為螺距32.5～33.2 mm、葉片高度13.5～14.7 mm。在優(yōu)化區(qū)間中選取螺距32 mm，葉片高度14 mm 進(jìn)行仿真試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果顯示，肥料均勻性波動(dòng)系數(shù)為8.29%，肥料軸向平均速度為30.03 mm/s，達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，驗(yàn)證了試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果的正確性。

2.2 排肥性能臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果

螺距越大排肥器輸送能力越強(qiáng)，葉片高度越大單圈排肥量越多，結(jié)合生產(chǎn)成本和加工制造難度，選取中心距為48 mm、螺距33 mm、葉片高度14 mm。為驗(yàn)證同向雙螺旋排肥器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確性，選用史丹利氮肥顆粒，對(duì)同向雙螺旋排肥器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證（圖10）。試驗(yàn)開始時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為60 r/min，集肥盒距出肥口下方80 mm 情況下，待排肥穩(wěn)定后，啟動(dòng)并設(shè)定傳送帶速度為0.2 m/s，單次測(cè)量2 個(gè)排肥周期，采用日本GX-8K 電子秤測(cè)量集肥盒里肥料質(zhì)量，為了進(jìn)一步研究同向雙螺旋排肥器的排肥性能，在轉(zhuǎn)速30～120 r/min 范圍內(nèi)，梯度為30 r/min 進(jìn)行全轉(zhuǎn)速排肥性能測(cè)試，單次試驗(yàn)重復(fù)5次取平均值。

采用網(wǎng)格法對(duì)排肥均勻性進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，臺(tái)架試驗(yàn)中單個(gè)網(wǎng)格用寬20 mm 的集肥盒替代，通過公式（18）～（19）得出排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)。由于臺(tái)架試驗(yàn)中肥料軸向平均速度無(wú)法直接測(cè)量，因此，采用直接統(tǒng)計(jì)單圈排肥量即集肥盒內(nèi)肥料顆粒的總質(zhì)量進(jìn)行間接測(cè)量。

為驗(yàn)證優(yōu)化分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，以史丹利氮肥為試驗(yàn)肥料進(jìn)行臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)。對(duì)比表6 中臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)，臺(tái)架試驗(yàn)的排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)與仿真試驗(yàn)的相對(duì)誤差為1.47%，單圈排肥量相對(duì)誤差為1.96%，驗(yàn)證試驗(yàn)與仿真試驗(yàn)基本吻合，通過對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同轉(zhuǎn)速下同向雙螺旋排肥均勻性變異系數(shù)較單螺旋排肥器平均降低64.21%，不同轉(zhuǎn)速下單圈排肥量平均提升72.16%。

3 討論

本研究針對(duì)單螺旋排肥器在螺旋葉片終止端面與殼體之間的儲(chǔ)肥空間不同所產(chǎn)生排肥不均勻問題，研究設(shè)計(jì)了一種雙排肥輪結(jié)構(gòu)的螺旋排肥器，然后進(jìn)行三因素三水平Box-Behnken 仿真試驗(yàn)。根據(jù)所建立的排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)、軸向平均速度回歸模型并利用Design-Expert 8.0.6 軟件得出試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的變化關(guān)系，排肥輪螺距對(duì)排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)影響極顯著（Plt;0.01），排肥輪中心距、葉片高度對(duì)排肥均勻性波動(dòng)系數(shù)影響顯著（0.01