土壤与三七根茎黏附数学模型构建与验证

摘要：

针对三七收获过程中根土分离率低、根茎损伤率高等问题,该研究深入分析土壤与三七黏附特性,明确影响根土黏附参数间的制约关系,建立考虑土壤粒径、含水率、孔隙率、三七根茎表面粗糙度因子及根土接触面积的黏附力数学模型,实现了种植土壤与三七根茎黏附力量化求解.通过三七种植区土壤粒径、含水率与孔隙率之间的土力学分析,确定了三七收获时三七种植土壤平均粒径为0.058 mm,平均含水率为20.95％,以及土壤孔隙率可由平均含水率线性表征;对三七根茎表面进行光学全矢量可视化处理,实现了三七根茎表面粗糙度因子、表观表面积与比表面积求解与耦合,试验结果得出三七根茎表面平均粗糙度因子为4.14,在纳米尺度上表面粗糙度显著,三七根茎比表面积为粗糙度因子与表观表面积构成的二元二次函数,且含水率一定时,三七根土壤黏附力与三七根茎表面粗糙度因子、三七根茎表观表面积均成正比.在此基础上开展三七根土黏附力测定试验并进行试验验证,结果表明:构建的数学模型计算值与试验值相对误差为5.65％,模型准确可靠,为研究三七收获机械分离装置提供科学的理论依据.

关键词：土壤、模型、三七、根-土界面、粗糙度、黏附力

所属期刊栏目：38

分类号：S225.7(农业机械及农具)

资助基金：国家自然科学基金51865023

在线出版日期：2023-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：131-141