[发明专利]一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法

权利要求书

1.一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：

通过测量计算摆式犁耕作过程中阻力做功产生的总热量Q_总及摆式犁耕作过程中传递到犁铧上的热量Q_犁铧，确定摆式犁耕作过程中犁铧-土壤间热量分配系数

2.根据权利要求1所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：所述摆式犁耕作过程中阻力做功产生的总热量Q_总的测量计算方法，包括如下步骤：

(1)、测量摆式犁犁铧在实际耕作中与土壤的相互接触面积；

(2)、根据摆式犁实际耕作状况搭建温度试验测量平台，测量犁铧表面生热区的温度变化；

(3)、根据测量摆式犁的犁耕阻力，计算摆式犁耕作过程中阻力做功产生的总热量Q_总。

3.根据权利要求1所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：所述摆式犁耕作过程中传递到犁铧上的热量Q_犁铧的测量计算方法，包括如下步骤：

(1)、确定摆式犁犁铧热分析边界条件，建立摆式犁犁铧三维传热模型；

(2)、利用传热反求法求解摆式犁耕作过程中传递到犁铧-土壤接触面上的热流密度大小；

(3)、根据热流密度大小，计算摆式犁耕作过程中传递到犁铧上的热量Q_犁铧。

4.根据权利要求2所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：步骤(2)中所述搭建温度试验测量平台的方法，包括如下步骤：

(1)、在犁铧表面的生热区上固定测温元件，再将导热钢板安装在犁铧表面的生热区上；

(2)、将安装了导热钢板的犁铧放置于土壤中；

(3)、将导热钢板与焊接电源的正负输出线缆固定连接，设定恒定输出电流值，使焊接电源持续通电工作，同时用温度采集模块和电脑分别采集和记录犁铧表面上生热区的温度变化；

(4)、将犁铧放置在不用深度的土壤中，重复步骤(3)，测量不同耕速、耕深下，所对应生热区不同时刻的温度值；

(5)进行多次重复试验，计算出不同耕速、耕深下犁铧表面生热区的平均温度值T。

5.根据权利要求2所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：步骤(3)中所述测量摆式犁的犁耕阻力的方法，包括如下步骤：

(1)、依据摆式犁实际耕作状况，建立摆式犁三维实体模型，并构建摆式犁耕作动力学计算模型；

(2)、选择摆式犁实际工况参数，所述参数包括犁体的前进速度、犁体的摆动速度、犁体耕深及犁体摆动一周所需要的时间；

(3)、基于牛顿拉夫森迭代算法，获得摆式犁犁耕阻力F。

6.根据权利要求2所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：步骤(3)中所述计算摆式犁耕作过程中阻力做功产生的计算公式为：

Q_总＝ηFVt

η：阻力做功转化为热量的比例；η＝0.5

F：犁耕阻力

V：耕作速度

t：耕作时间。

7.根据权利要求3所述的一种确定摆式犁犁铧-土壤间热量分配系数的方法，其特征在于：步骤(1)中所述摆式犁犁铧热分析边界条件包括初始温度、热流密度载荷及对流换热边界条件。