蔬菜是我国重要的经济作物之一,约2/3蔬菜种植采用育苗移栽的方式。工厂化穴盘育苗是实现种苗商品化供应主要方式。精量播种机是工厂化穴盘育苗的核心设备。小粒圆形种子穴盘育苗,常采用气力式精量播种,以气力式针孔精量播种应用较为广泛。但是气力式针孔精量播种机要求真空度较大,需要配备真空泵才能提供持续的气流量。根据课题组提出的一种利用侧面静轮与动轮配合实现正负气压的切换,达到负压吸种、正压和重力排种目的播种原理,研制气力滚筒式精量播种机在于降低播种真空度,提高吸种性能和播种效果。论文通过气力滚筒式吸排种器吸种过程、携种过程和清种过程动力学模型,分析影响吸种效果的主要因素;利用ANSYS软件建立气室流场动力学模型并进行气流场仿真,探讨厚板式吸孔和薄板式吸孔、吸孔直径、吸孔孔口结构、导槽直径大小对滚筒式排种器吸种效果的影响,进而优化排种器结构参数。为研制一种低负压吸种方式的气力滚筒式排种器提供理论和设计依据,以满足蔬菜工厂化育苗规模化生产的需求。依据气力滚筒式排种器的吸种原理,建立清种过程的动力学模型,分析影响小粒圆形种子清种的因素。在清种阶段,清种气压与吸孔内外的压力差、种子直径、种子摩擦角、滚筒转速有关,适当增加滚筒转速有利于清种。在课题组建立吸种、携种和排种阶段的动力学模型基础上,以平均直径Φ1.4mm,千粒重3.0g的甘蓝种子为播种对象进行理论分析。种子从种群分离且被吸附,吸孔入口气流速度大于24.63m/s;清种气压的范围0.110kPa-0.312kPa;种子能被携种吸孔内外气压差为0.866kPa。在理论分析的基础上,提出影响气力滚筒式排种器播种效果的主要因素为滚筒转速、吸孔直径、清种压力和真空度。利用ANSYS软件建立气室内流体动力学模型,采用k-ε湍流模型进行气流场仿真。厚板式吸孔与薄板式吸孔仿真分析表明,在真空度和吸孔直径相同时,厚板式吸孔入口的气流平均速度低于薄板式吸孔入口气流平均速度;厚板式吸孔入口的气压损失32%-39%,而薄板型吸孔入口与出口气压损失不明显,所以采用薄板吸孔有利于降低真空度。吸孔直径仿真分析表明,随吸孔直径增大,气体流量增大;吸孔入口气流速度显现先增大后平缓变化。吸孔直径Φ0.6mm至Φ0.8mm范围内,吸孔孔口气流速度达到极值,产生的扰流阻力最大,对小粒圆形种子的吸附效果最好。孔口结构为沉孔、锥孔和直孔的吸孔仿真分析表明,在吸附种子的条件下,沉孔吸孔由于入口处截面突变,出现气体回流现象,产生涡流损耗较大;直孔吸孔入口气流速度大,产生的扰流阻力大;锥孔吸孔入口气流分布均匀,且种子的表面气压较大,有利于提高对种子吸附稳定性。但对于小粒圆形种子吸种,孔口结构采用薄板直孔吸孔。排种器气室导槽直径大小仿真分析表明,导槽直径增大,气室内的流量也增大。导槽直径较小时,气压损失较大,使得离负压最远的吸孔气流速度小,不利于吸种;当导槽直径为Φ8mm时,离负压最远的吸孔气流速度接近离负压最近的吸孔气流速度;随着导槽直径的增大,吸孔气流速度变化不明显,所以导槽直径Φ8mm时,既满足吸种气流速度要求,又降低气室内气体流量。因此,对小粒圆形种子吸种采用薄板小孔,有利于降低气室真空度,实现低负压吸种。在理论分析和仿真结果基础上,设计和制作播种样机,并对影响播种效果的主要因素进行试验。单因素试验表明,吸孔直径对单粒率影响呈现增大后减小的变化趋势,在吸孔直径越接近种子直径时,吸孔出现堵塞越严重;对多粒率呈现增大的变化趋势;对空穴率呈现减小的变化趋势。真空度对单粒率的影响呈现先增大后减小的变化趋势;对多粒率呈现增大的变化趋势;对空穴率呈现减小的变化趋势。生产率对单粒率的影响呈现先增大后减小的变化趋势;对多粒率呈现减小的变化趋势;对空穴率增大的变化趋势。清种压力对单粒率的影响呈现先增大后减小的变化趋势;对多粒率呈现减小的变化趋势,对空穴率呈现增大的变化趋势。正交试验表明,吸孔直径是多粒率和空穴率影响显著;真空度是单粒率和空穴率影响显著;生产率对空穴率最显著;清种压力对单粒率影响显著。吸孔直径为Φ0.7mm,真空度为3.0kPa,生产效率为200盘/时,清种压力为0.5kPa,其试验结果为单粒率:94.44%,多粒率:4.17%,空穴率为1.39%。