施肥作业是促进粮食作物增产必不可少的环节,是实现农业高产、高效与粮食安全的重要保证,但不合理的施肥会导致作物减产和环境污染。再生稻是提高稻田复种指数,增加农民收入的粮食作物之一。目前再生稻追肥存在施肥均匀性较低、施肥量不稳定的问题,造成了肥料浪费,影响了再生稻产量。因此,为提高再生稻施肥的均匀性和施肥量稳定性,结合再生稻施肥农艺要求,设计了一种再生稻气送式双侧施肥装置,并运用理论分析、仿真分析、试验研究等方法对施肥装置关键部件展开研究。研究内容如下:（1）肥料物料特性测定。对颗粒复合肥料的长度、宽度和厚度进行了测定,并分析了其尺寸分布规律,计算得到球形度,测定了肥料颗粒的含水率,千粒重,自然休止角,真实密度和堆积密度,肥料颗粒与钢板、ABS塑料板间滑动摩擦系数及碰撞恢复系数。此研究为气送式双侧施肥装置的结构设计、仿真研究参数设定和试验提供了依据。（2）再生稻气送式双侧施肥装置的设计。设计了由肥箱、排肥器、电机等组成的肥料供给系统和由风机、进气管、混肥管、分肥器等组成的气力式输肥系统。（1）肥料供给系统中的供肥装置的改进设计。设计了采用对称螺旋升角交错布置的双排交错螺旋槽式排肥器,确定了排肥器的关键参数:排肥槽轮半径R为35mm,槽轮最大工作长度L为50 mm;凹槽数目z为8,凹槽的端面圆的半径r为10 mm;计算得到不同工作长度下的理论单圈排肥量;使用matlab软件分析得出螺旋升角为在34.4°～80.2°时为合适范围;对肥料颗粒的充肥过程进行了力学分析,得到了肥料颗粒充入排肥槽轮凹槽内所需的时间t与肥料颗粒的质量m、肥料颗粒间的摩擦因数μ₁以及排肥槽轮角速度ω之间的函数关系。（2）气力式输肥系统中的关键部件的设计与分析。分析和计算得到混肥装置关键参数:入口风速为25m/s,进气管直径D₁为45 mm,收缩管的收缩角α取21°,气肥混合室直径D₃取值为31.5 mm,长度l也为31.5 mm,扩张管的扩张角β取8°,输肥管直径D₂为38 mm。对分肥器进行了结构设计与分析,得出分肥管的角度θ会影响气流运动状态进而影响两侧施肥的均匀性,两排肥口最外侧间距应小于20 cm。（3）FLUENT-EDEM耦合仿真。结合肥料颗粒物料特性对气力式输肥系统关键部件进行了FLUENT-EDEM耦合仿真。采用FLUENT软件对气相流场分析,EDEM软件对肥料颗粒在气相流场中的受力状况分析,建立了流体相的连续方程和动量守恒方程,固体相的运动平衡方程,并选用欧拉-拉格朗日法对混肥装置进行耦合仿真设置;分析混肥装置压力云图和速度矢量分布图,得出入口气流速度的变化对静压分布影响较小,在气流入口速度分别为15m/s,20m/s,25m/s,30m/s时,混肥装置内气流速最大分别为42.94m/s,58.28m/s,62.96m/s,107.34m/s;混肥装置的文丘里结构能够促进肥料颗粒与气流的混合;分析颗粒肥料在混肥装置中的位置和轨迹线分布图,得出随入口风速增加,肥料与扩张室管壁的撞击减少,肥料颗粒输送更稳定,并结合设计部分确定最佳气流入口速度为25m/s,为接下来的试验部分提供了依据。（4）试验研究。为探究再生稻气送式双侧施肥装置各主要影响因素与施肥性能间的变化规律,同时为了施肥装置开展田间试验时提供试验依据,开展了供肥装置和气送式输肥装置的台架试验、正交组合试验。（1）供肥装置性能试验中,研究得到槽轮的工作长度保持一定,转速分别为10r/min、20 r/min、30 r/min、40 r/min、50 r/min时,排肥器的排肥性能会因转速变化而发生一定的变化,交错螺旋槽式排肥器的单圈排肥量的变异系数最大值3.18%、最小值1.02%;单圈排肥量的理论值与实际值相接近;建立了工作长度与单圈排肥量的回归方程。通过对比试验结果表明交错螺旋比传统直槽式排肥器的施肥均匀性变异系数平均值低、施肥均匀性较好。（2）对气送式输肥系统中的分肥器进行了单因素试验表明:随着分肥器角度的变大,总排肥量变异系数和各行一致性变异系数都出现先下降后上升;在分肥器角度为180°时,没有了分肥器角度的导流,肥料颗粒出现滞留现象,排肥的均匀性受到了较大影响。（3）二次回归正交旋转组合试验表明:总排肥量稳定性变异系数的影响主次顺序为排肥轴转速、槽轮工作长度、分肥器角度;各行排肥量一致性变异系数的影响主次顺序为排肥轴转速、分肥器角度、槽轮工作长度。采用Design Expert软件得到再生稻气送式双侧施肥机构各因素最佳工作参数组合并进行了试验验证:排肥轴转速16 r/min,槽轮工作长度22 mm,分肥器角度114°,此时总排肥量稳定性变异系数为1%,各行排肥量一致性变异系数为2.45%,施肥性能较好。