Bir Mekanik Ekici Düzenin Ekim Kalitesinin Edem İle Simülasyonu

Bu çalışmada, düşey plakalı mekanik bir ekici düzenin burçak (Vicia ervilia L.) tohumları ile ekim performansı Altair EDEM yazılımı kullanılarak Ayrık Elemanlar Yöntemi (DEM) temelinde simüle edilmiş ve elde edilen sonuçlar laboratuvar ortamındaki doğrulama denemeleriyle karşılaştırılmıştır. Araştırmada ekici düzen SolidWorks CAD yazılımında tasarlanmış, tohumlar ise çoklu küre yöntemiyle modellenmiştir. Ekici plakanın üç farklı dönü hızında (12, 24 ve 36 min⁻¹) gerçekleştirilen simülasyonlarda ve 3 boyutlu yazıcı ile PLA filamenti kullanılarak imal edilen fiziksel model üzerinde yüksek hızlı kamera yardımıyla yürütülen doğrulama testlerinde tohum dağılım düzgünlüğü, sıra üzeri uzaklıklar, standart sapma ve varyasyon katsayıları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Araştırma bulgularına göre, plaka dönü hızının artması tohum yuvalarındaki boşluk oranını belirgin şekilde artırmış, bu durum tohum dağılım düzgünlüğünün bozulmasına ve varyasyon katsayısının yükselmesine neden olmuştur. En yüksek ekim kalitesi en düşük plaka dönü hızı olan 12 min⁻¹’de elde edilmiş, bu hızda varyasyon katsayısı simülasyonda %7.1, laboratuvar denemelerinde ise %8.3 olarak gerçekleşmiştir. Simülasyon verileri ile doğrulama testi sonuçları arasında genel olarak %10’dan daha az bir farklılık saptanmış ve sonuçların son derece tutarlı olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, EDEM gibi simülasyon yazılımlarının mekanik ekim makinelerinin optimum tasarım ve işletme parametrelerinin belirlenmesinde güvenle kullanılabileceği ortaya konmuştur.

In this study, the seeding performance of a vertical plate mechanical metering unit with bitter vetch (Vicia ervilia L.) seeds was simulated using Altair EDEM software based on the Discrete Element Method (DEM), and the obtained results were compared with laboratory verification experiments. In the research, the metering unit was designed in SolidWorks CAD software, while the seeds were modeled using the multi-sphere method. Seed distribution uniformity, seed spacing, standard deviation, and coefficients of variation were examined in detail during simulations conducted at three different plate rotational speeds (12, 24, and 36 min⁻¹) as well as during verification tests performed on a physical model fabricated with a 3D printer using PLA filament, utilizing a high-speed camera. According to the research findings, increasing the plate rotational speed significantly increased the cell empty rate in the seed cells, leading to a degradation in seed distribution uniformity and an increase in the coefficient of variation. The highest seeding quality was achieved at the lowest plate rotational speed of 12 min⁻¹, at which the coefficient of variation was 7.1% in the simulation and 8.3% in the laboratory experiments. Overall, a difference of less than 10% was determined between the simulation data and the verification test results, demonstrating high consistency between them. Consequently, it was established that simulation software such as EDEM can be reliably utilized to determine the optimum design and operating parameters of mechanical seeders.