二次冷凝除霜冷库制冷系统运行特性

针对冷库蒸发器除霜能耗大的问题,以二次冷凝除霜冷库为研究对象,建立了系统热力学模型,通过试验验证了二次冷凝除霜模型的有效性,并对比热气旁通除霜模型验证其节能性。为优化二次冷凝除霜冷库除霜性能,设计试验研究不同因素对系统运行能耗的影响,通过改变不同的蒸发器传热温差、蒸发温度和冷凝温度,获得系统除霜周期能耗并进行对比分析。结果表明：1)蒸发器传热温差宜取7～9℃;2)蒸发温度降低,二次冷凝除霜周期能耗增加,但相比热气旁通除霜节能性增加,当冷凝温度为34～38℃,蒸发温度为-20～-10℃时,单位冷库容积二次冷凝除霜周期能耗为0.055～0.080 kW·h/m³,相比热气旁通除霜节能12.7%～15.8%;3)冷凝温度增加,二次冷凝除霜周期能耗增加,同时相比热气旁通除霜节能性增加,当蒸发温度为-15℃,冷凝温度为34～38℃时,单位冷库容积二次冷凝除霜周期平均能耗为0.067 5～0.078 5 kW·h/m³,相比热气旁通除霜节能12.3%～16.5%。该研究可为制冷系统的节能运行提供参考。     

湿冷系统运行特性及其在果蔬预冷保鲜中的应用研究

提出湿冷系统所具有的“三循环”特征，分析了该系统中气液传热传质机理，通过对物料的适应性试验，对系统的运行特性进行了检测，说明湿冷系统的优点在于：蒸发器不用除霜，提高了制冷压缩机的运行效率，冷库具备较为稳定的高湿低温环境，比普通机械冷库更适合于果蔬的预冷和储藏保鲜     

坡地农林复合系统土壤养分过程研究进展

坡地农林复合系统的土壤养分过程包括养分坡面流失,地下损失,系统养分循环等空间过程及土壤养分的年、季度变化的时间过程,目前,国内外的研究多局限于控制坡面流失,系统养分循环和提高土壤肥力的效果等方面,研究方法以定性研究和统计分析为主,在养分流失机理,地下损失,养分过程的区域对比等领域的研究还很缺乏,研究的深度与广度均需拓展。     

液压机械复合传动阶跃输入恒转速输出双前馈模糊PID控制

针对液压机械复合传动系统在阶跃转速输入时输出转速稳定性差、不易控制等问题,该文提出了一种基于液压子系统、机械子系统和液压机械复合传动系统的输入双前馈+模糊PID转速复合控制方法,以系统输出转速恒定为控制目标,将2个子系统转速扰动量折算到变量马达转速变化量,通过排量补偿调节实现对系统输出转速波动控制,最终实现输出转速恒定控制。仿真与试验结果表明:在系统不同初始输入转速基础上,施加特定的阶跃转速扰动,该控制方法具有良好的控制精度和鲁棒性,相比于传统PID控制方法,系统输出转速最大超调量平均降低39.8%,稳定调整时间平均缩短35.53%,系统输出转速平均稳态误差控制在±0.7%之间。该文所提出的双前馈+模糊PID转速复合控制方法,对液压机械复合传动系统阶跃输入扰动引起的输出波动具有抑制作用,控制效果明显,增强系统在非线性输入复杂工况下转速输出的稳定性,可为液压机械复合传动系统在农业机械领域的设计和应用提供参考。     

太阳能膜蒸馏淡化水系统运行优化

该文旨在优化太阳能膜蒸馏淡化水系统运行过程。采用试验手段确定了该系统的最佳运行工况,测试了最佳工况下该系统的运行效果,说明了系统运行过程的电力平衡情况。测试结果表明:呼和浩特地区该系统光热部分最佳循环流量为150 L/h;光伏光热系统以连续跟踪方式运行;热工质加热过程控制方法为,当辐照度低于500 W/m~2时仅开启光伏发电系统加热热工质,当辐照度介于500~700 W/m~2时采用光伏光热互补方式加热热工质,当辐照度大于700 W/m~2时仅开启光热系统加热热工质;该系统于最佳工况运行时平均膜通量为14.92 kg/(m~2·h),且系统可维持电力平衡;该系统于优化工况下运行时7组膜组件串联即可满足1个4口之家的饮水需求。系统于优化工况下运行,单位产水量所需的膜面积为0.067 m~2。该研究可为膜蒸馏淡化水系统应用研究提供一定参考。     

采后热风与热水处理杀虫的水果温度场有限元模拟

热风和热水加热具有高效、环保且易于控制的优点,是一种替代化学熏蒸控制采后水果虫害的有效物理方法。但由于缺乏对加热速率、加热时间与温度分布等问题的深入与系统研究,常导致杀虫效果较差或对水果品质造成一定负面影响。为了研究水果采后热处理过程的传热机理,建立了水果热处理时的非稳态传热模型,利用有限元分析软件COMSOL建模求解,并进行了试验验证。结果表明,模拟值与实测值之间的均方根误差均低于8%,从而验证了模拟的可靠性。达到相同的热处理效果,水果热水(55℃)加热时的热处理时间仅为热风(55℃)的30%,所以热水是一种更有效的加热介质。增加热风的流速可以提高加热速率,而热水循环速度对传热速率影响较小。水果内部的传热速率主要受水果大小、介质流动速度和水果形状的影响,热扩散系数对水果加热时间的影响较小。所建立的水果传热模型及相关试验结果可为水果采后热杀虫工艺参数的确定及优化提供参考。     

地面加热系统温室热环境测定与经济分析

温室加热系统对温室冬季耗能有一定的影响。地面加热系统能够合理地利用加热系统的供暖热能，使之充分有效地供给座落在地面上的植物，并降低植物冠层上部温室空间的气温，减少了温室的能耗，这也是温室冬季节能的一种非常有效的方法。该文研究了应用地面加热系统的温室热环境，测试结果表明，温室有较好的空气温度分布。温度水平分布均匀，南北方向上温度差异在1℃左右；温度垂直梯度分布为从地面附近到保温幕下气温逐渐降低，但温度降低幅度比较小，在1℃以内，与传统加热方式的保温幕下高地面附近低的温度垂直梯度分布有明显不同。温室夜间植物根部温度在19～25℃。与传统加热方式相比，采用地面加热的温室热环境比较有利于植物生长。该文还以传统加热系统为比较对象，简单分析了地面加热系统的节能效果、散热器投资和运行效益，结果表明地面加热系统比传统加热系统节约能源28%，散热器投资费用可以节省34.1%，每年降低运行费用3万多元。     

土壤复合侵蚀研究进展与展望

土壤复合侵蚀是在两种或多种以上侵蚀营力交互作用或耦合作用下发生的侵蚀现象,也是最难治理的生态环境问题之一。近年来,在复合侵蚀发生机理、复合侵蚀对土壤退化作用及多动力侵蚀交互作用的模拟技术等方面取得了明显进展。该文基于前人研究成果,系统总结了复合侵蚀类型与特征、复合侵蚀发生机理、复合侵蚀研究方法等若干方面的研究进展,分析了研究中存在的主要问题,提出了今后在复合侵蚀规律与模拟试验方法等研究中需要重点解决的若干关键科学问题,以及应关注的基于多源数据融合的降雨-风洞-冻融等多动力交替循环试验模拟技术、复合侵蚀系统中驱动因子作用的定量评估技术与方法、多动力不同耦合状态下产沙过程辨识及量化等研究方向,以期为开展相关研究提供参考。     

循环压力下真空冷冻干燥青菜试验研究

用大葱和胡萝卜作实验材料,在产品感官质量约束下,进行恒压与循环压力下真空冷冻干燥的模糊优化试验研究,得出导热和辐射两种加热方式下,除去单位水分所用干燥时间较短的工艺参数以及温度分布。对于真空冷冻干燥散放颗粒状物料,以辐射加热方式循环压力为最佳。     

基于典型工况试验的装载机循环工况构建

装载机动力传动系统的设计借鉴了汽车动力传动系统的设计理念,而循环工况是汽车动力传动系统参数设计的重要参考依据。由于目前还没有装载机的循环工况,所以在设计阶段也无法利用循环工况考察其燃油经济性和动力性。根据装载机发动机功率分流情况,装载机循环工况应由装载机典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程构成。针对这一情况,以ZL50装载机为例,构建了试验方案,分别试验测试了装载机液压泵消耗发动机转矩的时域波形数据,前、后传动轴消耗发动机转矩的时域波形数据,以及前传动轴转速时域波形数据。对液压系统试验获取的数据进行分段、合并、去除异常值等预处理后,采用加权求和方法,制取了典型工况液压系统载荷时间历程。应用同样的数据处理方法,分别获得典型工况工作速度时间历程,以及典型工况传动系统载荷时间历程。根据典型工况传动系统载荷时间历程,应用装载机工作过程中力的平衡方程方程,求得典型工况铲斗工作阻力时间历程。典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程组合在一起,共同构成装载机循环工况。应用该循环工况,虚拟试验ZL50装载机燃油经济性,与实车试验结果的一致性较好,构建的循环工况可行。装载机循环工况可为虚拟试验装载机动力性、燃油经济性提供加载数据,具有重要的工程实践意义。     

挂机式自动冷库的研制和应用效果

以设计既具有现代技术水平又适于中国国情、经济实用的冷库为目的,研制了系列挂机自动冷库。通过对冷库的制冷系统、控制系统和围护结构的设计研究,装配了以涡旋式制冷压缩机为核心的壁挂式制冷机组,制造了高精度、自控、多级安全保护和实时化霜的控制系统,确定了土建装配复合式的库体结构。设计研制的系列挂机自动冷库,单元库容几吨到数百吨,可应用于农产品基地预冷加工、冷藏保鲜和农贸市场销售保鲜等,在全国推广应用经济和社会效益显著。     

果蔬冷藏库智能优化调节

对制冷系统的热力学过程作了深入分析;基于制冷系统运行实验和经验,提出变蒸发温度的优化控制方案;基于数值逼近理论,提出库温的智能控制算法。文中提出的方法应用于精度要求高但采用简单的位式执行器的果蔬冷库微机控制系统,取得了令人满意的效果。     

多功能种子库的环境控制装置改造与设计

通过将常规冷库的制冷系统和控制系统进行改进和一种新型降温除湿装置的研制，满足了各类型种子库的贮藏要求，应用效果良好。介绍了种子库的类型和贮藏条件，重点介绍各种设计改进方法和控制原理，既满足了不同种子库的温、湿度和控制精度要求，又达到了设备造价低、能耗低的目的。     

基于混沌蚁群算法的冷藏车光伏储能混合制冷系统优化设计

针对冷藏车制冷系统能耗过高和车载光伏发电量不足等问题,设计一种冷藏车混合制冷系统,由光伏发电储能系统作为冷藏车辅助制冷动力来源,在冷藏车长时间停车时供电制冷。建立冷藏车混合制冷系统数学模型,进行样车试验,通过比较试验与仿真数据来验证冷藏车混合制冷系统模型的正确性,并在此基础上,提出将制冷效能系数和光伏发电经济系数作为冷藏车混合制冷系统评价指标,采用乘除法将这2个评价指标统一为目标函数。基于混沌蚁群优化算法,对冷藏车混合制冷系统进行优化设计,优化结果表明:制冷效能系数从0.542降低到了0.402,光伏发电经济系数从0.464升高到了0.840,优化后的冷藏车混合制冷系统更加节能经济。     

冷藏库用风冷太阳能双级水喷射制冷系统性能分析

对额定制冷量为8.3 kW的冷藏库用风冷太阳能双级水喷射制冷系统进行了变工况性能分析。该系统的制冷量随冷藏温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;性能系数（COP）的变化规律与制冷量类似,其差别是随太阳辐照度增强先迅速增大,但当太阳辐照度增大到一定程度后,COP基本保持稳定。在正常使用条件下（冷藏温度不低于6℃,环境温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500 W/m2）,系统的制冷量为5.6～20 kW,COP为0.075～0.112。该系统能较好地与亚热带典型城市南宁的果蔬盛产季节气候条件相匹配。     

液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗模型建立与验证

为掌握液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗规律,该文分析了运输箱的传热传质过程及其能耗构成,在分别研究了气调过程、制冷过程和加湿过程的基础之上建立了液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗模型,并对所建能耗模型进行了试验验证。研究结果表明,液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗主要由气调能耗、制冷能耗和加湿能耗构成;根据能耗模型所得的理论能耗与试验能耗基本一致,平均相对误差为11.86%±4.29%;根据能耗模型所得的理论液氮消耗量与试验液氮消耗量基本一致,平均相对误差为11.60%±3.51%;液氮充注气调过程消耗较少能耗即可产生较大的附加制冷总量,并且气调附加制冷总量与箱体气调体积有关,在该验证试验中理论液氮充注气调附加制冷总量所占理论制冷总量的比例达22%左右。该研究为液氮充注式果蔬气调保鲜运输装备优化以及果蔬保鲜运输节能提供参考。     

二氧化碳制冷技术在农产品冷链物流保鲜中的应用研究进展

随着中国“双碳”政策措施的逐步落地，绿色环保的新型制冷技术成为发展重点。二氧化碳(CO₂/R744)作为无色、无味、无毒、不可燃的天然工质，具有热稳定性好、单位容积制冷量高、全球温室效应低的特点，是一种理想的传统制冷剂替代品。CO₂制冷技术逐步应用于农产品仓储物流、制冰、空调等领域，但当前中国农产品仓储物流过程普遍存在能耗高的突出问题，亟需研发绿色节能制冷技术。该文阐述了CO₂制冷原理与发展历程，并从制冷系统、制冷设备及相关配件的角度，深入分析了CO₂制冷技术与压缩机、换热器、节流装置等CO₂制冷设备的国内外研发情况；综述了CO₂制冷技术在农产品储存和运输环节中的应用进展，提出了亟待解决不同工况下CO₂制冷设备匹配度、低温环境下CO₂压缩效率与液化效率等技术难点；基于中国农产品冷链物流最先一公里和最后一公里断链的突出问题，建议加快研发适宜中国农产品冷链物流产业特点的CO₂移动式冷库和立体智能...     

低温热管中无氟制冷剂HCR-22的蓄冷效果

为解决氟利昂制冷剂对臭氧层破坏和气候变暖潜能值高的缺陷,基于热管技术,该文设计了一套分离式低温热管蓄冷装置,用新型无氟制冷剂HCR-22替代传统制冷剂R-22,以蓄冷量为指标,研究了2种制冷剂在不同的充液率和冷凝/蒸发段面积比条件下的蓄冷效果。试验结果表明：HCR-22用于低温热管的最佳充液率为80%,与R-22相同;热管模组运行70h时,HCR-22和R-22的蓄冷量分别为16230.52和16252.09 kJ;最佳充液时,HCR-22用于低温热管的最优冷凝/蒸发段面积比为2.8：1,小于R-22时的3：1;HCR-22与R-22在相变传热中有近乎相同的传热稳定性,但制冷剂的用量仅为R-22的1/3。该研究为新型无氟制冷剂HCR-22替代传统制冷剂R-22提供了依据和技术支持,对低温热管的推广应用提供保障。     

新型恒温恒湿箱测控系统的设计与研究

该文介绍了新型恒温恒湿箱测控系统的硬、软件设计方法。现有恒温恒湿箱为取得低温恒温效果，需将压缩机全速全功率运行，然后通过调节加热器来调整温度平衡，这样既耗能多又不便于控制。针对这一缺点，本设备中的空气压缩机采用调频技术，从而实现了制冷量的PID(比例积分微分)调节；通过使用单片机接口电路的复用技术，使整个硬件系统更简单、可靠，通过X25045芯片的使用，使系统实现了自动化标定与校准。     

黄淮冬麦区气象因子与小麦晚霜冻害关系研究——以商丘市为例

基于1956-2015年商丘市气象数据和霜冻害资料,研究黄淮冬麦区商丘市气象因子与霜冻害的关系,以及气温、地温、相对湿度、风速与草面温度的偏相关和多元线性回归关系。结果表明:随着全球气温变暖,商丘市冬春季积温以4.35℃·d·a~(-1)的速率逐年增加;晚霜冻害除受冷空气活动影响外,与前期积温和降水量密切相关,冬春季积温偏高或降水量偏少的情况下易发生晚霜冻害;随着小麦幼穗的发育,其对低温的敏感度增加,且可引起霜冻害的最低温度有逐渐升高的趋势;气温、地表温度、平均相对湿度、平均风速与草面温度呈极显著相关(P0.01),偏相关系数的大小表现为地表温度气温平均相对湿度平均风速,可见,除气温、地表温度外,平均相对湿度、平均风速也对霜冻害的发生及轻重程度起关键作用;各因子与草面温度可用模型表述为Y=0.558ST+0.482AT+0.087RH+1.304WS-12.704,经检验,线性回归方程成立,可通过该模型对草面温度进行监测,并为未安装草面温度传感器的地区提供可靠的冻害评估结果。