滴灌用黄河水泥沙分离试验研究

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,将碟式分离机与FXJ-150-Ⅰ型水力旋流器串联用于黄河水泥沙分离.采用正交试验、极差和方差分析研究了串联分离设备参数对溢流量和溢流颗粒D50的影响.试验结果表明:影响溢流量的参数主次排列为旋流入口压力、旋流器底流口直径和转鼓转速,而影响溢流D50的参数主次排列为旋流入口压力、转鼓转速和底流口直径.考虑试验因素对溢流量和溢流中粒径D50影响程度的大小以及它们在分离中所起作用的大小,优化了串联分离设备参数:旋流入口压力为0.06 MPa、底流口直径为12 mm、转鼓转速为3500 r/min.     

轻质分散相旋流器中结构参数对分离性能的影响

根据计算模型的计算结果给出了轻质分散相旋流器中结构参数对旋流器分离性能的影响以及影响方式，其中旋流器尺寸的增加将导致分离能力的降低，具体表现为分割尺寸d₅₀与旋流器尺寸的平方根成正比；锥段半锥角的增加也将降低旋流器的分离能力，表现为分割尺寸d₅₀随半锥角的增加而增加，主要的原因是在其它尺寸保持不变时，半锥角的增加减少了锥段的分离空间、减少了流体在锥段的停留时间；底流口以及溢流口的尺寸是以一个组合参数的形式对旋流器的分离性能产生影响的，这两个参数的变化不仅改变分割尺寸d₅₀，而且改变迁移率曲线的陡度，因此在分离固体颗粒时，可以通过改变底流口与溢流口的尺寸来改善水力旋流器对颗粒的分级性能。     

轻质分散相水力旋流器的分割尺寸

轻质分散相水力旋流器在食用油的提炼、奶品脱脂、果汁浓缩等农副产品加工以及废水回用于农田水利的过程中有着广泛的应用前景。该文根据旋流器的分离效率模型计算并关联了轻质分散相水力旋流器的分割尺寸d₅₀，可作为衡量旋流器分离能力的标志。得到的结果可适用于不同的流体流量、不同的分流比、不同的流体物性参数以及不同尺寸关系的旋流器。根据计算结果，分流比对分割尺寸的影响比较小，半锥角、溢流口尺寸与底流口尺寸对分割尺寸的影响比较大。旋流器大小、流体的流量以及物性参数对旋流器分割尺寸的影响比较直接，当旋流器尺寸R₀、流量以及物性参数变化时，分割尺寸的改变遵循旋流器数不变的规律。由于分割尺寸与R₀的平方根成正比，所以旋流器尺寸越小，分割尺寸也越小，因此旋流器的分离能力也就越大。     

微灌旋流网式一体化水砂分离器试验

现有研究以及关注的过滤设备多集中于低含砂水水源,对于缺水地区以高含砂水为水源进行微灌的研究较少,该文提出一种新型微灌用网式一体化水砂分离器,并与常规水砂分离器进行试验对比分析,旨在解决以高含沙水为水源进行微灌的堵塞问题。该文在试验对比的基础上,分别计算网式一体化水砂分离器和常规水砂分离器的主要性能参数,包括溢流参数(溢流流量和溢流浓度)、底流参数(底流流量、底流浓度、底流分流比)以及分级分离参数(分离效率和分级效率)。结果表明,网式一体化水砂分离器和常规水砂分离器的溢流流量和底流流量均与进口压力呈正相关关系,而底流分流比与进口压力呈负相关关系;在进口压力为0.26~0.34 MPa时,网式一体化水砂分离器的分割粒度为20.0~25.0μm,分离极限为83.5~89.0μm,分离精度为0.40~0.43;而常规水砂分离器的分割粒度为24.5~27.5μm,分离极限为86.0~95.0μm,分离精度为0.27~0.42。如果以分离效率80%为评价指标,在进口压力为0.26~0.34 MPa时,常规水砂分离器的平均分离粒径为65μm,而网式一体化水砂分离器的平均分离粒径为45μm。研究可为高含砂水微灌用新型过滤器提供了试验方法、试验参数和理论依据。     

旋流器结构参数对同心环状缝隙螺旋流影响

旋流器与管道所形成的同心环状缝隙空间会因其结构参数的变化而产生差异，空间结构的变化会对环状缝隙螺旋流流场产生影响，进而影响旋流器的起旋效率。为明确旋流器结构对环状缝隙螺旋流的影响，进行了结构参数（直径×长度）为70 mm×100 mm、70 mm×150 mm、60 mm×150 mm³种旋流器所形成的同心环状缝隙螺旋流三维流速试验。试验结果表明：旋流器结构参数的变化并未改变环状缝隙螺旋流三维流速的整体分布规律，只是对轴向、径向和周向流速的大小和离散程度产生了影响，且旋流器结构参数的变化对径向、周向流速的影响较大。对于长度相同的两旋流器，直径由60 mm增大至70 mm后，各断面轴向、周向平均流速与流速波动增大，而径向平均流速降低，但流速波动增大；对于直径相同的两旋流器，长度由100mm增大至150 mm后，轴向平均流速增大，而流速波动降低，径向、周向平均流速与流速波动均逐渐增大。旋流器直径对水头损失、起旋效率的影响要远大于长度，当直径由60 mm增大至70 mm后，水头损失与起旋效率均增大；在本试验条件下结构参数为70 mm×100 mm的旋流器起旋效率最高，即旋流器的较优结构参数为70 mm×100 mm。该研究成果可为旋流器的选型以及结构优化提供一定的参考。     

水力采收睡莲块茎工艺参数优化

为研究睡莲水力采收工艺参数对采收的影响,根据高压水射流冲刷原理,研究高压水射流各个参数对水力采收睡莲块茎的影响。利用L9(34)正交表设计睡莲块茎水力采收工艺参数:水射流压力、喷嘴直径、前进速度、射流冲刷角度的试验,分析各相关因素对水力采收效果影响。结果表明4个参数都是影响水力采收的显著因素,其中射流的压力和射流流量是影响水力采收的主要因素。通过方差分析得出较优的参数组合:喷嘴直径D为15mm、前进速度V为0.71m/min、冲刷角度为0、射流压力为0.20MPa。射流压力和射流流量增加都能显著提高采收效果,其中提高流量比提高压力所消耗的功率显著,因此在功率一定的情况下应优先保证较高的射流压力。     

正弦波动态水压提升迷宫流道滴头抗堵塞性能

为明确浑水条件下正弦波动态压力各参数组合对梯形迷宫流道出流量的影响，该研究以正弦波动态压力参数周期、波幅、基础水压为控制因素设计正交试验，进行浑水灌溉试验，对正常工作次数、排出泥沙中值粒径、淤积泥沙D50值进行极差和方差分析。结果表明：各参数中只有动态周期对正常工作次数、排出泥沙中值粒径和淤积泥沙中值粒径具有显著性；相同基础水压（4、6和8 m，以水头计）的正弦波动态压力的正常工作次数比同水头的恒压状态分别高63.64%、12.50%、36.36%，平均增幅达到37.50%，增幅非常明显；正弦波动态压力对比恒定基础水压有利于不同粒径级别的泥沙通过，上限粒径、中值粒径和下限粒径排出泥沙粒径均有增加，而恒定工作压力下，泥沙粒径越大，越易沉积在流道内，相比正弦波动态压力，中值粒径和下限粒径分别提高了13.41%和18.50%。正弦波动态压力下水流速度波动幅度大，水流紊动强烈，加强了大粒径泥沙的通过，提高了滴头的抗堵塞能力，延长了滴头使用寿命，综合评分得到最优参数组合为周期4 s、基础水压8 m、波幅2 m，动态压力在现有工程基础上较易实现，因而该项研究对滴灌系统的使用具有一定的指导意义。     

水流驱动下不同灌草格局对泥沙分选特征的影响

泥沙的颗粒大小分布体现了土壤侵蚀的基本信息,分析泥沙分选特征有助于解释坡面土壤的侵蚀过程及其作用机理。通过野外冲刷试验(流量为15,20,30L/min),以砒砂岩区灌丛位于坡上(SU)、坡中(SM)、坡下(SL)的灌草地和无灌丛草地(GL)为研究对象,裸地(BL)为对照,探讨水流驱动条件不同灌草格局泥沙分选特征及其作用机理。结果表明:(1)植被可以通过影响水动力参数来影响泥沙颗粒的分布,不同格局泥沙颗粒随冲刷时间及流量的增大呈粗化趋势,粉、砂粒是该区侵蚀泥沙的主要颗粒。(2)水流剪切力、水流功率和单位水流功率均与泥沙DV呈负相关关系,与D0、D1呈正相关关系;3种冲刷流量下,泥沙DV均值分别为2.422,2.381和2.348,不同灌草格局下DV表现为GL相似文献   

拖拉机液压机械无级变速箱换段控制优化与试验

为了提高无级变速拖拉机的换段质量,该文对所开发的一种新型液压机械无级变速箱的换段过程进行了试验研究。离合器充油特性试验中,通过改变离合器控制油路参数,获得主油路压力与充油流量对换段时间的影响规律;单因素加载试验中,通过单独改变发动机转速、主油路压力、充油流量、负载转矩,获得各因素单独作用时对换段质量的影响规律;多因素组合加载试验中,设计了3水平4因素组合试验方案,对多个因素综合作用时的变速箱换段质量问题进行了研究;时序优化试验中,通过控制器改变离合器动作时机,获得最佳的换段时序。试验结果表明：离合器主油路压力、充油流量可通过影响换段时间而间接影响到换段质量;重叠时序换段会引起油压陷阱,证明了重叠换段的安全性和可行性;单因素作用时,换段质量与离合器压力、流量正相关,与负载转矩负相关,与发动机转速无关;多因素共同作用时,换段质量的主次影响因素依次为充油流量、负载转矩、主油路压力、发动机转速;此外,采用重叠时序换段可显著改善换段质量。根据试验结果得出,为使该变速箱获得最佳的换段质量,其离合器主油路压力应取值4MPa,充油流量取值5L/min,重叠时序取值120ms。该结论为换段控制策略的制定提供了重要参考。     

柚子花芳香油超临界CO2萃取研究

介绍了新鲜柚子花中芳香性成分超临界CO2萃取分离工艺和分析检测方法,重点探讨了压力、温度、时间对萃取率的影响.应用正交试验优化得出:影响萃取的主次因素依次为为萃取压力、萃取温度、萃取时间;较佳工艺参数为:压力18MPa,温度50℃,时间90 min,流量25 L/min,得到超临界柚子花芳香油的萃取率高达2.7‰.应用气相色谱-质谱联用仪共鉴定出39个组分,占总芳香油的91.281%.通过对柚子花的深度加工研究,为开发高附加值的柚子花香精提供科学依据.     

苗木嫁接机器人切削机构模拟试验

为研究满足苗木嫁接机要求的切削机构,设计了半旋转切削机构并优化其结构参数.选取桃、李、柑橘、葡萄和板栗五种嫁接幼苗作为试验对象,在模拟切削试验装置上进行了切削模拟试验.试验结果检验该半旋转切削机构的可行性及分析得出了影响切削阻力试验指标和切削成功率试验指标的主、次试验因素.研究表明影响苗木切削的因素:苗木平均直径、转速、滑切角分别与切削阻力和切削成功率的相关性.综合得出,该半旋转切削机构是可行的;苗木直径、转速和滑切角分别较大地影响切削阻力和切削成功率,苗木直径是主要影响因素,实行工厂化育苗来有效保证苗木直径大小和均匀性;转速调节范围50～60 r/min,滑切角调整略人于30°.     

电弧喷涂3Cr13修复齿轮泵轴试验研究

为获得性能优良的3Cr13电弧喷涂层，采用正交试验、极差分析和方差分析研究了电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层结合强度和耐磨性的影响。试验结果表明：影响涂层结合强度的工艺参数主次排列为喷涂电流、喷涂气压和喷涂距离，而影响涂层耐磨性的工艺参数主次排列为喷涂电流、喷涂距离和喷涂气压。考虑试验因素对结合强度和耐磨性影响程度的大小以及它们在涂层使用中所起作用的重要程度，优化的3Cr13电弧喷涂工艺规范为喷涂电压35 V；喷涂电流180 A；喷涂距离180 mm；喷涂气压0.6 MPa。齿轮泵轴修复实践表明,优化的电喷涂工艺规范用于修复齿轮泵磨损件是可行的。     

柚子花芳香油超临界CO2萃取研究

介绍了新鲜柚子花中芳香性成分超临界CO₂萃取分离工艺和分析检测方法，重点探讨了压力、温度、时间对萃取率的影响。应用正交试验优化得出：影响萃取的主次因素依次为为萃取压力、萃取温度、萃取时间；较佳工艺参数为：压力18 MPa，温度50℃，时间90 min，流量25 L/min，得到超临界柚子花芳香油的萃取率高达2.7‰。应用气相色谱-质谱联用仪共鉴定出39个组分，占总芳香油的91.281%。通过对柚子花的深度加工研究，为开发高附加值的柚子花香精提供科学依据。     

射流喷嘴几何参数对喷灌泵自吸性能的影响

为探索射流喷嘴几何参数对射流式自吸喷灌泵自吸性能的影响规律,该文选择射流喷嘴的喷管总长L1、喷管角度θ、出口长度L2及出口直径D2为变化因素,按L9(34)正交试验的方法设计了9种不同参数的射流喷嘴,通过数值模拟得到使用9种不同射流喷嘴的泵自吸过程气液两相体积流率、叶轮进口速度、叶轮进口气相体积分布及叶轮气相体积分布规律。分析结果表明:射流喷嘴几何参数对射流式自吸喷灌泵气相及液相流率影响的主次顺序为D2>L2>L1>θ;对叶轮进口速度影响的主次顺序为L2>θ>D2>L1;对叶轮进口气相体积分布影响的主次顺序为θ>L1>D2>L2;对叶轮气相体积分布影响的主次顺序为D2>θ>L1>L2;对该射流式自吸喷灌泵射流喷嘴各几何参数最佳组合为射流喷嘴的喷管总长L1=55mm、喷管角度θ=42°、出口长度L2=2mm及出口直径D2=13mm。研究结果可为射流式自吸离心泵射流喷嘴的设计提供参考。     

1K-50型果园开沟机开沟部件功耗影响因素分析与试验

为探明1K-50型果园开沟机工作参数和双旋耕刀辊结构参数对作业功耗的影响规律,该文建立了分析开沟部件功耗的切土,运、抛土力学模型,得到了开沟部件功耗与整机工作参数、刀辊结构参数以及土壤力学性能之间的函数关系。搭建了基于土槽试验台的开沟部件功耗测试装置,模拟坚实度为950k Pa的葡萄园土壤环境,以刀辊转速、前进速度、开沟深度和刀辊型式为试验因素,进行单因素试验和多因素正交试验,测得旋耕刀辊在不同结构和工作参数下的功率消耗,得到影响开沟部件功率消耗的因素主次顺序为刀辊型式前进速度刀辊转速开沟深度,其功耗较优参数组合为采用D3型刀辊,刀辊转速为150 r/min,前进速度为0.06 m/s,开沟深度为0.15 m,测得此时开沟部件平均功耗值约为1.22 kW。将装置正交试验表中各因素值代入功耗解析式,利用MATLAB软件进行数值计算与分析,得到影响功率消耗因素的主次顺序与台架试验结果相同,求得功耗理论值与试验值的相对误差百分比最大为12.86%,最小为2.00%,验证了功耗理论模型具有较高的准确性。该研究可为机具改进和小型林果园开沟机的设计提供参考。     

单螺杆挤压机对农产品加工因素的优化

在农产品和食品挤压机加工过程中,由于各种因素的变化,对产品的膨化质量有很大影响。通过挤压机螺杆与螺套之间的间隙、螺杆转速和物料含水率的变化,对产品的膨化指数,挤压机的生产率和功耗进行测定,分析在不同工况下挤压的工作情况以及产品特性。试验结果表明,影响试验指标的主要因素是螺杆与螺套之间的间隙,试验因素主次排列为间隙,含水率和转速,其较优组合为螺杆螺套之间的间隙0.75mm,螺杆转速300r/min,物料含水率18％。     

拨指轮式马铃薯挖掘机试验

针对拨指轮式马铃薯挖掘机的明薯率和伤薯率相互牵制的问题,对它的工作性能进行正交试验研究。通过对试验结果的极差分析和方差分析,得出影响明薯率的因素主次为：拨指轮转速、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离、挖掘铲长度,影响伤薯率的因素主次为：拨指轮转速、挖掘铲长度、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离。考虑到试验因素对明薯率和伤薯率影响的大小和它们在挖掘机中所承担的任务,优化机具参数为：拨指轮转速为142 r/min、挖掘铲长度为480 mm、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离为420 mm。重复试验表明：该机明薯率＞96%,伤薯率＜5%。     

2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力式排种系统试验研究

为了对2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力式排种系统进行研究,该文在气力式油菜精量排种检测系统研制基础上,以排种盘转速、风机转速及正压泄气孔直径为试验因素,进行了320次全因子组合试验,并运用多元非线性回归等数学方法进行试验数据分析处理。结果表明:各因素对系统排种效果影响程度主次为风机转速>排种盘转速>正压泄气孔直径,而风机转速及其与排种盘转速的交互作用分别是影响各行排种量及其一致性的首要因子;在一定范围内,随着风机转速的提高和排种盘转速的降低,系统排种性能趋于稳定;而当正压泄气孔直径在20和30mm时,系统具有较好的排种量一致性。所得出的气力式油菜精量排种系统的排种量方程、排种量一致性方程及90%排种率参数组合图,可为直播机参数匹配提供参考,也可对直播机的排种性能进行评估。     

油菜精量直播机气力式排种系统稳压控制方法与试验

针对气力式油菜精量联合直播机因拖拉机后输出轴转速变化影响气力系统中风机工作转速,导致排种器工作气压波动,进而降低排种性能的问题,提出一种基于溢流释压的气力系统稳压控制方法,即通过测试风机实际转速变化情况、风机转速与气力系统气压关系,确定溢流阀预设气压值,根据该预设值计算溢流阀的释压弹簧结构参数和工作参数,并通过流量-压力理论分析和稳压控制性能试验验证参数有效性。以2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力系统为对象,利用该方法开展稳压控制试验:通过田间测试确定播种机组在田间稳定作业时风机工作转速变异系数达8.15%,结合测定的气力系统风机转速与气压关系,确定风机实际工作转速应在2 020~2 620 r/min范围内,正负气压阀溢流稳压控制预设值分别为1 000和-5 500 Pa;通过溢流释压阀结构及释压特性分析,确定采用中径30 mm、节距10 mm、有效圈数8圈、线径为1.0、1.5 mm的碳素钢丝圆柱螺旋弹簧作为正、负压释压阀的释压弹簧,其弹簧调节螺栓预压缩量分别为6.7和7.8 mm;稳压控制验证试验表明设计的稳压控制系统将排种器气室正压、负压偏差率分别降低45%和110%,使气室气压保持在适宜范围内,气压控制响应灵敏性及稳定性均满足要求;当风机工作转速在2 000~2 700 r/min范围内变化时,排种器的排种量变异系数减小2.68%,提高了排种稳定性。研究表明提出的溢流释压稳压控制方法可有效解决油菜直播机田间作业时排种器工作气压波动大、排种量稳定性差的现实问题,可为播种机设计、气力式排种系统性能优化提供参考。     

用于池塘养殖尾水处理的串联式旋流器水动力特性及分离效率

为了将多级旋流分离技术应用于池塘养殖尾水处理，并解决旋流器的水力停留时间短、分离效率低等问题，根据池塘养殖南美白对虾的尾水特点，结合工业标准150旋流分离器的结构参数，设计了一种串联式旋流分离器。该研究基于欧拉-拉格朗日方法，结合雷诺应力湍流模型与离散相模型，建立了串联式旋流分离器的三维两相内流场数值计算模型。在对比试验数据验证计算方法有效性和流场网格独立性的基础上，分析了进水口流量、锥角、颗粒粒径和密度等参数对旋流器的流场特征和分离效率的影响机制，并提出了多级"旋流+过滤"组合式池塘养殖尾水固液分离技术。研究表明：随着进水口流量在一定范围内增加，两级旋流器内流场的切向速度、轴向速度、分流比、压力降均增大，涡流强度增强，对于粒径为75 μm颗粒物的分离效率明显提高，而对于粒径为5 μm颗粒物的分离效率变化不显著；随着旋流器的锥角减小，水流阻力、压力降和分流比均降低，有助于增加颗粒物在旋流区的停留时间，从而提高其分离效率；随着颗粒物的密度和粒径增大，旋流器的分离效率提高，对粒径为75μm沉淀物的分离效率可达80%，对同粒径悬浮物的分离效率约为60%，但对于粒径为5 μm的2类颗粒物而言，分离效率的差别较小，均低于30%。研究结果可为串联式旋流器的结构优化设计及其在池塘水产养殖尾水处理中的应用提供理论依据。