煤矿乏风瓦斯氧化装置浓度调节系统开发

煤矿乏风瓦斯氧化装置的安全稳定运行需要精确控制甲烷浓度,为了实现浓度控制设计了一种煤矿乏风瓦斯氧化装置的浓度调节系统.系统采用PLC作为控制核心,并以PID算法作为控制算法.先利用PLC的自整定功能自动整定出PID的三个参数,然后微调.实验结果表明:浓度调节误差小,响应快,系统工作稳定.     

基于流量调节阀和神经网络的植保机械在线混药装置

农药的小流量、高精度实时动态测控是在线混药装置急需解决的一个关键问题。流过调节阀的流量与阀前后压差、流体密度、阀开度有关,通过建立流量与这3个变量间的关系表达式,即可利用调节阀对药液流量进行实时检测和控制。设计了利用流量计和调节阀分别对水和农药原液进行计量的在线混药装置,在提出调节阀相应标定方法的基础上,建立了调节阀的流量关系表达式,并在室内进行了测试。结果表明,农药流量在24~240 m L/min范围内时,混药装置的药液流量相对偏差均小于4%。     

灌溉流量自调节阀的结构设计与性能分析

基于土壤负压原理、产品结构优化设计和信息感知、无线传输、微电子控制等先进技术,研发了适用于输配水管路的灌溉流量自调节阀新型样品,具有土壤实际水分状况感知采集、信息反馈和输水流量实时调节控制等复合功能。根据其工作原理和设计技术指标,通过室内试验对灌溉流量自调节阀进行指标测试和性能分析,结果表明:试制的DN25流量自调节阀样品的开度调节范围0～100%,在100～300 kPa供水压力下,流量自调节精准度达81%～99%,且控制灵敏度较高,阀片响应时间随着阀门开度增大而逐渐延长,单程启闭最长响应时间不足3 s,较好地实现了节水灌溉的流量精量调配功效,为流量自调节阀的进一步结构优化、性能改进和产品定型等提供技术依据。     

基于滑模技术的液态肥流量高精度控制方法

为了提高液态化肥的利用率，提出了一种基于滑模技术的液态肥流量高精度控制方法。首先，分析了电动调节阀控制液态肥流量的工作过程，并建立了液态肥流量控制模型；然后，针对电动调节阀中的阀门开度、电机转速和电机角加速度设计了积分滑模面，并提出了滑模控制律；最后，对液态肥流量控制系统进行了稳定性分析。试验结果表明：设计的滑模控制方法具有快速性和准确性，响应时间小于0.6s,阀门开度最大误差仅为0.01cm,液态肥流量最大误差仅为1mL,液态肥流速最大跟踪误差仅为0.1mL/s,在对番茄液态肥实测中最大流量误差也仅为0.03mL,控制精度较高，可实现精准施肥。     

仓储小麦温度场的数学模拟和实验研究

根据传热力学理论,用有限元方法对非稳态条件下仓储小麦温度场的数学模型进行了分析,设计了一个模拟试验仓,当外界风温变化时,对仓储小麦的温度场进行了模拟计算和实验测定,明确了可能存在的高温积聚的区域,为进一步的实际应用创造了条件。     

电控线性转板式气体流量调节阀结构设计与实验

提出了一种电控线性转板式流量调节阀(阀门通径DN50),阀芯开口采用专门设计的形状以实现开度与流量的线性关系,驱动系统采用减速步进电机以保证阀门开度的精度和重复性。采用面积割补法推导了阀芯曲线方程,设计了特殊的平面旋转密封结构,并采用数值模拟和实验验证相结合的方法进行了验证。理论计算和实验结果均表明设计的阀门线性相关系数大于0.99,不同开度的重复性实验表明,不同开度流量重复性优于0.26%,验证了该结构阀门的性能。     

活塞式调节阀水力特性分析

通过数值分析研究了不同开度的稳态工况及启、闭过程的瞬态工况,对活塞式调节阀的水力特性进行了全面分析。求得调节阀的流量系数、流阻系数、汽蚀系数等随开度变化的特性参数曲线,并对比活塞阀芯在启闭过程的动态液动力,以及对阀内流场分布进行综合探讨。活塞式调节阀具有较好的流量线性特性,且只在较小开度下有明显流阻,开度增大后流阻迅速减小而保持较低的过流损失。本次研究工况范围内最小汽蚀系数为40.3,应确保调节阀的允许汽蚀系数小于该值。阀门的流开型结构使阀芯轴向的启闭液动力均作用于开阀方向,且开阀力小于关阀力。另外,对比了不同开度的阀内流速、流线、压力和湍动能等流场分布来对该活塞式调节阀的流动特性进行说明。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

基于电动比例调节阀的变量施药装置

利用电动比例调节阀作为流量调节执行器,以PLC为控制器,设计了基于流量直接控制方式的变量施药装置,并开发了相应的测控软件。通过试验得出了施药流量与电动比例调节阀开口度的关系,设计出适用于本装置的流量控制算法。试验显示,流量控制时最大平均误差为0.35L/min,最小平均误差为0.01L/min,表明装置能满足变量施药的要求。     

北方粮库仓储水稻温度场数学模拟和实验研究

根据传热学理论，针对北方粮库仓储水稻特点，采用有限元方法对非稳态条件下仓储水稻温度场的数学模型进行了分析；设计了一个模拟试验仓，当外界风温变化时，对仓储水稻的温度场进行了模拟计算和实验测定，明确了可能存在高温积聚的区域，为进一步的实际应用创建了条件。     

多参数可调可测式清选系统设计与试验

为了改善国内谷物联合收获机风筛式清选装置清选作业参数的调控、监测与显示方式简单且自动化程度较低导致清选效率较低的问题。分析了谷物联合收获机风筛式清选装置4个清选作业参数（振动筛曲柄转速、风门开度、风机转速和鱼鳞筛筛片开度）的调节理论依据，对每个清选作业参数的调控与监测装置进行独立设计，在联合收获机风筛式清选装置基础上设计了多参数可调可测式清选系统，实现风筛式清选装置清选作业参数的自动化调控、监测与显示，整体系统采用电力驱动，实现了收获机风筛式清选装置的绿色环保作业。经准确性检测多参数可调可测式清选系统4个清选作业参数的调节精度均不小于97.17%，具有良好的鲁棒性，可实现4个清选作业参数的精确调控与实时显示。本文利用装配了多参数可调可测式清选系统的4LZ-4型全喂入履带收获机，以总损失率和含杂率为清选性能评价指标，进行了大豆机收田间试验，试验时样机运行良好。试验结果表明，大豆机收田间试验总损失率和含杂率平均值分别为3.13%和2.70%，达到行业标准要求。     

玉米干储一体仓气流场仿真分析与优化

为提高玉米干储一体仓中气流场均匀性,采用计算流体力学和正交试验相结合的方法对玉米干储一体仓内部气流场分布进行数值仿真和参数优化。通过单因素试验,研究水平进风管位置、竖向通风笼直径、单位通风量3个因素对玉米干储一体仓通风均匀性的影响规律,并通过系列数值仿真及正交试验对干储一体仓通风结构及参数进行优化设计。结果表明：干储一体仓内气流的平均速度,受不同水平进风管位置的影响不明显,随着竖向通风笼直径的增加呈逐渐降低趋势,而随着单位通风量的增加持续增长。速度不均匀系数随水平进风管位置从上到下变动、竖向通风笼直径增加和单位通风量增加分别呈现先减小后增大、先急剧后缓慢降低和整体增加的趋势。其中,竖向通风笼直径对干储一体仓内部流场均匀性的影响最为显著,其次是水平进风管位置和单位通风量。优化后的干储一体仓通风结构及参数的组合为水平进风管位置-0.34m、竖向通风笼直径400mm、单位通风量20m3/(h·t),此方案下干储一体仓内部流场速度不均匀系数综合加权评分值与初始方案相比提高了77.4%,表明了优化方案的可行性。     

基于模糊PI控制的变量施药系统设计与试验

针对国内现有农田喷药机的定量施药方式,设计了一套基于模糊PI控制的变量施药系统。该系统采用多传感器实时采集喷药机车速、流量、压力等参数,并以此为控制依据,通过改变比例阀开度实时调整管道内药液流量,同时控制多组喷头的开闭。该系统采用主路流量调节方案,5组开关电磁阀控制多组喷头。喷药机喷头流量控制试验与田间喷药试验结果表明,单个喷头流量误差＜2.5%,模糊PI控制优于传统PI控制,田间喷药误差＜2.2%。      

蜂窝陶瓷蓄热体的温度场研究

基于煤矿乏风热逆流氧化试验,建立该试验装置的关键部件—蜂窝陶瓷蓄热体的传热模型,对工作状态下陶瓷蓄热体的温度场进行了仿真,分析了蓄热体的孔隙率、孔型和操作参数对蓄热体温度的影响规律。结果表明:随着孔隙率的增大,蓄热体蓄热时间变短,蓄热速率增大;在材质和孔隙率一定的情况下,六方孔型蓄热体蓄热速率要大于四方孔型蓄热体;随着气体入口流速的增加,蓄热体的蓄热速率增大,蓄热时间降低。     

场地膜秆分离装置送风口尺寸改变的数值模拟

为达到有效分离地膜的目的,建立了场地膜秆分离装置的三维计算流体力学模型,采用Fluent软件对场地膜秆分离装置内的流场进行数值模拟分析,改变分离装置送风口的几何尺寸,分析比较其内部流场的压力分布速度分布。结果表明:在送风口和进料口的相对位置为100mm、送风口宽度为200mm和送风口长度为6 0 0 mm时最为合理,为场地膜秆分离装置的结构设计和性能改进提供了参考。     

车用YJP-Q系列加热器性能的试验研究

对2台车用YJP-Q系列加热器性能进行了试验研究,分析了加热器配用不同喷油量油嘴时过量空气系数对性能的影响,及进水温度和水流量的影响,并测试了加热器进气调风板不同开度下的性能。由试验结果知:所试加热器最佳过量空气系数在1.35左右;随进水温度的升高,热功率和热效率下降;加热器水流量存在一可获得最大热功率的流量值;目前所用风扇供气量仅能满足喷油量较小的油嘴,对于油量较大的喷油嘴须提高风扇风压。     

基于Fluent的打叶机内部流场数值模拟

烟草打叶机内部流场会影响打叶工艺的效果,为揭示烟草打叶机内部空气的流动规律,利用三维建模软件Creo通过滑移网格技术建立打叶机箱体结构及流场区域模型,并通过流体力学软件Fluent进行模拟仿真,得到打叶机内部的流场压力、速度、温度分布图。从数值计算结果看出,合理范围内的进风速度与刀辊转速不会对机箱内部压力、速度分布造成过大影响,在通入热流体后,打叶机内部温度呈现均匀分布,出料区内部会形成旋转回流场造成烟叶堆积,通过添加挡板或者底部进风口能够消除旋转回流场。     

食用菌菇房环境CFD模拟及送风管布置方案研究

食用菌栽培菇房生产规模化和大型化的发展,对通风部件和控制系统提出更高的要求.为此,以草菇栽培菇房为研究对象,进行环境测量试验,建立菇房CFD模型,进行CFD非稳态模拟,分析其内部环境分布情况,并讨论了通风部件参数对菇房内流场分布的影响.结果显示:模拟值与试验数据的最大绝对误差为0.3℃,吻合性较好;菇房的通风方式为紊流...     

基于装甲车空调舱内气流分布的热舒适模糊综合评判

对装甲车空调舱内气流组织三维稳态温度场、速度场进行了数值模拟，获得舱内三名乘员周围的平均温度和流速。由于人体热舒适受多种因素的影响，是一种模糊随机变量，采用热舒适性模糊综合评判模型对三名乘员的热舒适性进行评价，对装甲车辆空调舱内气流组织的优化设计和空调舱内的热舒适送风控制提供理论依据。