挤奶机真空度对牛奶体细胞数和牛乳头末端壁厚的影响

为了研究挤奶机系统真空度不同时的挤奶效果,解决目前挤奶机使用中系统真空度缺乏科学设定依据的问题,该文以12头高产泌乳牛(单产(7.4±0.4)t)为试验对象,以体细胞数(somatic cell count,SCC)、乳头末端壁厚变化率以及挤奶量等作为挤奶效果评价指标参数,在系统真空度分别为44、46以及48 kPa时,研究了系统真空度对泌乳牛挤奶过程不同阶段的内套真空度和挤奶杯口真空度的影响,量化了系统真空度对挤奶效果评价指标的影响程度。研究表明,当系统真空度从44 kPa增加至48kPa时,挤奶量、挤奶时间以及平均奶流量均无显著差异,但体细胞数的对数(P0.05)和乳头末端壁厚变化率(P0.05)均显著增加。研究认为试验挤奶机用44 kPa的系统真空度比用46或48 kPa时的效果更好。该文为中国挤奶机使用中系统真空度的优化设置提供技术支持。     

翅片结构对航空活塞式风冷发动机缸体强度与传热性能的影响

航空活塞式风冷发动机由于结构紧凑、体积小、质量轻等优势,在通用航空、农业等领域得到广泛运用。针对航空活塞式风冷发动机热负荷问题,该研究以某水平对置四缸四冲程航空活塞风冷汽油机为研究对象,试验测试了标定功率工况下发动机缸内压力,结合缸压试验数据与风冷发动机缸体的结构与传热特性,搭建一维仿真模型,计算获得了缸内燃气侧边界条件。采用热电偶法测试了标定功率工况下缸体关键区域的工作温度,结合缸体温度测试数据与缸内各位置的温度和传热系数,建立流固耦合仿真模型。选择翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个主要结构参数分析其对缸体结构强度及传热性能的影响。结果表明,翅片结构对缸体的强度及传热性能影响较大,翅片厚度增大使得温度最大下降19.8℃、应力最大下降33.0 MPa。以翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个翅片主要结构参数为因素设计正交试验,计算结果表明,翅片长度变化对缸体温度影响最大;选取最优值优化后与原机相比温度最大下降18.2℃。翅片厚度对翅片强度影响最大,选取最优值优化后与原机相比热应力最大下降50.1 MPa。研究结果可为航空活塞风冷发动机散热翅片的设计与优化提供参考依据。     

稻米真空保鲜储藏技术研究

通过稻米常规储藏和真空储藏的对比试验，研究了稻米真空保鲜储藏原理和品质劣化机理。在真空储藏和常规条件下，稻米的食味都下降，但在真空条件下，稻米中的脂肪酸、含水率和淀粉的理化性质变化幅度比常规条件下的小，因此真空储藏比常规储藏更好保持稻米的食味。研究发现稻米的含水率越高，储藏期间食味变化率越大。真空储藏能够减少黄粒米产生，抑制霉菌、害虫生长。研究得出了各种含水率稻米的合理真空储藏参数，经生产性试验验证可行。     

真空脉动蒸制对天麻升温速率与品质的影响

为解决天麻常压蒸制存在的升温速率慢、设备自动化程度低等问题,该研究将真空脉动蒸制技术应用于天麻蒸制,研究了脉动比(真空时间/常压时间)和脉动循环次数对切半天麻升温速率、质量损失率、黏性、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性和有效成分天麻素(gastrodin,GA)、对羟基苯甲醇(p-hydroxybenzylAlcohol,HA)、巴利森苷A(Parishin A,PA)、巴利森苷B(Parishin B,PB)的影响,基于切半天麻真空脉动蒸制规律,进一步探究了适宜天麻块根真空脉动蒸制的工艺参数。结果表明:相同脉动次数,真空度为85k Pa,常压绝对压力为110kPa,脉动比为20:130时,天麻升温速率最大,为4.40℃/min,较常压蒸制提高了27.54%;天麻蒸制后,质量均有一定损失,其质量损失率随脉动次数增加而增大;蒸制后天麻淀粉糊化,致使黏性增加,其黏性增加率与天麻淀粉糊化程度相关;天麻蒸制后,PPO相对活性均降低,蒸至相同中心温度时,真空脉动蒸制后天麻PPO相对活性比常压蒸制低11.2%;蒸制后天麻GA含量均增加,而PA含量则降低,HA和PB含量未表现出规律性变化;蒸至相同中心温度时,真空脉动蒸制后切半天麻GA增加率较常压蒸制提高了77.97%,且20:130脉动比下脉动3次,切半天麻中心温度为77℃时,GA增加率最大,为192.48%;蒸至相同程度,天麻块根与切半天麻所对应的中心温度相同,其所需脉动循环次数是切半天麻的2倍。综上分析,20:130脉动比下脉动循环蒸至天麻中心温度为77～78℃时,天麻品质较优,该研究可为天麻真空脉动蒸制提供技术支持。     

热风真空联合干燥对银耳品质及其微观结构影响

研究热风——真空联合干燥对银耳品质的影响.以银耳收缩率、复水比、色泽、多糖含量以及微观结构等指标评价联合干燥效果,并与单独的热风干燥和单独的真空干燥进行对比,分析联合干燥的成本优势.结果表明,不同联合干燥条件热风60℃——真空50℃、热风60℃——真空60℃、热风60℃——真空70℃干燥效果均较好,干制后的银耳收缩率不低于60％,复水比可达12以上,多糖含量22％以上,并具有良好的微观组织结构,相比单一的真空干燥和冷冻干燥,联合干燥成本分别降低19％和51％.热风——真空联合干燥作为一种高品质、低能耗的干燥方式值得推广.     

不同水稳性团聚体测定方法的对比研究

水稳性团聚体是研究土壤肥力、质量及侵蚀强度的重要参考指标.研究目的不同,测定其含量的方法常常也不同.采用非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空慢速气溶胶浸润法3种方法测定了黑土、褐土、黄土、红壤、紫色土共5种土壤的水稳性团聚体含量.通过配对样本t检验分析了各种方法的稳定性及不同方法的差异性.分析结果表明,非真空快速浸润法测定的各级团聚体含量和总含量均最小,非真空慢速气溶胶浸润法测定的各级团聚体含量和总含量均最大,非真空快速滴水浸润法则介于两者之间.分析了不同方法对团聚体的破坏机制及其适用范围,指出非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空快速气溶胶浸润法对团聚体的破坏性呈减小趋势,它们分别适用于暴雨、中雨和小雨等情况.     

银耳微波真空干燥特性及动力学模型

利用微波真空干燥技术,对银耳微波真空干燥特性进行研究,探讨不同微波强度、真空度及初始含水率对失水速率的影响,其中微波强度对失水速率影响最大。根据试验数据建立银耳微波真空干燥的水分比与干燥时间关系的动力学模型,并对模型进行拟合检验。结果发现银耳微波真空干燥过程符合Page模型,该模型预测值与实测值拟合良好。该模型可以准确预测银耳在微波真空干燥过程中的含水率和失水速率。     

含水饱和度和含油饱和度对柴油污染土壤电阻率的影响研究

为研究含水饱和度和含油饱和度对石油污染土壤电阻率产生的影响,以柴油作为代表污染物,粉土、粉质亚粘土和砂土为研究对象,将其按不同油水比配制成污染土,利用Miller Soil Box法进行电阻率测试。结果显示,不同类型的污染土在相同的条件下电阻率存在差异,其中含水饱和度的影响大于含油饱和度。不同油水比砂土的电阻率变化最大,粉质亚粘土次之,粉土最小。随含水饱和度的增大,污染土电阻率呈幂函数降低,符合Archie公式,其中砂土的电阻率下降最快。初始含水率对柴油污染土电阻率影响较大,含水率为5%时,出现高阻石油污染低阻异常;含水率为15%时,电阻率随含油饱和度增大先降低后升高。     

不同干燥方式对杜仲雄花品质特性及挥发性成分的影响

为探究干燥方式对杜仲雄花品质特性及挥发性成分的影响,选择5种不同干燥方式（真空冷冻干燥、微波真空冷冻干燥、热风干燥、远红外辐射干燥和热泵干燥）对新鲜杜仲雄花进行脱水处理。测定了杜仲雄花干制品的干燥特性与品质特性,并对干制品的挥发性成分进行了分析。结果表明,真空冷冻干燥所需时间最长,为14.1 h,能耗最高,为231.27 kJ/g,微波真空冷冻干燥效率最高,与真空冷冻干燥相比,干燥时间缩短57%,干燥能耗节省76%。与其他3种干燥方式相比,真空冷冻干燥和微波真空冷冻干燥条件下杜仲雄花干制品的总色差最小,与新鲜样品最接近,表面结构更为平整,活性成分含量最高且自由基清除能力最强。在挥发性成分检测中,干燥前后共检测出27种挥发性成分,其中微波真空冷冻干燥产品挥发性成分种类最多,为18种,是新鲜杜仲雄花挥发性成分种类的1.8倍。综合分析,微波真空冷冻干燥为杜仲雄花的适宜干燥方式,该研究为杜仲雄花的干燥及加工提供理论依据。     

沟垄覆膜不同沟垄比对枸杞产量和水分利用效率的影响

以青海省德令哈枸杞产区不同沟垄措施下的枸杞地为研究对象,以无覆盖平作枸杞地为对照(CK),在分析该地区降雨特征的基础上,研究了沟垄覆膜措施下不同沟垄比(30∶32cm,24∶32cm,18∶32cm,12∶32cm)对枸杞土壤含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在年降水量不足300mm的试验区,沟垄覆膜不同沟垄比种植相比于无覆盖平作种植土壤含水率、产量及水分利用效率显著升高,增产节水效果最优的GLBc(沟垄比18∶32cm)处理相比CK产量提高60.14%,耗水量降低7.47%,水分利用效率提高72.46%。(2)沟垄覆膜不同沟垄比条件下,随着沟宽的不断减小,土壤含水率、产量及水分利用效率均呈现先增大后减小的趋势,在沟垄比18∶32cm时达到最大。沟宽18cm时枸杞的水分利用效率相比30,24,12cm的水分利用效率分别提高40.0%,8.5%,9.2%。(3)对沟宽和枸杞产量的回归分析表明,当沟垄比为17∶32cm时,枸杞的产量达到最大值1503kg/hm^2。因此,在青海主要枸杞产区,沟垄覆膜种植相比传统种植能显著提高枸杞的产量和水分利用效率,同时结合当地沟垄比现状,将沟宽减小为17 cm,即沟垄比为17∶32cm时枸杞产量最高,蒸散量最小,水分利用效率最高。该研究结果对提高枸杞水分利用效率和产量具有指导意义,为旱区农业水资源高效利用提供科学参考。     

基于PWM技术的大型变量喷灌机整机水力性能研究及优化

基于脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）技术的变量喷灌机虽然能实现更精细的地块水分管理，但因实现变量的电磁阀的持续开闭动作，喷灌机主输水管道内流量呈现持续的阶跃变化，进而导致变量喷灌过程中存在压力脉动和机械激振现象。该研究基于Matlab/Simulink，对基于PWM技术的大型变量喷灌机在变量喷灌过程中的压力脉动进行了研究分析及改善优化。针对已研制的基于PWM技术的大型变量喷灌机实体系统，首先构建了其关键器件和整机的水力模型，并验证了模型的正确性。然后基于所建模型，对变量喷灌机的压力脉动进行了分析，得到了变量喷灌过程中的压力脉动规律，进而提出了PWM脉冲相位错开的缓减方法，并介绍了该方法的3种具体实施方式，即"站间"错相、"站内"错相和"站间+站内"错相。最后在实现了PWM脉冲相位错开的变量喷灌机整机水力模型上进行仿真分析，证明了所提3种错相方式均可明显减小变量喷灌过程中的压力脉动幅度，同时也可有效提高泵站的利用率。此外，通过在实现了PWM脉冲相位错开的变量喷灌机实体系统上开展田间试验，进一步验证了所提PWM脉冲相位错开方法对于缓减压力脉动和机械激振的有效性。且田间试验结果表明，在采用PWM脉冲相位错开方法时，变量喷灌机仍然具有较好的喷洒均匀性和变量灌溉控制误差。该研究成果不仅能为基于PWM技术的变量喷灌提供较平稳的压力条件从而保障变量喷灌控制精度，还能减小因压力脉动引起的机架激振从而保障设备安全。     

非圆缸套下的活塞环-缸套油膜分布

为研究缸套变形对活塞环与缸套摩擦学性能的影响,提出缸套内径实际非圆轮廓的缸套与活塞环间油膜厚度周向分布的理论和计算方法。采用连续梁三弯矩方程,通过求解燃气压力、活塞环张紧力与油膜支反力共同作用下的活塞环变形平衡方程,获得油膜厚度沿活塞环周向的非均匀分布。结果表明：缸套与活塞环间润滑油膜厚度的周向分布既与作用在活塞环上的载荷有关,也与缸套的变形大小及轮廓形态密切相关。吸气冲程的上死点位置,4个缸的缸套与活塞环之间周向油膜厚度的最小值、最大值和均值的最大比值分别达到1.08、1.78、1.37。非圆缸套下轴向各截面油膜周向均值较相应的理想圆形缸套的油膜厚度大一些。     

抽水蓄能机组甩负荷试验时尾水锥管压力

抽水蓄能机组水力调节过渡过程计算控制核心要求之一是尾水锥管压力不超过设计值。设计值是根据水力过渡过程理论的一维数值模拟"计算值"加上一定"压力脉动修正"量和 "计算误差"后计算获得。长期以来，尾水锥管压力计算值与尾水锥管压力测量值之间仍存在一定偏差，导致采用实测数据对计算结果进行评判时不能得到合理的解释与评价。为解决调节保证计算与试验验证之间的分歧，该研究对调节保证计算时尾水锥管压力最小值含义进行了阐释，梳理了调节保证计算与试验中涉及尾水锥管压力的相关国内标准。在此基础上，以洪屏抽水蓄能电站调试阶段四台机组甩额定负荷时的实测尾水锥管压力为研究对象，首先分析了压力测点的测量条件，采用短时傅里叶变换进行频率特性分析，验证了测试数据的有效性；其次采用Savitzky-Golay滤波器分离出了表征一维数值模拟断面平均压力计算值的压力趋势与表征流动复杂性的压力脉动，针对压力脉动项研究了峰峰值与时长的关系并获得了压力脉动项最大峰峰值，验证了趋势项与一维数值模拟之间的一致性；随后采用压力脉动项最大峰峰值对数值模拟和实测压力趋势项极值进行修正；最后总结形成了尾水锥管压力调节保证设计值的修正流程。案例研究表明：采用截止频率为0.1～0.2倍转频的低通滤波器可以有效分离出与一维数值模拟一致的尾水锥管压力趋势项；采用3～4个旋转周期数对应的压力脉动数据进行分析可以获得压力脉动项的最大峰峰值；利用压力脉动最大峰峰值对一维数值模拟极值进行修正能够实现调节保证的有效设计与验证。该研究为抽水蓄能机组调节保证设计与验证提供了有效支撑。     

基于数值模拟的红枣片不同干燥方式热质传递仿真与试验

为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性,并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对3种干燥方式的红枣片三维热质传递耦合数值模型,并利用试验数据对模型的可靠性进行验证。该研究基于枣片的实际几何尺寸进行建模并利用COMSOL求解。结果表明：1）与热风干燥相比,红外热风与红外真空脉动干燥分别缩短了46.43%和41.07%的干燥时间,且仿真结果与实测值吻合较好;2）温度场模拟图显示红外辐射可有效对红枣片内部进行加热,干燥20 min时红外热风和红外真空干燥的物料中心温度较热风干燥分别提高了11.33%和5.59%;3）模拟数据显示红外真空脉动干燥中的压力变化对干燥动力学产生了明显影响,其中含水率和干燥速率随压力脉动分别呈现阶梯状和峰状分布,并且干燥速率对压力变化的敏感性随着物料含水率的下降而下降;4）将测得的红枣片品质及质构特性与仿真数据进行综合对比,给出了关于分段组合干燥研究方向的见解,并对果蔬干燥数值模型的发展方向进行展望。该研究建立并验证了红枣片3种干燥方式下...     

具有仿生条纹结构的内燃机活塞疲劳特性回归分析

活塞不仅是内燃机的主要运动部件而且工作环境最为恶劣。该文通过对活塞形态的改进,来提高活塞减磨、降阻的效用,以延长活塞的疲劳寿命。首先针对内燃机实际工况确定机械和热边界条件,然后对活塞进行热-机耦合仿真分析,观察其应力、应变和变形情况。受到与内燃机活塞运动情况接近的土壤动物蚯蚓的减阻、耐磨体表结构的启发,根据受试活塞外形尺寸,将宏观形态的仿生条纹和通孔设计加工在活塞裙部表面,以达到减磨、散热、提高活塞疲劳寿命的目的。活塞热-机耦合分析结果表明其整体受力为不均匀分布,基于此该文改进研究了变尺寸排布的仿生条纹深度、宽度、列间距。采用三水平三因素正交表制定9种仿生活塞试验方案,采用部分正交多项式回归设计对仿生活塞热-机耦合分析和疲劳寿命预测结果进行对比并优化仿生结构。选取3个最优活塞和标准活塞进行台架试验。最终发现仿生活塞比标准活塞疲劳寿命平均提高了8.8%,磨损量平均减小了90%,顶部温度平均降低了5%。该研究为活塞形态优化改进和延长内燃机整机疲劳寿命提供了参考。     

Ratios of Nutrients in Lowland Rice Grown on Two Iron Toxic Soils in Nigeria

ABSTRACT

Iron (Fe) toxicity is a widespread nutritional soil constraint affecting rice production in the wetland soils of West Africa. Critical levels of total iron in plant causing toxicity is difficult to determine as different rice cultivars respond to excessive Fe^{2 +} in various ways in what is called “bronzing” or “yellowing” symptoms (VBS). An investigation was conducted to evaluate the relationship between plant growth and nutrient ratios at four iron levels (1000, 3000, 4000 μ g L^?1) and control. This involved two rice cultivars (‘ITA 212’ and ‘Suakoko 8’), and two soil types (Aeric Fluvaquent and Aeric Tropaquept). The experimental design was a 2 × 2 × 4 factorial in a completely randomized fashion with four replications. The results showed that nutrient ratios [phosphorus (P)/Fe, potassium (K)/Fe, calcium (Ca)/Fe, magnesium (Mg)/Fe, and manganese (Mn)/Fe), Fe content, and Fe uptake vary widely with the iron levels as well as with the age of the cultivars. The iron toxicity scores expressed as VBS increased with increasing Fe^{2 +} in the soils, resulting in simultaneous reduction of the following variables: plant height, tiller numbers/pot, relationships grain yield (GY) and dry matter yield (DMY). There were no significant difference between nutrient ratios, Fe contents, Fe uptake, the GY and DMY of both rice cultivars on both soil types. Multiple stepwise regression analysis showed that Fe uptake and Fe contents contributed 42% and 17% respectively to the variation in the grain yield of ‘ITA 212’ on Aeric Tropaquept. On both soil types and cultivars, Fe uptake and Fe content contributed between 26 and 68% to the variation in the DMY, while the nutrient ratios (P/Fe, K/Fe, Ca/Fe, and Mn/Fe) contributed between 3% and 13% DMY. Thus, it could be concluded that iron toxicity in rice is more a function of a single nutrient (Fe) rather than nutrient ratios.     

农用柴油机活塞环组机油消耗和窜气的灰色关联分析与预测

活塞环组的润滑和密封性能直接影响柴油机的动力性、经济性和排放特性，机油消耗量（lube oil consumption,LOC）和窜气量（crankcase blow-by,CB）是评估活塞环组润滑和密封性能优劣的主要指标。为探究影响农用柴油机活塞环组LOC和CB的影响因素及LOC和CB对影响因素的敏感程度，该研究提出农用柴油机活塞环组LOC和CB的多影响因素系统分析及预测方法。以YNF40农用柴油机为对象，首先搭建柴油机LOC和CB测试台架，建立活塞环组运动学与动力学仿真模型并验证模型的精确度和可靠度，然后采用灰色关联分析（grey relation analysis,GRA）得到不同影响因素的灰色关联度（grey relational grade,GRG），并基于此进行影响因素敏感性分析，最后基于BP神经网络建立不同转速工况下LOC和CB瞬态变化的时间序列预测模型。多因素GRG分析结果表明：对活塞环组LOC和CB影响最敏感和最不敏感的因素分别是活塞第一环槽下边缘倒角和活塞第三环槽背隙，其对应的GRG分别为0.892 79和0.583 61，得到目标与影响因素敏感程度的降序排列为：第...     

活塞弹性变形对活塞二阶运动及裙部润滑特性的影响

为揭示活塞弹性变形对活塞二阶运动及裙部润滑特性的影响规律,基于有限元法建立活塞和缸套的结构动力学模型,耦合活塞二阶运动方程及裙部流体动力润滑模型,分析活塞弹性对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响。结果表明:不同曲轴转角下活塞主、次推力面的变形不同,做功行程中变形明显,而且最大变形量出现的区域随曲轴转角的变化而改变;考虑活塞弹性变形后,活塞二阶运动一般比不考虑活塞弹性变形有所增加,在压缩和做功行程中增加明显;活塞裙部的最小油膜厚度增加,而总摩擦功耗降低,做功行程中两者变化明显;油膜压力场峰值出现位置及油膜压力分布规律改变,油膜压力场峰值减小。该研究为活塞裙部型线设计及配缸间隙选择提供参考。