芦苇不同铺放状态下可压缩性分析

为解决现有芦苇打包机压缩密度低、成型芦苇包质量不稳定的问题,针对不同含水率的芦苇在竖直、平铺和杂乱3种状态进行压缩试验及数据对比分析。结果表明:芦苇压缩过程可分为松弛阶段、芦苇破碎阶段和压紧阶段;当达到相同压缩密度259 kg/m~3时,芦苇在平铺状态下所需的最大压缩力及压缩时间均小于在杂乱铺放状态;芦苇轴向、径向力学差异性明显,在压缩过程中最理想加载方向是芦苇的径向方向,径向平铺状态的压实效果好,致密成型的芦苇包质量稳定;芦苇的体积模量与压缩密度间呈指数型增长趋势,压缩密度越大,抗压缩性能越强。试验结果为设计打包机理顺芦苇碎料装置提供了基础数据和理论依据。     

粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。     

番茄钵苗茎秆力学特性试验研究

研究番茄钵苗茎秆力学特性及其变化规律可为番茄钵苗移栽机夹茎式自动取苗机构的设计提供重要依据。为此,利用DF-9000型动静态电子万能材料试验机对适栽期番茄钵苗茎秆进行拉伸、弯曲试验,利用TA.XT plus型质构仪对适栽期番茄钵苗茎秆进行了压缩性能试验,获得其在试验条件下的应力-应变曲线,并进行分析。试验结果表明:相同加载速度下,平均抗拉断力大小随夹持茎秆位置的升高而减小;相同取样部位条件下,随着加载速度的增大,所用的弯曲载荷力增大;相同加载速度下,番茄钵苗茎秆最大压缩力随取样高度的增加而减小,茎秆根部最大压缩力值最大;相同取样部位在一定压缩位移条件下,随着加载速度的增大,压缩载荷随之增大。研究结果可为番茄钵苗夹茎式自动取苗机构设计提供重要的理论依据。     

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

甜菜力学特性的试验研究

甜菜的力学特性是机具研发的基础。利用英国Instron-4411型万能材料试验机,对"KWS3148"甜菜不同部位的试样进行压缩试验,分别研究了取样位置、加载速率和含水率对甜菜力学特性的影响,并得到收获期甜菜的弹性模量和抗压强度。试验结果表明:甜菜没有明显的屈服极限,破裂点较为明显;甜菜的力学特性受取样位置和加载速率的影响,且尾根处抗压强度最小;载荷加载速率对甜菜的弹性模量和最大抗压强度影响极显著,载荷位置对甜菜的最大抗压强度影响显著;随着加载速率的增加,同位置试样的弹性模量逐渐增大,最大抗压强度先减小后增大;甜菜的弹性模量和最大抗压强度分别随着含水率的减小而增大;弹性模量为(12.17±2.26)MPa,抗压强度为(2.6 7±0.3)MPa。     

环模秸秆压块机秸秆压缩力试验研究

试验采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合设计法,以水稻秸秆和稻壳为原料,主轴转速、含水率、稻壳含量和秸秆长度为试验影响因子,秸秆压缩力为试验指标,利用9JYK-2000A型环模秸秆压块机进行秸秆压缩力试验研究。结果表明:当主轴转速为170r/min、含水率为20%、稻壳含量为30%、秸秆长度为15mm时,秸秆压缩力有最佳值为20.407k N;各因素对环模秸秆压块机秸秆压缩力贡献率主次顺序依次为:含水率秸秆长度稻壳含量主轴转速。试验验证可知:该组合下试验值与试验模型预测值之间相对误差平均值为1.9 4%,可以为环模秸秆压块机压缩机理研究和分析提供必要的参数依据。     

提高梯牧草压缩效率的试验分析

梯牧草是适合北方种植的优质牧草资源,研究这类牧草的压缩加工具有实际意义.压缩加工是有效降低纤维状生物质资源贮运成本的重要方法,低耗加工工艺能够有效提高工作效率.为此,采用设计不同的梯牧草含水率和压缩时的活塞最大压缩力的压缩试验,获得试验数据并建立出二元二次回归模型,分析了这两个因素对压缩比能耗和在压缩腔内草捆最大瞬间密度的影响,得出:最大压缩力不变时,梯牧草含水率为29.0%时,压缩比能耗最大;含水率为49.9%时,草块在压缩腔内的最大瞬间密度最高;含水率不变时,最大压缩力10.55 MPa时,压缩比能耗最大;最大压缩力20.29 MPa时,草块在压缩腔内的最大瞬间密度最高.这一结论对合理制定梯牧草及纤维状生物质压缩工艺可起参考作用.     

小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究

为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。     

压缩条件对苜蓿草径向受力的影

苜蓿草在压缩过程中的径向力对压缩功耗、压缩后的产品质量以及压缩设备的研制等均有很大影响.为得出苜蓿草在压缩过程中径向力的变化规律,采用电测技术,选择初始密度和压缩速度为试验因素,对苜蓿草径向力进行测试研究,获得了压缩密度、初始密度和压缩速度对苜蓿草径向压缩力的影响规律,并给出了轴向压缩力与径向压缩力的线性关系曲线.结果表明,压缩密度小于50kg/m3时,压缩速度和初始密度对径向压缩力影响较小;压缩密度大于50kg/m3时,试验因素对径向压缩力影响较大.对于同一压缩密度,径向压缩力随初始密度的增大而增大,随压缩速度的增大而减小.     

龙眼力学参数测试与分析

对龙眼果实、果核进行压缩试验表明:龙眼整果的压缩力-变形曲线为二次多项式关系,其横向和纵向的刚度相近,弹性模量为0.90～0.95 MPa;果核的压缩力-变形曲线为近似线性关系,横向和纵向刚度相近,弹性模量约为40 MPa.龙眼整果破壳时变形随着加载速率的增加而减小.由果壳的拉伸试验得到应力-应变关系和果壳弹性模量-应变关系.试验表明龙眼果实可看作各向同性材料.     

稻草秸秆压缩特性研究

将农作物秸秆收获及打成高密度草捆是其合理应用重要的第1步。为了合理开发利用稻草秸秆这一类型生物质资源,结合自制密闭压力容器,在电子万能试验机上对同一类型、不同长度的稻草秸秆以不同的压缩速度进行了闭式压缩试验;分析了秸秆捆在压缩后密度相同情况下秸秆长度和压缩速度对压缩力的影响,建立了其数学模型。结果表明:当压缩密度相同时,秸秆越长、压缩速度越快,所需压缩力也越大。由此为设计、制造高性能的稻草秸秆打捆机提供了必要的理论依据。     

龙眼力学参数测试与分析

对龙眼果实、果核进行压缩试验表明：龙眼整果的压缩力-变形曲线为二次多项式关系,其横向和纵向的刚度相近,弹性模量为0.90～0.95MPa;果核的压缩力-变形曲线为近似线性关系,横向和纵向刚度相近,弹性模量约为40MPa。龙眼整果破壳时变形随着加载速率的增加而减小。由果壳的拉伸试验得到应力-应变关系和果壳弹性模量-应变关系。试验表明龙眼果实可看作各向同性材料。     

红心萝卜种植农艺及物理力学特性研究

研究红心萝卜的种植农艺,归纳红心萝卜的种植特点。通过对收获期红心萝卜植株的外形尺寸测定,得出红心萝卜几何尺寸的主要分布区间和变化范围。借助万能试验机的压缩加载试验,研究红心萝卜不同位置、加载速度及含水率对红心萝卜的力学特性的影响,并采用origin软件得到红心萝卜压缩试验的拟合曲线,得到收获期红心萝卜的弹性模量和最大抗压强度,为红心萝卜的收获、加工提供必要的理论依据。研究结果表明:红心萝卜多采用垄作和平作两种种植模式,播种及收获是红心萝卜生产种植的关键环节;红心萝卜头部的弹性模量及最大抗压强度最大,尾部的弹性模量及最大抗压强度最小;加载速度对弹性模量及最大抗压强度影响极显著;红心萝卜取样位置对弹性模量影响极显著,而对最大抗压强度影响不显著;随着含水率的增大,红心萝卜所能承受的最大载荷、弹性模量及最大抗压强度逐渐增大,且脆性越好。     

油用牡丹籽粒破壳力学特性试验研究

油用牡丹籽粒的破壳机理是研制牡丹籽脱壳机的理论基础,对油用牡丹产业的发展有着重要的影响。为此,对油用牡丹籽粒进行了准静态压缩试验,选取影响油用牡丹籽粒破壳力的不同因素加载方向、加载速率,以及牡丹籽粒的形状、尺寸、含水率进行了试验和分析。结果表明:沿X向加载时最省力;加载速率及牡丹籽粒形状、尺寸和含水率对破壳力的影响极为显著;随着加载速率的增加,油用牡丹籽粒的破壳力先呈增大趋势,后逐渐趋向于平缓;随着籽粒含水率的降低,油用牡丹籽粒的破壳力逐渐减小;椭圆形、尺寸较小的牡丹籽较易破壳,并由试验得出了破壳力和加载速率之间、破壳力和牡丹籽含水率之间的函数关系式。     

荞麦籽粒的压缩和剪切力学特性研究

荞麦籽粒的压缩和剪切力学特性是荞麦生产机械设计和研发的重要参考数据。为此,研究了含水率、加载速率、加载方向、荞麦品种等对荞麦籽粒的压缩和剪切特性的影响。结果表明:在籽粒含水率为13.5%～19.5%范围内,籽粒含水率、加载方式和荞麦品种对荞麦籽粒力学性能影响显著;随着含水率降低,压缩破碎负载增加,形变量减小,剪切力增加;荞麦籽粒具有明显的各向异性特征,横向加载比立向加载的压缩形变量小、压缩破碎负载大、压缩时间长;剪切力由大到小依次为横切、纵切、立切,剪切时间由短到长依次为纵切、横切、立切。西农9979籽粒抗压抗剪能力最强,其破碎负载、压缩形变量和剪切力也最大;甜荞1211的破碎负载和剪切力次之,压缩形变量最小;甜荞921的破碎负载和剪切力最小,压缩变形量再次之。同时,基于试验结果,对不同加载条件下破碎负载﹑压缩形变量和剪切力与籽粒含水率进行了拟合回归分析。     

木薯茎秆茎向力学特性试验研究

为研究木薯茎秆力学特性沿茎秆方向的分布规律,对其进行了压缩、剪切、弯曲试验,以加载方向、茎秆直径为试验因素,以最大承载力为响应指标。结果表明:沿径向加载时,压缩力最大,剪切力次之,弯曲力最小;沿轴向加载时剪切力最小。同时,给出各方向加载情况下受力与茎秆直径的线性方程。     

玉米秸秆取样条件对其弹性模量的影响研究

弹性模量是研究玉米秸秆机械特性的关键指标之一。本文利用二次正交旋转组合试验设计方案,通过秸秆样品三点弯曲试验研究了含水率、叶鞘位置和取样位置3个玉米秸秆取样因素对玉米秸秆弹性模量的影响。试验表明,各因素的一次项中,只有含水率对玉米秸秆弹性模量的影响极显著;然而3个取样因素的二次项对玉米秸秆弹性模量的影响均显著;此外,含水率和叶鞘位置的交互作用,以及含水率和取样位置的交互作用,对玉米秸秆弹性模量的影响均为极显著。这一结果说明,玉米秸秆弹性模量随取样位置和叶鞘位置的不同而变化的规律,还会受到含水率的交互影响。这些因素对弹性模量的影响很可能是由于玉米秸秆的内部组织结构的不均匀性所导致的。      

对秸秆打包机的稻草压缩影响因素分析

秸秆直燃发电在国内发展迅速,但从已运行的项目来看,秸秆的收购和贮运成为制约秸秆发电的一个瓶颈,因此对打包机的设计研究十分必要。为此对稻草在闭式容器里进行压缩试验研究,通过对试验所得压缩特性曲线分析,确定了压缩时稻草喂入量、加载速度及含水率对压缩规律都有显著影响;这些因素在压缩过程的不同阶段影响显著性有所不同。     

秸秆多级辊压成型原理与装置设计

基于不封闭状态下的秸秆辊压成型原理及理论,提出了多级辊压秸秆冷成型技术方案。进行了秸秆多级辊压成型关键性能参数和技术可行性试验研究,以不同含水率9%~23%、粒度0~12mm的玉米秸秆为对象,研究在不封闭状态下秸秆物料的压缩成型特性,发现压缩过程存在屈服现象,压缩过程可划分为松散、压紧、屈服和成型4个阶段,在一定粒度下,秸秆物料的压缩屈服极限随着含水率的增加而减小;测试含水率9%的秸秆在不同压缩阶段的秸秆成型块厚度且计算各级压缩比,验证了不封闭状态下的秸秆辊压成型原理可行且为秸秆多级辊压成型装置提供设计依据。最后,依据秸秆多级辊压秸秆成型原理及秸秆物料压缩过程,设计多级辊压秸秆成型装置,以满足生物质秸秆成型的产地高效工业化生产技术要求。     

中药渣类生物质液压成型影响因素分析

以感冒清热颗粒中药渣为原料,采用液压成型机实验平台,试验研究原料含水率、原料粒度等因素对成型特性和吨能耗的影响。结果表明:松弛密度、抗跌碎性随原料含水率的增加呈现先增大后减小的变化趋势,成型吨能耗随着含水率的增加逐渐降低;随着原料粒度的不断增大,松弛密度不断减小,吨能耗不断上升,抗跌碎性呈现先升高后降低的变化趋势。经过综合分析可知:当含水率在12%~14%、粒度在2~5mm范围内时,中药渣容易压缩成型,成型块的抗跌碎性大于95%,松弛密度在1 g/cm3以上,生产过程中所需能耗较低。