基于动网格的白萝卜热风干燥热质传递研究

针对果蔬干燥过程模拟时未能考虑收缩对几何模型及热质传递的影响而导致求解精度较差的问题,采用动网格技术优化果蔬热风干燥过程中热质传递的数学模型。选择结构均匀、干燥过程收缩率较明显的白萝卜作为代表性物料,试验结果表明：样品长度对收缩特性具有显著影响,当样品长径比为10时,干燥收缩的各向同性率最优,此时Hatamipour模型是最适合描述白萝卜热风干燥收缩规律的模型。基于动网格技术将收缩方程与热质传递方程耦合后探究白萝卜热风干燥的热质传递规律,结果表明：考虑收缩后由于迁移路径变短,物料内部水分脱除速率加快且表层水分梯度降低;与未考虑收缩情况相比,干燥前中期水分蒸发量较大而后期含水率较小,使得物料温度先迅速升高至30℃后缓慢提升至60℃的平衡温度,该趋势更接近试验值;考虑收缩方程后,物料内、外部含水率和温度模拟结果的偏差分别从17%~8%、12~2℃降低至14%~3%、3~2℃。结果表明：基于动网格的数值模拟具有更高的计算精度,为分析热风干燥过程中的热质传递规律提供了可靠的模型。     

稻谷固定床深层干燥的计算机模拟

针对稻谷固定床深层间歇干燥过程中的加热和缓苏两个阶段建立了数学模型，用C语言编制了相应的运算程序。用该模型计算了不同干燥介质温度和湿度、不同粮食初始含水率和温度条件下，不同层厚处稻谷的含水率和温度，计算结果与试验结果基本相符。     

崩岗体剖面土壤收缩特性的空间变异性

采用SS-1型土壤收缩仪测定崩岗体不同层次原状土壤的收缩特征曲线,研究崩岗土壤收缩特性的空间变异性。结果表明:脱水过程中崩岗土壤的线缩率呈现先增大后稳定的趋势,Logistic模型可以较好地拟合线缩率与含水率间的关系(R20.991 1),红土层与斑纹层的土壤收缩曲线分段现象明显,而砂土层则变化平缓,土壤质地越黏重线缩率越大;崩岗不同层次土壤的收缩特性差异显著,红土层与斑纹层的径向收缩应变大于轴向收缩应变,在干燥过程中易产生张拉裂隙,砂土层则相反,在干燥过程中易发生表面下沉。相关性分析表明,径向收缩应变与砂粒含量有极显著的负相关关系(r=-0.933),而轴向收缩应变受土壤质地影响不明显,体积收缩应变和缩限与黏粒和砂粒分别呈显著正相关(r=0.891)和负相关关系(r=-0.838),说明崩岗土体收缩过程受土壤质地及土壤基质吸力的综合影响。     

基于果壳孔隙率测定的荔枝干燥仿真

针对荔枝干燥性能受果壳孔隙结构制约问题,通过电镜观察了果壳不同表面的孔隙形态,应用Image Pro软件,计算了其平均孔隙率。通过构建荔枝多层结构水分高温蒸发与热质传输耦合模型,采用Fluent软件,仿真了荔枝70℃干燥过程温度、压力、速度的变化,并比较了该过程的水相体积分数仿真结果与试验值差异。结果表明：荔枝果壳各表面孔隙结构存在自相似性,其平均孔隙率为0.516±0.032;荔枝干燥失水,果体温度由果壳向内传导,渐近平衡;果壳内表面形成逐渐增大的负压差;果肉表面水蒸气速度低,压差小,随时间增加,水蒸气速度及压差波动均增大;仿真结果与试验值能较好对应。     

双孢蘑菇远红外干燥神经网络预测模型建立

分析了双孢蘑菇在远红外干燥过程中,辐射强度、辐射距离、物料温度、物料厚度、干燥时间等因素对干燥速率的影响.基于BP神经网络建立了含水率与各因素之间的网络模型结构,输入层、隐含层和输出层的神经元数分别为5、11、1.以干燥试验数据作为训练和测试的样本值,利用Matlab中的神经网络工具箱,经过有限次迭代计算获得一个反映试验数据内在联系的数学模型,并实现对该模型的训练和系统的模拟.结果表明:在试验范围内,BP神经网络可以高效、准确、快速地建立模型,且模型的预测值与实测值拟合较好,能够准确而可靠地实现含水率在线预测.     

绿茶微波真空干燥特性及动力学模型

为了解茶叶在微波真空干燥过程中水分的变化规律,以绿茶为原料,进行了微波真空干燥试验。通过绘制干燥曲线和失水速率曲线,研究相对压力、比功率对绿茶微波真空干燥特性的影响,并建立干燥动力学模型,量化比功率与干燥时间、含水率之间的关系。结果表明：绿茶微波真空干燥过程按失水速率快慢可分为加速和降速2个阶段,无明显恒速干燥阶段;随着相对压力降低,干燥时间缩短,但-80 kPa后继续降低相对压力对含水率变化影响不显著;比功率越大干燥时间越短;绿茶微波真空干燥的动力学模型满足Page方程,该模型可较好地描述含水率随干燥时     

干燥方法对植物产品物理特性影响的研究进展

综述了干燥方法对植物产品物理特性影响的研究进展。概括了容积密度、真密度、孔隙率和收缩等定义及其表达式的发展。阐述了热风干燥、冷冻干燥、微波干燥、真空干燥等干燥方法对植物物料在干燥过程及其最终产品的容积密度、真密度、孔隙率和收缩的影响,以及组织形态变化的原因。总结了不同干燥方法对产品颜色变化的影响结果及其原因,干燥方法对产品复水性能的影响以及复水性能与产品组织结构内在的必然联系。     

芜菁干燥特性及收缩动力学模型研究

为提高芜菁的品质、缩短干燥持续时间,研究了芜菁在单层干燥中不同温度(50,55,60,65℃)和切片厚度(3,5,7mm)下干燥特性曲线和体积收缩的变化规律。结果表明:干燥温度和切片厚度对芜菁干燥持续时间有较大影响,芜菁干燥水分有效扩散系数在1.3212×10~(-11)～6.1905×10~(-11 )m~2/s之间;干燥温度及切片厚度均对芜菁收缩率有较大的影响,较低的温度、较高的切片厚度能提高收缩率,降低收缩;对比发现,Weibull对芜菁收缩动力学模型曲线及拟合效果较优;根据阿伦尼乌斯公式计算出芜菁的收缩活化能和干燥活化能为58.833kJ/mol和39.482kJ/mol,发现芜菁收缩所需的能量高于干燥所需的能量。本研究可为芜菁在干燥加工生产中体积收缩和水分迁移提供一定的理论依据及技术指导。     

砼干燥收缩经验公式研究

由于砼干燥收缩时间较长,实验测量十分困难,而且也不可能再现砼构件现场湿度和温度环境,因此通常采用经验公式预测干燥收缩。为此,介绍了国内外关于混凝土干燥收缩经验公式方面的最新研究成果,并进行分析比较,供研究设计人员参考。     

苦瓜微波干燥工艺优化

通过微波功率、切片厚度、载样量的单因素试验探讨了苦瓜微波干燥的失水特性,并以苦瓜干燥的失水速率、耗电量和感官评分为指标,利用三因素三水平的响应面分析法优化了微波干燥工艺条件并建立了回归模型.结果表明,微波功率、载样量对失水速率有极显著的影响,载样量对耗电量有极显著的影响,微波功率对苦瓜感官评分有极显著的影响.微波功率480 W、切片厚度0.59 cm、载样量62.86 g时,失水速率为3.08 g/min,耗电量为2.38 kW·h/kg,感官评分为9.33.     

灌溉水平及灌溉间隔对大豆植株干物质积累的影响

采用桶栽方法,选用黑农48为试验材料,设计4个灌溉水平及4种干旱胁迫历时进行交叉试验,研究了灌溉水平及干旱胁迫历时对大豆干物质积累的影响。结果表明,花荚期大豆植株叶、茎、根和荚果更易受干旱胁迫历时影响,干旱胁迫历时越短越有利于植株生长,灌溉水平对植株的生长影响相对弱于干旱胁迫历时。植株各器官干质量的等高线图表明高灌溉水平、短干旱胁迫历时比低灌溉水平、长干旱胁迫历时有绝对优势,同时也表现出高灌溉水平、长干旱胁迫历时处理与低灌溉水平、短干旱胁迫历时处理之间具有相似性。     

影响感官检验棉花品级的因素探析

感官检验棉花的品级,这是农村常见的一种检测手段.它的一个主要特点就是存在不确定性.这是由于检验员的品级检验水平存在一定的差异,其中有很多因素制约着检验的结果.文章对影响感官检验结果的因素进行了系统的分析.     

迷宫流道转角对灌水器抗堵塞性能的影

以转角分别为45.0°、60.0°、67.5°和75.0°的齿形流道灌水器为研究对象,应用CFD流场速度数值分析、PIV颗粒运动轨迹线和速度观测对比以及浑水抗堵塞测试相结合的方法,研究了转角对灌水器水力性能和抗堵塞能力的影响.结果表明转角与流量系数及流态指数均呈负相关关系,而灌水器的抗堵塞能力随着转角的增加呈下降趋势.综合分析转角对水力性能和抗堵塞性能的影响,提出迷宫流道结构灌水器的合理转角为60.0°.     

摊铺机压实机构动态特性仿真

在摊铺机中,由熨平压实机构和压实介质组成的系统,为两个自由度的非线性动力学系统,压实介质简化为粘弹塑性体.建立熨平压实机构动态特性力学模型,利用计算机仿真,研究了熨平压实机构的动力学问题,分析了熨平压实机构动力学参数变化对该系统动态特性的影响.     

番茄果实热导率测试装置参数实

微热探针法测试热导率系统已被广泛应用于食品材料热导率的测试中.但是,由于实验条件或实验设备的限制,基于理想的线热源瞬态模型测量原理得到的结果会产生某些测试误差.针对测试误差,从探针输入电压、加热时间和样品的径向尺寸等装置操作参数的选择着手,通过实验,得到装置系统测定中输入电压的最佳值为2.5～6.5V、加热时间最佳值为20～50s.最后通过实际测试,得到了番茄果实在不同成熟阶段的热导率变化规律.     

机采棉清杂系统的钉床式荷电装置与试验

针对机采籽棉清杂工序中荷电效果不佳的现实问题,提出了一种钉床式荷电方法。以MCU为主控制单元,设计了一款钉床式荷电控制系统。在荷电极板面上均匀分布且垂直于极板面的长度为5cm的金属钉,控制器控制静电发生器产生高压静电,通过荷电极板上的金属钉放电,将平铺在极板间的机采棉荷电。试验结果表明:与无金属钉的荷电极板相比,机采棉荷电均匀,荷电速度提高了8%,效果良好。该研究可为机采棉静电清杂应用提供参考。     

鼹鼠爪趾几何结构量化特征分

土壤洞穴动物鼹鼠具有极高的挖掘效率,前足爪趾是其主要挖掘器官.分析了鼹鼠中重要种属--麝鼹(Scaptochirus moschatus)具有优良挖掘功能的前足爪趾的几何结构特征,重点分析了前足爪趾触土面的几何结构.利用体视显微镜观察分析前足爪趾的宏观几何结构,通过逆向工程技术获取爪趾三维数据点云进行特征曲线量化分析,求得前足爪趾特征轮廓线的曲率及二阶导数的变化规律:鼹鼠爪趾纵向轮廓曲率变化较小,爪趾纵向表面平顺,保证了挖掘出的洞道内壁的平整;横向轮廓曲线曲率变化较大,且横向轮廓线尖端弯曲小,中后端弯曲大,这种结构使爪趾更易入土和扩洞.     

并联压电泵腔体初始容积设计

为探究腔体初始容积对压电泵性能的影响,设计了双腔体并联压电泵.通过理论分析,确定了双腔并联压电泵能够工作时泵腔初始容积的取值范围,根据理论公式设计制作了6种不同腔体初始容积的双腔并联有阀压电泵样机,对泵腔初始容积的变化与泵工作性能关系进行研究.在110 V工作电压下,工作频率小于400 Hz范围内,用压电双晶片进行驱动,分别以液体水和空气为介质,对不同压缩比（压电振子振动产生的泵腔容积变化量与泵腔初始容积的比值）下的并联泵进行了试验测试.结果表明,当泵送液体水时,压缩比为1/18时泵的整体输出流量最好,最大输出流量可达1 330 mL/min,压缩比越大,泵的输出压力和自吸能力越好,最大输出压力和自吸高度分别为58.5 kPa和69 cm;当泵送气体空气时,压缩比越大,泵的输出能力越好,最大输出流量和压力分别为850 mL/min和6.5 kPa,当压缩比小于1/32时,泵已经失去了输出气体能力.     

迷宫流道转角对灌水器水力性能的影

为研究齿形、梯形以及矩形流道转角变化对水力性能的影响,采用Fluent软件对不同形状下不同转角的流道进行了数值模拟.研究结果表明:当其他条件相同时,转角的变化与流量系数、流态指数呈负相关,其变化对梯形流道灌水器的流量系数影响最大,最多下降了19.03%,齿形流道次之,下降了10.14%,矩形流道是梯形流道转角角度增加的延伸,具有相同的水力性能变化规律;随着角度的增加,梯形流道总的局部水头损失系数最多增加了32.5%,而齿形流道总的局部水头损失系数最多增加了23.4%,变化都很明显;压力较高时,摩阻系数基本保持不变,流体为紊流状态.     

城镇供水优化调度的减灾效益分析

从灾害经济学的角度探讨了城镇供水优化调度的必要性和可能性，认为在缺水不可避免的情况下，对供水进行优化调度可以减小缺水带来的损失，产生较好的减灾效益，特别是可以大大减小严重干旱的灾害效应。并根据水资源的特性，提出了缺水损失的计算模式以及优化调度的原则和方法。