淹没水射流方式清洗蔬菜的探索研究

利用清洗试验装置对淹没水射流方式清洗蔬菜进行了研究。着重研究了淹没水射流方式清洗蔬菜的种类、清洗能力及限制因素；通过对菠菜、油菜的清洗试验，研究了清洗时间对清洗效果的影响；利用浊度指标，试验研究了清洗水水质随清洗蔬菜累计量的变化规律，并同时测试了浊度变化对蔬菜洗净率的影响。结果表明，淹没水射流方式清洗蔬菜适用广泛，不会对蔬菜造成损伤，并能获得良好的清洗效果。     

淹没水射流方式清洗樱桃番茄的试验研究

该文采用试验的方法对淹没水射流方式清洗樱桃番茄进行了研究。通过改变清洗量与射水流量进行试验，探索两者间的相互关系。并且试验研究了清洗量和清洗时间对清洗效果的影响。结果表明，淹没水射流方式适合用于樱桃番茄的清洗，破损率低，可以获得比较好的清洗效果。     

利用CFD-DEM耦合的水射流清洗猪粪过程数值模拟与试验

为探究水射流清洗猪粪的过程和效果，利用计算流体力学和离散元法（computational fluid dynamics-discrete element method，CFD-DEM）耦合对水射流清洗猪粪过程进行数值模拟。结果表明：1）水射流清洗猪粪过程分为三个阶段：自由射流清洗、淹没射流清洗、冲击强化，水射流到达猪粪层表面后0.45 s内清洗效率最高；2）在同结构参数和工作压力下，锥形喷嘴清洗效果优于直锥形喷嘴，连续清洗0.45 s时刻锥形喷嘴清洗量比直锥形喷嘴高约0.83%；3）锥形喷嘴最大水平清洗移速与清洗目标深度、工作压力负相关，与喷嘴出口直径无明显关系，其中清洗目标深度影响最大。该研究提出了60%含水率的猪粪颗粒粗粒建模方法，并通过清洗试验验证了耦合仿真的有效性，研究结果可为畜禽粪污清洗装备的设计与优化提供理论参考。     

蔬菜清洗机不同清洗模式的节水比较

蔬菜清洗过程中最大的消耗资源是水,耗水量不仅与清洗方式有关,也与用水模式有关.为研究耗水量与蔬菜清洗用水模式的关系,该文在蔬菜清洗试验结果的基础上,提出了针对清洗机设备耗水量的科学评价方法,通过设计多种蔬菜清洗用水模式,采用理论分析的方法,对清洗过程中清洗水浊度的变化规律建屯了数学模型,分析计算了清洗不同脏污程度蔬菜需要的耗水量,研究结果表明多槽清洗模式可以大大减少耗水量,该项研究为实际生产中制定清洗工艺提供了理论依据.     

振动喷淋式蔬菜清洗机的研究

为实现蔬菜净菜机械化,对振动喷淋式蔬菜清洗机的工作原理和基本结构进行了研究,并分析了蔬菜在清洗过程中的运动和受力情况,以及叶类蔬菜的损伤机理。实验中清洗池容积为3.8×1.2×0.45 m³,清洗液2000 L。振动时间3～7 min,振幅60 cm,转速：叶类蔬菜为5～7 r/min,块茎类蔬菜为80～90 r/min;喷淋的水流速度为24 m/s时的运动参数较为合理。     

新型蔬菜清洗机的研制

分析了超声波和气泡作为蔬菜清洗动力的机理。设计制造了以超声波和气泡为清洗动力的蔬菜清洗试验机。以试验机为基础进行蔬菜清洗正交试验,确定了适合蔬菜清洗的工艺参数：超声波功率450 W、气泡强度25 m³/h、清洗时间4 min。以此试验参数为依据研制了蔬菜清洗机。试验表明,该清洗机每小时清洗叶类蔬菜120 kg以上,其洗净率大于95%,破损率小于2%;每小时清洗根茎类蔬菜240 kg以上,其洗净率大于90%,破损率小于1%。     

蔬菜清洗中气流强化作用研究

论述了蔬菜清洗中气流对强化洗净率的作用机理，初步实验研究气流对洗涤水和蔬菜的扰动状况以及清洗效果。结果表明，在本试验条件下，大量空泡集聚在洗涤水上部并使清洗槽液面膨胀0.03 m，射流的卷吸和空泡溃灭强化了对蔬菜的冲刷效果，并给出了马铃薯和小青菜在未浸泡和分别浸泡10 min、30 min后的洗净时间。     

蔬菜清洗中气流强化作用研究

论述了蔬菜清洗中气流对强化洗净率的作用机理，初步实验研究气流对洗涤水和蔬菜的扰动状况以及清洗效果。结果表明，在本试验条件下，大量空泡集聚在洗涤水上部并使清洗槽液面膨胀０．０３m，射流的卷吸和空泡溃灭强化了对蔬菜的冲刷效果，并给出了马铃薯和小青菜在未浸泡和分别浸泡10min、３０min后的洗净时间。     

超声波红枣清洗机工作参数优化

为了提高制干红枣清洗的质量,设计制造了以超声波为清洗动力的红枣清洗机。分析了超声波清洗红枣机理;以预备试验为基础,确定了清洗机的参数及范围,通过超声波对制干红枣的清洗正交试验,对试验数据进行极差与方差分析表明,当清洗机超声波功率550W,清洗水温60℃,清洗时间4min时,清洗效果最好。在该条件下进行清洗制干红枣原料,洗净率大于96.2%,破损率为0.8%。研究结果可为红枣制干加工企业清洗技术提供参考。     

田螺脱壳清洗机振动筛的设计与试验

为减轻田螺脱壳清洗的劳动强度，设计研制了一种结构简单、操作方便的振动式的田螺脱壳清洗机。通过对振动筛曲柄摇杆机构的尺度综合分析，以传动角最大为寻优目标计算出机构的曲柄、连杆、摇杆长度分别为8、180、220 mm；通过机构运动分析和试验研究，得出曲柄转速在600 r/min左右时，脱净率可达96%。     

几种挺水植物净化生活污水总氮和总磷效果的研究

研究了石菖蒲、灯心草和蝴蝶花3种不同植被系统、基质为河砂的潜流型人工湿地净化生活污水总氮和总磷的效果,并同无植被系统、相同基质的潜流型人工湿地净化效果进行了比较,结果表明:在较低浓度范围里无植被的人工湿地和3种有植被的人工湿地对污水中总氮有较好的去除作用,随着污水中总氮浓度的增加,虽然无植被的人工湿地和有植被的人工湿地去除总氮的效果均有下降的趋势,但有植被的人工湿地仍然能维持较高的总氮去除水平,无植被的人工湿地总氮去除效果则下降较快。在有植被的人工湿地中,以石菖蒲植被人工湿地氮素净化能力最强,其次为灯心草和蝴蝶花,这与植被自身吸收同化污水中氮素水平以及植物根系微生物作用有关。对于污水中总磷的去除,本研究中由于污水中磷素浓度较低,无植被和有植被的人工湿地对污水中磷素均有很好的去除作用,没有明显差异,但不同的植物体中磷素仍有明显的吸收同化富集现象,其中石菖蒲吸收同化磷素能力最强,其次为蝴蝶花和灯心草,植被在人工湿地系统中对于污水中总氮和总磷的去除起着重要的作用。     

相邻喷头射流相互作用对喷洒特性的影响

相邻喷头喷洒重叠区域内的射流来自不同喷头,喷射过程中往往产生冲撞等相互作用。为研究组合喷头喷洒过程中相邻喷头间射流相互作用对组合喷洒特性造成的影响,选取Nelson D3000锯齿状喷盘喷头和R3000旋转式喷头,对其单独喷洒和以2.5 m组合间距进行喷洒时的水量分布以及雨滴谱信息进行了测试与比较。结果表明:喷头之间相互影响的强弱程度受喷头几何结构的影响,R3000喷头受组合喷洒时喷头间射流的影响作用不明显;Nelson D3000喷头(锯齿状喷盘)受组合喷洒时喷头间射流的影响作用剧烈,水量分布集中点的位置因射流轨迹的变化而产生偏移,喷灌强度最大点向靠近喷头侧偏移约0.5 m。组合喷洒条件下测点MP5处的降水强度、能量通量密度以及水滴数目较单独射流分别增长91.27%、107.58%和239.29%,其中粒径大于0.9 mm水滴数目的增加对该测点水量和能量提升的贡献率达到40.89%和58.83%。变异性分析结果表明水量和能量的重分布主要是由组合喷洒时增加了水滴之间相互碰撞的机率所引起。在Nelson D3000锯齿状喷盘喷头这类喷头进行水量叠加计算时,应考虑相邻喷头间水滴互相碰撞、结合或碎裂等相互作用对组合后的水量分布形式产生的影响,采用单喷头水量分布直接叠加的方法可能会导致计算精度较低。     

内充气吹式玉米精量排种器设计与试验

针对内充机械气力组合式排种器工作压强范围窄,排种器在工作压强范围外工作时,合格指数低的问题,该文基于气吹式排种器气流清种及气压式排种器种子压附原理,设计了一种内充气吹式排种器,对清种-压种组合式气嘴的倾角和安装位置进行设计计算。对清种气嘴的截面倾角进行流体仿真分析,并对不同类型的玉米种子在不同工作压强下进行了排种器台架试验。结果表明:不同类型种子的合格指数呈现出大扁种子小扁种子小圆种子大圆种子的规律;工作压强为4.5和5.0 k Pa时,大扁种子和小扁种子的合格指数均达95%以上,该排种器适用于扁型种子的播种。     

基于拉瓦尔效应的超音速喷嘴雾化性能分析与试验

为提高喷嘴的雾化性能,得到理想的雾滴粒径和均匀的雾云分布,该文首先对超音速雾化喷嘴的雾化原理进行了分析,应用拉瓦尔喷管超音速原理,对雾化喷嘴内部阀芯的锥形结构作了改进,结合Fluent流体动力学软件,分析了拉瓦尔式阀芯结构内部流场速度分布规律,然后通过喷雾试验对比分析了改进前后喷嘴的雾化效果,并探究了不同运行参数对拉瓦尔式结构喷嘴雾化性能的影响规律。数值仿真结果表明,拉瓦尔式阀芯能够产生超音速气流,对增大气液两相速度差具有显著效果;试验结果表明,改进后的拉瓦尔式喷嘴在雾化性能和效果上优于原锥形式喷嘴,气压和气液压力比的增大以及水压的减小均有利于雾滴粒径的减小,其中气液压力比在0～3区间内,雾滴粒径下降幅度高达90.56%,当气液压力比为6时,雾滴粒径达到最小值18.52μm。该文研究内容可为超音速雾化喷嘴进一步研究以及新型喷雾设备的研发提供参考。     

沟灌三角形长喉道田间量水槽水力特性试验及数值模拟

针对目前北方灌区田间沟灌缺乏有效量水设施的现状,提出了一种针对田间小流量情况的新型量水设备—便携式三角形长喉道量水槽,为进一步研究其水力特性,在沟灌简易长喉道量水槽原型试验的基础上,采用基于Flow-3D的计算流体力学方法对该量水槽的内部水流运动进行了模拟计算,对水流流态、水深、傅汝德数、纵向时均流速、紊动强度进行了分析。结果表明:试验水深值与模拟值的最大相对误差小于10%,二者水面线变化规律吻合,模拟结果精度较高;通过临界流理论推导与回归分析得到沟灌简易长喉道量水槽测流公式,其计算结果与实际流量的最大相对误差为4.34%;量水槽收缩段及喉道段纵向时均流速沿程不断增大,流速最大值的位置存在于水面以下,越靠近收缩段、喉道段出口,最大纵向流速位置越低,断面流速分布越不均匀;紊动强度总体呈现沿程增加的趋势,各断面的紊动强度最大值相对位置在0.13到0.30倍水深之间,沿程逐渐上升。