基于水力性能和净化效果的表面流人工湿地设计参数优化

为探究表面流人工湿地设计参数对水力性能和净化效果的影响,分析设计参数与水力性能指标和净化效果指标之间的关系性,优选综合考虑水力性能和净化效果的设计参数组合,对表面流人工湿地设计参数(长宽比、水深、植物间距、流量、进出口布置、植物种类)开展正交试验。结果表明:设计参数对净化效果有显著的影响,各水力性能指标之间、以及净化效果指标之间均存在极显著的相关性,水力性能指标与净化效果指标之间存在一定的相关性。长宽比、水深和植物间距是影响表面流人工湿地水力性能和净化效果的主要设计参数,尤其以长宽比的影响最为显著。在试验条件下,表面流人工湿地最优设计参数组合为长宽比4∶1、水深30 cm、植物间距20 cm、流量0.55 m3/h、进出口中进中出布置、水生植物水葱。     

对辊式红花采收装置参数优化及试验

为了提高对辊式红花采收装置的作业质量,以\"裕民无刺\"红花品种为试验对象,利用搭建的对辊式红花采收试验台,以对辊间隙、胶辊直径和胶辊转速为影响因素,采净率、掉落率和破碎率为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 6.0.10软件,建立了评价指标与诸影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,优化试验参数,确定最优参数组合为:胶辊直径40 mm、对辊间隙0.5 mm和胶辊转速1 400 r/min。根据优化参数组合,选取开花后1~5 d(含水率为44.6%~78.4%)的红花进行采收试验,试验结果表明:在优化参数组合下,红花采净率90.02%,掉落率2.46%,红花破碎率3.04%;在该试验参数组合,对含水率为22.9%~29.5%干花进行采收,出现大量红花残留在果球表面,作业质量急剧下降现象,因此红花适时收获时间为开花期1~5 d为宜。通过在新疆塔城地区裕民县进行红花田间采收试验,表明该采收装置能够满足红花采收的技术要求。上述研究成果丰富了红花采收技术,也为辊式采收机具的设计提供参考依据。     

梳夹式红花采收机等高限位装置参数优化

为提高梳夹式红花采收机采收红花的质量,利用实验室研制的梳夹式红花采收装置试验台,以新疆裕民无刺红花为试验对象,以梳夹式采摘头转速、限位杆安装角度、限位杆与梳夹式采摘头之间的限位间隙为影响因素,以采净率、掉落率和花球损伤率为评价指标,进行三因素五水平正交中心组合优化试验。通过Design Expert 10软件,建立了评价指标和各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,确定了最优参数组合为:梳夹式采摘头转速83 r/min,限位杆安装角度2°,限位间隙3mm。取开花后1～5d的红花(含水率≥45%)进行花丝等高度采摘试验,试验结果表明:在优化参数组合下,采净率平均值为89.73%,掉落率为2.13%,花球损伤率为2.05%,表明梳夹式红花采收机等高限位装置能使梳夹式红花采收装置采收红花质量大幅度提高。该研究针对梳夹式采摘头提出等高限位装置并进行参数优化,可为梳夹式红花采收机具的设计提供参考依据。     

厨余堆肥污染气体减排的工艺参数优化

好氧堆肥处理厨余垃圾具有规模灵活、参数易调整、工艺适配性高等优点,但存在发酵周期长且易产生污染气体等问题,严重限制了就近就地处理利用的推广。污染气体产生与堆体内氧气供应与利用直接相关,为提高发酵速率、减少污染气体排放,优化厨余垃圾堆肥的工艺参数,该研究采用三因素三水平正交堆肥试验L₉（3⁴）,探究粒径、含水率和通风速率三大因素对堆体温度、O₂、pH值、电导率值、种子发芽指数值以及污染气体（H₂S、NH₃、N₂O及CH₄）的影响。结果表明,当初始物料粒径为0.5～10 mm时能够显著加快堆肥进程,在第11 天时GI值即可达80%以上,有效地缩短了堆肥周期。通过对污染气体做极差以及方差分析发现,物料粒径对H₂S排放影响显著,含水率和通风速率对H₂S和N₂O排放影响显著。综合堆肥周期以及污染气体减排效果,厨余垃圾堆肥最优的工艺参数组合为：初始物料粒径为0.5～10 mm、初始含水率为60%、通风速率为0.2 L/(min·kg⁻¹),研究结果可为厨余垃圾利用提供参考。     

滚移式喷灌机喷头优选及水力性能优化

为解决滚移式喷灌机水力性能差的问题,拟通过单喷头试验、模拟计算和比较分析,选择出适合于滚移式喷灌机的喷头,从根本上改善机组的水力性能。同时对影响滚移式喷灌机水力性能的结构与工作参数进行优化试验,采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以喷头工作压力、喷头间距、喷洒间距为影响因素,喷灌均匀系数和喷灌强度为评价指标,得到模型回归方程。在评价指标满足设计要求的条件下获得该机组工作效率较高的参数组合:喷头工作压力0.4 MPa,喷头间距10 m,喷洒间距18 m,此时滚移式喷灌机喷灌均匀系数为0.91,喷灌强度为10.43 mm/h,喷灌效果较好。与现存的12 m?12 m的滚移式喷灌机相比,喷灌单位面积土地需要移动机组的次数减少了33.3%,工作效率大幅度提高,且减少劳动力。研究可为滚移式喷灌机的进一步发展提供参考,也可为其他喷灌设备中摇臂式喷头的选型提供理论依据。     

电磁内热式绿茶毛火工艺参数优化与分析

为探究新型绿茶电磁内热式毛火工艺对绿茶毛火效果的影响,该文应用正交设计和极差分析,以毛火样的生化成分含量和成品样的感官品质为目标值,对电磁内热式毛火工艺参数(热风温度、热风风机转速、链板传动转速等)进行优化,获得最佳参数,并与传统的燃煤式热风毛火、理条机毛火、电热管式热风毛火等在毛火效果和设备性能方面进行比较,结果表明:综合品质生化成分和感官评审的结果,电磁内热式毛火工艺的最佳参数组合为:热风温度115℃,热风风机转速1 200 r/min,链板传动转速1 050 r/min,3因素中以热风风机风速对绿茶毛火效果的影响最为显著;在此毛火条件下所制提香样的氨基酸、茶多酚、叶绿素、可溶性糖、儿茶素和咖啡碱的含量分别达2.31%、17.61%、1.13 mg/g、5.01%、10.74%、2.01%,品质物质加权值为7.66%,均高于其他3种毛火工艺;此工艺下所制成品茶样的外形、汤色、香气、滋味等均得到显著提升,感官总分达86.40,显著优于其他毛火处理;该毛火工艺能耗成本仅0.76元/kg,较电热管式热风毛火减少了70%以上,升温快,预热时间仅10 min,较传统燃煤式热风毛火的预热时间减少约50%,余热回收装置的设计显著提升了热能利用率,热效率提升50%以上;同时,生产效率达150 kg/h,较传统电热管式热风毛火提升3倍以上,而且温控精准和稳定、热风分布均匀。该研究可为茶叶加工提供技术参考和理论指导。     

魔芋干制工艺参数的优化研究

应用多目标非线性优化理论与方法,对魔芋片单层热风干燥实验所得魔芋甘露聚糖、干燥速率、能耗回归模型进行了多目标综合优化研究与分析,得到魔芋优质、高效、节能干燥工艺参数为:风温81℃,风速1.4m/s,片厚5mm。     

甜瓜贴接嫁接机切削装置工作参数优化与试验

为提高嫁接成活率并解决用工短缺的问题,全自动嫁接机的研发已成为当前热点。该文设计了甜瓜贴接嫁接机的关键部件嫁接苗切削装置,并采用试验方法对该装置的最佳工作参数进行了优化试验。论文在研制出切削装置样机的基础上,以典型的甜瓜嫁接苗为研究对象,选取切削角度、切削半径和切削高度作为试验因素,以砧穗嫁接贴合百分比为试验指标,进行嫁接苗切削装置作业性能的单因素和二次回归正交试验,确定了该装置的最优工作参数,并进行了试验验证。试验结果表明,嫁接苗切削装置的工作参数为切削角度-9°、切削半径39 mm、切削高度30 mm时切削装置切削效果最好,砧穗嫁接贴合百分比为98.2%,可以保证较高的嫁接成活率。切削装置可以成功地完成甜瓜嫁接苗的切削,满足设计要求。该研究为蔬菜全自动嫁接机的研制与开发提供了参考。     

黑加仑采收装置参数的优化

为了确定黑加仑采收机的关键参数,采用二次正交旋转回归组合试验设计的方法,分别建立了黑加仑采收率与振动频率、振幅、激振位置三因素之间关系的数学模型及果枝激振力与三者之间的数学模型,分析了各影响因素对黑加仑采收率及果枝激振力的影响,并进行了参数优化,确定了各影响因素的参数组合为振动频率945～1135 r/min、振幅33～25 mm、激振位置0.60,此时黑加仑采收率可达95%以上,果枝需要的激振力小于4 N,且无果实和果枝的损伤现象。     

小冠花硬实种子破皮处理工艺参数优化

为了解除小冠花(Coronilla varia L.)种子硬实,根据小冠花种子的基本特征设计了硬实种子破皮处理机。通过因素二次正交旋转回归试验,考察了破皮盘间隙、差转速、下破皮盘转速对硬实种子处理的影响,得出试验指标与影响因素的回归模型。结果表明,破皮盘间隙和差转速对处理的影响极显著(p<0.01),下破皮盘转速对处理的影响显著(p<0.05);硬实种子处理的最佳工艺参数是破皮盘间隙为2mm,差转速为74r/min,下破皮盘转速为128r/min。研究结果为解除小冠花种子硬实提供了技术指导。     

药用菊花SRAP-PCR反应体系的优化

基于方差分析方法,利用正交试验从Taq酶、Mg2+、dNTP、引物和模板DNA等5因素4水平对药用菊花反应体系进行优化。结果标明：药用菊花SRAP-PCR的最佳反应体系为：在20μL的反应体系中,模板DNA 60ng,Taq酶1.00U,Mg2+ 2.00mmol•L-1,dNTP 0.20mmol•L-1,引物0.40μmol•L-1。Taq酶、Mg2+、dNTP和引物对SRAP反应结果有显著影响。所建立的药用菊花SRAP反应体系具有标记位点清晰、反应系统稳定、检测多态性能力较强、重复性好等特点,可用于药用菊花的遗传多样性研究。     

名优茶连续式理条机参数优化设计与试验

针对传统茶叶理条做形装备主要依靠经验法设计,存在做形质量不佳的问题,该研究运用数值法对连续式茶叶理条机结构与作业参数进行优化,以改善连续式理条机的理条作业性能。通过对连续式理条机进行运动学分析,得到锅槽速度、加速度表达式,并探究锅槽运动与茶叶理条状态之间的关系;通过研究茶叶在连续式理条机锅槽内的运动规律和受力情况,建立茶叶-正U形槽动力学模型,分析了茶叶在锅槽运动周期内各阶段的受力特点及对茶叶成形的作用;运用EDEM软件建立茶叶理条仿真模型,对影响茶叶成形的曲柄转速、锅槽振幅、锅槽倾角、凸棱个数和凸棱高度等关键设计参数进行仿真模拟,得到上述因素作用下茶叶颗粒的平均速度、平均受力与做形时间的关系曲线,并以仿真结果为依据设计三因素三水平正交试验,以成条率、碎茶率为评价指标,利用Design-Expert软件进行数据处理与回归分析,并对优化结果进行验证试验。仿真结果表明：曲柄转速、锅槽振幅和凸棱个数等对理条质量影响较大,茶叶纵向占比率随理条时间增加而升高,促使茶叶主茎脉轴线方向受力形成条状外形;以曲柄转速为195 r/min、锅槽振幅为99 mm、凸棱个数为2的最优参数组合进行验证,成条率为87.39%,碎茶率为1.85%,与优化结果基本一致。研究结果可为连续式茶叶理条机优化设计提供理论参考。     

螺旋藻培养液配方的优化研究

通过正交试验研究了螺旋藻培养液中主要营养因素碳、氮、磷的最佳浓度配比,并通过单因素、综合评分法、综合平衡法进行分析,得出培养液中适合螺旋藻生长及蛋白质积累的最佳碳、氮、磷浓度分别为NaHCO36.00 g/L,尿素0.10 g/L,KH2PO4 0.50 g/L。     

负压反馈射流喷头主副喷嘴直径及流道结构参数的优化

负压反馈射流喷头是一种基于射流脉冲特性设计的全圆旋转灌溉喷头.喷头的主副喷嘴尺寸组合对该型喷头脉冲特性和水力性能影响较大.为确定主副喷嘴直径的设计区间及各流道结构参数对喷头性能的影响,首先利用单因素数值模拟方法确定具有良好脉冲效果的主副喷嘴直径设计区间,再以进口流量和射程为评价指标,进行了九因素四水平正交试验.采用极差...     

基于EDEM的六安瓜片滚筒式烘焙机设计与试验

针对目前六安瓜片茶烘焙采用普通滚筒式烘焙机,工艺上不符合六安瓜片传统烘焙工艺,存在碎茶率高,烘焙质量不佳,香气不足等问题,该研究为解决以上问题,根据六安瓜片传统烘焙工艺设计了一种滚筒式茶叶烘焙机。该研究的主要方法在于使用履带式陶瓷电加热带作为加热元件,紧贴外壁安装以降低热阻;滚筒采用变频调速,以适应不同时期生产的茶叶在制品;对茶叶颗粒进行动力学分析,茶叶颗粒在滚筒中的运动由接触、带起及抛落3个阶段组成,并对上述3个阶段的茶叶颗粒分别进行受力分析、建立动力学方程。由相关动力学方程可知：滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数、导叶板宽度等因素影响碎茶率及烘焙质量;使用SolidWorks软件构建了虚拟样机,应用EDEM软件建立了茶叶物料的颗粒模型,对茶叶颗粒进行了运动学仿真,通过仿真计算得到了滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数、导叶板宽度与茶叶颗粒的平均速度、平均受力的关系,并分析了上述因素对烘焙过程的茶叶破碎率、烘焙质量的影响,确定影响茶叶运动的关键因素。以六安瓜片毛茶为试验材料,为了对上述关键结构参数进行优化,进行了以碎茶率与感官评分为评价目标,以滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数为主要因素的3因素3水平二次旋转正交试验,结果表明,影响烘焙效果的主次因素依次为：滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数,运用Design Expert 13.0对试验数据进行回归分析,得到以下结论：当滚筒转速为24 r/min,导叶板螺旋角为6°,导叶板个数为5时,茶叶烘焙质量较优。对优化前后的样机验证试验表明：优化前后碎茶率、感官评分由5.86%、86.41分变为4.82%、92.1分,建立的回归方程的预测与试验结果误差小于5%。研究结果可为茶叶烘焙机的设计与优化提供理论借鉴与参考。     

房车制动器的稳健优化设计

在建立合理的数学模型基础上,以传统优化设计的设计结果作为初值,充分考虑参数的各种干扰以及制造公差的影响,对电磁制动器结构参数进行了稳健优化设计。并对传统优化结果和稳健优化设计所得结果进行了比较、分析和讨论,结果表明,稳健设计后的电磁制动器的性能得到了较大的改善和提高。     

射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15PY2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为：副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150～300 kPa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15PY2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kPa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。     

S195柴油机燃用轻—重馏分混合柴油的试验研究

将0^#轻柴油与20^#重柴油以不同的比例配制成3种混合油,在S195柴油机上进行正交试验,并利用SAS统计分析软件对正交试验结果进行优化分析,获得了S195柴油机最佳参数组合和不同工况下耗油率影响因素次序。台架试验和实际应用表明S195柴油机燃用重馏份柴油后,柴油机不仅运行正常,而且其动力性和经济性均较使用0^#轻柴油有所提高。