高速磁力泵轴向力平衡计算

磁力泵的结构设计能否保证内磁转子体的轴向力平衡直接关系到泵的寿命。如何平衡磁力泵转子的轴向力是磁力泵设计的关键技术之一。该文以一高速磁力泵为例,介绍了高速磁力泵借助冷却回路结构设计进行轴向力平衡,提出按计算通式分段叠加求解的计算方法,总结了高速磁力泵轴向力平衡设计计算步骤。用该计算方法设计的高速磁力泵样机经实际试验验证,运行平稳、性能可靠。从而证明了该轴向力平衡设计计算方法的正确性。     

冷板冷藏汽车箱体内温度场的数值模拟及试验

冷板冷藏汽车内空气的温度分布对其储运能力有很大影响,均匀的温度场使得货物在运输过程中品质得到有效保证。该文采用数值模拟方法,计算空载车箱内部温度场,并分析不同堆码方式对货物区温度场及流场的影响。通过对不同情况下冷板冷藏汽车箱体内的温度场特性进行数值模拟研究,得出了车箱内温度分布规律及其影响因素,可为其结构的优化改造及运输货物堆放方式合理性的验证提供理论依据。模拟研究发现车箱顶部温度相对较高,在该模型中货物区最高温差达到18℃左右,不利于货物贮运,建议顶部安装适量冷板并寻找合适的送风方式加强冷空气与货物的对流换热,以改善冷板冷藏汽车冷却速度慢的缺点。验证试验实测温度与模拟温度的偏差在1.7℃左右,两者偏差不大,说明所建立的模型适用于冷板冷藏车箱体内温度场的模拟。     

我国循环农业发展理论与实践

发展循环农业是实现农业清洁生产、农业资源可持续利用的有效手段,也是解决现代农业发展困境的必然选择。文章系统地阐述了循环农业的内涵、特征、理论基础与遵循原则,指出其本质特征是资源节约和产业链条延伸,是遵循循环经济理念的生产方式、资源节约和高效利用的农业经济增长方式、产业链延伸的农业空间拓展路径和环境友好的新农村理念。分析了循环农业的发展动力与物质流程框架,指出循环农业的产业链循环包括农业生产过程中农产品的顺时针外循环路径和可再生资源的逆时针内循环路径,其发展动力主要是产业链内固有的价格机制和竞争机制产生的拉动作用和产业链外资金、技术、政策等对产业发展产生的推动作用。文章总结了国内发展循环农业的实践和相关的模式,提出了循环农业今后的研究重点包括循环农业的机理研究,循环农业发展的制度创新和补偿机制研究以及循环经济闭合循环链条体系的构建。     

生物炭二级循环折流式冷却中试系统的设计与试验

针对热解炭化后生物炭温度高、冷却慢、余热难以回收等导致热解生产周期长、生物炭热能利用率低的问题,该文采用固-液间接换热原理,设计了循环水二级折流式冷却换热装置并开发了生物炭二级循环冷却中试系统,并对不同生物炭在不同水流量、转速条件下开展试验,试验结果表明,采用该系统后出口生物炭平均温度为30℃,能够满足冷却要求。进出口生物炭温差随水流量的增大而增大,当螺旋轴转速为5 r/min,水流量分别为8、6.5、4 m3/h时,进出口生物炭温差分别为272、242、222℃。水流量固定为6.5 m3/h,螺旋轴转速为25 r/min时,生物炭出炭温度为40℃,而转速降低为5 r/min时,出炭温度降低到25℃;不同生物炭综合传热系数不同,玉米秸秆生物炭冷却时达到最大为100.6 W/(m2·K)。该研究中冷却系统能够与热解炭化设备相匹配,并且满足生物炭连续冷却的需求,可以开展不同生物质炭的冷却试验。     

叶片进口安放角对泵作透平外特性影响的数值模拟与验证

为充分探究离心泵作透平专用叶轮叶片进口安放角的确定方法,该文建立了液力透平专用叶轮叶片进口安放角与设计流量的关系表达式;基于ANSYS Blade Gen与NX软件,分别设计了4个不同叶片进口安放角的透平专用叶轮;在试验验证基础上,通过全流场数值计算,分析了叶片进口安放角对透平外性能的影响。结果表明:叶片进口安放角从60°增大到72°、90°和105°时,透平高效点对应的流量分别为85、90、100和110 m3/h,4台透平数值计算最高效率点流量与理论计算设计流量基本吻合,表明采用该文推导的设计流量与进口安放角的关系式合理。外特性性能曲线显示随叶片进口安放角增大,透平高效点向大流量偏移,最高效率值有所下降,且下降的速率增大。综合考虑透平最高效率及高效区范围,对于比转速为193蜗壳式单级单吸离心泵反转作透平,叶片进口安放角宜设计在60°与90°之间。该研究可为液力透平专用叶轮设计提供参考。     

流场分析与智能建模在机油泵CAD中的联合应用

针对发动机机油泵新产品设计过程中性能预测难和试验成本高的问题,提出一种将流场数值模拟和神经网络智能建模预测技术联合应用于机油泵产品设计过程的新方法。结合机油泵初始设计结构尺寸,建立其内部流场的CFD（computathonal fluid dynamics）仿真模型;通过流场数值模拟分析,获取一定量的机油泵转速、供油压力、供油温度和供油流量数据;构建描述机油泵供油特性的BP神经网络模型,利用流场数值模拟结果数据作为样本训练该网络模型;最后利用训练好的BP神经网络智能模型对各种工况下机油泵的供油特性进行预测分析。实例验证结果表明,采用文中方法取得很好的仿真分析效果,可以用于在设计阶段对发动机机油泵产品的结构进行优化并调控产品的工作特性。     

基于CFD的养殖污水净化内循环流化床反应器结构优化

针对水产养殖污水净化对内循环流化床反应器的相关要求及流化状态下反应器结构、操作参数与相流体力学行为的密切关系,该文利用构建的描述不同结构、操作参数反应器气液两相流动的计算流体力学数学模型,分析了不同结构、操作参数下反应器液体流场、液体循环流量、气含率的变化规律,得到了对于内径200 mm、底部采用均孔布气盘的反应器,在表观气速为0.5~2.5 cm/s时,导流筒与反应器的内径比0.5,导流筒高度与反应器内径比6,导流筒下端到反应器底部距离50 mm,导流筒上端到液面距离100 mm为最优值;针对液体循环流量,使用相关数学模型求解理论值并与试验值进行比对,通过偏差分析探究了数学模型应用的局限性;使用MATLAB最小二乘法拟合了反应器在最优结构参数下表观气速与液体循环流量、气含率的关系,验证了拟合公式的精确性。该研究为内循环流化床反应器在水产养殖污水处理中的设计应用提供理论和技术参考。     

黄土旱塬麦田生态系统物质平衡及评价

根据长武试区 1986～ 1995年的统计资料并结合田间试验 ,对黄土旱塬麦田生态系统的主要物质 (氮、磷、钾 )循环及平衡特征进行了较为系统的分析。结果表明 ,农田中养分的流动量大 ,流通途径少 ,养分循环的开放性大 ,外循环规模大 ,内循环率小 ;系统养分平衡中 N基本保持收支平衡 ,K2 O入不敷出 ,P2 O5 输入大于输出 ;养分输入中 ,人工投入的化肥与有机肥是养分的主要来源 ,输出中 N主要集中于籽粒 ,K2 O主要集中于秸秆 ,P2 O5 主要残留于土壤中。指出在农业生产中 ,应采用秸秆还田以增加钾的投入 ,同时要增加氮肥投入尤其是有机肥的投入 ,而磷应以提高其有效性为主。     

变量喷头实现均匀喷灌的研究

研究了为保证均匀喷灌,变量喷头各水力性能参数之间应具有的理论关系。采用极限理论和二重积分的数学方法推导了描述变量喷头转速、流量和射程之间瞬时变化关系的工作方程。结果表明,变量喷头的流量与射程平方和转速的乘积成正比。以方形喷洒域变量喷头为例,推导了方形喷洒域变量喷头射程随转角变化的理论方程,然后应用变量喷头工作方程推导了方形喷洒域变量喷头理论流量和转速方程。该文的研究结果为变量喷头及方形喷洒域变量喷头的设计提供了理论依据。     

叶片厚度对轴流泵性能影响及内部流场分析

为研究叶片厚度对轴流泵性能影响及其内部流场变化规律,该文采用圆弧法和流线法进行比转速550、转速2900r/min的QY90-4.4-1.5型潜水轴流泵水力模型设计,完成产品开发及样机型式试验。通过加厚叶轮叶片进行对比试验,阐明泵流量—扬程、流量—轴功率和流量—效率曲线产生差别的原因。采用计算流体动力学(CFD)方法进行叶片厚度对流场影响的数值计算,得到最优工况叶片表面相对速度分布和不同工况叶片表面静压分布。经过分析,阐明薄叶片总体性能优于厚叶片,但抗汽蚀性能可能劣于厚叶片。厚叶片翼型脱流、叶片进出口出现回流及二次流情况更为严重,水力损失较大,是泵效率等性能参数偏低的主要原因。     

几种降温措施在温室夏季降温中的应用研究

在夏季种植黄瓜的塑料温室内，利用冬季供热的水源热泵设备，配合外遮阳、内喷雾遮阳膜和温室上部的强制通风措施，研究了几种降温措施对温室夏季降温的效果，结果表明：试验用水源热泵的实际制冷系数为3.38，遮阳网的降温贡献率为59.35%，强制通风的降温贡献率为9.2%。当单位温室面积实际制冷功率为157.5 W/m²时，温室内平均温度较室外降低1.0℃，水源热泵在综合降温措施中的降温贡献率为31.5%。在中午前后开启水源热泵降温期间，在距地面1.5 m高度，温室东西水平方向温度分布均匀，南北方向15.0 m的距离内存在1.7℃的温差，温室中部距地面2.0 m高度的作物生长空间内存在1.6℃的温差，种植的黄瓜生长良好。采用水源热泵对温室冬季加温夏季降温时，应以满足夏季降温要求进行水源热泵的选型设计。     

平板状食品冷却过程的MATLAB模拟

冷却是食品加工中最终温度在冰点以上的换热降温过程,对其过程的模拟具有重要的理论和实际意义。将平板状食品的冷却简化为物性不变的一维非稳态的导热过程,建立差分方程组对其进行数值求解是一个简便而有效的方法。在差分法的基础上,利用功能强大的计算软件MATLAB对冷却过程进行模拟,这种方法思路新颖、操作简便、能够化繁为简。实验表明,MATLAB模拟的关于食品冷却速率和内部温度场的变化规律与实际情况十分接近;模拟的结论为食品冷藏、冷冻的设备生产和工艺研究及其自动监测和控制提供了重要理论依据     

温室内高压喷雾系统降温效果初探

利用高压喷雾系统解决炎热季节温室内的降温问题。该系统通过高压喷头喷射出的冷雾降温,雾滴直径在15μm左右,冷雾能快速蒸发,且不浸湿地面,初步在温室内试验表明,该系统的使用能有效地降低温室的温度,可以改善作物的生长环境。     

葡萄差压通风预冷影响参数的试验研究

果蔬差压通风预冷包装箱的开孔大小及包装箱两侧的压差是影响预冷速度、冷却均匀性的重要参数。本文对不同开孔大小、不同压差工况下葡萄差压通风预冷过程进行了试验研究，分析了它们对葡萄冷却速度、冷却均匀性的影响。结果表明，开孔面积的增加有利于加强冷风的横向流动扩散；压差的增大有利于提高冷风的径向渗透性。增大开孔直径和压差可以不同程度地缩短葡萄的7/8冷却时间、在一定条件下改善冷却均匀性。对于该试验采用的葡萄包装箱，综合考虑预冷速度、冷却均匀性以及预冷后葡萄的温升速度、干耗等因素，开孔直径在28 mm左右、压差保持在100 Pa左右为宜。     

压力波动对卷心菜真空冷却效果的影响

为了提高结构紧密型果蔬的预冷效果,通过设定不同的压力波动区间,进行卷心菜真空冷却试验。分析了此过程中菜体温度变化规律,比较了不同的压力波动区间对冷却效果的影响。试验发现,压力波动区间分别为[560,660]Pa、[610,710]Pa和[660,760]Pa时,当卷心菜表面温度达到预定的2.50℃时,耗时分别为17.95、24.63和29.55 min,中心温度分别为8.50、2.99和3.26℃。结果表明：[610,710]Pa的压力波动区间,对卷心菜进行真空冷却的效果较好;真空冷却过程中,卷心菜中心至表面的温度变化的速度呈非线性分布;真空室的压力波动能够提高食品冷却过程中温度分布的均匀性。     

新疆农村被动式太阳房夏季不同降温控制模式的降温效果

冬季供暖性能良好的被动式太阳房,夏季室内普遍存在着过热问题。该文以新疆石河子农村的2栋不同构造的被动式太阳房为研究对象,提出4种不同的降温控制模式。通过夏季降温试验研究,重点讨论了白天热压通风、夜间自然通风、地板辐射供冷等措施对于缓解被动式太阳房夏季过热程度的作用,并在此基础上分析了降温措施对室内热舒适适应性的影响程度。试验结果表明:对于新疆农村没有地下室的被动式太阳房,采用该文提出的热压通风结合夜间通风降温模式,满足80%可接受舒适度要求的时长占比可提升35.04%;耦合地下室的被动式太阳房,依靠合理的通风措施和地板辐射供冷,满足80%可接受舒适度的时长占比达到85.80%,可基本实现夏季降温的目标。     

农业建筑蒸发降温技术研究与应用的现状及展望

农业建筑中夏季蒸发降温技术已开发与研究的有湿垫风机、细雾、喷淋与雾帘等方式。该文评述了国内外研究与应用的现状与发展趋势。湿垫风机发展较成熟,应用广泛,应继续完善,同时应开展对细雾降温等其它方式的研究。     

开孔方案对肉牛舍湿帘冷风机-纤维风管送风降温效果的影响

该研究通过纤维风管4种开孔方案设置,结合湿帘冷风机,满足到达1.3 m高度时,1号、2号、3号及4号风管射流风速分别为1.5、2.3、3.1、3.9 m/s;测量牛舍的环境指标和试验牛的生理指标,比较缓解热应激效果,探索较优化的开孔方案。结果表明：测定期间,4个风管区域之间温度差异不显著（P>0.05）,平均比舍外低2.1℃（P<0.05）;相对湿度均低于85%。试验牛所在3号风管区域平均风速最高,为1.32 m/s;1号风管区域最低,为0.62 m/s。二氧化碳浓度3号风管区域最低,1号风管区域最高（P<0.05）。牛只呼吸频率3号风管区域最低,为42次/min,1号风管区域最高,为52次/min,肉牛呼吸频率与试验区风速显著负相关。该研究表明,湿帘冷风机-纤维风管系统可有效缓解肉牛热应激,开孔方案设置满足到达1.3 m高度时射流风速为3.1 m/s的风管效果最优。     

冷风机-风管对南方开放式牛舍的降温效果

为改善南方夏季开放式肉牛舍环境条件,该文设计湿帘冷风机-纤维风管系统,采用风管定点送风、孔口射流高速出风的模式,将冷风均匀送至肉牛活动区域进行局部降温。该研究以栓系饲养西门塔尔牛为试验对象,对环境、肉牛生理及增质量进行测定。结果表明:测定期间,在肉牛站立(1.3 m高度)和躺卧背部高度(0.7 m高度),与对照舍相比,处理舍的平均温度分别降低2.0和1.8℃,平均相对湿度皆增加10%,平均风速分别增加0.69和0.47 m/s(P0.01);试验舍内氨气和二氧化碳平均质量浓度比对照舍分别降低0.17和81 mg/m3,热负荷指数(heat load index,HLI)均值降低2.84(P0.01);试验牛的呼吸频率降低22次/min、直肠温度降低0.35℃、皮温降低1.04℃,差异均极显著(P0.01)。在整个试验期间,处理舍肉牛未出现患病情况,日增质量为0.92 kg/d;对照舍肉牛患病率高达47%,日增质量为0.54 kg/d,差异极显著(P0.01)。该研究表明在开放式牛舍中进行湿帘冷风机-纤维风管局部降温,有助于缓解肉牛热应激,应用于南方夏季高温高湿天气下技术和经济可行。     

提高切花真空预冷效果的技术措施

由小型试验到大型中试，探讨了真空预冷中各种花材的降温特点及提高预冷效果的技术措施。结果表明，在给定的相同真空预冷处理条件下，北京和昆明生产的同一种花材降温速度差异较小；但是相同地域栽培的不同花材降温速度差异较大。喷水和吸水处理有效地提高了预冷速度，其中，吸水处理使４种花材在相近短时间内达到了很好的预冷效果。研究结果不仅为提高切花真空预冷效果提供了一项技术措施，也为制订真空预冷处理花材规范化程序提供了依据