基于侧喂入打捆机的棉秆压捆试验研究

针对棉秆压捆缺乏理论数据支撑的问题,设计一种基于侧喂入打捆机的压捆试验平台及其测试系统,采用单因素和4因素4水平正交试验法,对棉秆压捆过程中,压缩活塞压力、压缩室压力、棉秆压捆密度(试验性能指标)与棉秆含水率、棉秆切断长度、棉秆喂入量、压缩频率(试验因素)之间的关系进行研究。单因素试验结果表明:棉秆含水率与棉秆压捆密度之间的关系为一元二次多项式,其余各试验性能指标与各试验因素之间的关系均为一元三次多项式。4因素4水平正交试验结果表明:试验因素与各试验性能指标的综合关系均为四元三次多项式。对试验因素与试验性能指标之间的关系进行分析,结果表明:棉秆使用侧喂入打捆机压捆时,最优组合为,棉秆含水率30%、棉秆切断长度25 cm、棉秆喂入量3.22 kg/s、压缩频率110 Hz。     

饲用甜高粱秸秆应力松弛特性及参数优化的试验研究

为研究甜高粱秸秆压缩过程中的流变特性,利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置进行甜高粱压缩过程的应力松弛试验研究。选取压缩密度、切碎段长度、含水率为试验因素,选取应力迅速衰减时间和平衡弹性模量作为应力松弛特性评价指标,利用Box-Behnken试验方案进行三因素三水平响应面试验分析。结果表明:甜高粱秸秆压缩过程的应力松弛模型可用广义Maxwell模型中的五元件方程表示,其拟合系数0.99;各因素影响应力迅速衰减时间的主次顺序为:切碎段长度含水率压缩密度;对平衡弹性模量影响的主次顺序为:切碎段长度压缩密度含水率;甜高粱应力松弛最佳优化参数组合:当压缩密度为647.38kg/m3,切碎段长度为20～30mm,含水率为57%时,应力迅速衰减时间为4.693s,平衡弹性模量89.957kPa。试验确定了出捆后最佳捆绳及缠膜时间,为甜高粱压缩、打捆收获机的开发提供了技术依据。     

青贮秸秆高压缩比打包机压缩装置的设计与试验

针对目前青玉米秸秆或半青玉米秸秆粉碎后采用传统青贮方式密实度小、厌氧程度低、氨化不足、易腐烂变质、不便密封等缺点，设计了一种适用于青贮秸秆高压缩比的打包机。对打包机的关键部件压缩装置预先进行4、5、6倍等 3种压缩比的压缩成型试验，并经过正交设计及多水平分析，确定打包机最优压缩比为1∶6。基于提高打包成型率的质量目标，确定压缩箱采用2个液压油缸开闭加料活动盖板，2个主液压油缸对压进行压缩，1个液压油缸推出及保压箱保压等技术完成压缩和保压成型；根据物料压缩后由于应力松弛，存在一定程度膨胀和回弹的特性，进行设计性试验。确定打包机保压箱长、宽、高分别为600、300、365 mm。经过校验后的压缩装置实现内部有效工作区间长、宽、高分别为1 800、600、365 mm，实现体积压缩达到6∶1的较高压缩比，极大改善了青贮秸杆厌氧条件并提高了其氨化程度。     

柠条可压缩性的影响因素分析

本文以温度、含水率和喂入量为因素进行正交试验,运用极差及方差分析方法探讨了因素及其交互作用对柠条可压缩性的影响规律。研究表明：温度、含水率、喂入量及其交互作用对柠条的可压缩性有影响,其可压缩性随温度和含水率的增加而提高,随喂入量的增加而下降,因素之间的交互作用相对于因素的影响较小,且均随压缩密度的增加影响逐渐增强。在压缩的不同阶段因素影响的主次顺序不同,当压缩密度为200kg/m3时,均无影响;当密度为400kg/m3时,喂入量和含水率对其可压缩性有影响,且影响程度较接近,而温度无影响;当密度为600kg/m3时,影响的主次顺序依次为含水率、喂入量、温度;当密度介于800kg/m3~1 200kg/m3时,影响的主次顺序变为温度、含水率、喂入量。研究结果进一步丰富和完善了草物料的压缩理论,可为柠条及相关物料加工工艺的选择提供参考。     

青贮玉米粉碎物料压缩特性响应面优化试验

【目的】研究青贮玉米粉碎物料压缩特性,解决青贮玉米压缩机械作业能耗大、压缩密度低的问题。【方法】以喂入量、压缩密度和压缩速度为试验因素,以比能耗、压缩时间和最大压缩力为试验指标,开展二次回归正交试验,进行试验因素显著性分析,建立回归模型,对试验结果进行响应面优化。【结果】各试验因素对比能耗影响顺序为压缩密度>喂入量>压缩速度,对压缩时间影响顺序为压缩速度>压缩密度>喂入量,对最大压缩力影响顺序为压缩密度>压缩速度>喂入量。响应面优化后的最佳因素水平组合为喂入量0.90 kg、压缩密度550 kg/m³、压缩速度245.50 mm/min。【结论】本研究得到的回归模型误差小,优化结果可信度高,可用于青贮玉米饲料制备工艺参数选取,也可为青贮玉米压缩装置设计提供理论参考。     

农田残膜压缩成型的参数优化

针对机械回收后农田残膜集条(堆)质地松散、储运本成本高,为残膜二次回收利用带来巨大困难的问题,采用多因素正交试验方法,以残膜成型块松弛比和比能耗为试验指标,压缩力、保压时间、含土率和含水率为影响因子,对影响残膜压缩成型各因素及其影响规律进行研究,建立并分析了各影响因素与残膜成型块松弛比和比能耗的回归模型。试验结果表明:影响残膜成型块松弛比的主次参数依次为:压缩力含土率保压时间含水率;影响残膜压缩过程比能耗的主次参数依次为:压缩力保压时间,含土率和含水率对残膜压缩比能耗影响不显著。残膜压缩成型作业最优参数取值为:压缩力13.3 MPa、保压时间25 s、含土率53.9%、含水率16.7%,可得到残膜成型块松弛比为1.321,比能耗为26.92 J/g。研究结果可对后续农田残膜压包成型机具的设计及作业参数优化提供理论依据。     

碎玉米秸秆青贮打捆试验研究

碎玉米秸秆的压缩特性对压缩工艺的优化、压缩设备的研制等均有重要影响。采用青贮圆捆机对碎玉米秸秆进行卷压试验,研究了不同含水率、喂入量、挤草辊转速对压缩特性的影响,对卷压力与卷压密度的关系进行了分析,建立了碎玉米秸秆卷压过程的压缩模型,为卷压工艺的深入研究和圆捆机的优化设计提供依据。     

玉米秸秆的可压缩性试验研究

揉碎玉米秸秆的可压缩性对压缩设备的设计、优化以及压缩工艺的选择等均有重要影响。本文通过对揉碎后玉米秸秆可压缩性的试验研究,发现了在含水率、压缩速度一定的条件下,不同喂入量(初始密度)时揉碎玉米秸秆的可压缩特性,获得了体积模量与压缩量(压缩密度)关系曲线,并进行了对比分析。研究结果表明:对揉碎玉米秸秆进行压块处理时,其可压缩性随压缩量(压缩密度)成指数曲线变化规律,曲线中存在明显的拐点;揉碎玉米秸秆在含水率为20%、模孔形状为32mm×32mm×135mm(长×宽×高)、压缩速度为200mm/min时,其最佳压缩密度在240kg/m3左右。     

芦苇自动打包机液压控制系统设计

【目的】针对芦苇压缩打包效率低、芦苇捆包物料松散、容积密度低等问题,设计一种芦苇自动打包机.【方法】样机采用了液压传动实现物料的精准压缩.设计绘制了液压系统图并对主要液压元器件进行了设计选型.设计了电控系统硬件组成结构,采用FX系列PLC对压缩打包全过程进行自动控制.【结果】当含水率为13%,物料粒度为10~15cm时,压缩力模型方程中的试验参数α与β分别为5.424 1和17.325.压缩过程中所承受最大负载力约为200kN,最大流量约为58.512L/min.对PLC的输入输出地址进行分配并设计绘制了外部接线图.【结论】设计过程与研究结果可以为芦苇自动打包机的进一步优化,以及其他物料压缩打包装备的研发提供参考.     

新鲜苏丹草压缩过程中压缩力变化规律的研究

[目的]推进草物料压缩设备的发展应用。[方法]用液压高密度压捆机压缩,设计新鲜苏丹草的喂入量为5、6、7、8 kg,研究喂入量相同条件下压缩力与压缩密度之间的关系以及相同压缩密度条件下喂入量对压缩力的影响。[结果]在新鲜苏丹草的喂入量相同条件下,压缩力随压缩密度的增加而增加,且压缩力与压缩密度呈三次多项式关系。相同压缩密度条件下,新鲜苏丹草的喂入量为5、6 kg时,其压缩力比较接近,6 kg之后随喂入量的增加,压缩力降低,且降低的幅度较大,压缩力与喂入量呈二次多项式的关系。[结论]该研究为压缩设备的优化设计提供了理论依据。     

绿狐尾藻、凤眼莲和大薸在罗非鱼混养池塘中的应用效果分析

【目的】通过比较3种水生植物在罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）混养池塘中的应用效果,探讨绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）在池塘养殖尾水处理中的应用前景,为建立罗非鱼池塘综合养殖模式提供科学依据。【方法】在主养罗非鱼、混养鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis）的池塘中,分别设置占池塘面积10%的绿狐尾藻、凤眼莲（Eichhornia crassipes）和大薸（Pistia stratiotes）3个浮床处理组及无植物对照组。试验初期和末期分别测定鱼类重量、植物体重量和氮磷含量,试验期内每月监测试验水体的总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及五日生化需氧量（BOD₅）,计算池塘中植株生长及氮磷移出量、鱼单位净产量、水体氮磷含量及氮磷比（N/P）,以及水体TN、TP、COD_Mn与BOD₅排放达标率和排污量,对比分析3种植物的应用效果。【结果】试验末期绿狐尾藻、凤眼莲和大薸净增生物量分别为1076.4、2278.4和3545.1 kg,单位面积氮磷移出量分别为0.37、0.23和0.35 kg;对应的池塘鱼单位净产量分别为14497.5、12857.5和11274.7 kg/ha。试验期内TN和TP变化范围分别为0.53～2.21和0.108～0.279 mg/L,3个植物浮床组水体N/P值介于4.41～12.11,适合3种试验植物生长;凤眼莲和大薸生长迅速但后期植株出现发黄腐烂现象,后期绿狐尾藻生长优于凤眼莲和大薸。绿狐尾藻、凤眼莲和大薸3个植物浮床组水体营养物质TN、TP、COD_Mn和BOD₅均达到淡水池塘养殖尾水二级排放标准,水体排污量分别为221.32、229.62和229.24 kg/ha。绿狐尾藻组池塘单位面积鱼净产量及植株氮磷移出量最高,水体排污量最小,大薸组居中,凤眼莲组较差。【结论】绿狐尾藻能在池塘环境中漂浮生长且生产和生态效果俱佳,可替代凤眼莲和大薸用于淡水鱼池塘综合养殖模式构建和养殖尾水处理。     

一种富营养化水体净化装置对污水处理效果的研究

[目的]利用浮水植物制作富营养化水体净化装置。[方法]经过3个中试池试验,研究一种由漂浮植物凤眼莲、软性填料无纺布及PVC管围隔框组成的富营养化水体净化装置对生活污水的净化效果。[结果]PoolA（加入完整装置）和PoolB（加入仅有植物和围隔框而无软性填料的装置）对主要污染物的平均去除率分别为：总氮43．28％、49．02％,氨氯54．98％、51．38％,硝氯74：78％、78．74％,总磷65．02％、56．52％,可溶磷74．82％、67．83％,化学需氧量（COD）38．63％、34,34％,5d生化需氧量（BOD,）70．42％、63．64％,两者对污水的处理效果无显著性差异。除总氮和硝氮外,PoolA和leoolB对其他测定的污染物去除效果显著好于对照PoolC（未加任何装置）。PoolA和PoolB水体中叶绿素a的含量多在40mg／m3以下,而PoolC的则多在40～120mg/m3。,PoolA和PoolB之间无显著性差异,这两个池与PoolC之间差异极显著,叶绿素a含量与水体pH值、COD和BOD;的浓度之间呈极显著的相关关系。[结论]凤眼莲能有效抑制藻类的生长。,藻类的大量繁殖可能是造成水体pH值升高的主要因素,藻类丰富的水体不利于COD和BOD,的降解。在适时适量收获植物的情况下,装置围隔框的围隔效果良好;处理2d后,水体的色泽变得澄清,案观效果较理想。     

蔬菜移栽机可调式喂苗装置设计与试验

【目的】为扩大移栽机适用性,实现对多种规格蔬菜穴盘苗的自动取喂苗作业,本文设计了一款蔬菜移栽机可调式喂苗装置。【方法】设计了带有可调节取喂苗爪的取喂苗臂,优化了喂苗爪的相关参数,并进行了运动学分析。通过调节取喂苗臂上的取喂苗爪数量及间距,选择不同的PLC控制程序,可以配套使用不同穴孔数的穴盘。通过对取喂苗工作过程分析,综合考虑影响喂苗成功率的关键性因素,以苗坨含水率、穴盘苗苗高、苗针入土深度为试验参数,选取72、105、128穴规格的生菜穴盘苗为试验对象,进行单因素试验和多因素正交试验,探究各因素对喂苗成功率的影响。【结果】当穴盘苗基质含水率(w)为40%、苗高为50 mm、入土深度为38 mm时,可调式喂苗装置的喂苗成功率最高,72、105、128穴生菜穴盘的喂苗成功率分别为95.83%、96.19%和96.48%。【结论】可调式喂苗装置设计符合蔬菜移栽机取喂苗的技术要求,移栽效果较好,可为通用全自动蔬菜移栽机的研制与开发提供参考。     

秸秆纤维制取机配套强制喂料装置的优化设计及试验

为辅助秸秆纤维制取机高效制取秸秆粗纤维,解决喂料过程中因人工劳动强度大、喂料不连续造成粗纤维加工质量下降等问题,设计竖直向下螺旋强制喂料装置。在喂料装置结构及工作原理分析基础上,以秸秆长度、螺旋轴转速和秸秆含水率为试验因素,以输送量为评价指标,采用3因素5水平二次正交旋转中心组合方法实施试验。结果表明,(1)各因素对大豆秸秆输送量贡献率主次关系为:秸秆长度、螺旋轴转速、秸秆含水率;(2)当参数组合为秸秆长度60~120 mm、螺旋轴转速160 r·min-1、秸秆含水率78%~90%时,满足纤维制取机1 000 kg·h~(-1)喂入量要求。研究为D200型桔杆纤维制取机高效生产优质纤维奠定基础。     

青稞联合收获机配套秸秆打捆装置设计与试验

针对北方藏区传统青稞收获作业中秸秆收集运输机械化程度低、现有机具行走稳定性差的问题,设计一套青稞联合收获机配套秸秆打捆装置,整机主要由喂入机构、压缩机构和打结器离合装置组成,对样机关键部件进行选型设计,确定了打捆机各装置的配置方式与动力分配。应用ABAQUS软件对整机机架振动特性进行有限元仿真,对比固有频率与外部激励频率变化趋势,改进机架结构并优化其参数,以避免作业时发生共振。通过ADAMS软件得到喂入机构上、侧拨叉工作时的运动轨迹,确定两拨叉结构参数,以避免作业时出现干涉。田间试验结果表明:秸秆成捆率达到98.3%,草捆合格率达到94.7%,草捆抗摔率超过90%,整机作业效率达到0.7 hm²·h^-1,平均草捆截面尺寸达到0.5 m×0.6 m,平均草捆密度达到124 kg·m^-3,各项性能指标均达到设计要求。该研究可为青稞联合收获、秸秆打捆一体化作业机具的设计与研制提供应用实例和技术依据。     

水葫芦根系脱落物的氮磷含量分析

为了探讨水葫芦净化富营养化水体过程中根系脱落物的氮磷释放对于水质的影响,在滇池草海水域,利用围栏控制性种养水葫芦,于2013年5-11月,每隔30 d监测单元框内水葫芦生物量(鲜重)与干重,采集水葫芦样品测定植株氮磷含量;收集单元框内根系脱落物,并监测鲜重与干重及其氮磷含量。结果显示:(1)5-9月(旺盛生长期)和10-11月(逐渐枯萎期)的水葫芦植株干物质氮磷含量无显著差异(P>0.05),但是旺盛生长期内水葫芦的生长速率明显高于逐渐枯萎期(P<0.05),使得旺盛生长期内水葫芦对水体氮磷的净化效果明显优于逐渐枯萎期。(2)根系脱落物的鲜重仅占水葫芦鲜重增加值的7.72%;根系脱落物的干重仅占水葫芦干重增加值的2.10%,根系脱落物含氮量仅占水葫芦植株含氮量增加值的2.50%;根系脱落物含磷量仅占水葫芦植株含磷量增加值的3.05%。分析认为,与水葫芦植株从水体带走的氮磷量相比,随着根系脱落物降解释放而返回水体的氮磷量极少,不会对湖泊水质造成负面影响。     

马铃薯淀粉工业废水循环利用蒸发设备的设计

以宁夏南部山区马铃薯淀粉工业废水循环利用对接项目参数为依据,采用四效蒸发的方法,在进行了循环流程的工艺设计和四效蒸发参数迭代试算的基础上,对循环利用的关键设备多效蒸发器进行选型和结构设计.结果表明,设备设计参数合理,为解决废水污染和水资源综合利用提供了理论依据.     

播种密度与生长时间对豌豆芽苗菜产量及品质的影响

以山西"晋农"豌豆种子为试验材料,研究播种密度和播种到采收时间对豌豆芽苗菜生长、产量和品质的影响,以期为豌豆芽苗菜高产高效栽培提供理论依据。设置5个播种密度,分别为1.2、1.8、2.4、3.0、3.6kg/m2;设置5个采收时间,分别在生长4、6、8、10、12d后进行采收。分析不同处理条件下豌豆苗产量和品质相关指标,结果表明,播种密度与生长时间对豌豆芽苗菜生长、产量和品质有显著影响;豌豆芽苗菜的生物产量和经济产量在一定范围内随着播种密度的增大而升高,生物产率和经济产率在达到一个峰值后回落,播种密度为2.4kg/m2时,经济产率达到最高值,生物产量和生物产率都比较理想,是最佳播种密度;随着播种到采收时间的延长,豌豆芽苗菜生物产量呈增长趋势,维生素C含量先升高后降低,纤维化程度升高,在第8天采收时,产量较高、维生素C含量高、纤维化程度低,产量和食用品质均比较理想,是最佳采收时间。综合考虑豌豆芽苗菜的产量和食用品质,该试验初步确定播种密度2.4kg/m2,在第8天采收为最优化栽培措施。     

油茶果脱壳装置设计及试验

为提高油茶果脱壳率和降低茶籽破损率,采用撞击、搓擦原理,设计了一种油茶果脱壳装置。该装置由喂料斗、脱壳装置、动力传输部件、机架等构成,通过立式甩盘的撞击以及脱壳室内齿圈的搓擦进行脱壳,能适用含水率在65%以下的油茶鲜果脱壳。确立了影响脱壳的主要因素是甩盘转速和喂料量,并进行了脱壳试验。结果表明,随着甩盘转速的增大,脱壳率及破损率显著增加,而随着喂料量的增大,脱壳率先增加后降低,破损率变化相对较小。该脱壳装置适宜的工作参数为:甩盘转速为700 r/min左右;喂料量控制在500 kg/h左右,在此条件下,脱壳率能达到85.3%,破损率为6.5%左右。