稻秸秆对行抛撒装置的结构设计与试验

针对南方土壤黏重板结、前作留茬高、易造成油菜机播前作业缠草和壅泥的难题,研制了一款多功能油菜覆草直播机,可实现将稻秸秆收集切碎绕过土壤作业部件后条铺于油菜种植行间。为该播种机设计了一种搅龙双向输送稻秸秆对行抛撒装置,主要由双向输送搅龙、搅龙槽组成。以稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数为评价指标,对影响抛撒均匀性的因素(搅龙轴转速、秸秆喂入量、可调抛撒口宽度)进行二次回归正交旋转组合试验,对试验结果进行方差分析和响应曲面分析。结果表明:搅龙轴转速、秸秆喂入量、可调抛撒口宽度3个因素对稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数的影响显著;当搅龙轴转速为218 r/min、秸秆喂入量为1.55 kg/s、可调抛撒口宽度为146 mm时,稻秸秆对行抛撒均匀度变异系数为10.4%。     

成型参数对有粘结剂成型玉米秸秆燃料密度与强度的影响

为探讨高钙粉煤灰复合粘结剂对玉米秸秆原料成型密度和强度的影响,采用闭式冲压成型装置对添加高钙粉煤灰复合粘结剂的玉米秸秆进行成型实验研究,分别考察压力、温度、粒度和含水率对成型燃料的影响,并给出了最佳的成型压力范围。结果表明:玉米秸秆在压力为32～50MPa的范围内,加热温度85℃,物料含水率在12%以下,平均粒度为2mm的颗粒,能实现较好的有粘结剂成型,密度和强度基本符合工业要求。     

秸秆环模成型率和燃料密度试验研究

以不同含水率的稻秸、麦秸和玉米秸为原料,采用可调式环模旋转成型装置,研究了秸秆成型燃料密度、成型率与成型装置的环膜成型腔结构、入腔角度和环模转速的关系。结果表明:环膜型腔截面尺寸48 mm×32 mm和长度110 mm,入腔角度45°,环模转速126 r/min时的环模旋转成型装置对秸秆种类和含水率的适应范围较广,成型密度较佳和成型率较高。适合的原料种类为稻秸、麦秸和玉米秸,原料含水率范围为15%~30%,成型燃料密度为600~1 100 kg/m3,成型率达到80%。     

柱状生物炭基肥成型机的设计与试验

生物炭基肥将生物炭和普通化肥有机地结合起来,具有化肥利用率高、可以改良土壤、减少化肥使用次数和数量、污染环境程度低等优点,已成为研究热点。针对当前生物炭基肥成型设备生产效率低、成型率低,生产出的成型颗粒抗压能力小、合格率不高的问题,研制了一种基于螺杆挤压成型原理的柱状生物炭基肥成型机,并确定了挤压装置、成型装置、切粒装置等零部件的主要结构参数。为探究机器运行参数对成型效果的影响,并选出最佳运行参数组合,安排了单因素试验和正交试验。单因素试验结果表明:合格率的大小与螺杆转速和切粒轴转速匹配程度好坏有关;螺杆转速、切粒轴转速、孔板开孔率的增大,均可使产量增加;切粒轴转速对硬度影响不大,螺杆转速和孔板开孔率的增大可使硬度减小。正交试验结果表明:对于合格率,螺杆转速与切粒轴转速的交互作用和切粒轴转速影响极显著,螺杆转速影响显著;对于产量,螺杆转速影响极显著,孔板开孔率和切粒轴转速影响显著;对于硬度,螺杆转速和孔板开孔率影响极显著。对试验结果进行极差分析,并采用综合平衡法,确定了成型试验的最佳参数组合:螺杆转速为45r·min~(-1),切粒轴转速为185r·min~(-1),孔板开孔率为10%。该条件下的合格率为86%、产量为32.27kg·h~(-1)、硬度为2.56kg。并以正交试验获得的最佳运行参数为试验条件,进行了成型机性能试验。性能试验结果表明:颗粒的成型率为96.2%,颗粒的密度为0.92g·cm-3,颗粒的含水率为1.61%。本文研制的柱状生物炭基肥成型机,与常用的生物炭基肥成型设备相比有优势,且成型性能好,生产的成型颗粒符合相关标准中的成型要求,可为生物炭基肥的成型设备和成型工艺的发展提供技术支持。     

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。     

秸秆配合颗粒饲料制粒加工工艺参数的试验研究

【目的】确定秸秆配合颗粒饲料的制粒加工工艺参数,为新疆秸秆配合颗粒饲料的生产加工提供依据。【方法】采用单因素和正交试验法,分析配合颗粒饲料在制粒过程中精粗料配比、原料含水率、原料的粉碎长度及喂料速度多种因素,对秸秆配合颗粒饲料成型后颗粒的密度、粉化率及成型率等指标的影响,确定秸秆配合颗粒饲料主要加工工艺最优参数。【结果】(1)原料精、粗料比例小于5∶5时,成型率大幅度升高,粉化率大幅度降低。精、粗料比例大于5∶5后成型指标均不理想,甚至出现不成型情况,原料从颗粒机中以粉碎后的状态直接流出。当精、粗料比例为2∶8时,颗粒饲料的密度、成型率均达到最高值,粉化率最低。(2)原料含水率为12%时,颗粒饲料密度、成型率均最高,粉化率最小。(3)原料粉碎长度≤3 mm,颗粒饲料密度及成型率达到最高值,粉化率最低。【结论】(1)颗粒成型效果最好的原料含水率在10%~14%,以12%的原料含水率最优。(2)不同的喂料速度对颗粒饲料的密度、成型率及粉化率的影响均不明显。⑶通过正交试验和极差分析,原料不同精粗配比对于颗粒饲料的密度、成型率均有显著影响,原料不同含水率对颗粒饲料粉化率影响显著。⑷四因素影响主次顺序为:精粗料配比原料含水率原料的粉碎长度喂料速度,较优生产条件为A_2B_2C_3D_2。     

立式干燥机干燥单元风速场均匀性的研究

大型立式干燥机干燥室内介质空气的速度均匀性直接影响干燥效果.通过对干燥室内风速场均匀性的研究,为大型立式干燥机的研发提供理论依据.主要通过在进风道内设置匀风板和改变物料表面的平整度测量干燥室内风速值,分析匀风板和料面情况对介质速度均匀性的影响.结果表明,在立式干燥机两侧进风道内设置匀风板,可明显改善介质进入干燥室和穿过干燥物料的介质空气的速度均匀性,与无匀风板的情况比较,设置360 mm的短匀风板后,介质进入干燥室A、B风道进风口的速度均匀性的变异系数由73.67％和73.90％降低到22.27％和29.36％,介质在干燥室平面范围内穿过物料的速度均匀性变异系数由40.3％降低到28.7％；料面的平整度对干燥室内的风速场有影响.     

挤压膨化对玉米秸秆中粗纤维含量的影响

通过五因素五水平正交旋转组合试验,研究了挤压膨化系统参数(套筒温度、螺杆转速、螺杆末端至模板内表面的距离、模孔间隙和物料含水率)对挤压膨化后的玉米秸秆粗纤维含量的影响规律。结果表明,挤压系统参数对粗纤维含量都有不同程度的影响,其中螺杆转速和物料的含水率对粗纤维的影响显著。通过分析得出粗纤维含量在25%～28%的综合工艺措施:模孔间隙!为4 mm、δ段长度为12 mm、套筒温度为140℃、螺杆转速为65r.min-1、含水率为32%,为生产中应用膨化秸秆做饲料提供参考。     

叶片式抛送装置功耗试验研究与参数优化

为了提高全秸秆覆盖地免耕播种机作业质量,降低抛送装置的抛送功耗,采用Box-Benhnken中心组合试验方法对抛送装置的工作参数进行试验研究,以叶轮转速、物料含水率、叶片倾角等影响作业质量的3个因素进行三因素三水平响应面试验,建立响应面数学模型,分析各影响因素对作业质量的影响,同时,对影响因素进行综合优化。试验结果表明:各因素影响抛送功耗的显著顺序依次为叶轮转速、物料含水率、叶片倾角;最优工作参数组合为:叶轮转速1 600r/min、物料含水率63%、叶片倾角后倾9°,对应的比功耗919.89m~2/s~2,且各性能指标与理论优化值的相对误差均5%。研究结果可为抛送装置的结构完善设计和作业参数优化提供依据。     

撞击式油茶果破壳装置的设计及试验

针对撞击式油茶果破壳装置破壳率低和碎籽率高的问题,设计了一种破壳装置。该装置由破壳组件、加料装置、动力及驱动装置、机架等组成。破壳组件主要包括外壳体、转子、叶轮,三者同轴安装,形成破壳空腔,利用转子和叶轮的高速旋转,使油茶果与转子及外壳体内壁发生撞击完成破壳。在运动过程中确保足够大的撞击力从而提高破壳率,采用圆弧面导料板可有效降低碎籽率。以油茶果含水率、主轴转速和导料板安装角度为影响因素,以破壳率和碎籽率为评价指标,对破壳装置进行L_9(3~4)正交试验,结果,当油茶果含水率约为60%、主轴转速为425 r/min、导料板安装角度为75°时,破壳率可达95.37%,碎籽率可降至4.27%。     

杆状木束定向铺装工艺初探

简述了新型细木工板芯板杉木Cunninghamia lanceolata积成材制备过程中杆状木束定向铺装的必要性和基本工作原理。找出影响定向铺装效果的各项因素,通过试验的方式确定使铺装效果达到最好的主要因素最佳值,并对试验过程及结果做一些必要的分析。试验结果表明：采用储料槽预定向→导向驱动→往复运动定向铺装的杆状木束定向铺装工艺是有效可行的。铺装头往复行程170～180mm,往复频率126～158次·min^-1,导向驱动轴转速80～100r·min^-1,导向槽板间距95mm时,对长度100～200mm木束定向铺装效果较好,平均定向铺装率达70%以上。     

农作物秸秆炭理化特性分析

选取新疆南疆极旱地区当年的3种农作物秸秆炭为研究对象,采用生物质原料测试方法研究了秸秆炭的理化特性.结果表明,3种秸秆炭的含水率均在10％左右,易于加工成型;稻秸炭的堆积密度最大;3种秸秆炭的堆积角均较大,属于流动性较差的物料;棉秆炭的外摩擦系数最大;棉秆炭发热量和固定炭含量最高;玉米秆炭挥发分最高.     

再生稻气力式肥料集排装置的设计与试验

针对再生稻传统追肥作业中施肥量不均匀、肥料利用率低等问题,设计了一种气力式肥料集排装置。对影响施肥性能的主要因素进行四元二次回归正交旋转中心组合试验,以各行排肥量一致性变异系数作为评价指标建立回归模型,研究进肥角度、进肥高度、波纹管长度及排肥轴转速对各行排肥量一致性的影响。结果表明,影响此气力式肥料集排装置各行排肥量一致性变异系数的主要因素顺序为排肥轴转速>进肥角度>波纹管长度>进肥高度。采用Design-Expert10.0软件进行优化分析得出最佳的参数组合：进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r·min^-1,此时各行排肥量一致性变异系数为1.71%,施肥均匀性较好,能够满足再生稻追肥要求。     

旋耕机的使用、调整与维修

一、旋耕机的正确使用1.正确选择旋耕机刀轴转速和拖拉机转速。为保证旋耕机在作业中碎土符合农艺要求,旱耕作业前进速度选用2～3公里/小时,水耕或耙地作业则可选用3～5公里/小时。对旋耕机刀轴转速而言,一般旱耕或耕作比阻较大的土壤时选用低速挡,其转速为20转/分左右,在水耕、耙地和耕作比阻较小的土壤时选用高速挡,其转速一般为270转/分左右。2.旋耕机作业操作。由于拖拉机的液压悬挂装置和动力输出轴的结构有两种形式,旋耕机升降操作也不同一种是拖拉机液压悬挂机构和动力输出轴是分别传动(如泰山-50、东风50、上海-50等拖拉机),不管动…     

玉米秸秆生物炭压制成型特性研究

制取生物炭是农作物秸秆资源化利用的途径之一。秸秆生物炭松散,不便于处理、运输和储存,压制成型是提高生物炭容重的有效措施。为确定生物炭压制成型较优的原料含水率、成型压力、保压时间等工艺参数,以玉米秸秆烧制的生物炭为原料,利用与WDW-200型微机控制电子液压万能试验机配套的压制成型试验装置,以压制后生物炭块的抗破坏强度和尺寸稳定性为成型质量检测指标,通过单因素试验分别研究各因素对生物炭压制成型特性的影响及其较优范围。根据预试验,确定试验生物炭原料含水率分别为12%,14%,16%,18%,20%,22%,24%,成型压力分别为30,40,50,60,70,80,90MPa,保压时间分别为2,5,8,11,14,17,20s。对某一因素进行试验时,将另外两个因素设定在预试验及前一因素试验的较优水平。压制成型后密封保存72h,测定生物炭成型块的尺寸稳定性,并利用压力机测定生物炭块的抗破坏强度。结果表明:含水率、成型压力和保压时间对压制成型生物炭块的抗破坏强度、尺寸稳定性影响极显著。通过对2个成型质量检测指标综合分析,确定压制生物炭较优的含水率范围为18%~22%,成型压力范围为60~80MPa,保压时间范围为5~11s。该结果对生物炭压制成型工艺及装置研制具有参考意义。     

免耕播种机的抛送装置数值模拟与试验研究

为了了解全秸秆覆盖地免耕播种机叶片式抛送装置气流流场的分布情况以及抛料管道气流速度的影响因素,采用FLUENT对抛送装置进行数值模拟并对其进行了试验研究。结果表明,气流速度沿叶轮径向方向由内向外逐渐升高;圆形壳体出料口外侧的气流速度较内侧处的高;模拟所得结果和试验值的分布趋势基本一致,验证了数值模拟的可靠性;抛送叶轮的转速越高、叶片直径越大,各测点的气流速度就越大,越有利于秸秆物料的抛送;当叶片数为4、叶片倾角为后倾10°时,更有利于秸秆物料的抛送。     

玉米秸秆不同预处理方式对育苗钵制备的影响

针对制钵浆液粘度低和吸附时间等参数不确定问题,以不同预处理玉米秸秆为原料提出负压吸附工艺制备育苗钵方法。探究四种预处理原料表观粘度与制钵可行性。结果表明,纯玉米秸秆浆液表观粘度最低,加入猪粪可提高原玉米秸秆浆液粘度;碱处理玉米秸秆浆液粘度最高,混入纯秸秆可降低浆液粘度,提高浆液均匀性;纯玉米秸秆浆液和混入猪粪玉米秸秆浆液可使育苗钵湿坯均匀度达80%,成型率100%,但无法脱模;碱处理秸秆浆液及混入纯秸秆后秸秆浆液均可成型,TS 1%~4%,吸附时间5~45 s,TS增大,吸附时间减小。该研究为制钵浆液制备、参数确定奠定理论基础。     

基于CFD-DEM耦合的揉丝机排料装置内物料运动模拟与试验

为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00m/s)、风扇转动区域(6.00m/s)、物料入口区域(0.87m/s);风扇转动区域气流速度最大(峰值50.00m/s),对物料耦合力作用最强,物料入口区域则耦合力最小;物料在入口区域内数量最多并在模拟结束时发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。对模拟结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM气固耦合法对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究是可行的。     

不同粒度的粉料对卧环式混合机性能的影响

为探讨不同粒度的物料对混合均匀度、混合时间、卸料时间、留存量及机内“死区”的影响,本文用甲基紫法,通过采用3种不同粗细玉米粉作试料,对卧式螺旋环带型混合机机进行了试验研究。结果表明,在一定的粒度范围内,混合均匀度受物粒粒度的影响不大,在转速n=400rpm,混合2分钟皆可使变异系数CV小于5％,随着物料粒度的增在,最佳混合时间、卸料时间和留存量均明显减小,过度混合的分离现象也就越严重。此外,还发现混合细料时机内有“死区”存在。     

户用型上吸式秸秆气化炉的试验研究

针对秸秆气化炉运行中填料时易泄露燃气、原料压实不准确、点火不均匀以及入炉空气量不合理等问题,设计了一种以玉米秸秆为原料,带有连续输料机构和原料压实机构的秸秆气化炉.实现了点火控制及入炉空气量的控制.以原料的气化量试验确定原料输入量;以原料气化强度和氧化区温度试验确定原料压实电机电流、入炉空气量及电炉丝点火时间.结果表明:螺旋旋料装置转速20r/min时,进料量等于秸秆消耗量;电炉丝点火10s后通风,持续点火1min时达到秸秆气化点火要求;压料电机电流为0.9A、入炉空气量为2.5m3/h时气化强度和产气率最佳.试验研究对气化炉优化和改进具有指导意义.