粗饲料的力学特性对螺旋输送功耗的影响研究

通过斜面仪测定不同含水率揉碎玉米秸秆的滑动摩擦角和用倾斜法测定其休止角,利用直剪仪测定其内摩擦角、粘聚力及流动函数值,研究物料的摩擦特性和流动特性随含水率的变化规律。同时,试验研究了不同力学特性的秸秆物料的螺旋输送功耗。结果表明:秸秆物料力学特性中的滑动摩擦角和内摩擦角影响螺旋输送装置的输送功耗。     

油菜籽粒物理特性对排种器性能影响的试验研究

研究油菜籽粒的物理特性及其试验方法，目的是为油菜播种机的排种器设计提供依据。通过对湘油11号油菜籽粒的试验，得到了湘油11号油菜籽粒的物理特性和摩擦特性，其中包括滑动摩擦角、休止角、内摩擦角等，并分析了滑动摩擦角、休止角、内摩擦角等物理特性对油菜播种机的影响。     

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R²分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明：相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装...     

玉米收获机割台砍劈式茎秆粉碎装置设计与试验

在保证玉米秸秆粉碎长度合格率的前提下,为了增加茎秆的破碎程度、加快秸秆还田后的分解速率,基于玉米茎秆的力学特性,设计了一种可以安装在玉米收获机割台下方的茎秆粉碎装置。通过理论分析得到影响粉碎效果的作业参数和结构参数,选取茎秆粉碎装置的刀轴转速、安装角、刀尖倾角为试验因素,以秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率作为评价指标,进行了单因素及二次正交旋转组合试验。采用响应曲面法对试验结果进行分析,运用Design-Expert软件的多目标优化算法进行参数优化。结果表明:各因素对秸秆粉碎长度合格率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、刀尖倾角、安装角,各因素对秸秆破碎率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、安装角、刀尖倾角;该装置最优参数组合为:刀轴转速1 090 r/min、安装角41°、刀尖倾角83°。田间验证试验表明,秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率分别达到90.21%和85.78%,远高于目前甩刀式茎秆粉碎装置的作业效果。     

切碎农作物秸秆理化特性试验

选取我国粮食主产区的玉米秸秆及华北地区的7种农作物秸秆为研究对象,采用生物质原料测试方法、标准试验研究了用于生产生物质压块燃料的切碎物料(粒度为5 ～ 30 mm)的理化特性.试验结果表明,不同地区的玉米秸秆理化特性差异较大,东北地区的静态堆积角最大,堆积密度最小,比其他地区平均低17.25％,灰分含量最低;同一地区的不同农作物秸秆的理化特性存在显著差异,玉米秸秆和棉秆的动态外摩擦角显著差异高于其他秸秆,豆秸、棉秆、花生壳的堆积密度最高.     

人参种子物料学特性的研究

种子的物料特性与农业机械化生产关系密切,排种器的研究、种子育苗与移栽技术等都离不开种子的物料特性的测定。通过对人参种子物料学特性的测量,测得催芽与不催芽两类人参种子的各项参数,包括人参种子的几何尺寸、千粒重、休止角、内摩擦角、滑动摩擦角的各项参数值;通过对种子含水率的测量,测定不同含水率下人参种子的物料参数值的变化,得到人参种子的物料特性和含水率的变化关系。为人参生产机械的设计提供可靠、准确的数据参考,并为人参排种器的研究提供了理论参数。     

玉米秸秆粉料单模孔压缩成型过程有限元分析

为了在有限元分析软件中模拟玉米秸秆粉料,建立了秸秆粉料的D-P材料本构模型,并通过三轴压缩试验确定了秸秆粉料的粘聚力及内摩擦角。在三维建模软件中建立了秸秆粉料和单模孔成型模具的简化分析模型,利用有限元分析软件中的热应力耦合分析来模拟秸秆粉料在模具模孔中被挤压的全过程。根据分析得到的玉米秸秆粉料模型被挤压后的变形及受力的规律,确定了秸秆粉料的变形特点、受力特点和时间-应变关系,并进行了试验验证,为模具的设计提供了依据。     

短叶片包角对离心泵水力性能影响的数值研究

为了研究短叶片包角对离心泵内部流动和性能的影响。在原型泵叶轮(具有8长叶片)的基础上设计了4长4短的叶轮,通过多次改变短叶片包角。采用全黏性三维湍流数学模型数值模拟计算了4组长短叶片离心泵内流场,对比分析了不同短叶片包角设置方案对泵的包角-扬程、包角-效率等外特性曲线及叶轮内流场在不同情况下的流动分布。结果表明:短叶片包角在一定范围内,随着包角的增大,泵的最高效率略有提高;同时随着短叶片包角的增加,泵在设计工况下运行时叶轮进口处负压有所增大,湍动能损失不断减小。     

秸秆覆盖和播前灌水量对夏玉米抗倒伏特性的影响

【目的】研究秸秆覆盖和播前灌水量对成熟期夏玉米茎秆抗倒伏特性的影响。【方法】设置2种覆盖处理(秸秆覆盖处理和不覆盖处理,秸秆覆盖处理为小麦秸秆覆盖0.6 kg/m~2)和3种播前灌水量(低灌溉量30 mm、中灌溉量70 mm和高灌溉量110 mm),测定了成熟期夏玉米茎秆主要物理性状参数、倒数第3节间茎秆机械强度、抗倒伏指数和产量等指标。【结果】与不覆盖相比,秸秆覆盖增加了夏玉米穗位高、重心高度和茎秆抗折力,提高了玉米抗倒伏能力和籽粒产量(2017年增产7.6%)。播前灌水量显著影响夏玉米成熟期穗位高系数和倒数第3节间茎长、长粗比和茎秆机械强度,播前灌水量越高籽粒产量越高。秸秆覆盖下播前灌水70 mm玉米抗倒伏能力最优,不覆盖处理播前灌水70 mm玉米抗倒伏能力最差。茎秆长粗比和茎秆抗折力与玉米抗倒伏指数相关系数(r)2016年分别为:-0.458 7、0.434 6,2017年分别为:-0.315 7、0.375,穗位高系数不能作为评价玉米抗倒伏特性的指标。【结论】秸秆覆盖+播前灌水70 mm是实现抗倒高产的最优组合方案。     

秸秆揉丝机揉搓机构内流场仿真与分析

揉搓筒是秸秆揉丝机的关键部件。为了研究秸秆揉丝机揉搓机构内部物料的流动特征,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,基于ANSYS-Fluent软件,选用标准k-ε模型,研究了揉搓机构内的流体力学特性,获取了揉搓筒内的压力和速度等参数及物料的流动特征,为进一步设计和改进此类揉搓机构提供参考。     

我国农作物秸秆资源量及利用问题研究

我国是世界农业大国,农作物秸秆资源丰富,但长期以来主要农作物秸秆资源的种类、数量及其变化情况不甚明了。为此,在梳理以往秸秆资源量测算及利用文献的基础上,结合我国2013-2019年水稻、玉米、小麦、豆类、薯类等5种主要粮食作物产量数据,科学确定秸秆籽粒折算系数,运用草谷比系数法测算主要粮食作物的秸秆资源量,为我国制定秸秆综合利用政策、规划提供借鉴和决策支持。同时,结合实际找出目前我国秸秆综合利用中存在的问题并提出相应解决对策。     

玉米碎秸多级横向运移整流装置设计与试验

针对2BMFJ型原茬地免耕覆秸精量播种机宽幅作业时玉米碎秸多级横向运移过程滞留,影响播种区间清秸率,导致机具工作质量和作业效率降低的问题,通过分析玉米碎秸单级抛撒运动规律,设计了玉米碎秸横向运移整流装置,确定了影响整流装置工作性能的关键结构参数。采用二次回归正交旋转中心组合试验方法,基于EDEM软件在构建的玉米碎秸横向运移整流装置试验平台上,以进入角、整流包角、整流半径为试验因素,以清秸率、行间清秸变异系数为性能评价指标进行了虚拟仿真参数组合优化试验。结果表明:各因素对性能评价指标均具有显著影响,对清秸率影响主次顺序为整流包角、整流半径、进入角,对行间清秸变异系数影响主次顺序为进入角、整流半径、整流包角;最优参数组合为进入角61°、整流包角104°、整流半径424 mm,此时清秸率为93%,行间清秸变异系数为93.5%。在最优参数组合下进行整流装置田间验证试验,结果表明,清秸率为93.5%,行间清秸变异系数为93.7%,与虚拟仿真试验结果基本吻合。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

生物炭对混施沼肥秸秆还田腐解特性的影响

为提高秸秆与沼肥同步翻埋还田的腐解效果,在室温条件下,秸秆中混施沼肥,采用网袋法模拟翻埋还田,在105 d的试验周期内,探讨在土壤中配施生物炭对秸秆与沼肥同步翻埋还田腐解的影响规律。结果表明,在土壤中配施生物炭能显著提高秸秆各指标的降解速度,且不同土壤之间玉米秸秆的降解率表现为砂土组大于壤土组,添加生物炭组大于未添加生物炭组,试验结束时,壤土组、壤土+生物炭组、砂土组、砂土+生物炭组的降解率分别为69.96%、74.63%、78.19%和79.14%;腐解前49 d为秸秆各组分的快速腐解期,后期腐解速率逐渐变慢;秸秆的降解率与纤维素降解率具有显著的相关性,添加生物炭对木质素的降解具有显著的促进作用,且木质素的降解与有机碳的降解呈正相关性。     

生物质原料持续供应条件下理化特性研究

以北京市大兴某生物质固体成型燃料厂为例,研究了不同季节供应的玉米秸秆、花生壳、木屑3种生物质原料物理和热化学特性的变化规律.结果表明,木屑的全水分质量分数较高,超过40％,花生壳和玉米秸秆为10％左右,不同种类原料的堆积密度、流动特性、发热量、灰分、挥发分等特性有一定差异.木屑的堆积密度较大,挥发分含量较高,灰分含量较低.木屑和花生壳的干燥基发热量较玉米秸秆高,但由于木屑的水分过高导致其收到基发热量较低.不同季节的同类原料理化特性也有差异,特别是水分、发热量、灰分差异显著.全水分含量随当地气候条件而变化,6月份之后,玉米秸秆、花生壳和木屑的干燥基发热量分别降低约7％、3.5％和5％.因此,在生物质原料储藏、运输、压缩成型等设备的设计过程中,应充分考虑不同种类原料堆积密度、流动特性等物理特性的差异,而生物质原料的燃烧过程,不仅涉及不同种类原料的差异,还应考虑不同季节造成的影响.     

免耕播种机侧向清秸覆秸秸秆比例回收装置设计与试验

为解决中国麦玉豆主产区在利用秸秆促进作物绿色增产增效、保护耕地的同时,轻简化回收多余秸秆促进其资源化利用等问题,基于原茬地免耕精量播种机侧向清秸覆秸原理,设计了一种秸秆比例回收装置,借助秸秆被免耕播种机播前清理具有的机械能使其沿导流板滑移至机械能耗尽,弹齿“顺势”将其抛送至挤压装置进行回收。应用高速摄像技术探明了秸秆侧向抛撒运动规律,通过理论分析确定了影响装置工作性能的关键结构与作业参数及其取值范围,并采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、滚筒转速和弹齿偏角为试验因素,以秸秆回收比率和含杂率为评价指标,实施参数组合优化试验,结果表明：在参数组合为作业速度5.4～7.2 km/h、滚筒转速95 r/min、弹齿偏角49°时,秸秆回收比率大于94%、含杂率小于5%。研究结果为研制原茬地免耕播种秸秆覆盖还田同步比例回收复式作业机提供了理论和技术支持。     

玉米秸秆生产沼气研究概况及关键技术

我国是农业大国，年产出农作物秸秆量较大，其中玉米秸秆产量最大，但资源化利用率较低。该文在分析玉米秸秆生产和利用现状的基础上，介绍了玉米秸秆生产沼气的研究概况，阐述了玉米秸秆生产沼气的关键技术，包括预处理技术、干发酵技术及混合物料发酵技术，并对玉米秸秆生产沼气前景做了展望，为进一步促进玉米秸秆综合利用提供参考。      

关于长春地区保护性耕作培训班学习后的几点思考

随着资源与环境问题逐渐凸显,我国对于农业生产中的秸秆类生物质资源的利用要求逐渐提高,国家和地区的多项政策都提出禁止秸秆的随意处置,要求建立秸秆的科学利用机制。保护性耕作是秸秆利用的可行模式,不仅能够就地利用农作物秸秆,还有利于改善农业土壤环境,提高农作物产量。基于此,利用2021年6月开展的长春地区保护性耕作技术培训,带领学员参观吉林省农业科学院玉米保护性耕作实验基地以及梨树县国家百万亩绿色食品原料(玉米)标准化生产基地核心示范区,对2021年度玉米保护性耕作情况全面调研,在充分了解长春周边地区保护性耕作情况的基础上,对采用玉米免耕播种技术的农户进行技术指导,帮助农民科学种田,保护黑土地,提高机械化作业效率。     

粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。