连续式秸秆炭化炉的设计

炭化是解决秸秆、稻壳、农林废弃物等生物质资源化开发利用的有效途径.设计一种连续式秸秆炭化炉,介绍炭化炉的整体结构设计,详细说明其主要部件的设计方案及参数选择.经验证,该炭化炉结构合理,制造工艺简单,操作方便,性能可靠,具有较好的经济性和市场前景.     

一种以秸秆燃烧为地热热源的温室设计

为了解决农作物秸秆焚烧污染环境、综合利用率低以及日光温室冬季温度不足的问题,本文设计研究一种以秸秆燃烧为地热热源的温室,主要包括秸秆炉和温室大棚2部分。介绍了温室的设计方案、结构以及工作原理,并对棚内升温和有害气体排放2个指标进行测试试验。试验结果表明,该温室性能良好、控温简便,节能环保。     

玉米秸秆与土壤混合物料成型装置性能及试验研究

目前，黄淮海地区玉米秸秆主要实行粉碎掩埋还田的处理方式，针对还田后出现的病虫害且影响小麦生长问题，提出了一种秸秆全量还田的处理方式，即将玉米秸秆和土壤按一定比例形成混合物料，通过成型装置将其挤压成圆柱型，并可结合开沟掩埋机构与秸秆腐解和防病虫药剂来实现秸秆深埋还田处理，使秸秆与小麦种床分离。因此设计了玉米秸秆还田机的核心部件，即混合物料成型装置，其包含5片螺旋叶片且螺距渐变并成阶梯状排布，经螺旋推进可以将混合物料挤压成圆柱型。物料成型出料速率和过程中功率消耗是其核心部件的重要指标，为了验证其性能，基于该装置设计了成型装置试验平台，由传送带、搅龙成型机构及支架、5.5kW交流电机、物料输出平台和测试仪器(钳流计、转速仪、秒表、尺子等)构成。初步试验表明：当以混合物料挤压成型出料速率为参考指标，则物料含水率为20%,螺旋轴转速为397r/min,喂入量为210kg/min时，出料速率达到了最大；当以混合物料成型过程中功率消耗为指标，则物料含水率为23%、螺旋轴转速为477r/min、喂入量为180kg/min时，功率消耗最小。对出料速率和功耗2个指标进行了归一化处理，按照6∶4的权重分配，...     

两种秸秆气化炉的试验分析

一、小型秸秆全气化炉试验分析 1．工作原理秸秆全气化是利用热化学反应的原理,在密闭缺氧装置内,采用自热式干馏热解的方法完成秸秆气化。即把秸秆放入炉底部点燃,空气进入与已点燃秸秆中的炭发生燃烧反应,生成CO2,放出热量,由于处于原氧燃烧,氧气的供应不充分,发生不完全燃烧反应,生成CO,放出热量;同时,在还原区没有氧气存在的情况下,氧化反应中生成的CO2同炭及水蒸气发生还原反应,     

秸秆粉碎炭化及与PVC粉料混合成套装置的设计

秸秆/PVC复合材料因其良好的加工性能、强度大、耐腐蚀、寿命长等优点,具有广泛的应用和发展前景。针对秸塑材料加工前需对秸秆进行粉碎、炭化、与PVC粉料充分混合的作业要求,设计了一套秸秆粉碎炭化及与PVC粉料混合装置。该装置采用两级粉碎同时实现秸秆粉料的干燥与切碎,炭化装置可快速将秸秆粉料炭化以提高秸塑材料的结合性能。该装置结构合理,连续化程度高,能够降低成本,有利于促进秸塑材料的进一步产业化发展。     

生物质连续式分段热解炭化设备研究

针对目前连续式炭化设备的热解温度场难以梯级调控,不能满足多种热解温度工艺试验要求,采用分段式加热技术,设计了5段独立热解炭化炉,并结合连续式输送原理,集成生物炭循环水冷技术、热解气二次催化裂解技术和油气二级冷凝分离技术等,研发了连续式分段热解炭化设备。以粉碎的玉米秸秆为原料开展了热解炭化试验,结果表明,本炭化设备实现了连续炭化和分段加热,当5段炉温设为550℃、600℃、600℃、600℃、550℃时,生物炭得率29.97%,低位热值26.21 MJ/kg,固定碳含量55.63%,热解后的油气能较好地实现分离,达到了设计要求,实现了生物质的分段控温加热和连续热解。     

JSQ-50型立式秸秆饲草切揉机的设计

本文详细阐述了该机的设计思路、结构原理和主要的技术参数,采用了新颖的立式结构设计,使进出料更安全、方便和快捷;该机采用切、揉相结合的工作原理,一次性完成秸秆饲草的切断和揉搓,使生产效率大大提高。通过试验和推广表明,JSQ-50型立式秸秆饲草切揉机生产率达4t/h以上,特别适合草食类兽禽喂养及饲草青贮的需要。     

谷物脱粒-秸秆粉碎一体机的设计与试验研究

针对新疆南疆地区谷物秸秆利用率低、无法实现谷物脱粒和秸秆粉碎一体化作业等问题,研制了一种谷物脱粒-秸秆粉碎一体机,主要由喂入装置、脱粒装置、粉碎装置和清选装置组成.喂入装置的设计可以防止物料在储料凹腔中发生堵塞,提高了喂入效率.以滚筒转速、脱粒间隙为试验因素,以未脱净率为试验指标进行正交试验,结果表明:影响脱净率的较优...     

小型秸秆气化炉的试验分析

1小型秸秆全气化炉试验分析1.1工作原理秸秆全气化是利用热化学反应的原理,在密闭缺氧装置内,采用自热式干馏热解的方法。即把秸秆放入炉底部点燃,空气进入与已点燃秸秆中的碳发生燃烧反应,生成二氧化碳,放出热量,由于处于限氧燃烧,氧气1小型秸秆全气化炉试验分析     

协拨组合式玉米条带秸秆清理装置设计与试验

针对现有条带秸秆清理装置集行效果差、秸秆清理率低等问题，提出了一种协拨组合式条带秸秆清理方案，从力学角度对比分析不同齿形清秸轮拨送秸秆的过程，设计了一种径向锐化协拨清秸轮，清秸轮半径为162.5 mm、齿数为12、齿长为65 mm。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置的仿真试验，以径向锐化清秸轮的工作参数为影响因素，秸秆清理率为指标，开展离散元仿真试验，分析了清秸轮工作过程中秸秆运动、土壤扰动及秸秆清理率的变化。结果表明，试验因素对秸秆清理率的影响由大到小为侧倾角、前进速度、前倾角，当机具前进速度为7.8 km/h、清秸轮前倾角为31.7°、侧倾角为13.4°时，秸秆清理率最高为91.62%。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置和整机的作业性能田间试验，结果表明协拨组合式条带秸秆清理装置工作稳定，秸秆清理率为87%～90%,实现了条带秸秆清理装置的设计目标。     

节能环保型生物质热风炉结构设计

针对现有热风炉存在热效率低、燃烧不充分和污染环境等问题，设计了一种节能环保型生物质热风炉，主要包括给料系统、燃烧系统、换热系统、除尘系统、箱体及控制部分。该节能型生物质热风炉能连续提供恒温、恒压和无尘的热空气，废热烟气排放无污染，可用于干燥和采暖，应用前景广泛。      

洁净煤反向燃烧热风炉操作特性

结合多孔介质模型和RNG k-ε紊流模型，建立密集烤烟用洁净型煤反向燃烧热风炉炉内空气流动数值计算模型。应用单因素仿真优化方法，研究炉内空气流动分布和空气利用率随煤床高度、静压区侧壁清灰口高度及上下层型煤蜂窝孔对准程度的变化规律，归纳其操作特性。研究表明:空气利用率是空气速度的3次函数，煤床高度的3次函数，清灰口高度的2次函数和多孔介质区内部阻力系数的2次函数；反烧炉燃烧供热调控精准性与多孔介质区粘性阻力系数无关；预装适量型煤、孔对孔堆置型煤和封闭清灰口是反烧炉燃烧供热调控精准前提条件。该研究为反烧炉设计优化提供理论依据。      

刀盘式马铃薯削皮装置设计与试验

国内马铃薯净菜和鲜切产品的需求巨大，针对我国马铃薯加工和机械化去皮技术发展滞后的问题，设计了一款刀盘式马铃薯削皮装置，可实现马铃薯的切削、排屑和排料等作业。利用该装置进行削皮试验研究，结果表明，削皮效果影响程度依次为刀盘转速＞削皮时间＞尺寸规格＞单次喂入量。最佳切削工艺参数为中型马铃薯（90 mm＜长径≤120 mm，200 g＜单个质量m≤400 g），一次喂入4 kg，以325 r/min加工50 s，在此加工参数下，基于图像处理的削皮评分94.1，损耗评分89.6，损伤评分99.3，综合评分94.3。      

基于日光温室加温技术的热风水暖一体加温系统研制

在冬季严寒地区，日光温室采暖费用是决定温室运行成本的重要因素。讨论成本较低的热风炉加温系统和水暖炉加温系统的温室加温技术特点，并将两种技术相结合，研制了热风水暖一体炉加温系统。该系统较好地利用了炉内燃烧热量，并设计了多种供暖散热形式，扩大供暖面积，提高棚内温度，为日光温室冬季加温技术与装备提供一种有效可行的技术选择。      

新疆棉花秸秆离散元仿真参数标定研究

由于棉花秸秆在机械化收获和粉碎加工过程中缺乏准确的仿真模型参数,从而造成在机具设计中仿真效果和实际作业存在较大的差异,在一定程度上限制了棉花秸秆收获以及粉碎装置的设计研究。本文以新疆棉花秸秆作为试验材料,开展仿真分析研究,通过物理试验测定棉花秸秆的本征参数后,利用EDEM软件进行试验仿真,对棉花秸秆进行参数标定。采用堆积角试验和弯曲试验方法,测量出棉花秸秆堆积角和最大破坏载荷分别为28.62°和143.21N。应用Hertz-Mindlin no slip模型和Hertz-Mindlin with bonding模型进行棉花秸秆的堆积角仿真试验和弯曲仿真试验,得到棉花秸秆之间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数和棉花秸秆-钢之间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.5、0.41、0.06、0.5、0.37、0.08,以及棉花秸秆法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力分别为4.15×1010N/m、5.60×1010N/m、40MPa、50MPa。将以上结果进行粉碎试验验证,棉花秸秆粉碎后依据长度和宽度不同,分为粉末型物料、破碎型物料、未破碎型物料,仿真试验质量和实际试验质量之间偏差为6.84%、8.29%、7.37%,证明了参数的可行性,可用于棉花秸秆参数标定。     

一种沙障插入试验装置设计与仿真

为了实现沙地沙障铺设装备的研究，设计了一种沙障插入试验装置。该装置可测定不同沙障材料（稻草、麦草、其他秸秆）、不同插入深度（150～250 mm）和不同铺设速度（0～1 m/s）等多工况下的阻力。对沙障插入试验装置的插入阻力进行了理论计算，并对刀盘、沙槽装置、升降装置、滑动装置、驱动装置和阻力测定装置等关键部件进行了设计，最后，对沙障试验装置进行三维建模和仿真。结果表明，沙障试验装置的强度符合设计要求，最大承载力达到1 500 N，满足相应试验的测定需求。      

基于EDEM小麦收获机清选损失监测试验装置设计

针对小麦损失监测传感器结构复杂、成本较高的问题,对收获机清选排杂口不同物料运动特性进行研究,揭示小麦与秸秆撞击敏感板的作用规律,从清选抛出物冲击敏感板的力学特性出发,设计一种小麦收获机清选损失监测试验装置。通过离散元分析软件EDEM分析小麦籽粒、50 mm秸秆、100 mm秸秆撞击敏感板产生的作用力,分析接触力变化曲线,证明可通过判断物料撞击敏感板产生的信号进行损失监测。为增强信号采集准确率,采用两片压电传感器串联的方式,增大损失信号。设计损失监测试验台机械结构及控制系统,使监测装置模拟收获机清选排杂过程且可以实时监测信号,有效提高监测效率。最后,通过不同高度物料运动损失监测试验,得出300 mm高度下传感器识别较为精准,对小麦籽粒的识别率达到98.4%,整体监测误差小于5%,损失监测试验装置能够达到设计目的和要求。     

柳树插条自动喂入装置取料机构优化设计与试验

针对我国柳树插条半自动扦插作业人工喂入劳动强度大和作业效率低的问题,提出一种实现有序出料、取料和送料功能的柳树插条自动喂入装置,并针对该装置进行取料机构的优化设计与相关试验研究。建立取料机构运动学模型和优化设计模型,应用自主开发的软件分析确定了取料机构参数的取值范围,进而利用Matlab软件的遗传算法工具箱实现取料机构的参数优化;完成取料机构结构设计,进行取料机构虚拟运动仿真验证;研制取料机构样机和柳树插条自动喂入装置试验台,开展取料机构高速摄像试验和柳树插条自动喂入试验,研究取料机构运动特性,检验自动喂入装置的工作性能。在自动喂入效率达到55株/min时,柳树插条喂入成功率约为83%,表明该装置具有应用于柳树插条自动扦插机的可行性。     

生物质成型燃料热风炉燃烧室的设计与研究

针对国内外现有的生物质成型燃料燃烧设备,存在燃烧效率低、炉膛温度过高、积灰和结渣严重、不适合块状和棒状成型燃料的燃烧等问题,通过对国内外生物质成型燃料热风炉燃烧室的研究和借鉴,设计了新型生物质成型燃料热风炉的燃烧室。该新型生物质热风炉的燃烧室只是热风炉的燃烧部分,需要和独立的换热器配合使用。在我国可用于生产颗粒状成型燃料的木屑很少,但拥有大量的可生产块状和棒状成型燃料的作物秸秆。该新型生物质成型燃料热风炉的燃烧室主要是为了适应块状和棒状成型燃料的燃烧而设计,也可用于部分颗粒状成型燃料的燃烧,主要由进料机构、燃烧室部分和炉灰清除机构组成,实现了块状和棒状成型燃料的自动进料及炉灰的自动清除。该生物质成型燃料热风炉的燃烧室可有效减少固体燃料和挥发分气体的不充分燃烧,可将炉膛的温度控制在一定的范围内,减少了积灰和结渣的产生,并能有效地去除积灰和结渣。