基于CFD及正交试验的喷嘴雾化性能研究

为了找到喷嘴最佳喷涂效果时的喷嘴几何参数组合,通过数值分析和试验进行了研究。利用Fluent软件搭建了简化的雾化喷嘴模型,通过正交试验原理,研究了喷嘴气液夹角、喷嘴出口直径、喷嘴出口缩进距离3个结构参数综合作用下的喷嘴雾化性能。搭建了喷雾试验台并进行喷雾试验。仿真和试验结果表明:喷嘴结构组合为气液夹角为30°、缩进距离1.5mm、喷嘴出口直径1.5mm时,雾化效果是最好的。     

刺罩式土壤蒸汽处理机设计与试验

由于土壤蒸汽消毒法具有消毒速度快、无农药残留及对人畜安全等优点,已成为国内外土传病害防治的研究热点。根据高温蒸汽消毒原理,设计了一种结构简单、操作方便的刺罩式土壤蒸汽处理机,主要由蒸汽管路、升降机构、导轨支架等组成。处理机工作时,高温蒸汽经由带排气孔的刺针通入土壤,对土壤加热并保温一定时间以实现土壤的快速、高效消毒。为验证处理机的消毒效果,选用3种大小不同的植物种子和两种耐热性不同的病原菌菌核作为试验样本来模拟土壤中的杂草种子和病原菌进行土壤消毒试验。试验结果表明:土壤温度加热至80℃,植物种子和病原菌的萌发率随保温时间的延长呈降低趋势;当保温时间达到20min时,可对试验样本的萌发起到很好的抑制效果。     

土壤消毒机蒸汽输送装置的设计与数值模拟

土传病虫害严重制约了设施栽培的发展。蒸汽消毒相比于其他土壤消毒方法,具有诸多优点,其利用高温杀死土壤中的病虫草害,提高了土壤的通透性和排水性,且对环境无任何污染。为此,基于脉冲式土壤蒸汽消毒机的总体结构,重点对蒸汽输送装置的注射针头以及蒸汽罩盖、针头间距、针头数目等蒸汽盘关键结构参数进行了设计。利用Fluent软件对土壤传热模型进行了数值模拟,分析了注射针头周围土壤的温度分布云图。结果表明:持续施加蒸汽7min、停止通蒸汽35min后,在半径10cm内、深度21cm范围内,土壤的温度能保持在90℃以上,验证了蒸汽输送装置结构的合理性。     

滚筒板齿式三七种苗分离装置结构设计与试验

为实现三七种苗自动移栽前有效分离,设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置,对关键结构参数进行了理论计算和分析,选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素,选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验,确定最优结构参数组合为:螺旋线数量为4、转子板齿长度为70 mm、滚筒板齿长度为65 mm、导向槽数量为3,此时分离结构分苗性能最好,分离变异系数为17.37%,分离率为84.69%,破损率为7.5%;实际试验结果与仿真结果一致,符合三七种苗移栽农艺要求;该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。     

旋转式射流喷头设计与性能正交试验

提出了一种旋转式射流喷头.选用五因素四水平表,通过正交试验得出影响喷头工作性能的结构参数依次为盖板出口直径、直线段长度、导流段长度、位差、作用区长度、导管长度.分析了各结构参数值对雨量分布、射程和旋转速度的影响,得出10型喷头结构参数最佳组合为:盖板出口直径6.2 mm.直线段长度6 mm.导流段长度31 mm,位差2.6 mm,作用区长度22 mm,导管长度20 mm.利用部分追加法追加盖板出口直径试验点.得出5.2 mm是出口直径的下限,7.2 mm是出口直径的上限,最佳出口直径为6.2 mm.     

喷雾降温风机风筒优化设计与试验

为缓解高温热害对茶果树的影响,基于圆弧板型叶片模型设计了一种喷雾降温风机,并对风筒结构进行建模和动力学仿真。以出风口直径、进风段长度和出风段长度为试验因素,以风机出口总压和风速为试验指标,采用Design-Expert 8.0.6软件优化风筒结构参数。优化结果表明,各因素对出口总压和风速的影响由大到小依次为出风口直径、出风段长度、进风段长度。最优参数组合为出风口直径1 070 mm、进风段长度350 mm和出风段长度270 mm。选取WJ-7010、WJ-8010型喷嘴,利用优化后的风筒结构进行了风速试验和喷雾降温性能试验。风速试验表明,当风筒出风口直径和总长度分别为1 070、840 mm时,出风口风量为701.30 m~3/min,最大风速为16.00 m/s,有效送风距离约为55.00 m。喷雾降温性能试验结果表明,当使用WJ-8010型喷嘴时,与对照组相比,平均温度降低0.68～11.11℃,最大温差范围为1.80～13.90℃。在38℃高温环境下,喷雾降温风机在20 m范围内的降温幅度接近5℃,降温效果良好。     

三七压穴精密排种装置设计与试验

三七播种株行距均为5 cm左右,属于密集精密播种,为实现三七高密度精密播种,克服开沟易堵塞的难题,设计了一种三七压穴精密排种装置。阐述了三七压穴精密排种装置的工作原理,确定了其主要结构参数,以云南省文山市三七种子为研究对象,采用二次旋转正交组合试验方法,对排种装置进行排种性能试验,选取压穴柱直径、前进速度、投种点到压穴点水平距离为试验因素,建立了合格指数、漏播指数、重播指数、各行排量一致性变异系数的数学模型,分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响规律。结果表明,影响合格指数的因素主次顺序为:压穴柱直径、投种点到压穴点水平距离和前进速度。通过参数优化,确定了最优参数为压穴柱直径24. 5～29. 5 mm、投种点到压穴点水平距离330 mm、前进速度0. 44～0. 61 m/s,此时合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于5%。经2BQ-15型三七精密播种机整机试验可知,作业速度为0. 35 m/s时,播种机合格指数最高为93. 5%,满足三七播种要求。     

稻麦轮作区气动式小麦精准投种装置设计与试验

为实现稻麦轮作区黏湿土壤条件下的小麦精量播种,设计了一种气动式小麦精准投种装置,该装置通过气动加速将小麦种粒高速精准投置于清洁土壤内。以稳态气体流速、入口负压为试验指标,出气室直径、喉嘴距和接收室直径为影响因素,利用Fluent分析进行气动式小麦精准投种装置的关键结构参数设计。Fluent分析结果表明:该装置的较优组合为出气室直径为6 mm、喉嘴距为10 mm、接收室直径为32 mm,此时稳态气体流速为524 m/s,入口负压为15. 966 kPa。较优参数组合下的投种性能台架试验结果表明:当作业速度为1. 2 m/s、投种高度为0. 1 m、进气室压力为0. 5 MPa时,小麦种粒可高速冲击进入土壤,实现高速精准稳着床点播、且无破损,平均投种速度为43. 8 m/s,平均投种深度6. 78 mm,投种速度、投种深度变异系数分别为8. 3%、5. 8%,投种性能稳定。     

运水烟罩内折射式喷头正交试验

针对运水烟罩内喷头性能对运水烟罩油烟净化效果的决定性影响,对直面扇形折射式喷头进行了正交试验,研究运水烟罩内折射式喷头结构参数、工作参数及水力性能之间的关系.试验采用四因素四水平正交表,利用综合评分法对运水烟罩内直面扇形折射式喷头的射程、喷洒面积、雨滴粒径等多项指标进行综合评价.结果表明：影响喷洒性能的主次顺序为工作压力、孔口直径、折射面高度、折射面角度;运水烟罩内的最佳工作压力为0.3 MPa;结构参数孔口直径和折射面高度均为1 mm,120°折射直面扇形喷头水量分布均匀,雾化效果好,喷洒面积大,油烟净化效果最好.     

残膜阻隔装置气流分配室射流出口结构优化设计

作为残膜阻隔装置关键部件，气流分配室具备优化流场结构、均匀气幕的作用。在气流分配室外部结构受装配空间条件限制难以进一步优化的情况下，射流出口结构参数优化对改善气流分配室内气流分布均匀性具有积极影响。为提高残膜阻隔装置射流气幕均匀稳定性，以速度不均匀系数为评价指标，利用Fluent进行单因素试验确定影响因素取值范围，结合二阶响应面法、第二代非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ），得出最优参数组合为：射流出口1长度为70mm、射流出口1宽度为2mm、射流出口2长度为160mm、射流出口2宽度为2mm，此时较原装置，其射流出口速度不均匀系数分别减小28.6%和25.9%。试验结果表明，两射流出口最大速度偏差分别为8.3%和14%，射流出口速度试验值与仿真值分布趋势具有较好的一致性。     

加快餐具集中消毒产业发展,建设节约型社会

餐餐具集中消毒产业作为城市用水的典型行业,在贯彻科学发展观,创建节约型社会的前提下,该产业中各企业以及政府相关机构应积极应对,以加快本产业的发展。本文在阐述餐具集中消毒产业的发展现状和产业发展的优劣势的基础上,着重探讨了该产业中企业和政府相关机构应采取的应对措施。     

烟草打顶消毒联合作业装置的设计

为解决当前烟草田间人工打顶消毒作业存在效率低、强度大、时间紧的问题,设计了一种烟草打顶消毒联合作业装置;同时,介绍了其总体结构和工作原理,分析确定了该装置的打顶部件、动力传输部件、消毒部件等关键部件的结构以及参数,并进行了田间试验。田间实验结果表明:该机结构设计合理,作业时通过性能良好,割刀切割烟顶部位准确,打顶率为98%,漏打率2%,消毒液喷洒均匀,基本满足了烟草机械打顶消毒的农艺技术要求。     

基于远红外的植物组织分离器具消毒器

为了提高植物组织分离器具消毒器的工作效率和消毒质量,改善操作工人的工作环境,提高工作安全性,研制了一种基于远红外的植物组织分离器具消毒器,并对其加热元件、温度控制电路和时间控制电路进行了有效的设计,使得消毒器使用方便、安全、高效且节能,满足了高标准和大规模的生产的要求.     

设施园艺基质消毒设备的研制

为了解决设施园艺生产中的基质消毒问题,设计制造了一种移动式基质消毒设备.通过试验表明,设备达到了蒸汽产量(100kg/h)、蒸汽额定工作压力(0.8MPa)、燃料(柴油)和消毒生产率(2m<'3>/h)以上的技术经济指标,能满足实际生产的使用要求,并具有一定的推广应用价值.     

无土栽培基质蒸汽消毒机研究与应用

根据我国设施农业基质消毒设备发展的需要,设计开发了无土栽培基质蒸汽消毒机,主要包括蒸汽制备输送系统、基质搅拌系统、蒸汽消毒机控制系统3大部分.该机消毒效率高,生产率达到2.8m3/h,消毒效果好,通过灭菌检测达到99.9％以上,不需要施用化学药品,保证设施农产品品质,符合环保需要;可改变作物生长的基本条件、基质板结和水气不调的状况,提高设施农产品产量;彻底杀死幼虫、致病细菌等.该机采用拖拉机牵引,可以进行跨区作业服务达到增加收益的目的,市场前景广阔.     

有机基质臭氧消毒设备设计与试验

为实现有机基质的绿色、高效消毒,设计了有机基质臭氧消毒设备。基于离散元软件EDEM建立了有机基质颗粒模型,根据有机质物料输送及抛撒动力学特性与臭氧消毒工艺流程,利用Solid Works软件构建了有机基质臭氧消毒设备结构模型,并对两种模型进行接触参数标定。以有机基质倾尽角为评价指标,以抄板弯折角、转筒转速、填充率为试验因素,进行了三因素五水平正交旋转组合仿真试验。根据仿真结果,利用Design-Expert软件回归分析法建立倾尽角回归数学模型,对有机基质臭氧消毒设备模型中的抄板弯折角、转筒转速、填充率进行了参数优化与试验验证。结果表明,在各因素取值范围内,抄板弯折角对有机基质倾尽角影响极显著,转筒转速对倾尽角影响显著,填充率对倾尽角影响不显著;有机基质臭氧消毒装置最优作业参数组合为:抄板弯折角124.23°、转筒转速6.29 r/min,此时物料倾尽角仿真值为89.3°。臭氧消毒灭菌性能试验验证结果为:臭氧初始质量浓度64.2 mg/m~3,消毒60 min后,细菌灭菌率88.9%,真菌灭菌率97.9%,能够满足有机基质消毒生产要求。     

脉冲电场灭菌技术研究及其在厌氧消化液后处理方面的应用前景

本文介绍了脉冲电场灭菌技术的基本原理和研究进展，并对该技术在厌氧消化液后处理方面的应用前景进行了分析。     

基于脉动燃烧技术的土壤消毒蒸汽发生装置设计与试验

为解决设施园艺土壤蒸汽消毒的蒸汽来源问题,设计了基于脉动燃烧技术的蒸汽发生装置。该装置主要由脉动燃烧发动机和锅体两部分组成,脉动燃烧发动机作为热源,其主体浸没在锅体内部水中。通过功率计算,在饱和蒸汽压力为0.6 MPa条件下满足130 kg/h蒸汽产量需要功率107.12 k W,8组脉动燃烧发动机可以满足功率需求。设计了双化油器脉动燃烧发动机,两只化油器同时进油、进气,通过"Y"型喉管连接,燃烧室呈圆柱形,尾管由3根螺旋管并联组成。试验结果表明,脉动燃烧发动机在空气中和水中均具有良好的启动性和工作稳定性,在空气中工作频率保持在90.80~90.89 Hz之间,平均频率90.86 Hz,在水中工作频率保持在87.27~87.81 Hz之间,平均频率为87.51 Hz。额定工况和非额定工况下,蒸汽发生装置热效率分别为95.5%、95.8%。额定工况下蒸汽产量150 kg/h、油耗9.7 kg/h、功率110.8 k W、尾气温度108℃、过量空气系数1.026,满足土壤蒸汽消毒蒸汽量的要求。     

畜禽舍防疫消毒机器人设计与试验

针对畜禽养殖防疫消毒劳动强度大、安全性差的问题，设计了防疫消毒机器人系统，以实现畜禽舍防疫消毒喷雾的智能化作业。机器人系统由移动承载平台、防疫喷雾部件、环境监测传感器以及控制器等4部分构成，支持全自动运行和遥控操作2种工作模式。针对畜禽舍内弱光、低应激的工况条件，提出了“磁标-射频识别”组合的导航路径探测方法，实现在畜禽舍内养殖笼架间的自主移动。设计了风助式药液喷嘴，可同步实现消毒药液的雾化和扩散。通过对喷嘴内腔风场进行流体动力学仿真，对喷嘴气体导流和药液雾化部件结构参数进行了优化设计，确定了锥形导流垫块和雾化栅板的倾角分别为75°和90°。最后，在禽舍内对机器人导航和喷雾性能进行了现场测试。试验结果表明，机器人移动平台可满足0.1~0.5 m/s速度范围的自动巡线导航，其实际轨迹相对磁钉标记的最大偏移量为50.8 mm；风助式喷嘴可适用于200~400 mL/min流量的药液喷洒，形成的雾滴直径（DV.9）为51.82~137.23 μm，雾滴沉积密度为116~149 个/cm²。本畜禽舍防疫消毒机器人可实现养殖舍内消毒和免疫药液的智能化喷雾作业。     

农村饮用水二氧化氯安全消毒工艺

针对农村自来水厂净水工艺特点和消毒技术现状，就二氧化氯应用于农村饮用水消毒的使用条件、投加方式、安全控制、设备选型、投加浓度等工艺参数进行了讨论。通过分析消毒系统可能出现的二氧化氯泄漏、断料和系统过压等安全隐患，提出了系统安全运行的保证措施。另外对二氧化氯投加量设计及出厂水余量的检测方法进行了探讨，对二氧化氯的消毒成本也进行了估算。