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。     

叶片数对尾缘加弯板垂直轴风力机功率影响数值模拟

为了探究叶片数量对叶片尾缘加装弯板直线翼垂直轴风力机气动特性的影响,通过不同叶片数量下直线翼叶片尾缘加弯板对垂直轴风力机叶片周围流场改善情况的对比,分析其气动特性变化.选取NACA0018直线翼型作为研究对象,利用数值模拟计算7种弯板长度下,2,3,4这3种叶片数量下的直线翼垂直轴风力机动态输出特性和静态起动特性.研究结果显示:该类升力型垂直轴风力机的气动特性受到叶片数量和弯板长度的综合影响,弯弦比的增加能够提升风力机的阻力性能,但会弱化因叶片数量增加导致风力机产生的功率系数的差别;在不同叶片数量下,适当弯板长度对风力机静态起动性能具有优化作用,但其起到优化作用的方位角不同,且2叶片时优化效果最佳,平均转矩系数提升40%.该研究为垂直轴风力机叶片尾缘的设计与优化提供依据.     

叶片尾缘加弯板垂直轴风力机转矩特性数值模拟

文章提出一种在叶片尾缘加装弯板改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场,提高风力机转矩特性的方法。选取NACA0024和NACA0012两种直线翼垂直轴风力机常用翼型,利用数值模拟计算包括不加装弯板在内具有7种弯板长度2叶片直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动转矩特性。结果表明,在NACA系列对称翼型尾缘加弯板叶片可在一定程度上改善直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动特性。叶片尾缘加装弯板后可在某些旋转角下改变叶片上下表面压力分布,减少涡旋和流动分离产生,提高叶片气动特性,改善风力机转矩特性。研究发现,弯板长度为弦长40%风力机转矩特性改善效果最好,最大输出转矩系数较无弯板风力机提高17%,静态平均起动转矩提高26.4%。     

堆肥废气余热回用对寒区好氧堆肥的影响

黑龙江地处高寒地区,好氧堆肥存在自然升温、高温维持困难、增温设备能耗高、堆肥周期长等问题。该研究在传统好氧堆肥设备中增设板翅余热换热系统,利用堆肥废气热能预热通风空气,系统研究不同环境温度时堆肥废气余热回用对好氧堆肥增温效果及堆肥品质的影响。结果表明：通风量、通风频率分别为16 L/min、每间隔2 h 通风20 min时更有利于堆体升温;回收堆体排出废气的余热预热通风空气能够显著提升好氧堆肥堆体的温度（P<0.05）,环境温度分别为11.4～13.4 ℃和7.1～8.6 ℃时,堆体最高温度可分别达到63.8和62.4 ℃,50 ℃以上可分别维持7.15和5.61 d,而且在含水率、有机质、C/N、pH值、电导率（Electrical Conductivity,EC）等堆肥效果方面也更具优势,有机质含量可分别降到53.28%和55.06%。该余热回收系统实际可行,且当环境温度为7.1～8.6 ℃及以下时,好氧堆肥必须采取余热回用措施才能维持正常的堆体温度,达到无害化标准要求。研究结果可为北方高寒地区好氧堆肥技术的应用及推广提供支撑。     

Savonius风力机静态流场PIV可视化试验研究

为了探明Savonius风力机参数对其静态起动性能的影响,以重叠比为研究对象,选取重叠比分别为0,02,05这3种Savonius风力机模型,利用PIV测试系统对一定雷诺数、不同方位角下模型叶片周围流场进行试验,同时利用CFD计算软件对相应模型叶片进行数值模拟计算,分析模型叶片的力矩特性和周围流场．通过对比试验结果和计算结果来揭示具有不同重叠比的Savonius风力机在不同方位角条件下涡的分布情况以及能量利用规律．结果表明,当Savonius风力机叶片之间存在重叠比时可以消除叶片附着面附近的涡,使流动更加稳定,提升转矩系数,从而提高Savonius风力机的静态起动性能;然而当重叠比过大时会导致气流在间隙处的流向不明显,易产生新的涡使其静态起动力矩减弱,因此只有适当的重叠比才对改善Savonius风力机静态起动性能有帮助．     

面向风力机叶片的平板超声微振动除冰

为了利用超声波产生的微振动研究叶片除冰,采用仿真和试验的手段对平板超声除冰进行研究.基于ANSYS仿真分析了铝板结冰体1阶振型固有频率随冰层厚度的变化规律.谐响应分析了在不同冰层厚度条件下冰层黏着面最大剪应力随激励频率的变化情况,分析了激励电压对冰层黏着面剪应力和除冰面积的影响规律.在此基础上,设计并搭建了超声振动除冰...     

杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响

为探究杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响,明晰其吸附机理,选取杨木炭和壤质、砂质两种黑土,以活性炭作为标准比较炭,系统研究活性炭、杨木炭的粒径及添加比例、初始质量浓度、振荡时间、温度对黑土吸附、解吸猪粪沼液中氨态氮、硝态氮特性的影响规律,并拟合等温吸附模型和吸附动力学模型。结果表明:黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力随着活性炭和杨木炭粒径的减小、添加比例的增加而显著增加;当粒径为0. 25 mm、添加比例10%时,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土的氨态氮、硝态氮的吸附量为224. 8、107 mg/kg和212. 4、104 mg/kg,比空白纯黑壤土和黑砂土提高388. 7%、296. 3%和453. 13%、333. 33%,比添加活性炭的黑壤土和黑砂土降低19. 71%、10. 08%和12. 38%、7. 14%,但添加杨木炭比添加活性炭对吸附平衡后沼液中氨态氮、硝态氮浓度变化影响的差异均不超过2. 5%;添加活性炭黑土、杨木炭黑土、空白纯黑土和纯炭对猪粪沼液中氨态氮的吸附过程为吸热反应,而对硝态氮的吸附过程为放热反应,且所有吸附过程均经历快速、缓慢、趋于平衡3个阶段,硝态氮快速吸附的时间更短; Freundlich、Langmuir模型和准二级模型均能较好描述其等温吸附过程和吸附动力学过程,Freundlich模型比Langmuir模型相对更优,吸附反应过程同时存在不均匀的多分子层表面物理吸附和均匀的单分子层化学吸附;添加活性炭、杨木炭黑土对沼液中氨态氮、硝态氮的吸附量越大,解吸率也越大,但解吸量远小于有效吸附量,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土对氨态氮、硝态氮的有效吸附量比添加活性炭的黑壤土和黑砂土减少14. 57%、9. 19%和5. 34%、5. 74%。杨木炭在提高黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力、减少猪粪沼液氮素损失方面的效果优良,可为杨木炭和猪粪沼液在东北黑土改良方面的深入研究提供理论依据。     

高固体负荷下尿素预处理对玉米秸秆主要成分和结构的影响

该研究将尿素作为单独预处理试剂,利用大豆粉中的脲酶促进尿素向NH3的转化,预处理过程中采用较高固体负荷,试图在相对较低温度下通过尿素的转化实现玉米秸秆的气态NH3预处理,系统研究预处理过程中的总固体负荷(Total Solids,TS)、大豆粉与秸秆质量比、尿素与秸秆质量比、预处理温度和预处理时间对玉米秸秆的主要成分及其表面形态结构和基团结构的影响,获得高TS下尿素预处理玉米秸秆的较优条件。结果表明,质量分数50%TS的尿素预处理能够很好的保护秸秆中的糖类;大豆粉中的脲酶可以显著提高尿素预处理秸秆中葡聚糖和阿拉伯聚糖的含量;秸秆葡聚糖的含量随着尿素与秸秆质量比、预处理温度和预处理时间的增加而增加,而木质素、木聚糖和阿拉伯聚糖含量的差异不显著;质量分数50%TS、1∶20大豆粉与秸秆质量比、1∶1尿素与秸秆质量比、80℃预处理温度、10 d的预处理效果最优,预处理后玉米秸秆木质素、葡聚糖、木聚糖和阿拉伯聚糖的质量分数分别达到14.20%、51.75%、20.67%和4.23%;尿素预处理秸秆过程中,C-O基(1 032cm~(-1))波动最显著,木质素和羟基肉桂酸键破裂明显,证明了高TS下,利用尿素实现气态NH3预处理玉米秸秆的可行性,为尿素预处理理论体系的研究提供基础。     

偏心风轮结构对垂直轴风力机气动特性影响数值模拟

为了改善垂直轴风力机气动特性,提出了一种具有偏心结构的直线翼垂直轴风力机风轮形式,通过增大叶片气动力对转轴的作用半径来改善风力机的起动性能和提高输出功率特性.以采用NACA0018翼型的3叶片风力机为对象,利用数值模拟方法计算了具有6种不同偏心量风轮结构的风力机静态起动力矩系数和输出功率系数,分析了不同偏心量对风力机气动特性的影响规律.计算结果表明:适当的偏心量可消除在某些方位角处的反向力矩,使静态力矩系数波动变得平滑,从而有效改善直线翼垂直轴风力机整体起动性能.同时,适当的偏心量还可有效提高风力机的输出功率特性,最大功率系数可提高12%.     

中温和高温发酵沼液营养源对半连续培养小球藻生长的影响

为了解中温发酵沼液和高温发酵沼液培养微藻的系统性性能,选用FACHB-5和FACHB-8 2种小球藻,采用总氮2 417.63至2 554.37 mg/L,总磷13.44至16.91 mg/L的中温35℃和高温55℃鸡粪厌氧发酵后沼液为营养源,在微藻培养液每天更新率10%的半连续培养条件下,研究更新的培养液中沼液添加比例为10%、20%和30%时2种沼液对微藻培养的影响。研究结果表明,添加比例为10%和20%时,2种小球藻均能很好地适应各自的培养环境,试验结束时,各试验组的OD680均维持在2.40至2.69;但当沼液添加比例为较高的30%时,2种小球藻的生长均受到明显抑制,且FACHB-5与FACHB-8相比对高浓度沼液培养环境的适应能力更强,试验结束时,FACHB-5试验组的OD680维持在1.98至2.15,FACHB-8试验组的OD680维持在1.79至1.92。高温沼液各试验组的OD680均高于各自对应的中温沼液试验组0.13以上,高温55℃厌氧发酵后沼液更利于微藻培养。