猪活动区域多孔介质模型及其阻力系数的CFD模拟

旨在尝试将躺卧姿势下的猪体简化成不同几何形状以求取其阻力系数,并分析它们的差异性。本研究采用校核过的CFD模型,模拟探究了简化猪模型、半椭球模型、椭球模型和半圆柱模型4种不同躺卧猪模型对猪群区域在X、Y和Z3个垂直方向上阻力系数的影响,分析了4种模型对猪栏内气流以及压力分布的影响。结果表明,椭球模型的惯性阻力系数相比半椭球模型与半圆柱模型更加接近简化猪模型,其在X、Z和Y方向上的惯性阻力系数与简化猪模型之间的相对误差分别为-4.0%、-12.2%和14.7%,并且气流与压力分布基本一致。因此,采用椭球模型代替简化猪模型进行建模计算不仅能保证准确度还能有效提高计算效率。     

沙柳多元醇液化产物流变性能的研究

沙柳木粉在液化剂和催化剂的作用下制成的液化产物可生产制作聚氨酯、环氧树脂、胶黏剂等。研究沙柳液化产物的流变性能,可探索宏观流变性质与液体微观内部反应机理之间的关系,优化设备结构和加工工艺条件,对其高效利用有着重大意义。本试验将沙柳木粉在浓硫酸催化条件下进行多元醇液化,通过改变液化处理条件(反应时间、反应温度和催化剂用量)制备具有不同流变性能的沙柳液化产物。利用旋转型流变仪对所制备的沙柳液化产物进行流变性能测试和分析。沙柳木粉液化条件的单因素试验和正交试验分析结果表明:影响沙柳液化产物黏度的主要因素是反应时间,其次是反应温度和催化剂用量,最佳工艺条件为反应时间70 min、反应温度170℃、催化剂用量5%。在最佳工艺条件下,剪切速率为78.87 s-1时,黏度为0.26 Pa·s。红外光谱(FT-IR)分析得出,液化物中纤维素被大量降解,半纤维素和木质素部分降解,羟基增加,生成更多的反应活性官能团,此条件下液化反应更加充分,流体黏度较大。流变性能测试结果显示:稳态扫描测试时,黏度随剪切速率的增加逐渐减小,表现出剪切变稀的现象;剪切应力随着剪切速率的增加逐渐升高,表现出假塑性流体的性质。通过动态频率扫描曲线变化规律分析,储能模量和损耗模量随着角频率的升高而逐渐增加,复数黏度却随之减小。     

人参皂苷和多糖对肺肠功能影响研究进展

消化和呼吸功能是畜牧养殖过程中面临的两大问题,其会严重影响畜牧业经济效益。作为人参主要功能性成分,人参总皂苷和人参多糖在肺肠功能调节方面具有较好效果。本文总结了近年来人参总皂苷和人参多糖对肺肠功能调节的研究情况,以期为其在畜牧生产应用方面提供参考。     

射流式鱼泵输送草鱼的性能研究

为了分析射流式鱼泵输送草鱼的性能及其损伤因素,文章设计了一台喉管直径为60 mm的射流式鱼泵,开展了草鱼输送实验,并采用高速摄影和计算流体力学方法进行了研究。结果显示,该射流式鱼泵在扬程2.24m时最高草鱼输送能力达918 kg·h~(-1),其所需水功率为2.83 k W。进一步的检测表明,部分实验鱼有鳞片脱落的情况,但未出现游泳异常,解剖后也未发现内脏受损等情况;实验鱼在过泵后呼吸频率及部分血液指标存在明显变化,但在24 h内基本可以恢复。数值模拟和高速摄影方法分析得出,剪切层是造成实验鱼泵内鳞片脱落的主要原因,撞击伤是由内流偏转诱导实验鱼撞击泵内壁面产生的,包含压力梯度在内的水力因素都可能使实验鱼产生应激反应。但由于鱼类在泵内时间极短,上述因素都不会致实验鱼死亡。     

植物体铅的亚细胞分布与化学形态特征测定方法改进

为了提高植物体铅的亚细胞分布和化学结合形态特征的测定精度,以铺地黍为研究对象,利用不同提取方法测定其根部铅的分布特征,对重金属提取过程中植物取材质量与提取液体积之间的比例关系进行量化研究,改进重金属提取流程方法。结果显示,在确定植物取材重量时,其研磨后的植物材料体积与提取液总体积之间的比例为1:5时,各化学结合态提取效果比较理想,铅的回收率高达97.69%。铺地黍根部铅亚细胞分布的F2组分电热板消解的最适消煮温度和时间为：在250℃下消煮0.5 h,之后在145℃下消煮2 h的提取效果最佳,其残渣态铅含量约为0 μg/g,整体回收率高达98.38%。改进后的方法提高了测定的精度,节省测定时间,为植物体其他重金属的亚细胞分布和化学结合态测定方法改进提供参考。     

镉和模拟酸雨胁迫对苦楝幼苗镉含量及叶片抗氧化系统的影响

为探讨苦楝在重金属Cd和酸雨的单一及复合胁迫下的生理响应特征,采用人工配置土壤盆栽试验,研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg^-1)和3个梯度模拟酸雨(pH值5.6、4.5、3.5)单一及复合处理对苦楝幼苗生物量、Cd含量及叶片保护性酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。结果表明,除低浓度Cd(≤30 mg·kg^-1)单一及其与pH值4.5酸雨复合处理对幼苗地上部、地下部生物量有促进作用外,其他处理均表现出抑制作用,其中复合处理对苦楝幼苗的抑制作用更明显,表现为叠加效应;单一Cd处理时,随着Cd浓度的增加,幼苗根、茎、叶中Cd含量逐渐升高,且根系大于茎叶,复合处理抑制了植物对Cd的积累,对叶片的抑制作用最强;Cd和酸雨单一及复合处理下叶片SOD、CAT和POD活性均有所增加,分别在60 mg·kg^-1 Cd、pH值5.6,60 mg·kg^-1 Cd、pH值4.5和90 mg·kg^-1Cd、pH值4.5时出现阈值;在AsA-GSH循环中,单一Cd处理下,AsA、GSH含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随着Cd浓度的增加呈先上升后下降的趋势,单一酸雨处理对上述4个指标的影响不尽一致,而复合处理下上述指标在Cd浓度≤60 mg·kg^-1、pH值≥4.5时均能保持较高值,且随着胁迫程度的加深均出现了阈值。综上所述,苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫具有一定的耐性,可在Cd浓度≤60 mg·kg^-1和pH值≥4.5的酸雨双重污染区域正常生长。本研究结果为土壤Cd污染的酸雨区域的修复植物筛选提供了理论基础和参考依据。     

水泵水轮机泵工况轴向力特性分析与改善

水泵水轮机是抽水蓄能电站的核心部件,水泵水轮机的轴向力特性对其运行稳定性与安全性具有主要影响。作为一种典型的立式机组,为防止抬机事故的发生,机组转轮部分需要具有向下的轴向力,但在泵工况下,该轴向力容易过大,并可能引起机组下沉。采用计算流体动力学方法,研究分析抽水蓄能水泵水轮机泵工况不同流量与活动导叶开度下的轴向力特性。研究结果表明,在泵小流量、小导叶开度、高扬程的工况下,向下的轴向力较大;采用对称布置的均压管路连接转轮上冠腔体与尾水管,轴向力变为轻微向上,扬程与水力效率无显著变化,有效解决了机组泵工况向下轴向力较大的问题,机组运行的安全性与稳定性得到了显著提高。     

大鲵幼体蛋白质的需求量

为评定大鲵幼体对饲料蛋白质的需求量,以鱼粉为主要蛋白源配制6种蛋白质水平(干样基础)的实验饲料:D1(43.7%)、D2(47.1%)、D3(51.3%)、D4(55.7%)、D5(59.9%)和D6(64.4%),饲喂初始体质量为(20.99±0.15)g的大鲵幼体92 d。结果显示,①饲料蛋白质水平对大鲵增重率有显著影响,在D4组达到最大值,较D1组增加了276.4%,且全鲵蛋白质沉积率和肌肉RNA、RNA/DNA值、胃蛋白酶、H^+-K^+-ATPase、胰蛋白酶、脂肪酶和Na^+-K^+-ATPase、肝脏超氧化物歧化酶(SOD)均在D4组达到最佳,而肝脏和肠道丙二醛(MDA)在该组均达到最低;②随饲料蛋白质水平增加,肌肉粗蛋白线性增加,全鲵脂肪线性下降,全鲵水分和粗灰分在各组间差异不显著,全鲵粗蛋白先增加后趋于稳定,在D4组达到最大;③大鲵皮肤胶原蛋白含量在D4组达到最高,较D1组增加了27.83%。研究表明,以增重率、肌肉RNA/DNA值、蛋白质沉积率和皮肤胶原蛋白含量为评价指标,通过二次回归方程分析得到大鲵幼体饲料的最适蛋白质水平为55.9%~58.3%(干样基础),该饲料蛋白质水平能显著提高大鲵幼体胃的泌酸能力、机体消化吸收和抗氧化能力,增加鲵体营养素的沉积,从而促进生长和饲料的转化;而低蛋白质水平饲料显著抑制大鲵的生长。     

单宁酸对生长猪胃-小肠仿生消化中消化酶活性及饲粮粗蛋白消化率的影响

本试验旨在探讨单宁酸对生长猪胃、小肠仿生消化中消化酶活性及玉米-豆粕型饲粮干物质和粗蛋白消化率的影响，为评价单宁酸的生物学效应提供参考。试验一采用单因素完全随机设计，考察在无饲粮下2种单宁酸对猪模拟胃液、模拟小肠液消化酶活性的影响。设5个处理，单宁酸添加量分别为0 mg （胃液体积为20 mL，小肠液体积为22 mL）；单宁酸1，10 mg；单宁酸1，20 mg；单宁酸2，10 mg；单宁酸2，20 mg。测定各处理的胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。试验二考察玉米-豆粕型饲粮添加单宁酸对猪仿生消化中胃、小肠阶段消化酶活性及养分消化率的影响。采用单因素完全随机设计，设5个处理，单宁酸在饲粮中的含量分别为0 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，20 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，20 mg·（2 g）^-1。测定仿生消化中胃阶段0.5和4 h时胃蛋白酶活性，小肠阶段0.5、4和8 h时淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性及生长猪胃-小肠仿生消化测定饲粮的干物质和粗蛋白消化率。结果表明：1）无饲粮的情况下，和空白对照组相比，2种单宁酸对模拟胃液中胃蛋白酶活性无显著影响（P>0.05），单宁酸1比单宁酸2更高地降低了模拟小肠液中淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。2）在饲粮进行仿生消化的胃消化0.5～4 h内，除4 h时10 mg·（2 g）^-1添加量外，添加单宁酸1时胃蛋白酶的活性均显著高于添加单宁酸2时的相应值（P<0.05），除单宁酸2在消化0.5 h外，2种单宁酸在添加10 mg·（2 g）^-1时胃蛋白酶活性均显著高于20 mg·（2 g）^-1添加量的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化0.5 h时，饲粮中添加单宁酸1、2的2个水平对消化液中淀粉酶活性无显著影响（P>0.05），但均显著降低了糜蛋白酶的活性（P<0.05）；单宁酸1的消化液中胰蛋白酶活性高于单宁酸2的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化4 h时，除添加水平为20 mg·（2 g）^-1时的糜蛋白酶活性外，饲粮中添加单宁酸1消化液中淀粉酶、糜蛋白酶活性高于添加单宁酸2的相应值，而胰蛋白酶活性低于添加单宁酸2的相应值（P<0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。在小肠仿生消化8 h时，饲粮中单宁酸的添加量影响了淀粉酶的活性，但单宁酸1和单宁酸2各两个添加量在淀粉酶的平均活性上无显著差异（P>0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶、糜蛋白酶的活性（P<0.05）。3）与对照组相比，两种单宁酸在两种添加水平下均显著降低了饲料粗蛋白消化率（P<0.05），且单宁酸2比单宁酸1更多地降低了饲粮粗蛋白的消化率（P<0.05）。综上所述，在有、无饲粮条件下，单宁酸对消化酶活性呈现不一致影响。单宁酸影响饲粮粗蛋白的消化率可能主要与消化液中糜蛋白酶活性降低以及单宁酸与饲粮中的化学成分形成螯合物降低了小肠消化酶的水解效率有关。     

基于CFD的蛋鸭舍内环境模拟分析与验证

为优化4层层叠式笼养鸭舍舍内环境,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)对鸭舍内气流场、温度场及CO_2浓度场进行模拟。将笼架简化,考虑其对气流的阻挡作用,将鸭笼及鸭只视为多孔介质。模拟结果显示,进风口为湿帘时,侧墙湿帘与端墙之间存在通风死区,风速低于0.5 m·s~(-1)。进风口为通风小窗时,鸭舍未安装通风小窗区域风速小,CO_2浓度大。改变纵墙湿帘位置对鸭舍结构进行改进,改进后气流不均匀系数降低了17%。改进通风小窗布置发现,提升通风小窗分布均匀性显著降低舍内温差;提升通风小窗安装高度将显著降低舍内CO_2浓度。该研究可为蛋鸭舍结构设计提供参考。