回转筒内秸秆碎料回转周期和料层完全混合时间研究

基于试验和理论分析,研究了回转筒型固态发酵罐内秸秆粉碎料的料床回转周期,建立了数学模型,其计算准确度达95%以上;结合图像分析法和料床回转周期,发现筒内上下料层完全混合时料层所转圈数与筒体转速关系不大,与筒内料体积填充率呈线性关系。由此回归并推导出只需知道筒内料体积填充率和筒体转速,便可预测上下料层完全混合的公式,其计算准确度达90%以上。提出了以上研究成果在工业级发酵罐中应用的方法。     

发酵秸秆碎料内乙醇平面热源法提取及其设备设计

为降低固态发酵后秸秆碎料料内乙醇提取能耗,用平面热源进行乙醇提取并设计相应设备,进行初步计算。基于热重试验,研究了固态发酵后的甜高粱秆粉碎料中乙醇的蒸馏规律。考虑料含湿量、湿分乙醇体积分数、加热温度对料中湿分质量变化速率的影响,得出在研究范围内(含湿量10%~90%,湿分乙醇体积分数3%~11%,加热温度20~100℃)料中湿分质量变化速率与乙醇体积分数关系不大,随料含湿量呈线性关系,随加热温度呈幂函数关系,并得出回归模型。基于乙醇挥发数据,得出乙醇挥发数学模型。基于以上两模型,推导出平面热源提取乙醇的乙醇提取率方程,根据加热温度、料含湿量和湿分乙醇体积分数,便可计算任意时刻的乙醇提取率。建立成本模型并进行成本分析发现,该提取方法成本显著低于原有蒸汽提醇法。最后设计了一套采用平面热源连续提取发酵料内乙醇的生产装置,给出其设计计算式,进行了初步设计,得到一套示例性质的工业级设备方案。     

破坏生态 贻害无穷

先讲两个故事: 其一、在美国,有一个自然保护区,豢养了3000多头鹿,常遭受狼的袭击食害。管理者下定决心,终于把保护区里的狼彻底消灭,一头也不剩。这样就以为鹿的家族从此可以兴旺发达了。万万没有想到:由于保护区里食草丰盛、鹿不再为遭受狼的捕袭而被迫奔跑。结果,豢养的鹿,慢慢地都变得十分懒惰,一头头鹿都长得肥胖虚弱。加之,一些老、病、残的鹿得不到狼的食害“清理”,抗病力差,致     

带直扬料板回转筒内秸秆碎料运动与混合机理研究

为研究扬料板对实验室级回转筒内秸秆碎料发酵热均匀化速度的影响,需研究筒内二元秸秆碎料颗粒的混合速度。基于图像分析,建立了研究二元秸秆碎料颗粒混合度Imix及完全混合时间Tc的方法,并用Visual Studio编写了分析软件。依据实验室级回转筒设计实验台,采用完全实验、分析软件和正交分析法,研究了直扬料板对Tc的影响。结果表明:对实验室级回转筒而言,在对Tc的影响上,板长大于板数,两者数量级相同,均表现显著,并相互耦合;宏观效应曲线上,Tc随板长增加类余弦函数规律变化,随板数增加类指数函数规律变化;Tc向"单+长板"和"多+中长板"两级化降低,向"多+短板"和"多+长板"两级化升高,4块板55%筒体半径长度扬料板情况下混合最快。不当的扬料板选择,反而会降低筒内料发酵热的均匀化速度,选用扬料板时,应采用"多+中长板"方案。最后,基于摄像结果分析了颗粒的运动模式、扬料板的作用过程、扬料板作用下的物料混合机理,归纳总结了不同长度/数量的扬料板作用下的颗粒运动模式,完成实验室级回转筒内物料运动模式的分解、定性研究。对于工业级回转筒,可参考本文所提出方法进行实验研究。     

秸秆固态发酵回转筒内颗粒混合状态离散元参数标定

为解决秸秆碎料在发酵过程中积热和触氧条件不均的问题,采用离散元法研究回转筒内秸秆颗粒的运动特性。为利用实验值定量对比仿真,基于图像处理法,定量分析实验法和离散元法的滚筒内颗粒混合状态。通过虚拟堆积实验和滚筒内颗粒混合仿真与实验现象进行对比,标定离散元法的颗粒物性参数。结果表明:图像法表征混合状态时,子域大小的划分与颗粒尺寸相关;影响堆积角的主要因素为颗粒间静摩擦因数和密度;影响回转筒内颗粒混合的主要因素为颗粒与壁面粘性系数和颗粒与壁面滚动摩擦因数;验证标定参数结果表明,颗粒参数能用于离散元法描述回转筒内秸秆碎料的运动特性。     

毛竹园的垦复与沤林

对毛竹园3～4年垦复一次,6～8年沤林一次,可提高蓄保水,肥能力,肥效由缓变速,减轻杂草、病虫、害兽为害,减少水土流失,增强肥效后劲。这种山区传统的经验,如能正确坚持执行,将使毛竹产量、质量同步增长。