水稻穴直播排种器创新设计与试验研究

为了满足水稻的种植要求,在具备农艺条件的基础上,进行排种器结构和功能的创新设计。排种器是直播机最核心的部件,设计的好坏直接影响播种性能的优劣。为此,针对水稻排种器存在的排种盘与壳体存在摩擦、穴播量不稳定及机车速度对播种性能影响大的问题,应用TRIZ进行了理论分析,采用九屏图、技术矛盾和物场模型等多种工具寻求创新方向,分析出解决问题的方案。借助CAD技术对产品进行虚拟样机的设计,完成了参数的确定,各项指标符合加工生产要求。台架正交试验证明:设计的产品满足农艺播种要求,当排种盘转速20r/min、气室真空度4kPa、充种高度10cm时,性能最优。     

一种适用于油气管道手动阀室的新型安防系统

针对油气管道沿线无人值守手动阀室安全建设困难的现状,分析了手动阀室在通信、电力和征地改造方面的问题,提出一种满足手动阀室安防建设要求、具有实时高清视频功能的一体化新型安防系统.介绍了该系统中各子系统的结构组成和工作原理,与手动阀室的供电及通信改造费用相比,其建设成本低,且具有功耗低、占地面积小等优点.在兰郑长成品油管道多处手动阀室的现场应用情况表明,该系统具有良好的稳定性和适应性,满足了手动阀室的安防需求.     

水稻旱直播气吸式精量穴播机的设计与试验

水稻直播机械以作业速度快、成本低、标准化程度高成为优势,因此根据水稻标准种植农艺要求,采用旱育稀植垄作精量穴播技术,结合侧深施肥作业模式,研制了一种水稻精量穴直播机。设计了气吸式水稻精量排种器的核心部件种子分离盘,实现了精量穴直播;采用气送式槽轮排肥器,施肥深度50 mm。田间试验表明:该装置穴粒数合格率≥90%,播种深度合格率≥80%,穴距合格率≥80%,破碎率≤0.5%,性能指标优于行业标准。     

变温保质干燥机控制系统设计与试验研究

为解决粮食干燥过程中爆腰率增加、干燥后品质下降等问题,通过深床保质干燥试验总结出变温保质干燥工艺,并在此基础上设计了变温保质干燥机及PLC控制系统,包括变温调节装置、保质干燥机及PLC控制柜。从软件硬件方面对系统进行搭建,结合模糊控制算法实现对排粮辊转速的控制,并以高品质水稻干燥作业为例进行干燥机运行试验。结果表明:采用PLC控制的保质干燥机在设置出机水分为14.5%的情况下进行干燥,出机水分值为14.6%,标准误差为0.035 46,方差为0.113;出机水稻食味值82,糙碎率为3.4%,淀粉含量14.7%,蛋白质含量为9.8%,且整机运行平稳可靠。该研究可为杂粮、高品质水稻的智能化干燥作业提供借鉴。     

不同生育期饲料油菜体外发酵特性的研究

试验通过研究不同生育期(现蕾期、盛花期和结荚期)饲料油菜的体外发酵特性,为合理利用饲料油菜提供理论依据,填补试验数据的空白。试验以不同生育期饲料油菜为样品,利用体外发酵产气法测定4、12、24、48、72 h的累计产气量、氨肽氮(NH3-N)浓度和挥发性脂肪酸(VFA)浓度。试验结果表明,不同生育期对饲料油菜体外发酵存在影响,总产气量随着生育期的延长逐渐降低(P0.05),结荚期的产气延滞期显著低于现蕾期(P0.05)、低于盛花期(P0.05)。累计发酵72 h后,盛花期的NH3-N浓度显著高于现蕾期(P0.05)和结荚期(P0.05),盛花期乙酸浓度和乙酸/丙酸比值高于现蕾期和结荚期(P0.05)。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

负压波泄漏监测算法改进

为提高现有管道负压波泄漏监测系统的监测能力,基于负压波泄漏监测技术原理,采用识别压力下降趋势的方法对管道上、下游压力进行分析,通过监测压力的持续下降识别管道泄漏。与常用的负压波泄漏监测技术相比,采用该方法识别泄漏不需要设置监测阈值,通过改变参与运算的数据长度即可实现快速监测,识别管道是否发生缓慢泄漏。将其与设置监测阈值的方法通过放油测试进行对比,结果表明:监测压力下降趋势的方法可以提高负压波泄漏监测技术的灵敏度。     

嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器设计与试验

针对气吸式排种器气压利用不充分、种盘旋转与橡胶垫存在摩擦、穴播均匀性差等问题,设计了一种嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器。基于ANSYS软件对腔体内部流场进行模拟仿真,以吸孔孔径和吸孔位置分布为影响因素、以气腔压力平均值和吸孔处的平均流速为评价指标进行数值模拟仿真研究。仿真结果表明：气腔流场分布比较稳定,可为吸种提供稳定的负压环境。应用JPS-12试验台进行试验验证,以气腔转速、负压和填种高度为影响因素,以播种合格率、漏播率和重播率为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,运用Design-Expert 8.0.6对数据完成方差分析和显著性检验,得到回归方程和响应曲面图,通过分析各因素间的交互作用,确定了最佳参数组合：当气腔转速为21.61r/min、气腔负压为4.4kPa、填种高度为15.7cm时,作业性能最好,此时播种合格率93.6%,漏播率3.47%,重播率2.93%。试验结果与优化结果相符,满足粳稻穴直播要求。     

气吸式水稻穴播排种器设计与性能试验

为了提升水稻穴播排种器的各项指标,从理论上分析了孔的直径、孔组数、排种盘转速和气吸室真空度等对水稻穴播的影响。在满足水稻农艺要求的基础上,改变了传统的播种方式,并进行了参数优化设计与试验研究。采用计算机视觉试验台完成了单因素试验,对大量试验数据分析表明:气吸室真空度和排种盘转速对实现精密播种、提高排种器工作性能有重要的作用,作业高度的影响可忽略不计。     

玉米变量穴施肥试验台的设计与试验

为了提高玉米种植中化肥的利用率、减少资源浪费,基于玉米穴播穴施肥的理论设计了一台玉米变量穴施肥的试验台。在前人研究运用外槽轮排肥器实现变量施肥的基础上,通过控制步进电机精准的启动停止运转与排肥口的挡片设计来实现玉米穴施肥,同时配合玉米排种器监测装置实现种肥同步。玉米穴施肥装置主要由外槽轮排肥器、步进电机、排肥口挡片和光电检测装置构成,具有结构简单、体积小的优点,控制系统操作简单,易于推广。试验结果表明:总排肥变异性系数为4.39%,在开度10mm下排肥效果最佳,排肥变异性系数为0.28%,符合国家标准≤7.8%,且实际穴距与种肥距离符合相关农艺要求。