规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性,该研究采取现场测试的方法,选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍,对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析,结果表明：1）改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了?84.4 kW,提高了25%的降温效果;冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖,87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2）试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀,且舍内温度波动低于3.7 ℃;综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标,母猪冬季处于舒适状态,夏季有轻度热应激状态现象。3）夏季和冬季舍内氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、和粉尘（PM2.5和PM10）的质量浓度分布均匀,且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述,改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好,对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。     

W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理

[目的]对W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理进行研究,为实现W-OH固结改良砒砂岩及其耐久性研究提供科学依据。[方法]采用W-OH(亲水性聚氨酯材料)对砒砂岩进行固结处理,基于无侧限抗压试验、三轴抗压试验,研究其在干湿循环条件下的力学性能,并结合SEM,EDS和称重法对其干湿循环后样品微观结构、元素和质量损失进行分析,以获得其破坏机理。[结果]W-OH砒砂岩固结体的无侧限抗压强度、弹性模量和黏聚力在1～3次干湿循环后升高;在3～9次干湿循环后,固结体的力学强度降低;9次之后,剩下高黏结力的W-OH胶结体包裹于砒砂岩颗粒表面,力学强度趋于稳定。内摩擦角在1～9次干湿循环后上下波动,9次干湿循环后趋于稳定。采用碳元素分析和质量损失分析相结合的方法对土样中W-OH流失特性进行评价,发现土样在1～9次干湿循环中W-OH胶结体逐渐降低,并在9次干湿循环后达到稳定,这与上述宏观力学变化的规律相似,验证了破坏机理,为判断其长期特性提供理论依据。[结论]研究表明可将9次干湿循环后达到稳定的W-OH砒砂岩固结体的力学性质作为土体的长期力学特性。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

日光温室正压湿帘冷风降温性能及冷负荷计算模型

负压湿帘风机降温被广泛应用于温室生产中,但存在降温均匀性差、限制温室长度及对温室密闭性要求高等不足。为克服负压湿帘风机降温的局限性,提高日光温室降温能力,该研究设计了日光温室正压湿帘冷风降温系统,其气流组织方式为湿冷空气从南屋面底部进入日光温室,热空气由顶开窗排出室外。在北京地区无作物的日光温室对系统夏季降温增湿效果及性能进行试验,试验结果表明:在典型夏季高温白天,正压湿帘冷风降温系统配合遮阳网可将日光温室试验区内平均气温控制在30.7～33.4℃,比采用自然通风配合遮阳网的对照区低5.4～11.1℃,比室外低2.4～5.4℃,降温效果良好;夜间系统对温室降温幅度减小。该系统可有效缓解低湿胁迫,日光温室试验区空气平均相对湿度为49.8%～62.3%,比对照区及室外分别高13.6%～21.2%和13.6%～24.6%。室内风速0.35～1 m/s,气流分布差异性较小。试验条件下,正压湿帘冷风降温系统的平均降温效率为91%,比传统的负压湿帘风机高10个百分点以上;实际平均耗水量为0.035～0.079 g/(m~2·s),且耗水量与室外空气水蒸气饱和压差(VPD,vapor pressure deficit)呈正相关(P0.01,r=0.64)。同时,研究构建了日光温室冷负荷计算模型及湿帘冷风降温设备合理选型方法,其中冷负荷模型是降温设备选型的基础,普遍适用于各种日光温室降温方法的研究。计算得到日光温室夏季降温冷负荷为299.1W/m~2,应安装的正压湿帘冷风降温系统最大比通风量为0.067 m/s。该研究为日光温室正压湿帘冷风降温方法的工程应用提供了技术参考,为日光温室安全越夏生产环境控制提供了理论基础。     

日本产温室设施的性能测定

通过对日本产温室的测试研究,对其结构特性,覆盖材料及配套设施包括室内外遮阴帘,双层保温幕,通风及降温系统,自动控制系统的性能等进行了分析,提出了改进意见。     

作物茎秆生物力学性质与形态特性相关性研究

为了应用生物力学性质指标对茎秆作物进行评价,进而指导作物优种筛选和选育,该文以北方优种选育的高粱、玉米、大豆、谷子等作物为研究对象,试验测试了作物的株高、节间距、含水率、茎秆干质量等形态特性指标,和茎秆各节间的弯曲强度、弹性模量、抗弯刚度、惯性矩等生物力学性质指标,并从宏观力学层面分析了生物力学性质指标沿高度的变化趋势,针对各生物力学性质指标及试验结果进行了力学机理分析,利用SAS分析软件对形态特性指标与生物力学性质指标进行了相关性分析.结果表明:不同作物形态指标与茎秆生物力学性质指标相关度不同,形态指标多数都与弯曲强度或弹性模量相关,并在此基础上确定了与力学指标相关度较大的形态特性指标.为应用生物力学方法评价作物抗倒伏及茎秆优势性状等优种特性奠定了基础.     

湿帘-风机降温下的温室热/流场模拟及降温系统参数优化

为提高温室夏季降温环境性能,提出了一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的温室湿帘-风机系统的降温环境优化设计方法。采用太阳射线追踪法来模拟太阳辐射对夏季温室内流场环境的影响,并结合温室内作物的多孔介质模型,构建并求解温室三维非稳态模型,模拟了湿帘-风机降温下的温室内部温度场与速度场分布情况。模拟结果与试验测量的温度值和风速值进行了对比,其平均误差分别在4%和6%以内,验证了建立的温室CFD模型的准确性。结合正交试验方法,基于CFD模型对不同温室长度、湿帘面积和风机速度参数条件下的室内降温环境进行了优化设计。根据模拟优化获得的不同配置方案结果,建立了温室长度、湿帘面积和风机速度参数的拟合结果,为夏季华东沿海地区Venlo型温室湿帘-分机降温系统的设计提供了可靠的理论依据。     

莲仁力学特性参数测定及挤压破碎特性试验

为探讨莲仁在挤压载荷作用下的破碎机理,该文用压缩试验方法对莲仁相关力学参数进行了试验研究。首先,用万能试验机对莲仁试样进行了弹性模量和抗压强度测试,测得5种不同含水率莲仁在纵向、横向2个方向上的弹性模量、抗压强度及应力-应变曲线;测试结果表明,莲仁弹性模量、抗压强度的纵向值均大于横向值,且弹性模量、抗压强度均随莲仁含水率增大而显著减小;用回归分析方法建立了莲仁弹性模量、抗压强度与含水率关系的回归方程,得到了合格莲仁(含水率小于11%)的最小弹性模量为37.12 MPa,最低抗压强度为5.12 MPa。其次,研究了莲仁整体挤压时裂纹的产生规律,测得了5种不同含水率莲仁在平压与侧压2种受载方式下的挤压极限载荷;测试结果表明,莲仁的挤压极限载荷随含水率的增大而减小,对于相同含水率莲仁,侧压比平压更容易引起莲仁破碎;用回归分析方法建立了挤压极限载荷与含水率的回归方程,得到了合格莲仁(含水率小于11%)的最大挤压载荷应小于53.6 N。最后,用有限元法建立了莲仁的压缩力学模型,分析了莲仁整体受压时的应力分布,仿真结果与莲仁压缩试验结果基本吻合,验证了所测莲仁力学参数的正确性。研究结果可为莲仁加工和输送设备的设计提供参考。     

生物质焦油型胶粘剂特性的试验研究

该文从生物质焦油资源的综合利用和环境保护的角度出发，提出用生物质焦油作主要原料研究开发生物质焦油型的高效胶粘剂，对用生物质焦油作主要原料配制成的胶粘剂试样进行外观、密度、酸度、固化速度、不挥发物含量、拉伸强度和剥离强度等特性测试试验。结果表明，生物质焦油含量对所配制胶粘剂粘结特性影响较大，当生物质焦油含量为17.5%时，拉伸强度和剥离强度均较大，粘结效果最佳。     

秸秆物料力学特性试验台及其测控系统的研制

为研究秸秆物料力学特性,解决秸秆加工机具参数优化设计等问题,设计研制了一种用于进行秸秆物料力学特性试验的装置,该装置主要有加速系统、数据采集系统和控制系统三部分组成,采用了先进的数据采集分析系统和高速摄影技术,结构简单,操作简便。经过试验表明,利用该测试系统可以对秸秆物料进行破碎加工组合设计试验,研究物料的机械力学特性,探讨秸秆破碎机理,为开展这方面研究提供了一种可靠、有效的方法和工具。     

The Biodegradation and Disintegration of Paper Products in the Composting Environment

The compostability of several paper products was determined according to the standards and criteria of the European standardization committee (CEN). The lignin content of the materials seems to be the main reason for the low biodegradability level achieved in the controlled composting test, which is a biodegradability test based on microbial degradation and measurement of carbon dioxide evolution. Mechanically pulped paper, which contains more lignin and more closely resembles natural wood than chemically bleached paper, generated smaller amounts of carbon dioxide. All the chemically bleached papers generated more than 70% of their organic carbon content as CO₂, while the mechanically pulped unbleached papers in general generated less than 70%. Paper containing mechanical pulp degrades slower because lignin both interferes the biodegradation of cellulose and becomes incorporated in the humus. The test protocol also defines that, even if the biodegradability of paper products is not tested, their disintegration and effect on compost quality have to be determined. In the present study, we also evaluated a number of disintegration test methods in full-scale composting facilities. According to CEN, the disintegration can be studied either in composter bin-scale test equipment or in full-scale composting facilities. In this study, we only present the data from full-scale composting in which several test methods were used to evaluate the degradation of the samples. The disintegration of the paper products in full-scale composting facilities is highly dependent on the method used. The slowest degradation rate was achieved when the samples were composted in nylon bags.     

中国规模化养鸡环境控制关键技术与设施设备研究进展

近40年来,养鸡业规模化程度越来越高,现代鸡种在遗传性能上大幅提升了高产指标,对养殖环境稳定性要求也愈来愈高,养殖设施环境条件成为影响鸡只遗传潜力和生产性能充分发挥的保证。该研究从规模养鸡环境调控理论、调控技术和设施设备3个方面对目前的研究进行总结,主要阐明鸡舍保温隔热、湿帘蒸发降温系统和气流组织理论体系;围绕不同气候区鸡舍夏季通风湿帘降温系统调控技术,如鸡舍温度的均匀性控制、温风耦合调控及防温度骤降技术等;连栋鸡舍建筑、高密度叠层笼养、鸡舍环境净化设备等设施设备的研发与应用研究进展;并展望了中国畜禽养殖发展的方向,从智能化养殖管理与监控平台、智能化笼内死鸡识别装置、福利化养殖模式及装备研发等角度展望了未来养鸡业的发展与研究内容,该研究为规模化养鸡环境调控研究提供了参考依据,促进现代养鸡产业的绿色高质量转型升级与健康可持续发展。     

Comparison of a gas detection tubes test with the traditional alkaline trap method to evaluate compost stability

Compost stability is an important parameter of compost quality. Among tests proposed to evaluate compost stability, microbial respiration is one of the better accepted tests. Variations in rates of CO₂ evolution during composting were studied in two pilot pruning waste piles using a windrow composting system. To measure the CO₂ production rate, two methods were compared: the alkaline trap test and gas detection tubes. Both respiration tests indicated increasing compost stability with processing time, but CO₂ evolution rates from the alkaline trap method were higher than values from the gas detection tube method. A first-order kinetic equation was used to describe CO₂ evolution over time. A linear relationship (r=0.81, p<0.01) was found between the two methods. Although both methods could distinguish unstable compost from stable compost, CO₂ detection tubes were easier to use and gave results in a shorter period of time.     

冬小麦籽粒受挤压特性的有限元分析及试验验证

为降低小麦籽粒在收获、贮藏、运输过程中的机械损伤,掌握小麦籽粒粉碎机理,运用有限元法建立小麦籽粒的力学模型,研究小麦籽粒在压缩载荷作用下的应力分布规律。在材料力学万能试验机上进行压缩试验,测得不同含水率9.1%～21.6%的小麦籽粒在3种压缩型式下的弹性模量为98.86～206.59 MPa,屈服强度为0.8～1.95 MPa,破碎负载为63.44～154.77 N,最大应变为0.71%～1.02%。结果表明：在3种压缩型式下,破碎负载、弹性模量、屈服强度随着含水率的增加均有明显下降;在同一含水率下,B型压缩时破碎负载最大,L型压缩时次之,H型压缩时最小;屈服强度和最大变形在采用B型和L型压缩时较大,在H型压缩时较小;其主要破碎形式为在腹沟位置产生裂纹。比较3种压缩型式下的试验值的和仿真值,二者最大差异是12%,验证了仿真数值解可行性。     

Die Bestimmung der Aggregatstabilität - ein Methodenvergleich

The determination of aggregate stability - a comparison of methods The mechanical load bearing capacity and strength of aggregates against external forces can be described and quantified by indirect test (wet sieving method) and direct tests (e.g. crushing test, direct shear test). With the mean of the crushing test and the direct shear test in the shear box it is possible to achieve definite stresses, with which the influence of pore water pressure on soil stability can be explained by the occurence of water menisci forces. It is also possible to proof the pore water pressure dependent increase of strain by the particle reorientation during the process of aggregation. By the method of wet sieving, however, the summarized effect of hydraulic and mechanical processes can be described qualitatively only. A definite relation to single processes is therefore not possible.     

植物根-土复合体固坡力学效应及模型研究现状与进展

论述了草本和灌木植物根系加筋土体、锚固土体、牵拉土体的力学效应,并结合国内外学者所采用的理论分析、模型试验、数值模拟等多种方法,系统评价了根系提高土体强度的力学效应及其对边坡稳定性的影响,并在此基础上指出了今后的研究方向。     

秸秆还田机工作机理与参数分析

应用自制的秸秆粉碎工作部件试验台,进行了不同工作参数对工作性能的影响试验,根据试验结果和工作机理分析,给出了喂入口高度、留茬高度、工作腔间隙、甩刀切割线速度和甩刀结构参数等主要工作参数。     

仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验

针对目前国内山核桃破壳机实用机型少,破壳率较低,果仁损伤率较高等情况,提出了一种仿生敲击(即模仿人工加工山核桃的方式)破壳方式,研制一款仿生敲击式山核桃破壳机。根据山核桃的物料特性以及破壳时所需的各项力学特性参数,建立了破壳机构设计的数学模型。确定了敲击臂的结构尺寸,优化了凸轮结构,并最终得到了凸轮的实际轮廓曲线。该文阐述了破壳机的总体结构与性能,建立了整机的三维实体模型,并根据建模制造了样机。该样机通过现场试验,结果表明:山核桃的含水率为14.55%~16.35%,大小为直径18~22 mm(沿缝合线方向)时,破壳率为99.41%,果仁损伤率为6.25%,生产率为94.93 kg/h,满足生产要求。该研究丰富与完善了坚果类果实的破壳机理与方法,为含隔坚果类的破壳机具设计与开发提供系统的理论依据和应用基础。     

土壤容重和含水率对紫色土坡耕地耕层抗剪强度的影响

土壤抗剪强度既可评价土壤侵蚀敏感性,也是反映耕层土壤耕作性能的重要参数。不同剪切方式下土壤抗剪强度指标存在一定差异,以紫色土坡耕地耕层土壤为研究对象,采用室内重塑土三轴及直剪试验方法,研究容重和含水率对紫色土坡耕地耕层土壤抗剪强度的影响,并分析了2种试验方法的差异性。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力(c)总体随容重(ρd)增大而增加,随含水率(w)增加而减小,三轴及直剪试验条件下黏聚力最大值均出现在容重1.4 g/cm^3、含水率10%水平下,分别为32.33,21.78 kPa。耕层土壤内摩擦角(φ)随容重增加而增大,随含水率增大而减小,三轴及直剪试验条件下内摩擦角最大值均出现在容重1.4 g/cm^3、含水率10%水平下,分别为22.67°,29.11°。(2)在同一围压下,耕层土壤最大主应力差随容重增加而增大,随含水率增加而减小;在同一容重和含水率水平下,耕层土壤的最大主应力差随着围压升高而增大。(3)耕层土壤容重、含水率的交互作用对黏聚力和内摩擦角影响显著(P<0.05),对坡耕地耕层土壤抗剪强度抵抗侵蚀作用的最优土壤容重-含水率条件为1.4 g/cm^3—10%。(4)不同剪切方式影响了土体抗剪强度指标,耕层土壤黏聚力在三轴试验条件下大于或接近直剪试验结果,而土壤内摩擦角则明显小于直剪试验结果,这主要与两种剪切试验原理差异有关。     

土壤微生物研究在农田质量评价中的应用

农田生产能力的可持续发展,是当前农田质量评价的主要目标之一。随着土壤微生物学研究的逐渐成熟,可考虑通过微生物角度对农田质量进行分析,以期从土壤微观机理解释农田发展的可持续性。基于文献汇总、统计学分析及对土壤微生物研究的认知,阐述了微生物群落如何反馈农田土壤质量,如对农田管理、作物产量以及土壤污染的反馈功能,并提出了可纳入农田质量评价系统的微生物学指标及相应的测定方法。根据统计学显著性检验方法,综合最小数据集法、土壤质量指数、内梅罗指数等农田土壤质量评价方法,提出农田质量评价的路径流程,以及土样采集与数据分析的具体方案。综上可知,利用土壤微生物指标构建的评价体系,能够更直观反映出农田整治改良项目对耕地造成的影响及收益状况。