影响切碎棉秆压缩成型过程的探讨

我国农林业加工残余物资源极为丰富,每年产出的农作物秸秆总量约为7亿t以上,除一小部分用于副业原料、肥料和饲料外,大量的秸秆以低效、低功能燃烧方式作为炊事燃料,或没有充分利用而被丢弃在田间焚烧,既危害农业及农村生态环境,又浪费可再生能源资源。将棉秆等生物质废弃物,切碎后用机械加压的方法压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料,是农林废弃物能源化利用的一种有效途径。为此,通过对切碎棉秆成型块的物理特性等方面进行分析,探讨了各因素对压缩成型过程的影响。     

粉碎棉秆含水率对压缩成型的影响

对切碎棉秆采用电子万能试验机进行轴向压缩试验研究。结果表明:棉秆颗粒的含水率影响粉碎棉秆成型效果和成型块品质。棉秆颗粒的最优含水率应控制在10%～13%的范围内。含水率<7%成型块不密实,品质较差;含水率>16%会发生卸载的现象,不能成型。     

棉秆轴向压缩特性的试验研究

采用电子万能试验机对棉秆进行轴向压缩试验研究。结果表明：干棉秆的弹性模量和轴向抗压强度明显高于湿棉秆；直径对棉秆的弹性模量和轴向抗压强度有影响，但无统一变化趋势；弹性模量和轴向抗压强度受节问影响。其平均值在节问2最大，节问5最小，节问3和节问4的值变化很小。     

棉秆压缩力学特性的研究

通过对棉秆的轴向压缩试验研究,得出其试验结果表明:棉秆在相同加载速率、不同节间、不同含水率条件下,其轴向弹性模量与抗压强度不同。棉秆的节间位置、含水率是影响弹性模量和抗压强度的重要因素。干棉秆的弹性模量与轴向抗压强度明显高于湿棉秆,而弹性模量与轴向抗压强度受节间影响,其平均值在节间2时最大。     

玉米秸秆丝化压缩临界成型条件试验

因玉米秸秆丝化压缩成型不同于一般物料的粉碎制粒和压缩打捆,因此通过自制压缩成型模具和计算机控制的电子万能试验机对丝化后的秸秆物料进行压缩成型试验,研究了不同物料尺寸、不同含水率及不同压缩方式对丝化后玉米秸秆成型块松弛比的影响。研究结果表明:考虑到用途和功率消耗因素,玉米秸秆丝化压缩成型的最佳含水率应控制在10%~20%范围内,使用多频快速压缩(压缩速度500mm/min,连续压缩5~8次),玉米秸秆丝化压缩成型的最小压力为6.22MPa,否则要应用更大的压力才能成型。该试验对压缩工艺的优化、压缩设备的研制和压缩成型后产品的特性研究具有重要参考意义。     

油菜茎秆压缩成型试验研究

以节能、低成本为出发点,通过常温条件下的油菜茎秆压缩成型试验,研究茎秆线性长度、添加粘结剂(土壤)含量与压实密度、成型力之间的关系,希望以此为油菜茎秆常温高压致密成型设备的设计及工艺参数优化等提供理论依据,为油菜茎秆常温高压致密成型设备的设计及工艺参数优化等提供理论依据.     

油菜茎秆压缩成型试验研究

以节能、低成本为出发点,通过常温条件下的油菜茎秆压缩成型试验,研究茎秆线性长度、添加粘结剂（土壤）含量与压实密度、成型力之间的关系,希望以此为油菜茎秆常温高压致密成型设备的设计及工艺参数优化等提供理论依据,为油菜茎秆常温高压致密成型设备的设计及工艺参数优化等提供理论依据。     

新鲜草物料压缩过程中应力松弛的试验研究

为了揭示新鲜草物料压缩过程中应力松弛的规律,探索压缩新鲜草物料工程优化设计的基本因素,以工程上最常用截面积为360×460mm的液压高密度捆草机为试验装置,采用多种压力、位移传感器和现代测试手段,选择了有代表性的新鲜苜蓿草、苏丹草(揉碎)和玉米秸秆(揉碎)作为试验物料,其含水率分别为48%,52%,62%。将每种物料分成若干个喂入量,每种喂入量进行一个完整的试验过程,测取与应力松弛有关的全部数据、信息。通过试验,揭示了3种物料中同一种物料不同喂入量时草片应力松弛的基本规律,以及3种物料在相同喂入量时的基本规律,从而为物料、喂入量对压缩工程的压缩力、功、功率、压缩频率等动力学参数优化提供了参考。     

棉秆压缩与剪切力学性能的研究

棉秆的力学性能是棉秆收获、粉碎和压缩成型等机械设计中的重要参数.为此,采用电子万能试验机对棉秆茎干进行了顺纹压缩、横纹压缩和横纹剪切试验.通过试验得到棉秆茎干应力-应变的有关规律和强度极限.棉秆茎干顺纹压缩在弹性阶段应力应变呈线性关系,平均强度极限为21.26MPa,弹性模量为2082.65MPa;横纹压缩的强度极限仅为顺纹压缩的12.70%,两者的比例与木材接近;横压弹性模量为124.0 MPa;棉秆横纹剪切的强度极限约为顺纹压缩的76.55%.     

不同因素对烟秆颗粒压缩成型影响的试验研究

由于烟秆颗粒压缩成型与一般常见秸秆物料的压缩不同,因此通过自制压缩模具和100T硫化机对粉碎后的烟秆颗粒进行了压缩成型试验,分析了不同粒度大小、不同喂入量和不同成型压力对粉碎后烟秆颗粒压缩成型块压缩密度、松弛密度和松弛比的影响。研究结果表明:成型压力对烟秆压缩成型的影响十分显著,增大成型压力是改善压缩块性能最有效的方式;其次是粒度大小,粒度越小越易压缩成型,但粒度太小有可能会影响烟秆颗粒的下一步处理;而喂入量对烟秆压缩成型的影响并不显著,但鉴于喂入量对实际生产的重要性,其作用机理仍需进一步研究。     

户用型上吸式棉秆气化炉气化性能的试验研究

针对户用型上吸式棉秆气化炉在不同风机转速下的产气情况,采用岛津GC5A型气相色谱仪进行测试分析.结果表明,在气化炉稳定反应条件下,不同转速时所产生气体中的H2含量都极低;风机转速在350～450r/min时,可燃气CH4含量较高.     

喂入角对玉米茎秆切碎效果的试验分析

搭建了喂入角可调式玉米摘穗切茎试验台,对影响玉米植株切碎合格率的主要因素进行了正交试验,较优组合为喂入角90°、行进速度0.7m/s、摘穗辊转速1 000r/min、动刀轴转速1 980r/min、喂入角对其有显著影响:喂入角0°时,玉米植株运动发生90°转向,出现严重喂入不畅,切碎合格率约为72.8%;喂入角30°时,在喂入过程中,依然有喂入不畅通,产生间歇性,影响了茎秆切碎效果,切碎合格率约为87.6%;喂入角90°时,摘穗辊旋转有助于玉米植株的喂入及切碎,切碎合格率约为97.6%。同时,通过分析玉米植株受切运动,推导出数学模型,并运用高速摄像技术对运动轨迹进行同步捕捉追踪,经MatLab拟合处理,找到了喂入角对切碎效果影响的关键因素。     

电磁振动棉花精密播种装置的试验分析

针对光籽棉种难以进行精播的问题,设计了一种电磁振动式精密播种装置.在电磁振动作用下,棉种在排种盘上排列成队,按顺序依次进入分流通道,实现棉种的分流回收.通过对该装置进行排种试验,得出了影响排种速度的因素,确定了提高播种质量的实验方案.实验结果表明,该播种装置满足农艺要求.     

麦草秸秆粉碎特性的试验研究

秸秆粉碎装置是秸秆还田机的主要工作部件.为此,通过输送带前进,将均匀铺放在托板上的秸秆喂入自行设计的秸秆粉碎装置来模拟机车前进,对秸秆进行粉碎室内试验.先通过预试验确定了喂入量及动定刀的搭配形式;然后以壳体包角、刀辊转速、动定刀间隙为试验因素,以秸秆的粉碎质量、粉碎功耗为试验指标,对麦草秸秆进行了粉碎试验,建立了粉碎质量和粉碎功耗的数学模型;分析了粉碎装置结构、运动参数对粉碎质量、粉碎功耗的影响规律,优化确定了粉碎装置的最佳结构和运动参数.同时,利用灰色系统理论,研究了动刀速度对刀辊转矩、粉碎质量、粉碎功耗3者影响关系,为麦草秸秆还田机的制造和应用提供了依据.     

重盐碱区棉花膜下滴灌增产高效试验研究

重盐碱区种植棉花须用水压盐碱。在膜下滴灌条件下，如何才能在盐碱地上高产、高效植棉是至关重要的问题。通过试验，为此，探索出一套在重盐碱地上采用膜下滴灌种植棉花的技术措施，并进行了经济效益比较分析。     

稻秸秆受切特性的试验研究

采用正交试验设计方法对稻秸秆各种条件下的切断速度进行试验研究,确定了影响稻秸秆切断速度的主要因素及因素影响显著性的程度。试验表明,定刀型式对稻秸秆的切断速度影响较显著,双定刀及较小的刀片间隙有利于切断秸秆;另外,含水率对稻秸秆的切断速度影响较显著,切断速度随秸秆含水率的增加而增大。     

4H-2型花生收获机主要参数田间试验研究

在4H-2型花生收获机的传动系统以及挖掘和分离机构配置参数基本确定的条件下,进一步研究了花生收获机各项参数对收获指标的影响;通过更为全面与多种工况下的田间主要参数试验,测定了4H-2型花生收获机结构参数(传动速比、偏心距、栅条长度)与运动参数(前进速度)的改变对花生收获机4个收获指标(总损失率、落果率、埋果率、含土率)的影响显著程度;分析了影响花生收获指标的主次因素以及最优结构与运动参数的组合。     

水稻直播机电磁振动排种器影响因素的试验

为了提高电磁振动排种器的排种均匀性,利用二次通用旋转组合设计方法,对影响电磁振动排种器排种均匀性的主要因素进行室内物理模拟试验;采用数理统计分析、数学建模及计算机优化方法,建立了相应的数学模型,分析了结构因素和物理因素对排种器均匀性的影响,并得到了主要影响排种均匀性因素的优化参数,为电磁振动排种器的设计和研究提供了重要依据.     

回转带精选大豆的试验研究

大豆精选主要是去除虫伤破嘴豆、虫眼豆等杂质,提高大豆的整齐度和纯净度。为此,运用二次通用旋转组合设计方法进行了优质大豆与虫伤破嘴豆的分选试验,建立了试验因素与试验指标间的回归数学模型。通过观察分析该装置对含有各种杂质的大豆的精选效果,为进一步研究精选装置、达到高精选率奠定了基础。试验表明,回转带式分选装置可有效去除大豆中的虫伤破嘴籽粒,但对洞口很小的虫眼豆精选效果不理想,需进一步研究。