石墨烯低温远红外辐射干燥稻谷干燥特性与品质研究

为研究稻谷的石墨烯低温远红外干燥特性及其对稻谷干燥品质的影响,以辐射温度、排粮流量和除湿风量为影响因素,以整精米率和应力裂纹指数增值为评价指标,用自制的循环式石墨烯低温远红外干燥机进行稻谷干燥试验,通过BBD（Box-Behnken设计）响应面法,分析了低温远红外干燥对稻谷干燥品质的影响以及工艺参数优化。结果表明：影响稻谷干燥特性和品质的最主要因素是辐射温度,其次是排粮流量和除湿风量。随着辐射温度的升高,稻谷干燥速率和应力裂纹指数增值逐步增大,整精米率则逐步降低。与同温度的热风干燥相比,石墨烯低温远红外干燥平均干燥速率和干燥品质均有显著提高。经优化后,稻谷最佳石墨烯低温远红外干燥工艺条件为：辐射温度43℃、排粮流量4kg/min、除湿风量193m3/h,此时应力裂纹指数增值为9,整精米率为79.75%,稻谷干燥品质最佳。这说明利用石墨烯低温远红外干燥稻谷,可以明显提高干燥速率并改善稻谷干燥品质。     

干湿谷物混合干燥工艺与机理研究及高效节能谷物干燥机开发

文中分析了我国北方玉米烘干现存的问题，介绍了作者进行“干湿谷物混合干燥工艺与机理研究”的情况，即：运用原子示踪技术揭示了该工艺的干燥机理；对干湿谷物混合干燥工艺与传统干燥工艺的性能进行了试验对比；建立了干湿谷物混合干燥工艺的数学模型；通过优化处理找出了干湿谷物混合干燥的最佳干燥参数。介绍了作者研制并开发的高效、节能谷物烘干机（5HGS）系列产品。介绍了两种烘干工艺的烘后粮安全储粮试验等。     

锆钛系远红外谷物干燥复合陶瓷辐射器的研究

根据远红外加热机理及锆钛系复合材料的远红外辐射特性,确定了锆钛系远红外谷物干燥复合陶瓷辐射板的原料配方,制定了合理的烧结工艺,烧制出远红外陶瓷辐射板,并对其红外性能进行了测试,各项指标均符合GB4654—84的要求。辐射器的辐射光谱与谷物的吸收光谱实现了良好的匹配,其法向全辐射率为0.87。     

稻谷红外辐射与对流联合干燥过程的模型模拟

为了揭示红外辐射与对流联合干燥机理以及干燥过程的热质传递特性,建立了联合干燥过程的数学模型;数值模拟了稻谷干燥中的热质传递过程;根据数值模拟的干燥条件,搭建了红外辐射与对流联合干燥试验台;通过红外辐射与对流联合干燥试验,研究了不同操作条件对干燥过程的影响。结果显示数值模拟结果与试验数据吻合良好。     

红外对流组合干燥稻谷试验

设计了先红外辐射加热,后热风对流排湿干燥工艺的新型红外热风组合谷物干燥机。进行了以不同的红外辐射强度和热风温度的组合干燥稻谷的试验。试验表明:采用较强的红外辐射和较低的热风温度不仅能提高降水率,而且降低爆腰率。该结果对新型干燥设备的研制和干燥工艺的优化有参考价值。     

德国克拉斯(CLAAS)公司发展现状与趋势

德国克拉斯(CLAAS)公司1930年开始进行谷物收割机的实验研究。1936年第一台谷物联合收割机研制成功,次年开始小批量生产。随着新技术的大量出现及不断被采用,生产量巨增。该公司在初期的数十年间,生产的产品除谷物联合收割机外,还有捆草机、撒肥机、播种机等。1955年起,转为专门生产和研制谷物联合收割机和捡拾压捆机。1970年日产谷物联合收割机80～130台,捡拾压捆机40～60台。产品已实现系列化生产,目前,已生产出11种型号的谷物联合收割机和10种型号的捡拾压捆机(其中高密度的6种,中密度的2种,低密度的2种)。该公司的产品出口量很大,几乎…     

我国谷物干燥机械设备的研究进展

通过对我国谷物干燥技术的发展历史的追溯,分析了目前国内主流谷物干燥机械设备,阐述了我国谷物干燥机械的主流机型式.同时,介绍了各种谷物干燥机械在研制、开发及应用等方面的发展现状,并探讨了我国谷物干燥机械与方法的研究和发展趋势,如应用远红外技术,应用顺逆流组合干燥工艺,应用微机和自动控制技术,利用太阳能进行干燥和微波干燥技术等.最后,讨论了我国在研制生产高起点、高质量、高技术含量的谷物与食品干燥机械时, 还需重点解决的几个问题.     

牡丹花微波-电磁联合干燥工艺研究

采用能够精准计量输出和反射功率的微波干燥试验台与电磁加热干燥试验台,研究了牡丹花的微波-电磁联合干燥工艺特性。采用Mat Lab对微波干燥和电磁干燥的结果进行了数学函数拟合,并找到了理论最佳结合点,进行试验验证。结果表明:微波-电磁联合干燥牡丹花的最佳工艺为:首先,使用微波干燥(功率密度为5.97 W/g)将新鲜牡丹花瓣的干基含水率降至9 9%(此时花瓣的质量降为其初始质量的5 0%左右);然后,采用电磁干燥(温度为60℃)将花瓣干燥至恒重。该工艺可将新鲜牡丹花瓣的干基含水率在30min之内从313%降至4%,符合储存条件。与热风干燥、冷冻干燥相比,微波-电磁联合干燥工艺所需时间减少85%以上,且产品品相能够保持良好。     

谷子轴流脱粒与分离试验台的研制

针对轴流式谷子收获机械发展现状,研制了杆齿式轴流脱粒与分离试验台,并进行了总体结构、主要参数及关键部件的设计。数据采集系统实时监测喂入量、转速及扭矩等工作参数和温湿度等环境参数,通过MCGS将数据储存到数据库,以报表形式显示实时和历史数据,并生成数据变化曲线。该试验台能够完成喂入量、滚筒转速、栅格尺寸等多个参数试验研究,可为脱粒与分离参数的优化提供参考,进而对脱粒机以至谷物联合收割机的研制提供依据。     

南方稻谷干燥特性及热泵技术应用优势分析

通过分析南方稻谷的干燥特性、传统燃料谷物干燥机的特点和应用状况,指出了传统谷物干燥机难以满足南方稻谷干燥的共性问题,阐述了热泵干燥技术在高温高湿条件下的应用优势。对自主研发的5HRD-30型稻谷热泵干燥机进行了应用试验测试,在设定干燥温度为55～60℃时,将稻谷水分由29.28%干燥至14%,耗时18.56 h,较传统谷物干燥机（设定干燥温度70℃以上）的烘干时间24.5 h缩短了24.2%,平均干燥速率为0.835%/h,每吨湿谷烘干能耗为59.87 kW·h,稻谷爆腰率增值为0.66%,实现了南方稻谷低能耗高品质高效烘干。     

基于CFD-DEM的稻谷通风阻力数值模拟与试验

为探究稻谷通风中谷层阻力的变化规律,基于离散元理论,构建了2个品种稻谷颗粒的数值模型,采用CFD-DEM耦合模拟了垂直圆管约束中的稻谷颗粒群在不同风速及谷层深度下通风阻力的变化规律。结果表明:在表观风速一定时,谷层阻力随谷层深度的增加而非线性增加(R20.99);当谷层深度一定时,谷层阻力随表观风速的变化关系可表达为二次多项式形式(R20.98);不同品种的稻谷在相同条件下谷层阻力变化趋势相同,数值不同,长粒型较短粒型谷粒通风阻力小。通过搭建试验装置,对模拟结果进行了试验验证,成对t检验(α=0.01)结果表明差异不显著,数值模拟与试验结果吻合,证明应用CFD-DEM方法数值模拟稻谷通风阻力是可行的,获得的拟合方程可用于谷仓通风阻力计算,指导就仓干燥系统管网设计及风机的选配。     

基于模糊理论的联合收获机底盘可靠性分析与评价

针对谷物联合收获机可靠性影响因素复杂,考核指标、评估方法多及难以开展定量化评估的问题,将谷物联合收获机可靠性评估试验中得到的多个指标,结合可能影响谷物联合收获机可靠性的人为和环境因素,采用模糊理论,对谷物联合收获机的可靠性进行综合评价,为客观地评价谷物联合收获机的可靠性提供依据。基于样本等级区间抽样和可拓理论的模糊理论可靠性评价方法,构建了联合收获机底盘可靠性评价模型。该模型能够有效解决谷物联合收获机可靠性评价问题,特别在进行可靠性对比时,模糊综合评价将可以解决多个单因素指标所无法解决的综合指标技术难题。     

液压式联合收割机电气控制系统的PLC设计

以液压式联合收割机电气控制系统为研究对象,分析了联合收割机工作原理,设计了液压式联合收割机液压系统及其电气系统的整体结构,实现了电气控制系统的PLC设计。收割试验结果表明:在联合收割机作业过程中,切秆刀具、一级二级喂入的转速比较平稳,切秆刀具转速在730r/min上下,未出现异常情况;系统有效降低了小麦漏割和漏粮现象,损失率在3%以下,验证了液压式联合收割机电气控制系统的可靠性。     

远红外粮食烘干设备发展现状

粮食干燥是粮食产后的重要环节,关系国家粮食安全问题。远红外烘干设备烘干速率快、耗能低且能有效保障粮食干燥品质,正慢慢取代传统热风烘干机械,成为市场的新宠儿。综述近15年来国内外远红外干燥技术研究现状,并从原理出发阐述干燥机理、工艺参数影响及联合干燥技术优缺点。归纳可知,当前远红外烘干设备多采用高温热源,存在粮食辐照时间短、瞬时强度大的问题,难以满足热敏性物料的烘干需求,同时单一远红外干燥技术烘干效果不理想。分析指出联合干燥技术及清洁能源将会是远红外烘干设备的发展趋势,最后探讨了以石墨烯红外辐射板为新热源的栅栏型红外烘干设备的优点,为发展新材料新热源提供新思路,旨在对远红外粮食烘干设备的研发提供参考     

基于ARM的联合收割机谷物产量计量系统的研究

以联合收割机谷物产量计量为研究对象,利用压力测产传感器,采用S5PV210微处理器,设计了一套基于ARM的联合收割机谷物产量计量系统,实现了谷物产量的实时计量。田间动态试验结果表明:联合收割机谷物产量计量系统误差范围为3.93%～3. 91%,控制在4%以内,误差波动较小,准确率较高,能够达到设计要求,符合联合收割机的实际测产要求。     

螺旋输送与筛筒组合式分离装置性能试验

大中型谷物联合收割机分离装置存在体积庞大、振动强等问题,小型谷物联合收割机分离装置缺乏对断茎秆的处理能力且分离能力较弱。为此,提出了一种螺旋输送与筛筒组合式分离装置。通过室内试验,研究了搅龙转速、装置倾角和分离筛孔尺寸对分离性能的影响,得出了最优结构和运动参数组合,实现了籽粒、颖糠及茎秆在输送过程中的有效分离,为清选装置在谷物联合收割机上的应用提供了依据。     

基于机器视觉的谷物联合收获机行走目标直线检测

针对谷物联合收获机视觉导航,提出基于改进Hough变换(HT)的谷物联合收获机行走目标直线检测算法.通过改进一维最大熵阈值分割方法,提高了阈值分割的速度;对二值图像通过行扫描和列扫描,确定了行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点;以候选点为点集,利用最小二乘直线拟合和直线终点位置确定了待检测直线上已知一点;利用改进HT完成直线检测,与传统的HT相比,将二元映射转换为一元映射,加快了算法速度、减少了空间占用和提高了抗干扰能力.经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效地检测出直线参数,且处理时间在100 ms左右.     

水田风送施肥参数检测试验台设计与试验

水田侧深施肥田间试验受插秧作业季短、作业性能不稳定等多种因素影响,而传统室内土槽无法进行风送式水田施肥试验,设计了一种可进行风送水田施肥排肥参数检测的试验台。试验台主要由机械部分、测控部分、风送排肥部分和软件部分组成。综合采用自动控制技术、多传感器技术和液压传动技术模拟水田工况,实现风送排肥过程中风压、风速等参数实时采集和显示,可灵活控制排肥轮转速和转停频率。试验台性能验证试验表明,试验台行进速度可在0~1.62m/s内调节,误差1.5%;输肥气流速度在0~30m/s之间,满足风送排肥需求;排肥系统最大排肥变异系数为5.79%,施肥效果良好。对该试验台进行侧深施肥系统测试,结果表明,对施肥均匀性变异系数的影响因素由大到小依次为：排肥轮转速、台车前进速度、风机风速。试验台能够在实验室环境进行风送式水田施肥机构参数检测,缩短了水田风送施肥关键部件的研发周期,为实现水田施肥智能控制打下基础。     

稻谷固定床深层干燥的计算机模拟

针对稻谷固定床深层间歇干燥过程中的加热和缓苏两个阶段建立了数学模型，用C语言编制了相应的运算程序。用该模型计算了不同干燥介质温度和湿度、不同粮食初始含水率和温度条件下，不同层厚处稻谷的含水率和温度，计算结果与试验结果基本相符。     

小型立式轴流脱粒装置试验台的设计

为减小现有联合收割机整机的尺寸,增加现有联合收割机在丘陵地区通过的灵活性,提出了将市场上普遍使用的横置式脱粒滚筒改为立式轴流脱粒装置的方案。同时,设计了一种小型立式轴流脱粒装置的试验台,可清晰地记录整个试验过程中主要工作部件的转速、扭矩、功耗和物料的喂入速度,以及在不同工况下脱粒装置的工作性能。当立式轴流脱粒滚筒的长度达到900mm时,整个脱粒装置的脱粒总损失率、含杂率及断穗籽粒率分别为1.43%、31.87%和1.06%。