Experimental Evaluation,Simulation and Optimization of a Commercial Heated-Air Batch Hay Drier: Part 1, Drier Functional Performance,Product Quality,and Economic Analysis of Drying

This paper considers the engineering design, operation, functional performance, product quality, and economic analysis of a natural gas heated-air batch hay drier that operates with an automatic bale wagon. The automatic bale wagon and a track are used for loading and off-loading stacks of alfalfa and timothy hay en masse to and from the drier. The newly developed batch hay drier has two identical drying units in a gable roof building, and each drying unit has a large axial flow fan which forces about 450 m³/min of air by negative pressure through 22-32 t (a maximum of five stacks) of small rectangular hay bales placed to dry on the perforated extended metal grate floor of the drier. Top plenum swing-away frames, with attached polyethylene curtains, were used for effectively sealing the vertical sides and one end of the hay stacks.Batches of hay, initially at about 25-40% moisture content wet basis (w.b.) were successfully dried to 12-15% final moisture content in 17-37 h at moderate drying air temperatures of 45±5°C. The drying capacity was 1·0 t dried hay/h, specific fuel consumption 26 m³/t, specific energy consumption 4790 kJ/kg water evaporated, and drying energy cost Canadian $5·82/t when hay was dried from an initial moisture content of 30% w.b. to a final value of 15% w.b. The hay produced by the drier was of high quality with an attractive green color.     

滚筒式牧草烘干机温度检测系统设计

干燥温度是牧草烘干机的重要运行参数.滚筒式牧草烘干机的结构复杂,在干燥过程中,准确测量和控制干燥机机内温度的变化情况,对改进烘干机系统设计、提高烘干机的整体性能显得尤为重要.为此,介绍了基于89C51单片机和高精度热电偶传感器的烘干机温度检测系统的硬件电路、单片机程序及上位机监测软件的设计,以实现对滚筒干燥机温度的准确检测.     

远红外式种子干燥机温度控制系统的研究

针对远红外滚筒式种子干燥机的机械部分，采用PID控制和开关控制相结合的算法．设计了温度控制系统。实际应用表明：该控制系统具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强的优点．而且干燥速度快干燥均匀性好，可较好地满足目前干燥机的控温要求．具有广泛的应用前景。     

远红外果蔬干燥机的电气控制

介绍远红外果蔬干燥机电气控制的特点及工作原理。系统应用远红外辐射干燥技术,连续传动的干燥方式,根据蔬菜的品种及含水量,可对各个温区的温度及干燥时间进行控制。     

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。     

脱水菜专用混流式隧道干燥机改进设计

对现有的混流式隧道干燥机进行了改进，用以取代脱水菜生产中普遍使用的风机顶置逆流式隧道干燥机。改进后的干燥机，热空气流动均匀，废气热能合理回收利用，能一次完成干燥。用胡萝卜块做的试验表明，脱每千克水降低能耗3440kJ,节能26％，产品脱水一致，缩短了生产时间。     

多层带式干燥机干燥过程优化

针对多层带式干燥机的干燥过程建立了热、质传递的数学模型,并通过C语言编程进行干燥过程的模拟,得到热风在干燥机内温度和湿度的空间分布及其随时间的变化规律,以及物料床层内温度和含水率的分布及其随时间的变化规律。利用生产用多层带式干燥机蒜片干燥过程的试验数据对模型进行了验证,证明了模型的有效性。通过对模拟数据分析,对多层带式干燥机的结构参数(传送带长度、干燥机层数、通风道高度)和操作参数(传送带翻转时间、物料床层厚度、热风风速)进行了优化。     

喷雾干燥过程的数值模拟

利用CFD模型对新型减水剂喷雾干燥过程进行了数值模拟,得到了干燥过程中干燥塔内气体湿度、速度和温度分布,以及颗粒运动的轨迹、直径变化和停留时间等详细信息,为新型减水剂的干燥设备选型与操作参数优化等提供了参考。模拟结果表明,利用喷雾干燥的方法对该新型减水剂的干燥是可行的。     

切片多孔介质对流干燥传质模拟软件开发研究

根据非平衡态热力学和相平衡理论,建立了多孔介质对流干燥内部传质模型、传热模型,该模型充分考虑了传热与传质之间的相互藕合关系。用VB编程软件对该模型进行了分析求解,设计开发模拟软件。以切片土豆为例进行传质模拟计算,并与土豆片干燥实验数据进行对比,结果表明:模拟值和实测值十分接近,二者的最大相对偏差小于9.1%。模拟结果显示土豆对流干燥中内部水分由内往外迁移,以及干燥过程中产生的表低内高水分分布规律。     

整体式果品蔬菜太阳能干燥装置设计与试验

设计了一种以太阳能为主要能源、电能为辅助能源,集热器的方位角和仰角随太阳辐射方位变化而可调的太阳能空气集热器与干燥箱为一体的干燥装置。试验结果表明,该装置集热量达11 964 kJ/h,可满足干燥箱所需热量消耗,但是在干燥箱内部前后端温度有1.5~4.0℃温差。整粒库车小白杏的干燥时间为79 h,杏干优等品率达85%,与传统干燥方法相比,干燥时间缩短52%。     

基于牧草压缩特性的凸轮式牧草压捆机设计

牧草是发展畜牧业的基础,但由于其地理分布和自身松散的特性,导致牧草储运成本过高,通常需要对牧草进行压缩打捆处理。牧草压缩过程中预压缩阶段位移大压力小,致密阶段位移小压力大,压缩过程中牧草的压缩特性不断变化。为此,设计了一凸轮式牧草压捆机,利用凸轮能够实现复杂运动的特点,使牧草在压缩过程中进行变速压缩,符合压缩特性曲线的变化规律。通过Pro/E软件对整机进行干涉检测以及运动学仿真模拟,结果表明:该机构可以实现快速进行预压缩、慢速进行压紧阶段的压缩,进而提高牧草压缩效率并达到降低能耗的目的。     

洞道混合式干燥机性能分析及结构设计

通过对洞道混合式干燥机气流状态的测试分析,对该机型的结构进行了改进设计。提出了将风机位置下移、增加风机数量、中部排气减压等设计方案。实践表明,改进设计加强了干燥机气流分布的均匀性,加快了干燥速度,简化了设备结构,强化了生产的连续性,热效率由原来的45%提高到63%。     

苹果渣回转干燥器干燥数学模型及工艺优化

建立了苹果渣回转干燥器干燥的数学模型,优化了干燥工艺参数和回转干燥器的尺寸。模型以年生产成本作为目标函数,对关键优化变量—回转干燥器转筒体积的求解采取微分法,提高了模型的精度。模型模拟结果与实验结果吻合,误差在10%以内,表明模型具有较好的优化模拟功能。     

Simulation of forage harvest and conservation on dairy farms

A computer model was developed to simulate forage systems on dairy farms. The model simulated alfalfa growth, corn silage and corn grain yields, harvest, storage, feeding and ration formulation for a dairy herd. A 26-year series of historical weather data from East Lansing, Michigan, was used to compare management and technological alternatives on the basis of average net return and year-to-year variations. For example, a four-cut alfalfa system was found to be more profitable than a three-cut system 90% of the time. The comparison of a hay system with a silage system was very sensitive to forage intake assumptions; the break-even point shifted from 120 ha to 40 ha when silage intake was increased by 5%. The model can be used to assess the impact of new forage conservation methods under a wide range of climatic and management conditions.     

Simulation of root water uptake: II. Non-uniform transient water stress using different reduction functions

The macroscopic root water uptake approach was used in the numerical simulation model HYSWASOR to test four different pressure head-dependent reduction functions. The input parameter values were obtained from the literature and derived from extensive measurements under controlled conditions in the greenhouse. The simulation results indicated that the linear reduction function cannot fit the data satisfactorily. Most of the existing non-linear reduction functions can fit only half of the data range, while the best agreement is obtained with the non-linear two-threshold reduction function. The parameter values obtained by calibration differ only slightly from those of the experiments. Soil water pressure head heterogeneity over the root zone does not play an important role in water uptake. The roots appear to take up water from the relatively wetter parts of the root zone to compensate for the water deficit in the drier parts. While the simulated transpiration agrees closely with the experimental data, the main reason for the discrepancy between the simulated and actual water contents appears to be water uptake during the night.     

牵引式V形折叠搂草翻晒机设计与试验

阐述了牵引式V形折叠搂草翻晒机的总体结构及工作原理,对搂草机的主要工作部件指轮进行了结构设计,对弹齿绝对运动轨迹进行了分析;采用ADAMS软件对搂草指盘进行了仿真分析;设计的双液压系统实现了自动化控制。试验结果表明,该机结构合理,工作性能良好,草条密度变异系数为15.8%,漏搂率为1.2%,花叶损失率为2.3%。该机可呈V字形折叠、展开,搂幅可调,运输便捷;搂草指盘可整体自动升降,且每个指盘单独可调,仿形能力强;可同时完成搂草、翻晒作业。     

基于虚拟样机技术的牧草高密度压捆过程分析

针对直接利用高密度压捆机对牧草高密度压缩过程进行研究时,传统的试验研究和理论分析方法存在的问题,对牧草的高密度压捆过程进行了计算机分析与仿真研究。引入了虚拟样机技术,使用ADAMS软件对牧草的高密度压捆过程进行分析,建立压缩过程中牧草的ADAMS模型,并对ADAMS的建模方式、模型结构进行了验证。通过分析获得模拟弹簧的刚性系数k随时间的变化规律,进而对牧草压缩工况进行优化分析。     

基于BOOST的柴油机整机性能优化设计

为了研究柴油机结构参数和运行参数对整机性能的影响,用发动机工作过程仿真软件BOOST对某型号的增压柴油机进行了建模和模拟计算。改变压缩比、燃烧起始角及配气相位等参数,比较了不同参数下发动机转矩、功率、缸内燃气最高温度和最高压力等性能参数,选定了最优化的参数组合。利用优化后的参数再次进行工作过程仿真,通过对比其整机性能参数发现,优化后的柴油机动力性、经济性和排放性能均有所提高。     

热泵式节能烘干机的设计

热泵是一种使热量从低温介质流向高温介质,以对高温物体进行供热的装置.为此,利用热泵原理研究设计了一种小型高效节能烘干机,并介绍了该机的主要特点、总体结构等,尤其对热泵、烘干床进行了详细介绍.该机具有结构简单新颖、造价低廉、使用寿命长、高效节能等优点,不仅可以烘干多种农产品,还可以烘干茶叶、蘑菇等多种农副产品.     

批式循环谷物干燥机检测中的常见问题解析

近年来,批式循环谷物干燥机(以下简称干燥机)发展较快,安徽省涌现一些专业生产干燥机的企业。干燥机以其经济实用、及时干燥谷物、占地面积较小、可以单独和组合使用而广受用户青睐。笔者参加了一些干燥机的试验鉴定,现就检测中遇到的常见问题做些解析。