香菇双螺杆挤压膨化机的设计与试验

针对现有双螺杆挤压膨化设备生产香菇膨化产品时存在物料堵塞、预熟度低、作业参数缺失等问题而导致生产的产品膨化率低、吸水性差、硬度高等缺陷,该研究设计了一种香菇双螺杆挤压膨化设备,并对设备中的关键部件喂料搅拌防堵装置、预熟调质装置与双螺杆结构参数进行了设计与确定。同时,为探究设备中的作业参数对产品膨化性能的影响,研究了设备的螺杆转速、膨化温度、物料含水率对产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性的影响。结果表明:影响膨化率的显著性顺序依次为螺杆转速、物料含水率、膨化温度;影响硬度的显著性顺序依次为螺杆转速、膨化温度、物料含水率;影响脆度的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速;影响吸水性的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速。其次,结合各因素交互作用的影响规律与目标优化结果,得出设备的最佳作业参数为:螺杆转速167.23r/min,膨化温度151.68℃,物料含水率16.83%,此时,产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性分别为4.04%、18.61N、-8.46mm/cm^2、313.86%。将优化后的参数值在设备中进行了生产性应用,得到生产值与优化值的误差均小于4%,最大生产率为165 kg/h。与扬州大学机械工程学院实验室内的现有设备相比,在提高物料送料的连续性与调质熟化度的基础上,膨化率提高了25.00%,硬度降低了48.21%、脆度提升了40.55%、吸水性提高了62.35%。因此,该机的设计可为香菇膨化产品的开发提供了一种较为成熟的技术装备。     

挤压膨化机模孔参数的试验研究

分析了模孔尺寸对机器产量和工作压力的影响。通过实验得出模孔尺寸对产量、耗电量的影响及长径比(L/D)对压力、产品α度及膨化率的影响。当压力为5.5MPa、L/D=4时,产品膨化率最大;压力为5.6MPa、L/D=4.1时,产品α度最大。根据试验所得数据,对通过模孔物料的流动特性指数和粘度指数进行了估算。     

可加工脱皮菜籽仁的YPHG100型高油分油料挤压膨化机研制

介绍了解决脱皮菜籽仁制油难题的关键设备——YPHG100型高油分油料挤压膨化机的研究及应用情况,在入榨水分3.7%～5.0%、温度90～95℃,机膛温度108℃,饱和蒸汽压力0.75～0.80 MPa的工艺条件下,该机可挤压榨出菜籽仁中的部分油脂,并将物料膨化成直径6.5 mm、容重480～495 kg/mm的多微孔状膨化粒料,膨化系数1∶1.69,膨化粒料残油率27%～28%(干基）,出油效率39.0%。     

阿尔泰山湿地生态系统服务功益与可持续利用

阿尔泰山湿地是新疆干旱区最大的山区湿地生态系统之一,在对该湿地进行实地考察、遥感分析、实验室分析的基础上,认为该湿地具有提供水源、调蓄洪水、调节局部气候、维持生物多样性、净化水质、提供休闲旅游、文化科研教育等多种生态系统服务功益。鉴于目前对阿尔泰山湿地生态系统服务功益的片面理解和不合理利用问题,对湿地生态系统服务功益的可持续利用现状进行分析,提出了湿地生态系统服务功益可持续利用的科学对策。     

用热惯量分析土壤水分

<正>1 土壤水分的遥感研究现状遥感技术是门综合科学,必须以现存的各个专业领域的基础及其应用研究作为一个系统.     

基于遗传BP神经网络的核桃破裂功预测模型

针对核桃壳破裂所需机械能易受核桃含水率、加载速度和体积级别等多种因素影响,提出一种核桃壳破裂功预测方法。以南疆地区温185核桃为研究对象,选择核桃含水率(4%、6%、8%、10%)、加载速度(100、200、300、400 mm/min)和横径级别(1、2、3、4级)3个因素作为BP神经网络模型的输入量,利用遗传算法优化神经网络的权值与阈值,建立温185核桃破壳破裂功的遗传BP神经网络预测模型。结果表明:遗传BP神经网络模型能较好表达温185核桃破壳破裂功与主控因素之间的非线性关系,预测结果与实测值之间的平均绝对百分比误差为0.035,测试样本的网络输出值与网络目标值的相关系数达0.92488,模型预测效果较佳。研究结果为温185核桃破壳取仁加工过程的在线监控提供参考依据。     

热脉冲法测定土壤热性质的研究进展

土壤热性质包括土壤热容量、热扩散率和导热率等,是决定土壤热状况的内在因素,与土壤水分状况之间关系密切。热脉冲—时域反射仪方法所用成本低,对土壤扰动小,测试时间短,具有很多优点,因此在测定土壤热性质方面具有很大的潜力。该方法在国外已得到了大量应用,在国内应用却很有限。本文综述了土壤热性质的计算模型及研究现状,重点针对近年来国内外研究土壤热性质的新方法———热脉冲法的理论和技术发展,及其在土壤水和其他物理性质应用方面的进展。该方法在国内相关研究领域里有进一步推广的意义。     

下沉式日光温室土质墙体热特性的试验与分析

为探明下沉式日光温室土质后墙温度分布及变化规律,进而正确评价其保温性能,2009年12月-2011年6月在河南省荥阳市对下沉式日光温室的土质墙体的热特性进行了2a的连续监测,并对结果进行系统分析。结果表明:墙面温度受室内、外气温和太阳辐射的共同影响,具有与气温相同的日变化和季节变化规律;墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,沿墙的厚度方向由室内表面向室外表面温度递减;墙内存在热稳定层,其位置及厚度随季节而变化,厚度与墙体厚度正相关;1～3月份,热稳定层位于墙体厚度的中心位置,2m厚的墙体处没有热稳定层,3m厚的墙体处热稳定层厚30cm,4m厚的墙体处热稳定层厚70cm;4、5月份,其位置外移至距外表面100cm处,厚度也比1～3月份增加10～20cm;综合温室造价、墙体保温性及土地利用率等各方面因素,建议在河南地区下沉式日光温室土质后墙建造参数为顶宽2.5m,底厚(后墙与室外地面连接处)4.0m,后墙高度(距室外地面)不宜大于2.5m。该研究为该型温室的建造和发展提供一定的参考。     

水稻功米3号高抗性淀粉性状的遗传分析

抗性淀粉具有降低糖尿病患者饭后血糖值、减少肠机能失调及结肠癌发病率、提供能量以及防止脂肪堆积等重要生理功能。为了了解水稻(Oryza sativa L.)中抗性淀粉含量这一性状的遗传特点,本研究以高抗淀粉水稻品种籼稻(indica)功米3号和粳稻(japonica)日本晴的正、反交组合F1及其自交后代F2、F2∶3群体为研究材料,分别测定各单株的抗性淀粉含量以分析其遗传特点。结果显示,正、反交组合的F1抗性淀粉含量及淀粉颗粒形态均表现出与相应母本相似的遗传现象,但是正、反交组合F2的抗性淀粉含量没有显著差异,而且F2∶3发生性状分离,说明这一性状受母性效应的影响。通过对功米3号/日本晴F2∶3群体的群分离体混合分析,在1号和6号染色体上分别筛选出3对和6对可能与抗性淀粉含量位点连锁的微卫星标记;利用QTL(quantitative trait locus)作图软件检测到3个抗性淀粉含量QTL(qRS6-1、sqRS6-2和qRS6-3),均分布在6号染色体上,其中qRS6-2和qRS6-3可解释表型变异分别为20.36%和40.13%,同时检测到1号和6号染色体之间存在着1对上位性QTLs。以上结果说明,抗性淀粉含量这一性状是由少数主效基因和多个微效基因以及非等位基因间互作所控制的数量性状(QTL)。以上结果为高抗性淀粉水稻育种的母本选择提供了理论依据,为精确定位抗性淀粉含量相关的主效基因提供了基础资料。     

基于集中参数热模型法的自卸车油气悬架系统热分析

针对目前非公路自卸车油气悬架系统温度变化的研究中未考虑缸筒和活塞杆热容的问题,该文引入集中参数热模型法对非公路自卸车油气悬架系统温度变化进行研究.运用热学理论、气体状态方程,建立包含缸筒、活塞杆热容的非公路自卸车油气悬架系统的集中参数热力学模型.通过求解热力学模型方程组,分析非公路自卸车油气悬架系统中油液温度的变化趋势,并将结果与试验结果进行了对比.对比的结果表明集中参数热力学模型能较准确的描述非公路自卸车油气悬架的热力学状态,而且考虑缸筒、活塞杆热容量会增加系统的温度变化的迟滞效应.该研究将有利于精确描述非公路自卸车油气悬架的动力学特性,同时也为其他工程或农用车辆上油气悬架热力学研究提供了有益的参考.     

太阳能热利用的研究方向

本文介绍了当前太阳能热利用技术的发展及推广情况,着重介绍了太阳能热利用技术的应用现状;分析了我国发展太阳能的迫切性、优势及重大意义;总结了太阳能热利用技术的发展,以及相关的应用情况;重点讨论了几种代表太阳能热利用技术发展方向及有重大推广价值的太阳能热利用技术,结合具体工程案例对其基本构成及运行机理进行了较为详细的介绍,对其推广应用提出了相应的建议及方案。     

蓄能材料对内插热管式太阳能热泵系统冬季性能的影响

为充分利用太阳能,提高太阳能热泵系统能效比,该研究提出了一种蓄能型内插热管式太阳能热泵系统,可实现太阳能分季节最大化利用。搭建了系统性能试验台,在南京地区开展了2 a的试验研究,对比分析了相近环境条件下充灌或未充灌相变材料的系统瞬时集热效率、平均集热效率、系统性能系数和供水水温等随太阳辐射波动性的变化规律。结果表明在与冬季白天相近的太阳辐射强度、太阳辐射波动性和环境温度下,充灌相变材料系统的瞬时集热效率波动性比未充灌的系统降低近60%,平均集热效率较未充灌的系统提高25%以上。夜间工况下,充灌相变材料系统的COP(coefficient of performance)可达3.0以上,且能更快达到供热水温50℃,时间缩短20%以上。研究结果可为太阳能热泵系统的推广应用提供参考。     

太阳能与发电余热复合沼气增温系统设计

为了实现大中型沼气工程在北方寒冷地区的应用推广。该文针对北方寒冷气候特点,以哈尔滨双城市沼气工程为例构建了1套太阳能-发电余热中温厌氧发酵增温系统,阐述了该增温系统的设计原理,并对沼气发酵热负荷、发电机组余热回收利用率、太阳能集热装置热效率等关键参数进行了理论计算。计算得出该沼气工程全年平均每日热量的损失为6659.2 MJ,太阳能-发电余热中温厌氧发酵增温系统全年平均每日集热量为7017.6 MJ。通过对增温效果与该工程的热量损失进行对比,表明12、1、2月份系统需沼气发电机组额外提供372.2、369.4、208.3 kWh电量增温,其余月份系统可以实现发酵工程每日热量损失的补充,保证该工程的稳定运行。在8月份对示范工程的一次发酵罐体进行了增温效果测试,表明该增温系统在28 d左右可将该发酵罐内物料温度提升到中温发酵水平。该文为北方寒冷地区大中型沼气增温保温设备的配套建设提供参考。     

蓄能型振荡热管太阳能集热器的热性能

太阳能集热器是太阳能热泵系统的核心部件.该文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用于蓄能型太阳能热泵系统中,可根据太阳辐射强度切换工作模式,实现太阳能分季节全天候利用,能提高系统热力性能.搭建了蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能测试试验台,对振荡热管换热器内充灌不同工质(R134a、乙醇/水、丙酮/水)、集热管内分别利用空气显热蓄能或者石蜡潜热蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器在白天和夜间工况下的热性能开展了试验研究.结果表明:振荡热管换热器内充灌R134a的集热器,白天工况下集热效率最高,平均集热效率在0.45以上,利用石蜡蓄热时最高达到了0.90;日有用得热量最大,最低可达到7.14 MJ/(m2·d);夜间工况下供热水水温最高.无论利用空气和石蜡蓄能,白天工况下集热器瞬时集热效率均与太阳辐射强度的变化规律相反.真空管内利用石蜡蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器,阴雨天其集热效率远高于利用空气蓄能的集热器,平均提高64.0％,夜间供水水温均能保持在50℃以上,高于利用空气蓄热的集热器.该研究可为蓄能型太阳能热泵的推广应用提供参考依据.     

基于沼液余热回收的沼气工程系统净产能特性

沼气发酵是目前最常用的有机废弃物处理方法。为研究发酵温度、进料挥发性固体浓度(volatile solid,VS)、沼液余热回收等对沼气工程系统净产能的影响,该文基于系统能量平衡模型,以能效比和净产能为评价指标,探讨了以猪粪尿为原料的小型沼气工程系统的净产能特性。研究表明:针对基准指标,进料VS浓度与发酵温度都存在一定的对应关系,且随系统运行模式的不同而不同。进料VS质量分数为4%时,若保证系统达到基准能效比,沼气锅炉加热模式下,发酵温度最大为28.9℃;实施沼液余热回收后,最大发酵温度增大为36.5℃。当系统取得最大净产能时,上述2种模式下对应的发酵温度分别为30和35℃。此外,同一进料浓度下,沼液余热回收前后最大净产能的增幅可达11.5%,其对应的能效比增幅为53.1%。因此,需综合考虑进料浓度、发酵温度、运行方式、净产能和能效比等因素确定合理的运行参数,确保沼气工程系统良好有序运行。     

蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统节能运行调控

蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统虽然避免了传统化石能源供能所存在的一次能源利用率低且污染严重的问题,但目前缺乏长期运行经验。以上海崇明自然光植物工厂为例,对蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行优化调控。研究发现该系统存在3种不合理运行情况:A.植物工厂热负荷为负值时热泵仍继续供热、B.热泵向蓄热水箱输出过多热量蓄热、C.热泵在用电高峰时仍运行。经过优化调控后,避免A运行情况,第1季度热泵最终可减少输出能量21.55 GJ,可减少耗电1 012.50 kWh,折合成电价可节约747元;避免B运行情况,设定第1季度热水充满率上限为85%,在保证热泵充分供能植物工厂前提下,可减少输出97.2GJ能量;避免C运行情况,热泵总输出能量不变,将第1季度中热泵140.25 GJ的热量转移到平价阶段输出,可以节约5 530元,此时电量总计8 654.07 kWh。通过优化自然光植物工厂供能系统运行过程,可以节能降耗,经济运行。     

基于微热管阵列的太阳能温差发电系统优化

温差发电技术因为具有无噪音、无污染物排放、体积小、质量轻等优点,是当今社会能源利用的科学研究热点,但其输出功率过低,传热效果较差仍是很大的问题。该文将微热管应用于低温下的太阳能温差发电中,对温差发电的系统设计进行优化,对其光热输出功率、热电输出功率较低的问题进行改善,通过采用PLC的双轴跟踪和黑铬镀金膜,将太阳能吸热能力提高了5.32%,同时在传热与散热过程中采用液态金属填充硅脂,让微热管阵列在太阳能温差发电传热过程中减少热损失,让光热平均的输出功率提升2.21%,在热电转换过程中,通过采用变长式电导增量法的MPPT,改善功率输出不稳定,精准度不高的问题,总体的光电输出功率可达到28.32 W,较之前相比光电输出功率提高了5.19%,通过对太阳能温差发电系统的追踪优化和传热结构的改善,完善了光伏板在农业上的应用。     

圆台型螺旋能量桩换热特性的模拟分析与验证

为了减少地源热泵的热干扰、提高其换热效率,该文提出了一种新型"圆台型螺旋能量桩(truncated cone helix energy pile,Co HEP)"。同时为了更加准确地模拟新型圆台型螺旋能量桩的换热特性,综合考虑初始土壤温度的不均匀性和土壤上表面动态边界条件,建立了三维数值模型,分析了不同锥角下圆台型螺旋能量桩的换热特性。结果表明:圆台型螺旋能量桩沿水流方向可以分成4个换热阶段:入口阶段→热短路阶段→小温差阶段→出口阶段。圆台型螺旋能量桩的底部热干扰现象较为严重,且锥角越大,底部热干扰越明显。相反,由于顶部螺旋半径较大,热干扰效应较弱。圆台型螺旋能量桩的单位管长换热量随着锥角的增加而线性增大,当系统运行时间为12 h时,锥角从0增加到10?再增加到20?,单位管长换热量增长率分别为2.54%和3.53%。新型圆台型螺旋能量桩单位管长换热量大于传统圆柱型螺旋能量桩,20?锥角条件下的单位管长换热量比传统圆柱型螺旋能量桩高了约6.16%。通过对新型圆台型螺旋能量桩的换热特性进行探析,相对于传统圆柱型螺旋能量桩,提升了换热效率,同时为后续的推广应用和工程设计奠定了理论基础。     

太阳能热泵污泥干燥技术

为解决当前污泥干燥存在的问题,该文研究利用太阳能热泵对污泥进行干燥,阐述了太阳能热泵污泥干燥系统的结构与工作原理,对系统的主要设备进行了计算设计并进行试验及性能分析,最后对太阳能热泵干燥与其他几种典型干燥方式的能耗及经济性做了比较。该系统具有节能、环保、经济等优点,配备太阳能系统平均可节省电量10%左右。该研究可为太阳能热泵干燥污泥的工程应用提供参考。     

保温灯变功率供暖对哺乳仔猪环境调控及节能效果

为探究保温灯温度自动控制对哺乳仔猪温度调控和节能效果,选用可控硅作为控制器的控制电路主体,以PID(proportional, integral and derivative)算法的单片机对保温灯进行变功率温度控制。选择北方地区某猪场2个产房单元(23头母猪、25个250 W保温灯/单元),对照单元恒定功率供暖,试验单元保温灯温度自动控制供暖。结果表明,试验期间,产房内平均温度为20.7℃,试验单元与对照单元保温灯正下方距离地面0.3 m高处日平均温度在仔猪出生后第1周均为27.4℃,第2周分别为27.2和27.5℃,第3周分别为26.8和27.4℃。试验单元和对照单元保温灯正下方实体地板表面温度的平均值范围分别为29.5～31.0和31.0～30.6℃,漏缝地板表面温度的平均值均为22.9～23.0℃。哺乳仔猪21日龄断奶每批次可节能25.4%,试验条件下,保温灯温度自动控制2个冬季可回收设备成本。试验单元和对照单元保温灯正下方、侧下方实体地板和漏缝地板仔猪躺卧比例分别为40.7%～66.5%、14.4%～33.4%和0.9%～8.7%。结合地暖供暖,在无仔猪保温箱情况下,保温灯温度自动控制系统基本满足哺乳仔猪21日龄内温度需求,不仅节能,而且有利于减少仔猪死亡率并提高日增质量。