机械通风干燥玉米的试验研究

本文介绍1987年底、1988年底两次在河北正定县三个粮站使用环境空气进行机械通风干燥散堆玉米的试验。试验采用三种通风系统:一是用移动式三角架风槽组成“U”形,配轴流风机或离心风机;二是用三角架风槽布置成“非”字型,配轴流风机;三是用砖垛风道配轴流风机。先后两次试验结果表明,原始水分为16.5～17.5％、堆高2～4米的玉米,经三种方式通风32～42小时左右,水分均可被均匀干燥到安全贮藏所需的13.5～14.5％,平均每吨玉米、每降低1％水分,耗电0.17～0.48kW·h。     

农户用机械通风钢网式小麦干燥储藏仓的气流场分析

为保障农户收获后高水分粮食不落地安全储藏,针对一种仓壁透气中心带通风立筒的圆形钢网式农户储粮干燥仓,应用CFD法对收获后高水分小麦在进行机械通风时的气流场进行仿真分析,将仓内小麦堆等效为多孔介质,分析静压、动压、流量等空间分布规律。结果表明:仓内静压和动压值随半径(横向)增加呈指数衰减;柱面流量随半径呈幂函数衰减;横截面流量随高度呈指数衰减;粮堆区竖向通风均匀度显著优于横向(径向);流量分布为仓底上粮面仓壁,仓壁气流流量只占总流量的24.6%;实仓风速测试结果与仿真分析结果规律一致,平均相对误差为16.35%,表明基于多孔介质模型和CFD法分析钢网式储粮干燥仓的流场分析具有较好的准确性,研究结果为此类钢网式储粮仓流场分析和优化提供了方法和依据。     

玉米摘穗收获机械损伤影响因素分析

针对辊式玉米收获机收获损失大、籽粒损伤高的问题,该文通过理论分析与台架试验相结合的方法对摘穗过程中玉米损伤的影响因素及趋势进行了分析,建立了摘穗时果穗受力的数学模型并分析了各作用力随摘穗辊间隙、果穗直径的变化规律及其对收获损失和籽粒损伤的影响:随着摘穗辊间隙和果穗直径增大,摘穗辊凸棱对果穗的作用力、果穗受到摘穗辊的摩擦力以及果穗大端籽粒所受竖直方向的作用力都呈增大趋势,果穗损伤增加;果穗长度超过175 mm时,随果穗长度增加籽粒损伤明显增大,但果穗长度对籽粒损失无显著影响;摘穗辊转速在650~850 r/min变化时,果穗损伤率和籽粒损失随转速增加呈现先减小后增大的趋势;利用高速摄像技术对果穗的运动分析发现:果穗竖直方向运动速度对果穗损伤无明显影响,但果穗与摘穗辊接触时间越长,越容易对果穗造成损伤。该文通过对机械摘穗损伤机理的分析明确了影响摘穗损伤的主要因素,可为玉米摘穗装置的优化设计提供参考。     

消除粮仓通风死角的新构想及其电流场模拟试验

通风槽干燥仓在我国被广泛采用,它是一种地面开有通风槽的矩形平底粮仓,采用正压通风,这种通风方式存在通风死角,导致局部粮食霉变。该文提出消除这种通风死角的新构想,其原理是利用正负压通风与正压通风两种气流场在空间分布上的互补性,将这两种通风方式交替采用,实现无死角通风。根据粮堆机械通风时,谷料中的气流场与均匀导电媒质中的恒定电流场相似,均满足拉普拉斯方程,因此,可以用电流场模拟粮堆机械通风时的气流场。摸拟试验表明,在相邻两风槽间的距离与粮堆高度为不同的比值时,正负压通风的气流场可复盖正压通风的死角,从而证实了新的构想的可行性。这种新的通风方式不仅可用来改造现有的通风槽干燥仓,而且对今后新建粮仓的通风设计也具有重要参考价值。     

摘穗青贮型玉米复式割台的试验分析

该文通过正交试验，找出了对玉米复式割台收获质量有影响的多种因素；分析了各因素对摘穗机构和茎秆切割输送机构的影响；通过设计主要的工作部件，确定了复式割台主要的工作参数；对设计后的复式割台进行了性能检测，各项指标均达到了国家标准要求。结果表明，摘穗青贮型玉米复式割台对于各种玉米具有广泛的适应性。     

玉米粮堆通风干燥过程中热湿传递模拟及试验

为了准确预测玉米粮堆通风干燥过程中的热湿分布变化,明确适宜的通风条件。该研究基于干储一体仓,运用局域热非平衡理论,考虑玉米呼吸热,建立玉米粮堆通风干燥热湿传递模型,探究不同因素对通风干燥过程的影响,并进行通风干燥试验,分析玉米含水率、温度以及粮堆空气的温湿度分布变化情况。结果表明：建立的热湿传递模型可有效模拟仓内玉米粮堆通风干燥的过程,玉米监测点的温度、含水率模拟值与试验值的相对误差分别为1.4%～12.1%、0.3%～14.5%,平均值分别为4.8%、6.5%;通风前期玉米粮情存在一定的不均匀性,内层玉米的升温速率与干燥速率快于外层。随着通风过程的持续,上述不均匀性逐渐降低。综合考虑不同条件下玉米温度和含水率的变化,适宜的通风条件为空气相对湿度低于75%、通风风速为0.09～0.23 m/s,风温随大气条件而定。玉米通风干燥中试试验的单位能耗为890.2 kJ/kg,节能效果显著。研究结果可为玉米通风干燥技术和操作工艺的优化提供理论支持。     

基于EDEM-Fluent的玉米储藏立筒仓环流通风与纵向通风仿真分析

为解决立筒仓中纵向通风方式储粮效果不佳,在储粮机械通风过程中存在通风不均匀等问题,该研究结合纵向通风与横向通风的优点建立了环流通风仓模型,应用EDEM-Fluent流固热耦合方法,对相同工况下,储粮仓两种风道结构在机械通风时的速度场、温度场进行仿真对比分析。结果表明：环流通风速度均匀性指数为0.92,纵向通风速度均匀性指数为0.88,相同工况下环流通风气流在粮仓内分布更均匀。在温度场仿真分析中,纵向通风初期入风口附近区域粮堆温度呈梯度下降,明显低于初始温度,上层粮堆由纵向通风引起的热量传递不明显,受仓顶环境温度影响,粮面温度较粮堆内部低;环流通风初期,上层粮堆在环流通风影响下已经开始进行热量交换,产生温度梯度,通风结束后,纵向通风在粮层高度H=0.5 m处,温度维持26.85℃,H=0.8 m处温度降到27.85℃,整体平均温度降至24.77℃,环流通风仓在这两处温度分别为24.85和25.85℃,整体平均温度降至23.43℃,环流通风整体降温效果优于纵向通风;在颗粒温度场仿真分析中,相较于纵向通风,环流通风仓上下部颗粒温度相差较小,整体降温均匀。在不同通风形式下的粮仓各层温度变化规律...     

仿生玉米掰穗装置掰穗速度与功耗试验

目前国内外采用的玉米摘穗装置均存在着籽粒破损率高、含杂率高和功率消耗大等问题,为解决上述问题,该文采用模仿人工收获玉米果穗的方式,设计了仿生玉米掰穗装置。首先进行拉力测试试验,分别在静态与动态2种条件下对传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗所需力进行测量,验证仿生掰穗方式可行性;然后设计仿生玉米掰穗装置试验台并进行掰穗速度与功率消耗的综合试验,得到掰穗手速度与纯功率消耗的关系。试验表明:静态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗平均所需力分别为435和41.4 N。动态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获果穗平均所需力分别202.5和20.7 N。仿生掰穗比传统摘穗所需力大大减少。与传统玉米收获装置相比(正常工作速度1.2 m/s),该装置功率消耗低,约为36 W,小于传统一对摘穗辊消耗的纯功率(240 W)。该研究为玉米收获机摘穗部件的改进提供了参考。     

黄淮海地区夏玉米农艺性状与产量的通径分析

为应对当前黄淮海地区农业用水紧缺的情况, 选育和推广高水分利用率的高产夏玉米品种是一项重要措施。本试验采用完全随机设计, 对黄淮海区域11 个主推夏玉米品种在灌溉1 水条件下的农艺性状、产量和水分利用率进行通径分析与主成分分析, 结果表明: "滑丰8 号"、"蠡玉18"、"浚单20"和"冀玉3 号"的产量均超过10 000 kg·hm^-2, 且这4 个品种的水分利用率均在3.0 kg·m^-3 以上, 属于水分利用率高的超高产品种; "源申213"和"中科11"产量超过9 000 kg·hm^-2, 其水分利用率也均大于2.7 kg·m^-3, 属水分利用率较高的高产品种;"浚单18"、"登海662"、"冀农1 号"和"登海超级玉米"产量均超过8 000 kg·hm^-2, 其水分利用率在2.3~2.7 kg·m^-3之间, 属稳产品种。主成分分析及综合评价排名的结果表明, "冀玉3 号"、"蠡玉18"、"滑丰8 号"和"浚单20"4 个品种综合表现优异, 可以作为抗旱节水高产品种在黄淮海地区大面积推广。通径分析结果表明, 7 个主要农艺性状对产量的综合效应排名为: 芯重＞百粒重＞行粒数＞秃尖长度＞粒长＞棒长＞行数。芯重、行粒数和百粒重对产量的直接正效应最大, 秃尖长度对产量的直接负效应最大。以上结果为黄淮地区抗旱节水高产玉米品种选育和推广提供了重要信息。     

影响玉米摘穗过程中籽粒破碎和籽粒损失率的因素分析

为了降低玉米的收获损失，该文通过摘穗板式摘穗机构的正交试验方法，对在玉米摘穗过程中影响籽粒破碎和籽粒损失率的4个因素——摘穗板的形式、拉茎辊转速、籽粒含水率、机具前进速度进行了分析。结果表明，籽粒破碎率受籽粒含水率的影响最大，受摘穗板形式和拉茎辊转速影响次之，受前进速度的影响较小。籽粒损失率受拉茎辊转速的影响最大，受摘穗板形式的影响次之。当籽粒的含水率较低(30%左右)、摘穗板的形式为弯板、拉茎辊转速为中速度(600～700 r/min）时进行玉米的摘穗作业时，综合指标较好。     

竖壁贴附送风改善冷藏库内流场特性

果蔬贮藏期间,冷藏库内的气流分布是影响果蔬贮藏品质和送风能量利用率的关键因素,合理的气流组织对冷藏库内流场分布是至关重要的。该研究以某苹果冷藏库为研究对象,采用竖壁贴附送风方式,并对其流场建立了三维稳态的SST湍流模型来研究库内流场的分布特性以及货物的冷却效果,同时与传统的冷风机直吹送风的流场特性进行了对比。结果表明：在相同送风量下,相比冷风机直吹送风方式,竖壁贴附送风使得库内温度不均匀系数和速度不均匀系数分别降低了31%和47%。而且竖壁贴附送风使库内空气与货物的换热更加充分,进而使得送风的能量利用率提高了19%。因此,竖壁贴附送风方式应用于冷藏库是一种有效且节能的气流组织方式。     

竖壁贴附送风改善冷藏库内流场特性

果蔬贮藏期间,冷藏库内的气流分布是影响果蔬贮藏品质和送风能量利用率的关键因素,合理的气流组织对冷藏库内流场分布是至关重要的。该研究以某苹果冷藏库为研究对象,采用竖壁贴附送风方式,并对其流场建立了三维稳态的SST k?ω湍流模型来研究库内流场的分布特性以及货物的冷却效果,同时与传统的冷风机直吹送风的流场特性进行了对比。结果表明:在相同送风量下,相比冷风机直吹送风方式,竖壁贴附送风使得库内温度不均匀系数和速度不均匀系数分别降低了31%和47%。而且竖壁贴附送风使库内空气与货物的换热更加充分,进而使得送风的能量利用率提高了19%。因此,竖壁贴附送风方式应用于冷藏库是一种有效且节能的气流组织方式。     

玉米机械粒收籽粒含杂率与穗轴特性关系分析

明确玉米机械粒收籽粒含杂率及其与穗轴特性的关系,对于实现高质量粒收,推动玉米机械粒收技术发展具有重要意义.该研究于2018—2020年在四川中江同一地块,采用同一机械、操作人员进行分期收获试验,调查籽粒含杂率、各杂质组分绝对含量、穗轴弯曲强度和含水率,探讨各收获期杂质组分和穗轴特性变化规律,以期明确籽粒含杂率与穗轴特性...     

机械活化玉米淀粉的微生物降解性能

为了提高玉米淀粉的微生物降解反应活性,采用搅拌球磨机对玉米淀粉进行机械活化,以活化时间为60 min的玉米淀粉和原淀粉为原料,酒曲为降解试剂进行微生物降解反应,并以降解产物的葡萄糖值（Dextrose Equivalent,DE）为评价指标,分别研究了糊化温度、pH值、淀粉浓度、降解时间、降解温度、酒曲培养液用量等因素对降解产物中葡萄糖值的影响,并采用扫描电镜对淀粉降解过程中的颗粒进行形貌观察。结果表明,机械活化预处理能提高玉米淀粉微生物降解反应液中葡萄糖的含量,且活化淀粉未经糊化就能直接被微生物降解,降解60 min时的DE值为36.76%,与原淀粉相比,提高了27.80个百分点。说明机械活化作用破坏玉米淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构,有效地提高了微生物降解反应活性。     

根际通气对盆栽玉米生长与根系活力的影响

针对盆栽作物生长空间有限且通气不良的生长环境问题,为改善根际气体环境,试验设每隔2d通气1次(T1)、每隔4d通气1次(T2)两个通气处理,以不通气(CK)为对照,研究根际通气对盆栽玉米生长及根系活力的影响。结果表明,T1和T2处理均能提高玉米株高、叶面积、叶绿素含量,促进地上部分和地下部分干物质的积累。T1、T2处理有利于提高玉米根冠比和根系活力,拔节期T1和T2处理的根冠比分别是CK的1.27倍、1.18倍,根系活力分别为CK的1.26倍和1.54倍;抽穗期根冠比分别为CK的1.18倍、1.09倍,根系活力分别为CK的1.22倍和1.40倍。同时,通气处理能够促进作物吸收土壤内的养分。研究结果表明,根际通气能够增强盆栽玉米的根系活力,促进植株的生长发育。     

基于两级干燥工艺的玉米果穗太阳能集热通风干燥系统设计

利用中国西北充沛的光热及干燥空气资源,考虑节约热风的能源消耗等因素,设计了一套适用于玉米果穗和籽粒分两级干燥工艺的太阳能集热通风干燥系统,系统安装了可自卸平置式物料床,方便玉米果穗的干燥与卸载;控制系统可根据干燥仓内温度的变化实现对通风干燥系统的自动控制。试验表明,此系统可在短时间内将玉米果穗干燥,利用该太阳能集热通风干燥系统进行玉米果穗的两级干燥,干燥时间较一次干燥工艺缩短了18 h,平均降水速率每小时比玉米果穗一次干燥提高60.8%。该系统设计为我国育种干燥工艺及其相应设备的研究提供了参考。     

收获时期对四川春玉米机械粒收质量的影响

开展收获时期对玉米机械粒收质量影响的研究,对确定玉米适宜机械粒收时期和粒收技术的推广应用具有重要意义。本文以四川4个主栽玉米品种为材料,研究不同收获时期(7月31日、8月7日、8月13日、8月19日、8月25日、8月31日)对四川春玉米机械粒收质量的影响,并分析籽粒含水率与机械粒收质量之间的关系。结果表明:随收获日期推迟,玉米籽粒含水率逐渐降低,破碎率先快速降低后略有升高,杂质率快速降低并趋于稳定,而落穗损失率显著增加,落粒损失率变化规律不明显。机械粒收损失主要为落穗损失,占总损失率的比例平均为76.34%。随收获日期推迟籽粒破碎率和杂质率在品种间的差异逐渐减小,而落穗损失和总损失率在品种间的差异逐渐增大。籽粒含水率是影响机械粒收质量的关键因素,破碎率与籽粒含水率拟合方程为y=0.032 9x2-1.332 8x+15.529(R2=0.55**),含水率为10.76%～29.76%,破碎率低于5%;杂质率与籽粒含水率拟合方程为y=0.031 8e0.118 5x (R2=0.71**),含水率低于38.37%,杂质率低于3%;落穗损失率与籽粒含水率拟合方程为y=2 083.3/x2.135(R2=0.68**);籽粒总损失率与籽粒含水率拟合方程为y=911.02/x1.769(R2=0.68**),含水率高于18.96%,籽粒总损失率低于5%。推迟收获有利于降低籽粒破碎率和杂质率,但增加落穗风险和籽粒总损失率。本试验播期条件下,玉米适宜机械粒收的籽粒含水率范围为18.96%～29.76%,适宜机械粒收时间在8月7—19日,较传统收获日期推迟10～15 d。     

黄淮海夏玉米籽粒机收适宜光温指标研究

机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,籽粒机收率低已成为黄淮海夏玉米全程机械化生产的主要限制因素。籽粒含水量是决定能否机械粒收的关键指标,但直接测定籽粒含水量工作量繁重,取样误差因素多,破坏性大。利用生理成熟后籽粒脱水速率与光温条件的拟合关系,通过建立不同品种达到机收标准所需光温指标来反推籽粒含水量,间接实现对籽粒含水量的动态监测,指导适时机收,可克服上述缺点,为促进夏玉米机械粒收技术发展,指导农业生产发挥重要作用。本研究选择24个鹤壁主要种植玉米品种为供试材料,采取统一授粉,每隔3 d连续测定籽粒含水量变化。利用播种至收获期积温和乳熟至收获期日照时数与不同时期籽粒含水量进行回归分析,建立各品种拟合方程,以籽粒含水量达到28%为适宜机收的阈值,推算相应的光温指标。研究结果表明,除‘新单38’外,籽粒含水量均表现为果穗上部果穗中部果穗下部,‘先玉335’、‘登海701’、‘德单5号’和‘新单61’果穗上中下各部分的籽粒含水量差别较大。各品种达到适宜机收标准时所需播种到收获期积温在2 941~3 147℃·d范围内变化,所需乳熟至收获期日照时数为179~235 h。将各品种光温指标分别排序,光照和积温确定的品种位次较一致。经检验各品种达到机收标准的光温指标与收获期籽粒含水量呈极显著正相关,表明研究建立的光温指标能准确反映各品种籽粒含水量的变化,可用来指导机收。根据各品种光温指标大小,‘新单65’、‘新单68’、‘登海618’、‘新单38’、‘隆平206’、‘登海3号’、‘先玉335’和‘新单80’等品种达到机收标准所需的光温条件较少,更适宜籽粒机收;‘豫禾988’、‘郑单958’、‘登海662’、‘登海518’、‘新单66’、‘登海605’、‘德单5号’和‘益丰29’,成熟后脱水较慢,相对而言较不适宜籽粒机收。