植物叶片表面结构对雾滴沉积的影响分析

为探索雾滴在不同结构叶片表面沉积效果差异,试验研究138.2、176.5、209.1、235.1和283.7μm 5个粒径雾滴在毛刺、蜡质和粗糙3种表面的沉积效果,分析了各类叶片表面在与水平面呈0°、15°、30°、45°、60°和75°6个夹角时的沉积差异。对叶面结构、叶片倾角和雾滴粒径3个因素的影响程度差异进行了正交试验。结果表明,喷量相同的情况下,雾滴在蜡质及粗糙叶面沉积率随雾滴粒径增大而减小,在毛刺叶片表面,当雾滴粒径大于231.5μm时,药液沉积率随雾滴粒径增大而减小的趋势更为明显。在毛刺和粗糙叶片表面,药液沉积率随叶面倾角增大而减小;而在蜡质叶面,倾角大于45°时,沉积率会产生一次突增并超过较小倾角时的雾滴沉积率。叶片倾角对雾滴沉积率影响最大,叶面结构次之,雾滴粒径影响不显著。     

有压管道孔板局部阻力相邻影响机理研究

为揭示有压管道孔板局部阻力相邻影响机理,采用标准k-ε紊流模型对孔板间相邻影响系数随孔板孔径比、厚径比及相对间距的变化关系以及不同工况时的流场特性进行了数值模拟研究。研究结果表明:相邻影响系数C1.0时,其随孔板孔径比、厚径比及两孔板相对间距的减小而减小,即两孔板形变件间的相互影响程度逐渐增大;当C=1.0时,其随各影响因素的增加不再变化,即两孔板形变件间无相互影响。不同工况下的单个孔板及两个孔板的流场结果对比分析表明孔径比、厚径比增大,单个孔板的影响长度减小,通过改变单个孔板的影响长度间接改变了相邻影响程度,而相对间距与影响长度的比值直接决定相邻影响程度,阐明了各影响因素对局部阻力相邻影响现象的影响机理。     

预制式太阳能集热板的设计及热损系数测定

设计了一种预制式成型的新型太阳能高效集热板构件,其结构主要是:利用吸热体流道间附加渗透金属筛网结构,墨绿色磁漆添加氧化铁、氧化铜、氧化镁混合制作的吸热涂层,框架采用双层塑钢型材叠加而成的复合框体,盖板为双层普通玻璃,整体形成了密闭性良好的空气流通道。该集热板应用于太阳能建筑的构建,即可替代Trombe墙做集热蓄热墙体结构,也可作为外挂集热板用于室内加热,能有效提高和完善建筑的节能效果,易于规范其施工过程,保证太阳能集热效果。通过模拟及分析,确定了集热板进、出气口布置形式和大小,并对其热损系数UL进行了对比测定,表明其蓄热保温性能稳定良好。     

蝗虫在滑移捕集滑板上的附着力测试

为给灾害蝗虫光电诱导滑移捕集装置中滑板材料的优选与滑板倾角的设定提供技术支持,设计了蝗虫附着力测试系统(精度为1mN,量程为0~3N),并利用该系统进行了蝗虫在不同材料和不同倾角捕集滑板上的附着力测试。结果表明,当分别以镀锌铁板、PVC板和普通玻璃板为滑板时,蝗虫的附着力均随着倾角的增加而减小;对于确定倾角的滑板,蝗虫在镀锌铁板上具有较小的附着力,故镀锌铁板较适宜作光电诱导滑移捕集装置的滑板,相应的最小倾角为35°~40°。     

泵内圆盘摩擦损失实验研究

当封闭空腔内圆盘顶部径向间距保持不变时,在轴向间距、旋转雷诺数不同情况下,对旋转圆盘的摩擦损失进行实验研究,结果表明;轴向间距增大会增加圆盘摩擦损失;随着旋转雷诺数增加,摩擦转矩系数逐渐减小;粗糙度增大使圆盘摩擦损失增加。最后,以轴向间距比,旋转雷诺数为特征参数推导出摩擦转矩系数的经验计算式。     

太阳能平板集热器串联阵列运行特性的数值模拟

以串联平板集热阵列为研究对象,通过建立串联集热阵列集热模型,计算分析不同集热介质循环流量、不同辐照度、不同室外环境温度下阵列的集热特性。结果表明:集热工质循环流速对集热阵列的集热效率影响显著,阵列数目越多,集热效率差异越大,当循环流速高于1m3/h时可获得较高的集热效率;当太阳辐照度高于100W/m2时,集热阵列的散热损失量小于集热量,集热循环开启,且集热阵列的集热效率随辐照度的增加稳定于0.65~0.72之间,表明高辐照度下集热阵列的温度较高,散热损失的增加使得集热效率基本为定值;室外环境温度增加使集热工质出口温度逐渐增加,对集热效率影响较大。     

油葵联合收获机清选装置结构优化与试验

针对油葵联合收获作业过程中存在籽粒含杂率及损失率偏高的问题,测定油葵脱粒后脱出物的尺寸特征和悬浮特性,通过机构的运动学分析与物料的受力分析,确定了油葵联合收获机清选装置主要结构参数与工作参数。以风机转速、振动频率和分风板倾角为影响因素,油葵籽粒含杂率和籽粒损失率为评价指标,开展工作参数优化试验,单因素试验结果表明,清选装置较优工作区间为：风机转速1100~1300r/min、振动频率3~5Hz、分风板倾角20°~40°;设计Box-Behnken试验,建立了响应面回归模型,并进行参数优化,结果表明：各试验因素对含杂率和损失率影响显著性大小顺序均为风机转速、振动频率、分风板倾角;当风机转速1200r/min、振动频率4Hz、分风板倾角27°时,试验结果表明平均油葵籽粒含杂率为4.25%,平均籽粒损失率为1.82%,满足油葵联合收获机清选的国家标准要求。     

长距离有压输水工程整体模型试验管道沿程水头损失替代研究

长距离有压输水工程一般通过设置阻力环的水头损失替代法进行整体模型试验研究。依托深圳市北坑水库输水隧洞工程,对不同雷诺数、环数和布置方式下阻力环的水头损失替代效果及其变化规律进行数值模拟研究发现：当雷诺数Re>0.32×105后,几乎不会造成阻力环局部水头损失系数与阻力环后旋涡区长度变化;孔径比d/D减小或距径比L/D增大会增强阻力环的水头损失替代效果;当d/D=0.8,L/D=0.5,环数n>2时,阻力环平均局部水头损失系数Kd随环数n增加而减小,当环数n>20后Kd不再随环数变化。在此基础上推导出环数影响系数ε随环数n的变化规律及其拟合曲线,以及阻力替代段总局部水头损失和替代管道长度计算公式。通过分析环数对漩涡区长度的影响,阻力替代段后需设置不小于2.5D的过渡段才能保证水流流态恢复至未替代状态。     

基于鼹鼠多趾结构特征的仿生切土刀片设计与试验

为降低土壤耕作阻力,分析了鼹鼠前肢手掌的多趾组合结构特征,得到鼹鼠多趾组合结构是一种多窄齿组合结构,且相邻齿间间距可调整,最终确定了多趾组合结构的数学模型。基于该模型,设计了具有仿生结构特征的切土刀片。通过土槽试验,采用四因素三水平的二次正交回归试验方法,分析仿生结构元素m和n、土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响,得到土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响更显著,最优仿生结构元素m为5、n为1.75。通过比较传统和仿生刀片在切土倾角10°~90°和土壤含水率10%~30%下的水平阻力,得到仿生几何结构对刀片切土的临界倾角无显著影响,但土壤含水率对其有显著影响：当土壤含水率为10%和20%时,临界倾角均为30°左右;当土壤含水率为30%时,临界倾角均在40°~50°之间。然而,仿生几何结构对刀片所受的水平阻力有显著影响,在相同的土壤含水率下,仿生刀片的水平阻力总小于传统刀片的水平阻力：当土壤含水率为10%、20%、30%时,仿生刀片的水平阻力分别减小11.48%~39.16%、17.81%~28.00%和11.19%~33.26%。此外,水平阻力的变化与土壤内聚力具有极大的相关性,研究表明土壤含水率为10%~20%时,仿生刀片具有更好的切土性能。     

球阀与T型三通管组合形变件水力特性数值模拟

为探究球阀与DN63三通管组合形变件的水流运动特性的规律，基于Realizable k-ε湍流模型，采用Fluent软件对组合形变件进行数值模拟，分析阀门开度、雷诺数和分流比对组合形变件综合损失系数的影响。结果表明：当流速、分流比一定时，球阀开度对组合形变件的综合损失影响显著，随着开度增大，阀芯内流速梯度减小，阀门前后形成的旋涡面积随之减小，当阀门开度大于70°时，损失系数的变化趋于稳定；组合形变件阻力损失随雷诺数和分流比的增大而减小，当雷诺数大于1.8×10⁵后趋于稳定。综合表明：造成组合形变件综合局部损失最主要的因素是阀门的开口度大小，其次为分流比和雷诺数的变化。     

卧式柴油机冷却水套结构优化与流动特性分析

针对卧式柴油机结构特点,设计了强制冷却闭式循环系统水套结构,在不同工况下对水套入口流量及关键点的温度和压力进行了测试与分析.利用计算流体动力学软件对冷却水套的流场、压力场和换热系数分布进行了分析,并对原水套结构进行了优化.结果表明:原水套平均流速为1.00 m/s,平均换热系数为7 767 W/( m2· K),压力损失为0.027 MPa,基本符合工程设计要求;但各缸冷却水流速和传热系数不均匀,在公共水腔中部、二缸缸体水套上部出现大的漩涡,二缸鼻梁区、两个排气道下方局部区域存在流动死区.结构优化后,水套平均流速达到1.35 m/s,平均换热系数达到9 826 W/(m2·K),较原方案分别提高了35％和26.5％.在热负荷最大的缸盖鼻梁区,冷却水平均流速达到1.33 m/s,提高了41.5％,换热系数都在5000 W/( m2· K)以上,没有出现原方案中的局部流动死区和大的漩涡.     

自清洗网式过滤器排污流量的计算

对影响自清洗网式过滤器排污流量大小的因素进行分析,发现过滤器排污流量Qp由流量系数μ决定.为了探讨排污流量系数的变化规律,主要进行了过滤器吸沙组件相对入流面积对排污流量系数影响的试验研究,发现流量系数随着吸沙组件相对入流面积的增大而增大,但当相对入流面积增大到一定程度后,流量系数就不再发生变化,而是趋近于某一恒定值.建立了排污流量系数关系式,分析排污流量系数关系式发现：当吸沙组件相对入流面积大于0.15,即当吸沙组件入口长度l大于500 mm后（吸沙组件入口宽度b等于300 mm,为定值）,吸沙组件开口面积对排污流量的影响已不到0.5%,即过滤器排污系数几乎不随吸沙组件开口面积的增加而改变,该变化规律与试验所作出的分析结果定性一致.根据排污流量系数关系式,进而建立了自清洗网式过滤器排污流量计算公式,对建立的公式进行均方差ERMS检验,得到均方差ERMS为0.001 74,说明该公式具有很高的拟合度.     

射流脉冲三通毛管灌水均匀性试验研究

为了提高低压滴灌系统灌水均匀性,基于附壁与切换原理发明了射流脉冲三通发生器,试验研究了不同压力工况下脉冲频率、脉冲振幅2种因素对灌水均匀系数、流量偏差率的影响,并分析了脉冲条件下毛管铺设长度和进口压力对灌水均匀性的影响.结果表明:在毛管铺设长度相同时,不同低压下射流脉冲三通灌水均匀系数的平均值比普通三通提高了0.65%,流量偏差率明显低于普通三通,平均降幅为3.62%;低压条件下产生脉冲频率高于200次/min,脉冲振幅高于2.5 m;相同压力条件下,灌水均匀系数随毛管铺设长度的增大而降低,流量偏差率随毛管铺设长度的增大而显著增大;毛管铺设长度相同时,灌水器流量随进口压力增大而增大,进口流量也会随之增大.     

Estimating evapotranspiration in the Padova Botanical Garden

In 1996, intensive building operations near the botanical garden of Padova, the oldest botanical garden in the world, altered a long-established equilibrium between groundwater and plants and threatened the lives of some of them. To avoid water stress, an advanced irrigation system was installed. For design purposes, better knowledge of the water cycle and the monthly average evapotranspiration (ET) in the area was needed. Due to the complex canopy stand of the site, ET was estimated using the water balance method, integrating mathematical models with the Arc/Info Geographical Information System. The water balance was estimated in 1997 and 1998, and results were used to derive an empirical mean crop coefficient of the botanical garden, to simulate the long-term water requirements using the product of reference ET and the apparent crop coefficient to estimate ET from the garden. Two types of hydrological behaviour were identified: one in the central area of the garden, where reduced ground cover diminishes ET and increases runoff and percolation. In the external area, the ET was higher because of the presence of many trees. The empirical mean monthly crop coefficient ranged between 0.56 and 0.83, indicating that ET in the entire area is always less than grass reference ET.     

南方平原灌区稻田涝水过程模拟

基于高邮灌区典型区域降雨涝水过程监测,根据灌区特点对水箱模型进行改进,构建了适合于平原稻区稻田涝水过程模拟模型,采用自适应遗传算法对模型参数进行了率定,并对模型在水稻灌区的适应性进行评价.结果表明:稻田水箱模型对稻田涝水过程模拟具有较高精度.率定期,降雨径流模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.17~0.28 mm/h,相关系数r大于0.95,模型纳什系数NSE为0.79~0.96.验证期,降雨径流模拟值与实测值之间均方根误差RMSE为0.06~0.29 mm/h,相关系数r超过0.88,模型模拟纳什系数NSE为0.73~0.93;对稻田蓄水深的模拟,均方根误差RMSE为15~20 mm,相关系数均大于0.95,纳什系数NSE为0.84~0.90.因此,改进的稻田水箱模型能够反映稻田的水循环过程,可为南方平原水稻灌区防洪除涝减灾对策的制定提供决策支持.     

A Pearson distribution model describing sprinkler irrigation efficiency

A Pearson type III distribution model is used to simulate water distribution from rotating sprinklers. Using an analytical-numerical approach graphs were constructed for easy calculation of the performance parameters such as adequately irrigated area, mean deficit and deep percolation efficiency. In order to achieve this the coefficient of skewness was assumed to be a constant multiple of the coefficient of variation. Thus the Pearson type III distribution parameters were expressed as functions of the coefficient of variation.     

转子泵容积利用系数的通用计算模型

为构建适用于各类外啮合转子泵容积利用系数的通用计算模型,首先,针对能减少径向泄漏的一类宽顶转子,给出通用轮廓构造和关于瞬心半径的轮廓方程;其次,基于一对结构与尺寸完全相同的转子副,通过分析其处于最小余隙位置的几何关系,逐步推导出共轭截面积、容积利用系数关于瞬心半径的精确计算公式;最后,以摆线转子进行实例验证.结果表明:...     

Y型网式过滤器堵塞过程对有机肥浓度的响应研究

为研究水肥一体化设备中用于过滤有机肥的Y型网式过滤器的堵塞规律,对Y型网式过滤器在初始流量500 L/h、水源压力117.6 k Pa下,设置25、30、40、50 g/L共4种黄腐酸钾有机肥肥液质量浓度,进行了过滤器堵塞试验,分析了Y型网式过滤器的局部水头损失与单个滤孔滤网清洁度(单个滤孔有效过水断面面积与孔隙总面积比值) S/S0的关系,并利用XRD分析了过滤器内堵塞物质的成分。结果表明:肥液质量浓度对过滤器滤网清洁度影响显著,建议肥液质量浓度不超过40 g/L;过滤器局部水头损失在S/S0减小到10%后才逐渐开始增大,过滤器局部水头损失与滤网清洁度、肥液质量浓度有关,利用多项式拟合给出了过滤器滤网清洁度与肥液质量浓度、施肥持续时间的关系式及局部水头损失与肥液质量浓度、滤网清洁度的关系式;滤网堵塞物质主要成分为硫酸钙、草酸钙。本研究结果可为水肥一体化设备中过滤器的选择提供理论参考。     

DEM栅格分辨率对丘陵山地区定量土壤-景观模型的影响

基于数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）的定量土壤-景观模型的精度依赖于DEM栅格分辨率,而DEM栅格分辨率如何影响土壤-景观模型及其预测精度目前研究较少。以西南丘陵山地区一典型汇水盆地为研究对象,以该区2.5、5、10、20和30 m DEM为基础,利用逐步线性回归方法建立起研究区不同分辨率下的定量土壤-景观模型,并应用这些模型预测研究区内土壤表层碱解氮含量的空间分布,进而比较DEM不同分辨率下土壤-景观模型及其预测精度。结果表明,随着DEM栅格分辨率的降低,比汇水面积、地形湿度指数的均值逐渐增加;平均坡度逐渐降低;曲率变化的范围逐渐减小。地形指数的这一变化规律对土壤-景观模型及其预测结果产生显著影响,模型的校正决定系数、平均绝对误差和均方根误差都以5 m栅格分辨率为转折点,分辨率低于5 m,模型的校正决定系数显著减小,平均绝对误差和均方根误差显著增加。     

基于决策树和混合像元分解的玉米种植面积提取方法

Landsat 8影像具有较高空间分辨率和时间分辨率,长时间序列Landsat 8-NDVI曲线反映农作物的物候历、种植模式和种植结构信息,是精确提取玉米种植面积的理想数据源。基于时序Landsat 8-NDVI影像提取玉米种植面积的方法中,决策树方法快速、高效,可通过多阈值限定进行分类,但由于混合像元问题,如果阈值设置过宽,提取面积偏大;阈值设置过窄,提取面积偏小;混合像元分解通过计算端元组分丰度可以排除异质地类干扰。因此,以时序NDVI为数据源、耦合使用2种算法是精确提取作物种植面积的有效方法。本研究基于时序Landsat 8-NDVI,提取河北省保定市大田玉米的种植面积。首先,分析典型作物区的NDVI曲线特征,并构建决策树从而初步提取早播夏玉米、小麦夏玉米和春玉米的分布范围。然后,根据端元平均NDVI波谱曲线,进行3种玉米混合度分解,进而根据玉米丰度比例精确提取玉米种植面积。精度评价结果表明:利用本方法提取的玉米种植区总分类精度在98%以上,Kappa系数在0.97以上;所提取的玉米种植类型主要是夏玉米,春玉米种植主要集中在涿州市中部,这与实地调查结果一致。上述定量和定性的评价结果表明该方法可用于快速、精确提取玉米种植面积。