大型5HFS-10负压自控粮食干燥机的设计与试验

为了降低一次能源的消耗和提高玉米等粮食干燥产能,结合寒区高水分玉米干燥特性,以负压干燥原理为基础,设计了一种负压自控粮食干燥机.该机采用负压多级顺流缓苏结合的干燥方式,将并联式扩张口型风机和变径角状管相结合,协调冷风配额调控机构,应用多传感器实时采集在线工作参数,配合自适应调控系统,实现大宗粮食的智能保质干燥生产.该文详细进行了干燥参数和技术经济指标的计算,可为负压干燥机的设计和综合评价提供.生产试验表明,该机工作性能优良,节能显著,烘干品质好,单位质量成本低,自动化程度高.有效控制干燥机出粮水分偏差小于等于±0.5％w.b,与传统正压送风式干燥机相比,节省能耗20％以上,降低生产成本12％以上.该干燥机各项作业性能指标完全符合农场集约化和规模化干燥作业要求,可为开发节能粮食智能化干燥机型提供参考.     

5HP-25型粮食干燥机设计与试验

为了提高干燥系统的能量利用效率,增强干燥机的通用性、可靠性、作业效率和年利用率,该研究围绕增大干燥动力系数和工艺能力指数,基于粮食的物性特征,从干燥工艺方式、机械结构参数和运动参数间的内在关系入手,把几何因子和运动参数有机结合,揭示了粮食在干燥机内流动特性;按照引风降压,连续闪蒸降温,强化传热传质,自适应排粮的设计思想,研制了一款粮食通用的干燥机,实现了粮食在干燥机内连续流动过程中,自发地改变流态、连续回转换位,强化了传热传质,改善了干燥的均匀性。设计的升角为6°的变截面角状盒,与传统的横流方法相比,可使干燥动力系数增大2～4倍,干燥稻谷时的爆腰增率可控制在1%以内,发芽势提高76%以上,发芽率达到95%;设计往复式差速排粮机构,实现了自适应无损排粮,有效解决了粮食架桥、堵塞问题,避免了粮种的机械损伤。设计的5HP-25型粮食干燥机,实际应用效果显示,在粮食平均干燥强度为1.37～2.70 %/h的条件下,干燥水分单位热耗为2 900～4 300kJ/kg,与国标7 400 kJ/kg相比,降低了单位热耗量。研究结果为实现优质、高效、节能干燥工艺及装备设计提供了参考。     

粮食干燥机废气参数的试验研究

经理论计算及现场试验,揭示了粮食干燥机废气参数随其工作条件的改变而发生的规律性变化。基于所进行的试验研究,提出了优化粮食干燥机废气参数的途径及其对于提高生产率,降低单位耗热量的意义,从而为干燥机的试验、使用和产品改进设计,提供了参考。     

智能低温远红外真空干燥机的设计与试验

针对现有干燥设备存在的干燥效率低、品质差、操作繁琐、智能化程度低,难以满足高水分物料快速干燥等问题,集成水汽捕集装置和智能化控制技术,改进设计出智能低温远红外真空干燥机。该干燥机由加热系统、真空系统、制冷系统、智能电控系统和辅助系统等组成,干燥过程中通过水汽捕集装置来快速凝结干燥过程中的大量水蒸气,通过智能化电控系统对物料质量、物料温度、加热板温度、仓内真空度、仓内湿度和单位能耗等工艺参数在一定范围内进行实时监控,实现了干燥全程自动化。该文详细阐述了智能低温远红外真空干燥机工作原理和总体结构的设计要点,确定了主要工作部件设计结构和相关参数。以高水分物料白萝卜为试验材料进行性能验证试验,结果表明:整机结构合理,性能稳定,安全可靠,与传统远红外真空干燥机相比,干燥时间缩短了22.14%,处理量增加了31.58%,干燥能力提高了31.52%,平均脱水速率达到21.7%/h,提高了28.4个百分点,单位能耗降低了13.33%,干燥均匀系数达0.97。干制品细胞破损率、变形率、收缩率等明显(P0.05)下降,色、香、味、形、口感等得到提升,感官品质得到保证。该研究解决了现有干燥设备存在的干燥效率低、品质差、智能化程度低以及难以满足高水分物料快速干燥等问题,为智能化远红外真空干燥技术应用于高水分物料快速干燥提供了技术依据。     

箱式通风干燥机小麦干燥试验研究

为了解小麦平床通风干燥特性,该文以某型号箱式通风干燥机为试验设备,开展小麦收获后干燥试验研究,测试分析了干燥床风场分布、干燥床层含水率分布、温度分布及耗能等特性。研究表明,该设备在水平面和垂直面均存在较明显的干燥速度差异;在干燥6h结束时整个小麦床层的最大含水率差异超过3%,影响整批物料的干燥效率和干燥成本;干燥5h后整批物料含水率达到小麦贮藏要求,每1kg物料含水率下降5%的能耗成本为0.09元。根据试验研究结果,提出在入风口增加导风栅格、干燥仓体4个角采用圆弧过渡处理、采用气流换向机构和交替换向通风干燥工艺等改进措施来改善该设备干燥均匀性。研究结果为该类型干燥机的小麦干燥工艺优化及设备改进设计提供了依据。     

小型全天候太阳能干燥机的设计及应用

为了解决凉果传统自然日晒干燥中存在的干燥过程耗时长,占地面积大、受天气控制和环境条件影响等问题,根据凉果的特性和干燥要求,设计研制了小型全天候太阳能干燥机。设备由集热器、干燥室和鼓风机等主要部分组成,具有集热、贮能和辅助加热等功能,可实现强制对流干燥、自然对流干燥和温室干燥等干燥模式。以干湿梅作为样品进行了干燥机的干燥性能试验,对干燥机集热器和干燥室的工作效率进行了计算、对干燥过程中的物料及能量进行了衡算,测定计算的设备干燥总效率为63.40%,达到较高水平。对于干湿梅的干制试验结果显示,设备的强制对流干燥模式的干燥速率平均达9.99 g/(100 g/h-1),较自然日晒干燥的提高了201.2%,干燥时间为12 h,较自然日晒干燥的缩短了76%,干制产品的糖、酸损失也较自然日晒干燥的略小。     

DX1B型竹根挖掘机的设计与试验

为了解决竹根挖掘过程中机械化程度低的问题,针对竹林复杂的地形条件和农艺要求,设计了一种DX1B型自动竹根挖掘机。该文阐述了该机器主要的工作原理、主要结构和关键部件的结构设计与主要参数计算,并对刀筒及其内部的压力弹簧进行有限元力学分析,对机器的强度进行验证。同时,对支架进行模态分析获得前四阶固有频率和振型,并进行机器的动态平稳性分析以便结构设计时避开共振频率激励。最后,制作小型的物理样机进行竹林间性能试验来验证竹根挖掘性能。试验结果表明:样机的刀筒外径为40~120 mm,挖掘竹径为30~70 mm的竹根,最大挖掘深度为250 mm,大多数竹根挖掘到150~200 mm左右的深度时,就可将竹底部根须扭断从而将竹根带出,且竹根形状保持良好;当样机掘根的速度为2 mm/s左右时,工作机构的平稳性和效率最优,整个掘根工作过程一般需要2~5 min,竹根挖掘效率相对于手工挖掘提高60%以上。该机器可实现自动掘进挖根和自动取根的效果,还能实现自动排土、排根的功能,整个挖掘过程无需人与竹根或者土壤接触。该研究可为丘陵山区等复杂地况的竹根清除问题提供解决方案,为竹根挖掘机实现全自动操作提供参考。     

气力式1JH-2型秸秆深埋还田机设计与试验

针对东北黑土区合理耕层构建秸秆深埋还田的技术要求,实现虚实并存合理耕层结构,研制了气力式1JH-2型秸秆深埋还田机,能够一次完成破茬、秸秆捡拾粉碎、开沟碎土、行间深松、秸秆深埋、覆土镇压等功能。机具主要由传动系统、破茬装置、捡拾粉碎装置、气力输送装置、开沟装置、覆土装置、镇压装置等组成。其关键部件是气力输送装置,应用离散元气固耦合数值模拟法对秸秆在气力气力输送装置中不同转速下的运动过程进行了数值模拟研究,得到了秸秆和气流输送气固耦合的运动规律。正交试验结果表明,机具运行最优参数组合为开沟装置转速215 r/min,风机转速1 850 r/min,机具作业速度3.0 km/h。田间试验表明,在最优参数组合条件下,秸秆深埋率为94%,秸秆粉碎合格率为94.2%,碎土率为95.4%,满足了东北黑土区秸秆深埋还田技术指标要求,为秸秆深埋还田机的改制和评价提供参考。     

换向通风横流式干燥机的研究及计算机辅助设计

横流式谷物干燥机有许多优点,是世界上设计较早、使用时间较长的干燥机型之一,但同时也存在着较大的不足。为了克服其不足,该文介绍了新研究发明的换向通风横流式干燥工艺及其机型的结构原理,并运用ＣＧＤＳＰ谷物干燥综合模拟程序进行了优化设计。     

ZMFQSL-1型苎麻开纤水理设备设计与试验

针对现有苎麻脱胶后纤维开纤中纤维束混乱纠缠、梳理难度大、工序不连续、劳动强度高等问题,结合苎麻纤维机械自动化生产的技术要求,该文采用煮练后麻纤维平直喂入、敲麻开纤、高压水理清洗和平直输出等连续化工序加工原理,对设备整体方案和主要工作部件敲麻开纤装置、间歇输送装置、聚拢装置以及水理装置等进行设计,确定其关键参数,并开展样机麻纤维开纤试验和纤维质量检测。试验结果表明:该样机生产性能稳定,麻纤维品质均一,大幅降低了劳动强度,生产效率大于120 kg/h(原麻),麻纤维残胶率小于2.0%,并丝率小于2‰,束纤维断裂强度为4.3 c N/dtex。研究结果可为苎麻精加工设备的升级换代和苎麻纤维生产规模化、标准化发展提供技术支撑。     

计算喷雾干燥塔直径和高度的解析法

为了改进图解积分法要反复查列线图的繁琐过程及克服该法不能编程计算的困难，提出了计算喷雾干燥塔直径和高度的一种新方法——解析法。采用解析法导出了过渡区(喷雾干燥大部分情况均落在此区间)计算雾滴水平飞翔距离和时间、雾滴减速运动垂直下降距离和时间的解析式，还导出了层流区、湍流区计算雾滴运动距离的解析式。利用这些解析式结合已报道的层流区及湍流区计算雾滴运动时间的有关解析式即可用解析法求出喷雾干燥塔的直径和高度。算例表明，解析法比图解积分法简便、准确，解析法手算或计算机编程计算均很方便、计算精度可以满足工程设计要求。     

苜蓿气体射流冲击联合常温通风干燥装备设计及试验

针对苜蓿干燥存在的处理量小、耗能高、叶片损失率高的问题,该文将紫花苜蓿的干燥过程分为高温和常温两个干燥段,设计了气体射流冲击联合常温通风干燥装备,包括基于狭缝型气体射流冲击管的气体射流冲带式干燥机和基于环境条件自动控制的常温通风箱式干燥机。利用计算流体动力学软件Fluent对狭缝型气流冲击管内部的流场进行数值模拟。结果显示增设扰流板可以改善狭缝型气体射流冲击管喷嘴出口气流速度分布的均匀性,速度变异系数由不设扰流板情况下的51.1%降为7.7%;利用单片机控制系统进行信息采集并控制通风的进行,解决夜间物料吸湿回潮、发热的问题。以紫花苜蓿作为原料对干燥装备的性能进行试验验证,结果表明:气体射流冲击联合常温通风干燥的苜蓿具有批次处理量大(150 kg/h)、叶片损失率小(干草的叶片损失率为1.5%)、能耗低(单位去水能耗3 408 k J/kg)的优点。研究结果为低能耗、低叶片损失率的苜蓿干燥技术与装备提供参考。     

5HY型远红外蔬菜脱水机的研制

在探讨了加热温度、料层厚度及辐射距离等因素对干燥过程影响的基础上,研制了5HY型远红外蔬菜脱水机。试验表明,为保证干菜的品质,加热温度以60~75℃为宜;综合考虑生产率、脱水均匀性和能耗等因素,料层厚度以30~40 mm为宜,辐射距离以100~120 mm为宜。实际应用表明：该设备采用了双面链板输送装置,输送链的松紧两段均为工作段,与普通输送链相比,较大地提高了设备和空间的利用率;对于胡萝卜等密度较大的蔬菜,生产率可达25.8 kg(干菜)/h,单位能耗为3.2 MJ/kg(H₂O),与现有的热风对流蔬菜干燥相比可节能20%左右,维生素C损失率降低5%~8%;该设备能够实现连续化生产,自动化程度高、操作方便,能够适应脱水蔬菜产业化生产的需要。     

生产建设项目水土保持设计理念与原则

生产建设项目水土保持设计理念是水土保持设计的主导思想,也是主体工程设计思想的重要组成部分。在对近10年来我国不同工程类型生产建设项目独具特色的水土保持设计方案及其实施后效果调研的基础上,总结提出水土保持设计理念的内涵与外延,指出水土保持设计理念核心是最大限度地保护生态、控制扰动范围、减少植被破坏和水土流失、快速有效修复生态系统,并在更高层次上达到工程、生态、景观的协调,达到人与工程、人与自然和谐。在这一设计理念的指导下,提出生产建设项目设计的5项基本原则:1)落实责任,明确目标;2)预防为主,保护优先;3)综合治理,因地制宜;4)综合利用,经济合理;5)生态优先,景观协调。     

NJS-1型植保直流闭口式风洞设计与试验

针对农药雾滴飘移特性研究的需要,依照流体力学、空气动力学及相似理论设计了NJS-1型植保低速风洞。该风洞型式为直流闭口式,主要由进气段、动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,采用理论计算确定各段结构,风洞总体尺寸为20 m×2.7 m×4.3 m(长×宽×高);动力段流道型式为R+S级,叶轮直径1.2 m,叶片数为8,后导叶叶片宽度0.18 m,叶片数为7;扩散段为大角度扩散,扩散角40°;稳定段采用六角形蜂窝器和两层阻尼网组合设计;试验段长度为7.5 m,出口截面尺寸为1.8 m×1.2 m(高×宽)。通过性能试验测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明:试验段风速1.0~10 m/s连续可调,气流动压稳定系数小于1.5%,气流紊流度小于1%;同时在1.0~9.0 m/s风速下测定试验段入口截面风场均匀性,表明随着风速的增加,风场的风速分布更加均匀。该文为进一步研究植保风洞的结构设计和飘移试验参数优化提供依据。