基于空载温度场模拟与试验的冷藏车冷板布置方式优选

该文通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对常见的3种不同冷板布置方式(冷板顶置、冷板侧置、冷板部分顶置部分侧置)下的空载冷藏车厢内温度场进行了10 h的非稳态数值模拟研究。结果表明:在10 h的非稳态模拟研究中,在车厢高度方向上由上往下,空气温度都呈现逐渐上升的趋势;在车厢长度方向上,靠近车厢中心的区域空气温度更低。壁面附近空气温度较高,温度梯度较大。其中,在冷板侧置的方式下,厢内整体温度较低,各测点温度在-9.5~-7℃范围内,且温度均匀性较好;在冷板部分顶置部分侧置的方式中,各测点温度在起始阶段温差较大,在末段温差有所缩小,最终各测点温度为-9~-7.2℃,测点整体温度与温差稍好于冷板顶置的方式。同时,冷板侧置的方式下,车厢的可用空间较小;冷板顶置的方式的可用容积较大,但是冷板布置于车厢顶部,充注共晶液后会导致车辆重心的上升,降低了冷藏车在运行时的稳定性;冷板部分顶置部分侧置的方式可用空间及重心介于冷板侧置的方式与冷板顶置的方式之间。综上所述,考虑到冷板侧置的冷板布置方式对货物的影响,优先选用冷板部分顶置部分侧置、冷板顶置的方式。综合考虑冷板布置方式对货物的影响,冷藏车厢内可用容积、冷藏车厢的重心高度等因素,研制了2种不同冷板布置方式的冷板冷藏车厢,对车内的温度场进行空载试验,结果表明冷板部分侧置、部分顶置的方式较为合理。同时经过10 h的试验,实测温度与模拟仿真温度的平均偏差为0.9℃,绝对误差在2.5℃以内,说明计算模型可以用于冷藏车厢内温度场的模拟。研究结果可为优化冷板冷藏车的冷板布置方式提供依据。     

基于CFD数值模拟的冷藏车节能组合方式比较

精确掌握温度控制是实现高质量食品冷链运输的关键,节能减排降低运输成本也是供应商所追求的目标。该文以短距离冷藏运输车为研究对象,以土豆为货物区试验材料,建立了求解冷藏车车厢温度场分布计算模型。模拟过程采用2种不同的风机制冷温度（0和3℃）,依据制冷机组功率和货物最佳冷藏温度,确定运输过程中打开和关闭制冷风机最佳间隔时间。模型以冷气出风口风速、冷气温度、车厢以及货物的初始温度、货物的物性参数为边界条件,采用计算流体力学（CFD）非稳态SST κ-ω计算模型,模拟开启风机和关闭风机不同阶段车厢内温度场的分布情况。结果表明在组合方式为制冷温度3℃,制冷时间和关闭制冷风机阶段都为10 min时比制冷温度为0,制冷时间15 min和关闭制冷风机为20 min时要节约3.6×105 J能耗。该研究为合理选择制冷风机温度和冷却时间最佳组合方式,以及实现节能减排降低运输成本提供了依据。     

保鲜运输车果蔬堆码方式对温度场影响的数值模拟

温度场是保障果蔬运输品质的重要因素之一。为了解温度场的分布规律,该文以基于差压原理的运输厢体为研究对象,采用香蕉为试验物料,建立厢体的1/4等比例三维紊流数值计算模型,结合有孔模型,采用SIMPLE算法和壁面函数法,对厢体中间两侧留空、两侧留空和满载等3种果蔬堆码方式的模型进行温度场的数值计算,得出了厢体内纵截面和横截面的温度以及货物表面的温度分布图。经对比分析发现,合理的货物堆码方式可以改善厢体内温度场的分布;中间两侧留空方式较两侧留空方式和满载方式相比较,冷空气与货物的热交换好,厢体温度场较均匀。经过试验验证,模拟值与测试值平均温度偏差均不超过1.5℃,试验结果与模拟结果吻合较好。该研究揭示了果蔬保鲜车厢体内部温度场分布的一般规律,对保鲜运输车的货物堆码方式以及结构优化设计等研究有一定的参考价值。     

管道式加湿装置湿度场分布的数值模拟及试验验证

为掌握管道式加湿装置加湿流场的分布规律,该文针对压差原理的保鲜运输厢体,以脐橙为试验物料,建立厢体的1/4等比例三维紊流数值计算模型,结合有孔模型和组分传输模型,采用SIMPLE算法和壁面函数算法,运用Fluent软件对管道式加湿过程厢体内湿度场进行数值模拟,得出了厢体内纵截面和横截面以及货物表面的湿度分布云图。采用管道式加湿可以在246 s内将厢体内的相对湿度从75%升高到90%,厢体内湿度场分布均匀,相对湿度差小于2%,货物表面的相对湿度差不超过3%。经试验验证,试验结果与模拟结果相吻合,试验值与模拟值相对湿度最大偏差值不超过1.2%。通过所建立的模型研究不同回风道风速、管道直径、开孔数对货物表面湿度分布的影响。研究结果表明:加湿速率随回风道风速和管道直径的增大而增大,开孔数对加湿速率的影响不大(P0.05);货物表面湿度最大差值随回风道风速的增大而减小,随管道直径的增大先增大后减小,随管道开孔数的增加先减小后增大。该研究结果对于保鲜运输加湿装置的优化设计具有一定的参考价值。     

装设均匀送风管道对冷藏库气流流场特性的改善

果蔬冷藏环境对库内温湿度及速度场的均匀性有较高要求,采用冷风机加均匀送风管道的形式可以更好地满足果蔬贮藏的条件。该文针对某200 t苹果冷藏库,研究了库内装设与不装设均匀送风管道时库内的温度场、速度场及相对湿度场的分布情况。文中建立了冷风机(加均匀送风管道)-货物-库内空气环境的气体流动、传热与传质的三维耦合数学求解模型。在冷风机送风速度为5.24 m/s,送风温度为271.15 K,送风相对湿度为90%的条件下,数值模拟研究了冷藏库内速度场、温度场及相对湿度场,并通过计算不均匀系数及空气分布特性指标(air diffusion performance index,ADPI)对流场特性进行了评价。结果显示,当库内装设均匀送风管道时货物区速度不均匀系数比不设送风管道时降低22.65%,温度不均匀系数降低20%,相对湿度不均匀系数降低22.73%,空气分布特性指标增大11.13%。因此,装设均匀送风管道时库内速度场、温度场及相对湿度场均更加均匀。     

果蔬冷库进货期间货物温度稳定性的影响因素

温度是果蔬贮藏环境最重要的参数。为了研究果蔬进库过程中影响货物温度稳定性的因素,该文以西安某苹果冷藏库为研究对象,建立冷库环境三维非稳态数值求解模型,模拟了进货过程中新进货物摆放间距、进货温度和进货量对达到贮藏条件货物温度稳定性的影响。模拟结果表明,在实际运行管理中,存在适宜的进货温度和进货量,可使苹果贮藏环境受进货过程影响最小,进货效率最高;增大进货间距可以减小对货物温度场的影响,进货摆放间距并不是越大越好。该文研究的冷库,进货过程中货物应先预冷到3℃再进库,进货摆放间距为0.5 m,进货量不大于10%。     

内衬塑料地下粮食筒仓粮堆温度场研究

为了研究地下仓储粮期间粮堆的温度变化,该研究以湿基含水率为23%的高水分玉米为研究对象,首先采用试验方法对内径3 m,高5 m的地下筒仓在静态储藏条件下的仓内温度场的变化进行了分析。然后基于多孔介质传热理论,使用多物理场数值模拟软件COMSOL对试验仓进行了模拟研究。数值模拟基于实际堆粮高度,充分考虑了仓内谷物颗粒呼吸作用对粮堆内温度场分布的影响,研究了不同初始粮温、粮食种类和装粮季节对仓内温度场的影响。结果表明:静态储藏阶段,粮食的呼吸作用较强,粮堆首先在底部开始升温,并逐渐形成高温热芯,随后热芯位置逐渐向粮堆中上部移动,并最终稳定于距装粮线1 m处。初始粮温为35℃时,仓内粮堆温升最高,为6.1℃,温度达到峰值后出现下降趋势;在5种不同种类(玉米、油菜籽、大豆、小麦和稻谷)粮堆中,油菜籽堆平均温升最高,为1.6℃,玉米堆平均温升最低,为1.2℃;不同季节外部环境温度的变化对仓内粮堆温度变化影响很小,仓内粮堆温度在不同季节条件下表现出一致的变化趋势。该研究对地下仓高水分粮储藏期间的温度变化进行了研究,并拓展了数值模拟,可为实际工程提供参考。     

基于CFD的下沉式日光温室保温性能分析

为了深入了解下沉式日光温室的保温性能,该文基于非稳态传热模型,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件模拟盖帘状态下下沉式日光温室的温度场,并采用试验对CFD模拟温室内的温度场进行验证,验证结果表明,CFD对下沉式日光温室盖帘状态下温度场的模拟具有较高的可信度.为了提高下沉式日光温室的保温效率,使用CFD软件对不同盖帘时间的下沉式日光温室的温度场进行模拟,并分析其对热能分布的影响.结果表明,不同盖帘时刻对下沉式日光温室夜间温度的影响差异显著;在午后弱光、室内外温差较大条件下,提前盖帘可以显著提高日光温室内夜间温度.该研究为CFD在下沉式日光温室研究中的应用及下沉式日光温室盖帘管理提供参考.     

保鲜运输车温度场分布特性试验研究

为解决果蔬保鲜运输车厢体内温差过大的问题,搭建了基于压差原理的保鲜运输温度场试验平台。通过改变回风道风速、回风道长度、开孔隔板开孔率、堆栈方式、气流导轨等影响气流形式的因素,研究了这些因素对保鲜运输车厢温度场分布的影响。结果表明:回风道风速越大,回风道越长,保鲜厢内的温度场均匀性越好;堆栈方式为中间两侧留空时,厢体内温度场均匀性优于仅中间留空、两侧留空和满载等3种堆栈方式;开孔隔板开孔率对保鲜室中横截面温度场均匀性的影响较大;有气流导轨时的温度场均匀性优于无气流导轨时。当回风道长度为1.5m,回风道风速为8m/s,开孔率为16.11%,堆栈方式为中间两侧留空,有气流导轨时,保鲜运输车厢内的温度场均匀性较优,此时保鲜室内中纵截面温度分布的标准差为1.15℃,中横截面温度分布的标准差为2.04℃。研究结果为果蔬保鲜运输车的厢体结构优化提供参考。     

冷藏库内气体流场数值模拟与验证

计算流体力学(CFD)在各种与流体相关的领域内广泛应用,并取得了很好的效果。合理的气体流场才能保证均匀的温度场,这对冷藏库内货物的降温速率和贮藏质量起着至关重要的作用,而常规设计方法很难得到合理的气体流场。本研究以一个(长×宽×高)4.5 m×3.3 m×2.5 m的实验冷库为对象,建立了二维紊流数值计算模型,并采用了SIMPLE算法和交错网格技术进行了求解计算。实验验证表明模型与实际吻合较好。模拟研究揭示整个冷库的流场存在一个中心大回流区、流场主流贴附边界流动、流场在拐角处速度减小。在此基础上,还对可能影响冷藏库内气流组织的多个设计参数(冷风机出口风速,拐角挡板,货物等)进行了模拟研究,研究表明这些参数对冷藏库内流场和温度场都有巨大的影响,进一步说明CFD工具在冷藏库设计和优化设计过程中的重要作用和意义。     

干旱-半干旱地区深层渗漏研究方法综述

深层渗漏(DP)是水文循环的重要环节,准确评价DP对于分析水文循环规律,合理制定水资源规划和地下水可持续利用具有重大意义,尤其是在水资源短缺的干旱-半干早地区,开展该项研究更具价值.目前,干旱-半干旱地区DP的评价方法主要有经验方法、物理方法、示踪方法和数值模拟方法.由于经验系数需要校正,因而经验方法应用到其他区域受到限制;物理方法又可分为蒸渗仪法、土壤水分通量法、水量平衡法、达西方法以及地下水位动态监测法;示踪方法主要从示踪剂的峰值、剖面形状和总含量来计算DP,此方法不是对DP的直接测定,且没有考虑示踪剂的空间变异;数值模拟理论上可对各种条件下的DP进行模拟和预测,但获取参数的难度较大.针对各方法存在的优缺点,将现有评价方法相结合,相互验证,可提高模拟精度;鉴于DP的时空变异性,将现有方法与GIS等新技术集成,可评价大尺度DP的空间异质性;同时,进行长时间序列的野外观测,既可直接获取DP的动态信息,也可为各方法参数的获取提供数据支持.     

不同保存方法和提取方法对扁桃基因组DNA质量的影响

以扁桃（Amygdalus conmmuis L.）幼叶为试材,通过7种保存方法并采用改良2×CTAB法、3×CTAB法和SDS法对其DNA进行提取,用琼脂糖凝胶电泳检测其DNA完整性,分光光度计测其产量和纯度,以探讨不同保存方法和不同提取方法对扁桃DNA提取质量的影响。结果表明,扁桃新鲜幼叶、压干幼叶后在-75℃保存、45℃烘干幼叶后在-75℃保存以及硅胶干燥幼叶后在-75℃保存三个月均可以用三种提取方法可获得完整的DNA,纯度和产量均高,其保存和提取方法简便易行且获得高质量DNA。扁桃鲜叶直接放在-20℃保存比-75℃保存更易获得DNA,而压干后的扁桃叶片-20℃保存三个月并采用SDS法提取,获得高产量、高纯度的DNA,不影响提取效果。SDS法和改良3×CTAB法均可获得扁桃DNA,但SDS法优于3×CTAB法,其操作简单、耗时少;改良2×CTAB法提取扁桃成功率较低,不稳定,产量比其它两种方法低。     

区域土壤有机碳密度及碳储量计算方法探讨

土体中有机碳含量在纵向和横向上都具有空间相关性。本文利用曲周县四疃乡30个土壤剖面的有机碳含量数据,采用常见的纵向拟合方法建立了基于30个土壤剖面有机碳测定数据的对数函数拟合模型,计算得到研究区的土壤有机碳密度和碳储量分别为5.60kg C m-2和4.72×108kgC;又根据研究区土壤剖面中有机碳含量分布的不规则性特点,通过对土壤剖面层次的归一化处理,利用地统计横向插值方法,计算得到该区的土壤有机碳密度和碳储量分别为3.95kg Cm-2和3.33×108kgC。由于两种算法对数据的组织方式不同,得到的土壤有机碳密度和碳储量存在较大差异。两种方法适用于土壤有机碳在剖面中分布形式不同的土壤类型。     

《C语言程序设计》课程教学方法研究

根据多年教学研究和实践,提出了适合于C语言程序设计课程教学的方法.该方法结合现代教学手段,集案例教学、实验教学、网络教学、科学考核于一体,取得良好的教学效果。     

Determination of ammonium,amides, and soluble carboxylates in plant tissues

Methods for extraction and determination of ammonium, amides and soluble carboxylates in plant tissues are compared and discussed. The procedure recommended involves extraction of finely ground plant tissues with 0.2 M formic acid, determination of ammonium and amides in the extract by overnight alkaline hydrolysis and distillation in Conway microdiffusion dishes, measurement of extracted ammonium using Carlson's rapid diffusion‐conductivity instrument, and estimation of soluble organic acids by titration after separation and purification with ion exchange resins. The method described is reasonably rapid, and gives complete recovery and highly reproducible results. The final solution of organic acids is suitable for direct chromatographic analysis.     

Accuracy of methods for field assessment of rill and ephemeral gully erosion

To properly assess soil erosion in agricultural areas, it is necessary to determine precisely the volume of ephemeral gullies and rills in the field by using direct measurement procedures. However, little information is available on the accuracy of the different methods used. The main purpose of this paper is to provide information for a suitable assessment of rill and ephemeral gully erosion with such direct measurement methods. To achieve this objective: a) the measurement errors associated to three methods used for field assessment of channel cross sectional areas are explored; b) the influence of the number of cross sections used per unit channel length on the assessment accuracy, is analysed and; c) the effect of the channel size and shape on measurement errors is examined. The three methods considered to determine the cross sectional areas were: the micro-topographic profile meter (1); the detailed measurement of section characteristic lengths with a tape (2); and the measurement of cross section width and depth with a tape (3). Five reaches of different ephemeral gully types 14.0 or 30.0 m long and a set of six 20.4 to 29.4 m long rill reaches were selected. On each gully reach, the cross sectional areas were measured using the three above mentioned methods, with a separation (s) between cross sections of 1 m. For rills, the cross sectional areas were measured with methods 1 and 3, with s = 2 m. Then, the corresponding total erosion volumes were computed. The volume calculated with method 1 with s = 1 m for gullies and s = 2 m for rills was taken as the reference method. For each channel, and for each one of the possible combinations of s and measurement method (m), the relative measurement error and the absolute value of the relative measurement error (E_sm^r and |E_sm^r|), defined with respect to the reference one, was calculated. |E_sm^r| much higher than 10% were obtained very easily, even for small s values and for apparently quasi prismatic channels. Channel size and shape had a great influence on measurement errors. In fact, the selection of the more suitable method for a certain gully shape and size seemed to be much more important than s, at least when s < 10 m. Method 1 always provided the most precise measurements, and its results were the less dependent on s. However, s must be < 5 m to guarantee an error smaller than 10%. Method 2 is not recommended, because it is difficult, time consuming and can lead to large errors. Method 3 seems to be enough for small, wide and shallow gullies, and for small rills, but only if s is shorter than 5 m. Results obtained after the analysis of rill measurement errors were similar to those of gullies. The analysis of E_sm^r and |E_sm^r| when calculating channel volumes using a unique representative cross section highlighted the importance of correctly selecting the adequate cross section. Due to the high error values that this method can entail, it is not considered as advisable whenever accurate erosion measurements are pursued.     

农田土壤机械压实研究进展与展望

土壤机械压实是威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。从农田土壤压实的检测、危害、缓解和预防四个方面系统介绍当前国内外土壤压实的最新研究进展与不足。指出检测方法的创新和突破是实现田间尺度下压实土壤空间分布检测的关键;压实土壤危害的研究多集中在耕层土壤,但忽视了深层土壤压实危害及其在应对气候变化中可发挥的生态服务功能;提倡采用轮作轮耕等合理田间管理措施缓解压实土壤;深层土壤压实具有存在时间久和恢复难度大的特征,因此重点应以预防为主,但当前对土壤压实预防重视不足且预防技术体系尚不成熟。鉴于我国农业机械化正处在快速发展期,采取有效预防措施是避免重蹈发达国家土壤压实退化的有效手段。     

Soil Bulk Density Estimation Methods: A Review

Measurement of soil bulk density is important for understanding the physical, chemical, and biological properties of soil. Accurate and rapid soil bulk density measurement techniques play a significant role in agricultural experimental research. This review is a comprehensive summary of existing measurement methods and evaluates their advantages, disadvantages, potential sources of error, and directions for future development. These techniques can be broadly categorised as direct and indirect methods. Direct methods include core, clod, and excavation sampling, whereas indirect methods include the radiation and regression approaches. The core method is most widely used, but it is time consuming and difficult to use for sampling multiple soil depths. The size of the coring cylinder used, operator experience, sampling depth, and in-situ soil moisture content significantly affect its accuracy. The clod method is suitable for use with heavy clay soils, and its accuracy is dependent on equipment calibration, drying time, and operator experience, but the process is complicated and time consuming. Excavation techniques are most commonly used to evaluate the bulk density of forest soils, but have major limitations as they cannot be used in soils with large pores and their measurement accuracy is strongly influenced by soil texture and the type of analysis selected. The indirect methods appear to have greater accuracy than direct approaches, but have higher costs, are more complex, and require greater operator experience. One such approach uses gamma radiation, and its accuracy is strongly influenced by soil depth. Regression methods are economical as they can make indirect measurements, but these depend on good, quality data of soil texture and organic matter content and geographical and climatic properties. Also, like most of the other approaches, its accuracy decreases with sampling depth.     

谷物层内部非稳态温度场的有限元解

利用求解微分方程的边值问题和泛函求极值问题的等价性,进行了谷物干燥过程中谷物层内部非稳态温度场的有限元解尝试。对热传导偏微分方程的泛函形式进行有限元离散、求极值、形成有限元方程的过程。为预测谷物干燥过程中谷层内部温度场随时间的变化情况提供了有效途径。同时进行了实验验证,结果基本吻合。在无人工送风的情况下,流入表层热量的测定和谷物导热系数的选择是影响预测精度的主要因素。该项研究为更复杂情况的模拟打下了基础。     

化学药物杀虫除草的危害与生态学方法控制

本文分析了化学药物对杀虫除草的作用及其对生物与人类造成的危害以及污染大气、水体、土壤和景观所带来的恶果，指出应当积极广泛地开展生物防治，利用害虫天敌、昆虫性引诱剂、雄性绝育等生态学方法有效地控制害虫与野草。同时修订现行的环境管理制度，严格管理食品和药物。