低散热直喷比柴油机应用植物油燃料的研究

介绍一种可燃用植物的新型低散热直喷式柴油机，分析了低散热燃油系统对植物油的着火特性，燃烧过程的影响。试验表明，燃用菜籽油与燃用柴油对比，百公里油耗基本一致，标定工况对比，燃用柴油时比油耗ｇｅ＝２２６ｇ／ｋＷ．ｈ，燃用菜籽油时，ｇｅ＝２５９ｇ／ｋＷ．ｈ，而排放ＮＯＸ，ＨＣ，烟度均有降低。     

小型柴油机优化调整节能技术的研究

针对中国农村广泛使用的小型柴油机技术状态普遍较差这一现状,通过试验研究和主成分分析等方法找出了影响技术状态的主要因素。通过理论分析和试验研究,确定了各主要技术状态参数在发动机不同工况和磨损状况下的变化规律和最优调整值及调整周期,提出了柴油机的优化调整节能技术。对柴油机进行针对性的检测和优化调整后,可提高功率０．１８～０．９７ｋＷ,降低油耗１１．２１～２９．４７ｇ／（ｋＷ·ｈ）,取得了较好的效果。     

一种新型鼓泡曝气装置的研究

一种由增强ＰＶＣ材料制成的微孔曝气软管，外径２５ｍｍ，其管壁上有不通的锥孔，锥顶接近外表面，大端孔径０．０５ｍｍ，每米管长有２万个孔。在充气压力下，锥孔打开，并产生０．２５～１ｍｍ的气泡，额定过流能力为１ｍ^３／（ｈ·ｍ），试验表明该管有较高的增氧能力和增氧动力效率（４～６ｋｇ／ｋＷ·ｈ），可广泛用于污水处理和水产养殖     

小型高效网状生物转盘污水处理设备的研制

针对现有污水处理设备生物转盘盘片材料存在的比表面积小、挂膜性能差、处理效率低等缺点,提出并试验了一种新型的盘片材料——纸质叠层波纹体。以此种材料为盘片研制出了ＯＳＺ１２２４型网状生物转盘污水处理设备,经试验研究表明该设备耗能仅０．２４６ｋＷ、处理效率达１．２５ｍ^３／ｈ、具有占地面积小等优点,适宜于处理各种有机污水。     

4YF-3、4Y-3型自走式玉米联合收获机的设计与试验

针对我国北方小麦玉米一年两熟种植地区玉米收获时含水率高的特点及我国目前农村土地经营规模及发展趋势,设计了４ＹＦ－３、４Ｙ－３型两种自走式玉米联合收获机,这两种机型均可同时进行摘穗、果穗输送、果穗集箱、秸秆粉碎直接还田等多项作业,较好地解决了高含水率玉米果穗的收获和秸秆处理问题。生产率０．５～０．９ｈｍ²／ｈ,配套动力７８．７ｋＷ。     

水稻氮肥机械化深施效果初探

应用ＩＧＦ－１７５型旋耕化肥深施机进行水稻基肥深施肥效试验。结果表明：水稻基肥碳铵机深施较耙面肥及全层施肥分别增产１２．２％及５．９％，氮素的稻谷生产能力提高６５％及２５％，水稻对氮肥的当季吸收利用率提高７．０９及３．５５个百分点；ＩＧＦ－１７５型旋耕化肥深施机是实行水稻基肥机械化深施的新型机具，对推广化肥深施和实现施肥机械化具有重要意义。     

低散热直喷式柴油机应用植物油燃料的研究

介绍一种可燃用植物油的新型低散热直喷式柴油机,分析了低散热燃油系统对植物油的着火特性、燃烧过程的影响。试验表明,燃用菜籽油与燃用柴油对比,百公里油耗基本一致,标定工况对比,燃用柴油时比油耗ｇ_ｅ＝２２６ｇ／ｋＷ·ｈ,燃用菜籽油时ｇ_ｅ＝２５９ｇ／ｋＷ·ｈ,而排放ＮＯ_x、ＨＣ、烟度均有降低。     

陕北黄土丘陵沟壑区苹果叶片的吸水能力

为了明确苹果叶片的吸水性能,评价苹果树冠截留及叶片的抗病能力,利用吸水纸吸水和湿棉纱布供水,在陕北黄土丘陵沟壑区测定了富士、秦冠苹果叶片正面、背面及双面的吸水能力。结果表明,2个苹果品种叶片正面、背面、双面的吸水量均随吸水时间的延长而增加,呈一元三次多项式关系;吸水速率则随吸水时间的延长而降低,其中叶片正面的吸水速率与吸水时间均呈一元四次多项式关系,背面、双面均呈一元三次多项式关系,且秦冠叶片正面的吸水速率与吸水时间的相关性较差。富士苹果叶片的正面、背面和双面在0~80min内吸水量及吸水速率较大;秦冠苹果叶片的背面和双面在0~60min内较大,正面在0~240min内变化较小。两个品种叶片的吸水量及吸水速率均表现为双面最高,背面居中,正面最低。富士苹果叶片正面、背面、双面的最大吸水量、最大吸水速率均高于秦冠。     

槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机的雨强及其空间分布率定

人工模拟降雨机由于不受时间和空间的限制而成为研究降雨影响入渗、产流、冲刷、侵蚀产沙等动力学机理的重要试验手段。为解决我国目前降雨机模拟降雨特性与天然降雨特性相差较大的问题,设计了槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机。通过试验分别率定了该降雨机单喷头降雨雨强和多喷头组合降雨雨强的相关参数．以便为用户应用提供技术指标。该降雨装置在2．5m的高度下模拟的雨强范围为11．3～132．5mm／h。单喷头受雨面呈矩形,沿喷头摆动方向2．0m宽,垂直摆动方向2.7m长,受雨面积为5．4m^2。为形成均匀的雨强空间分布,需进行多喷头组合。组合实验表明,沿摆动方向的相邻喷头最佳距离为1．1m,沿垂直摆动方向的相邻喷头最佳距离为1.5～1．6m,组合后的雨强空间均匀性系数达到0．89以上。目前测试雨机的单机由5个喷头组成,相邻喷头为摆动方向,距离1.1m。用户可根据实验面积自行选择争机喷头数量和雨机数量．相邻雨机喷头间的水平距离建议为1．5～1．6m。     

农用风机与水泵的劈零矢量脉宽调制(PWM)调速研究

为了在农村泵与风机中实行节电,采用了高频劈零矢量脉宽调制（ＰＷＭ）变频器,激励一台２２０ｋＷ鼠笼式异步电动机,通过拖动一台风机所做的数字仿真和性能试验,带载转矩脉动很小,运行平稳,电机损耗较小,效率较高。说明了该ＰＷＭ技术用于风机水泵调速中的可行性和经济性。     

基于OPTIMUS的柴油机配气正时及喷油提前角的优化

柴油机的配气正时与喷油提前角对其性能影响很大,最佳的匹配参数能够形成缸内良好的空燃比及较佳的燃烧效率,从而获得较高的动力性及较低的燃油消耗率。为得到不同工况下配气正时与喷油提前角的最佳组合,该文将增压直喷柴油机工作过程的SIMULINK仿真模型导入OPTIMUS多学科优化平台;以进气迟后角和排气提前角以及喷油提前角为优化设计变量,以柴油机的经济性和动力性为设计目标进行优化计算。额定工况下该发动机的优化结果是:进气迟后角为42°CA,排气提前角为60°CA,喷油提前角为16°CA。仿真和试验结果表明:模型设计合理准确,优化后柴油机动力性和经济性均有所改善,该研究可为柴油机的改进和优化提供参考。     

对扩散管边界层进行的喷射和抽吸实验(第五报) 浓缩风能型风力发电机的整体模型风洞实验

浓缩风能型风力发电机是把稀薄的风能浓缩后利用的一种新型风力发电机组。依据大量的风洞实验数据，分析论证了不使用其它动力源，利用浓缩装置前方入口外侧形成的高压和浓缩装置侧面形成的低压，采用高压喷嘴喷出和抽吸孔对浓缩装置内扩散管的边界层进行喷射和抽吸可提高浓缩风能效果，使风力发电机输出功率增大。     

叶片式秸秆抛送装置功耗分析与参数优化

为了降低叶片式抛送装置功耗、提高抛送效率,该文采用理论分析与试验研究相结合的方法建立了考虑气流影响的、适合各种叶片倾角的叶片式抛送装置功耗数学模型,并利用虚拟样机进行优化,以抛送功耗最小为目标函数,对抛送装置结构参数、运动参数进行参数化分析.结果表明,叶轮外径700 mm、转速650~2000 r/min时,采用径向叶片、转速为650 r/min时比功耗最小.通过参数化分析得到不同工况时叶片式抛送装置结构参数与运动参数的最佳配置,为实际叶片式抛送装置的设计生产提供较精确的理论依据,并对节能降耗有着重要的现实意义.     

华北平原青贮-籽粒玉米双季弹性种植模式的水热资源利用效率分析

2020-2021年在中国科学院禹城综合试验站进行青贮-籽粒玉米双季弹性种植模式夏玉米弹性播期试验,并对其周年籽粒当量产量、水热利用效率进行分析,以期论证水热资源和粮食需求结构变化的背景下,夏玉米弹性播期为特色的青贮-籽粒双季玉米种植模式在华北平原的可行性和应用前景。结果表明：(1)双季玉米周年热量利用效率较高的夏玉米弹性播期在6月1-29日,周年热量利用效率平均为3.1kg·hm^-2·(℃·d)^-1;(2)双季玉米周年水分利用效率较高的夏玉米弹性播期为6月1-15日,周年水分利用效率平均为2.1kg·m^-3;(3)基于水热高效利用的夏玉米弹性播期为6月1-15日,其周年籽粒当量产量平均为12886.4kg·hm^-2,比本站冬小麦-夏玉米多年平均周年产量略低14.0%,但周年作物耗水量降低34.4%,周年水分利用效率提高30.9%。青贮-籽粒双季玉米弹性种植模式可以在产量相当的情况下有效减少周年作物耗水量,提高周年水分利用效率。     

基于ANSYS/LS-DYNA的螺旋刀辊土壤切削有限元模拟

为揭示秸秆还田耕整机的螺旋刀辊与土壤之间的关系特性,根据螺旋刀辊切削土壤的工作特点,利用ANSYS/LS-DYNA971软件对螺旋刀辊土壤切削过程进行模拟,得出了螺旋刀辊切削土壤的功率消耗、切削阻力的大小以及土壤等效应力的变化规律.模拟结果表明,螺旋刀辊转速为300 r/min,机组行进速度为1.1 m/s 时,单组螺旋刀辊切削土壤的最大功耗为6.4 kW,最大切削阻力为2820.7 N,且土壤最大等效应力发生在横刀刚入土时的内侧面,所得功耗值与经验推导值相符.研究结果为双轴型水田高茬秸秆还田耕整机的系统参数优化设计提供参考.     

S195柴油机缸内掺氢燃烧时性能优化模型的建立

根据S195柴油机向缸内直接掺氢燃烧所作的研究,证明随着供氢量的变化,各性能指标(主要指有效热效率及燃油比耗量)在功率基本持平情况下,均将优于掺氢前原机的性能。以柴油供给量、氢气供给量和喷油提前角三因素为依据,建立了在不同转速和压缩比下以有效热效率为试验指标的优化数学模型,提出了各因素最优搭配的建议。     

高茬秸秆还田耕整机功耗检测系统设计与试验

为检测高茬秸秆还田耕整机田间作业功耗,根据功耗检测原理,采用LabVIEW软件,并结合NI数据采集卡、动态扭矩传感器和电感式接近开关等组成的硬件平台,设计了功耗检测系统。标定试验表明,该系统所检测的0~2 000 N·m范围内扭矩:最大绝对误差为5.367 N·m,此时相对误差为0.27%;所检测的转速:最大绝对误差为0.261 r/min,此时相对误差为0.073%。以耕深、刀辊转速、机组前进速度为影响因子设计了田间正交试验,结果表明:影响高茬秸秆还田耕整机作业功率消耗的首要因素为耕深,其次为机组前进速度,刀辊转速对功率消耗的影响较小;在满足耕整质量的前提下,同时考虑耕整机作业效率,其较优作业参数为:刀辊转速330 r/min,耕深185 mm,机组前进速度3.36 km/h,其平均作业功耗为52.52 kW,秸秆埋覆率达到96.2%。研究结果为高茬秸秆还田耕整机的节能降耗、动力合理匹配和结构优化设计等工作提供参考依据。     

“双壁面射流”燃烧系统性能的试验研究

为了改善直喷柴油机的排放与经济性能,该文开发了一种直喷柴油机"双壁面射流"燃烧系统。通过试验的方法研究了燃烧室结构参数、喷油器结构参数、转速、负荷及喷油时刻等运行条件对"双壁面射流"燃烧系统燃烧过程的影响。试验结果表明:随转速的增加,着火始点向后推迟,缸压峰值呈现出先增大后减小的趋势,瞬时放热率峰值、缸内燃烧平均温度和累计放热量都降低;随负荷的增加,着火点提前,缸压峰值对应的曲轴转角向后推迟,缸压峰值、缸内燃烧平均温度和累计放热量都增加,总指示热效率随负荷的增加而降低。不同燃烧室结构参数和喷油器参数的"双壁面射流"燃烧系统燃烧持续期,在2100r/min的负荷特性中,小负荷主要受压缩比的影响,大负荷主要受预混合燃烧量的影响;总指示热效率主要受压缩比和壁面油膜生成量的影响;而NOx与碳烟排放受预混合燃烧量和贯穿度的影响。将"双壁面射流"燃烧系统静态供油提前角提前到18°CA BTDC,能实现扭矩点与功率点同为0.21BSU的低碳烟排放。     

太行山低山丘陵区7种典型植物水分利用特征

 为准确评价植物对环境的适应性,以太行山低山丘陵区的7种典型植物为对象,通过测定植物蒸腾速率、光合速率以及水分利用效率等指标,研究不同植物的水分利用特征。结果表明:1)在所研究的7种植物中,火炬树、侧柏、刺槐、荆条和酸枣5种植物的蒸腾速率日变化都属于单峰型;栓皮栎和黄连木为双峰型,双峰型主要与植物的"午休"现象有关,是植物对高温、干旱环境胁迫的主动适应;2)植物之间的水分利用效率有较大的差异,刺槐具有最高的水分利用效率;水分利用效率日均值排序为刺槐>酸枣>栓皮栎>黄连木>荆条>火炬树>侧柏,蒸腾耗水量排序为栓皮栎>火炬树>侧柏>黄连木>刺槐>荆条>酸枣;3)根据蒸腾耗水量和水分利用效率,测试植物可以分为3种类型,栓皮栎和酸枣属于高蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,侧柏属于低蒸腾耗水量和低水分利用效率类型,刺槐则属于低蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,具有最大的水分竞争优势。     

物料沿抛送叶片的运动仿真与高速摄像分析

为了揭示物料运动规律与叶片式抛送装置功耗及抛送效率之间的关系,从而降低叶片式抛送装置功耗、提高抛送效率,采用理论分析、虚拟样机技术与高速摄像技术相结合的方法对物料沿抛送叶片的运动进行研究。建立了适合前倾、后倾及径向叶片的物料沿抛送叶片运动的动力学模型及ADAMS模型,为了综合考虑气流对物料以及物料间的相互作用引入当量摩擦系数,通过与高速摄像试验数据进行回归分析得到当量摩擦系数的值,进而对动力学模型及ADAMS模型进行了修正。通过分析功耗及抛送效率与物料运动规律之间的关系,获得了物料最佳抛出角范围约为60°～130°。该研究为叶片式抛送装置参数优化提供了参考。