基于配方缓释／控释有机-无机复混肥圆盘造粒工艺的试验研究

对不加入如松藻土等粘结剂的有机-无机复混肥的圆盘造粒工艺进行了试验研究,分析了圆盘倾角、圆盘转速以及喷头喷孔直径对肥料颗粒成粒率的影响,确定了合理的缓/控释有机-无机复混肥团粒法造粒工艺。     

有机-无机复混肥圆盘造粒试验研究

对有机-无机复混肥圆盘造粒进行试验研究，分析了圆盘转速、圆盘倾角、喷头喷孔直径以及水分含量对颗粒成粒率和颗粒抗压强度的影响，确定了有机一无机复混肥圆盘造粒时较适宜的圆盘倾角、圆盘转速和水分含量。     

改性木质素粘结生物质炭包膜尿素肥料性能试验

采用包膜造粒的方法,分别以乙醇和木醋液溶解木质素作为粘结剂制备生物质炭包膜尿素肥料,并通过扫描电镜、傅里叶红外光谱和差热分析对其性能进行表征。发现木质素没有发生化学变化,但是木醋液溶剂使木质素团状结构更好地展开,差热分析结果显示木质素木醋液粘结剂玻璃化温度阶梯状态消失,能在较宽温度范围保持黏流态,黏度比乙醇处理后高300%。对2种粘结剂制备的生物质炭包膜尿素肥料的成粒性能进行比较,发现以木质素木醋液粘结剂制备的生物质炭包膜尿素肥料具有269.4%的包膜率和94.83%的成粒率,粒径分布均匀且合格粒径比重高达80%;所有粒径的力学性能均满足要求,缓释性能也更优异。木质素溶于木醋液粘结性能比溶于乙醇性能好,更适用于生物质炭包膜尿素肥料的制备。     

固体颗粒肥料物理特性的试验研究

针对水稻施肥机械排施不同品种固体颗粒肥料存在肥料堵塞、均匀性差等问题,进行了常用国产尿素(LuoFengShan)、国产复合肥(BaTian)和俄罗斯复合肥(AKANG)3种固体颗粒肥料的物理特性测试与分析。分别测试了3种肥料的单粒密度、粒径和球形率,探究了肥料的含水率对肥料与机体静摩擦因数的影响,以及肥料含水率、粒径对其破碎力的影响等。测试结果表明:3种肥料的球形率均大于90%,可近似看作球形颗粒;3种肥料中俄罗斯复合肥单粒密度最大;3种肥料的破碎力随着粒径的增大呈增大趋势,随着含水率的增加呈减小趋势,且俄罗斯复合肥的破碎力最大,肥料的含水率和粒径对其破碎力有重要影响,含水率影响更大;3种肥料与机体的静摩擦因数随着含水率的增加呈增大趋势,俄罗斯复合肥与机体的静摩擦因数最小。由此可以看出:国产固体颗粒肥料与俄罗斯肥料相比,排施性能较差,需要设计更可靠的施肥装置,才能实现精准的施肥作业。研究结果为我国水田施肥机械的研制提供了参考。     

驱动圆盘刀切断玉米秸秆和根茬的土槽试验

通过动力驱动的平圆盘和缺口圆盘切断玉米秸秆和根茬的土槽试验研究表明，随着刀轴转速和机器前进速度增加驱动圆盘刀功率消耗随之增加。当刀轴转速为350r／min、机器前进速度为0．65m／s时，在有秸秆和根茬土壤地表上缺口圆盘刀消耗的功率是平圆盘刀的45％。当刀轴转速大于350r／min即圆盘圆周速度大于7．4m／s时，缺口圆盘刀秸秆切断率和根茬切断率达到97％以上。     

圆盘式施肥机抛撒模型中圆盘转速的试验研究

通过圆盘式施肥机抛撒模型,在施肥过程中对不同圆盘转速进行了试验,并通过试验在横向和纵向施肥距离上,从不同的角度绘制了曲线图,进行比较得出了施肥的均匀性随着圆盘转速的减低而减低,其有效施肥幅宽也随其减小.同时,找到了达到试验所用的3种肥料的极限速度的圆盘转速,得出圆盘转速在高于极限速度时变化,施肥曲线图变化不明显;而低于极限速度时,施肥曲线变化明显.     

基于开沟施肥的撒肥圆盘设计与试验

针对传统果树开沟施肥机存在的肥料分布不均问题,设计了一种基于开沟施肥的撒肥圆盘。首先,建立撒肥圆盘的三维模型,对肥料颗粒在撒肥圆盘上的受力和运动进行分析,建立肥料颗粒的运动方程;通过离散元软件建立仿真模型,以撒肥圆盘的盘面倾角、母线极角、肥盘转速为试验因素,以肥料分布均匀性变异系数、施肥量偏差为实验指标,开展二次旋转正交组合试验。对撒肥圆盘的施肥效果进行仿真分析,结果表明：颗粒肥料在盘面倾角为0°、母线极角为120°、肥盘转速为72r/min时,肥料分布均匀性变异系数为14.42%,施肥质量偏差为4.50%,肥料分布均匀性较好,能够满足果树施肥的要求,可为撒肥圆盘在开沟施肥中的应用提供理论参考。     

锥形撒肥圆盘中肥料颗粒运动模型优化与试验

针对锥形撒肥圆盘存在抛施肥均匀性差、相关理论和解析模型研究较少等问题,建立了肥料颗粒在锥形撒肥圆盘上及空气中的运动模型。分析锥形撒肥圆盘结构和运动参数对肥料颗粒自旋性的影响,将肥料颗粒的自旋性充分考虑在整个运动过程中,进而得到影响抛撒均匀性及抛撒幅宽的主要因素。采用正交试验方案研究了叶片长度、叶片倾角、锥形撒肥圆盘转速对肥料颗粒抛撒的横向变异系数的影响。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:叶片长度为145 mm、叶片倾角为0°、锥形撒肥圆盘转速为1 200 r/min时,抛撒的横向变异系数为5.80%,满足抛施肥作业要求。该研究可提高马铃薯锥盘式撒肥机施肥作业效率,为锥盘式撒肥机的设计提供理论参考。     

基于离散元方法的谷子种子丸粒化仿真及试验研究

谷子种子丸粒化技术可以使谷子种子粒径、质量明显增大,便于精量播种。为提高谷子种子丸粒化合格率,对谷子种子进行丸粒化试验,通过对谷子种子在不同转速下的丸粒化过程进行仿真模拟,探索转盘转速对其影响规律,并基于仿真结果进行二次回归正交旋转组合试验,确定各影响因素间的显著性和交互作用。研究结果表明：选用较为适宜的转盘转速对谷子种子丸粒化作业效果具有至关重要的意义,且谷子种子丸粒化合格率随电机转动频率、混合时间的增加先增加,而后趋于稳定;随下粉量、下水量的增加先增加,后减小;确定了最优参数组合,即电机转动频率、混合时间、下粉量、下水量分别为43.6Hz、402s、134.83g、85.77g时,丸粒化合格率能达到95.0%。研究结果可为模拟谷子种子丸粒化提供新的思路,为实现谷子机械化播种提供参考。     

基于旋转圆盘的雾化装置设计及试验研究

基于开尔文-亥姆霍兹和瑞利-泰勒不稳定性,设计了一种新型旋转圆盘雾化装置,并通过ANSYS workbench软件对装置进行了有限元强度校核; 基于高速阴影成像技术以及MATLAB图像处理技术对装置进行了雾化试验研究.结果表明:装置的最大变形处位于圆盘上,而装置的应力主要集中在装置的连接处,最大应力为13.6 MPa,远小于材料的屈服强度; 给定泵流量为640 L/h,圆盘转速在200~800 r/min的试验条件下,圆盘的液柱效应和液膜厚度明显减小,同时各转速下的液滴平均粒径从1 240 μm减小为688 μm,这表明装置雾化的效果随着转速的提升而显著的提升.研究结果为雾化装置的进一步优化设计提供了参考依据.     

切割式油茶果脱蒲机设计与试验

为提高油茶果机械化脱蒲效果和便于进行茶籽与茶蒲分离,在油茶果物料特性研究的基础上,设计了一种由切割结构、脱蒲结构等组成的切割式油茶果脱蒲机。选取辊筒转速、橡胶板转速及切割深度3个关键因素,以油茶果脱蒲率、有效得率和分离率为指标进行试验研究。结果表明:随着辊筒转速的增加,脱蒲率先增加后降低,最高为87%;分离率的变化较小;有效得率先降低然后在一定范围内变化,有效得率最低为98.8%。橡胶板转速对有效得率的影响最明显,有效得率随着橡胶板转速的增加而逐渐降低,最低达到94.2%;橡胶板转速对脱蒲率和分离率的影响均较小。随着切割深度的增加,脱蒲率和有效得率都有明显的增加,脱蒲率最高为97%,有效得率最低为95.2%;分离率整体变化较小。      

几种圆盘驱动破茬开沟性能的土槽试验比较

针对我国北方旱区在留有玉米根茬的未耕地上进行免耕播种时根茬不易破除且易挂茬等问题,设计了一种驱动圆盘破茬装置,并对常用的4种破茬圆盘刀的开沟性能进行土槽试验比较.试验结果表明,大波纹圆盘刀的功率消耗和土壤扰动量最大,能开出沟宽68mm的播种带,种床条件最好;缺口圆盘刀功率消耗最小,仅能开出宽14mm的窄缝.4种圆盘刀在不同地表状况下的功率消耗均随刀轴转速和小车前进速度的增加而增加,转速达到一定值时,4种圆盘刀均能有效切断结构和破除根茬.试验同时显示出不同地表覆盖量下的功率消耗差异较大,随地表覆盖量的增加,功率消耗也增加.     

D形截面螺旋输送机输送颗粒物料的实验研究

在可控转速的情况下运输粉末或者颗粒等松散物料时,因其机构简单,螺旋输送机被广泛应用于林业、农业等多种背景下的短距离提升或水平运输物料。为此,采用实验方法,针对改进后的D形截面筒的输送机进行输送颗粒物料的研究,结果表明:输送的质量流速率随着输送转速的增加而增加,随输送角度的增大而降低。另外,螺距和颗粒物料的粒径也对质量流速率有影响:大螺距的输送质量流速率较大,且随着输送倾斜角度的增大,螺距对质量流速率的影响减小;大颗粒的质量流速率大于小颗粒,且随着输送倾斜角度增加差距增大。     

气吸式水稻逐粒排列装置吸附试验分析

针对水稻种子批量单粒活力检测的要求,设计气吸式种子逐粒排列装置,选取中嘉早17、甬优538和中浙优10三种不同外形的水稻为试验对象,以吸空率、单粒吸附率和复粒吸附率为考核指标,对影响水稻种子吸附特性的各因素:种子的形状、吸嘴直径d、吸附压力p_0和吸嘴转速ω等进行试验研究和分析。试验结果表明:种子形状对种子的吸附特性影响较大,吸嘴直径和吸附压力对吸附率影响显著,吸嘴转速对吸附率影响不显著;吸空率与吸嘴直径和吸附压力负相关,单粒吸附率随吸嘴直径的增加先增后降,随吸附压力的增加长径比小的先增后降、长径比大的先降后增;复粒吸附率与吸嘴直径和吸附压力正相关;最终确定三种种子的最优吸附参数,中嘉早17在吸附压力为9 kPa,吸嘴直径为1.5 mm,吸嘴转速为22.5 r/min条件下,最大单粒吸附率为91.7%;甬优538在吸附压力为5 kPa,吸嘴直径为1.5 mm,吸嘴转速为16.875 r/min条件下,最大单粒吸附率为92.5%;中浙优10在吸附压力为5 kPa,吸嘴直径为1.25 mm,吸嘴转速为22.5 r/min条件下,最大单粒吸附率为85.84%;三组种子最低有效吸附率86.7%,完全能够满足高光谱单粒检测4～6粒/s的要求。     

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明:在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明:在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。     

胡萝卜联合收获机单圆盘对顶切割装置设计与试验

针对胡萝卜联合收获过程中对顶切割装置作业后胡萝卜损伤率高、切净率低等问题,设计了一种单圆盘对顶切割装置,并阐述了其主要结构及工作原理。在统计分析胡萝卜基本物理特性的基础上,通过理论计算确定了斜拉式导向齐平对顶机构的两对齐基板间距、拉齐区长度和对齐基板斜边角度等主要结构参数,达到胡萝卜茎叶精准拉齐的目的。以螳螂前肢胫节曲线为原型,将拟合优化后的曲线形状应用至圆盘动割刀和直割刀刃口上,构建切割机构-胡萝卜茎叶力学模型,分析其满足胡萝卜被高效切断的条件。对圆盘割刀进行运动学分析,建立圆盘割刀前进方向的运动学模型,确定影响装置工作性能的因素为胡萝卜输送速度和圆盘割刀转速。以胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速(胡萝卜输送速度)和圆盘割刀转速为试验因素,以胡萝卜根茎损伤率、茎叶切净率、切割平整度为试验指标,进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验,通过对试验结果进行分析优化,确定最佳参数组合。结果表明,当胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速为113 r/min、圆盘割刀转速为156 r/min时,对顶切割装置性能最优,此时胡萝卜损伤率均值为0.53%、切净率均值为95.41%、平整度均值为94.10%。对优化结果进行田间试验验证,验证结果与优化结果基本一致,作业过程中装置工作平稳。     

变粒径双圆盘气吸式精量排种器优化设计与试验

针对现有气吸式圆盘型精量播种机播种不同尺寸种子需要更换排种圆盘的缺陷,为节约成本、提高排种器通用性,基于现有圆盘型排种器,设计了一种变粒径双圆盘气吸式精量排种器,无需更换圆盘便可实现不同粒径种子的精量播种。阐述了排种器基本结构与工作原理,并对其工作过程及关键部件进行了理论分析,确定了型孔排布、型孔形状、型孔锥角等关键结构参数,运用Fluent仿真分析了5种组合型孔对气室流场的影响,通过仿真分析获得了最佳组合型孔参数,并在JSP-12排种试验台上进行了排种均匀性试验及正交试验,得到排种性能较好时的负压、排种盘转速等参数的合理范围。结果表明:当排种器圆盘型孔为60°锥角的倒角型型孔,转速为34. 5 r/min、负压为4. 1 k Pa时,其合格率为90. 46%、漏播率为2. 59%、重播率为6. 94%,排种性能较优,满足播种要求。通过田间试验跟踪观察种子后续生长情况,试验得出排种器的平均合格率90. 16%、漏播率2. 77%、播种各行排量一致性变异系数5. 34%、总排量稳定性变异系数4. 86%,与传统排种器相比作业质量显著提升。     

离心喷头变量喷施系统静态喷雾特性分析

【目的】探究离心喷头变量喷施系统的静态喷雾特性。【方法】采用隔膜泵、高精度涡轮流量计、电磁阀、离心喷头构建了一套离心喷头变量喷施系统,对其静态喷雾特性进行了试验分析。在喷头流量为1.5 L/min,转速分别为8 000、9 000、10 000、11 000、12 000、13 000 r/min条件下,利用水敏纸和雾滴收集装置分别测定了雾滴粒径的大小和雾滴沉积分布状况。【结果】随着离心喷头转速的增加,雾滴粒径逐渐变小;相同喷施半径下,不同角度的雾滴沉积量不同;离心喷头静态雾滴分布中心剖切面呈双峰分布,随着离心喷头转速的增加,雾滴沉积分布中心剖切面左侧峰值呈下降趋势,左侧峰值位置向雾滴分布中心方向移动,右侧峰值基本不变,右侧峰值位置向远离雾滴分布中心的方向移动。【结论】离心喷头转速对雾滴粒径大小和雾滴沉积分布状况存在显著影响,合理控制雾滴粒径大小、提高雾滴沉积分布均匀性是提高喷洒过程中的农药利用率、减少环境污染的关键。     

刮板式排肥装置排肥规律研究

为了在南方潮湿气候条件下掌握刮板式排肥装置的排肥规律、满足橡胶施肥的农艺要求、减少肥料的浪费及所造成的污染,在确定了刮板开度、刮板宽度、圆盘转速3个因素后,通过Box Behnken中心组合实验方法进行了实验.实验结果表明:3个因素对排肥量的影响交互作用较小,几乎成线性关系;得到了3个因素对排肥量影响的二次回归方程,确...     

螺旋槽轮式排肥器对肥料块破碎效果的仿真试验与研究

为解决排肥过程中因肥料结块导致排肥不均与堵塞的问题,本研究基于离散元方法建立肥料块Bonding模型,依照Box-Behnken试验设计原理,以转速、截面形状、螺旋升角为自变量,以排肥均匀度变异系数和肥料块粘结键断裂率为响应值,采用三因素三水平响应面分析方法,对各因素及其相互作用进行分析。仿真结果表明：3个因素对肥料块粘结键断裂率影响的主次顺序分别为螺旋升角、截面形状、槽轮转速;对排肥均匀度变异系数影响的主次顺序分别为槽轮转速、截面形状、螺旋升角;螺旋槽轮最佳工作参数组合为：槽轮转速为21r/min、截面形状为勺型、螺旋升角为70°,最佳工作参数组合下的肥料块粘结键断裂率为97.67%,排肥均匀度变异系数为8.56%。