常温下稻米籽粒湿应力裂纹机理的试验

对常温下稻米籽粒湿应力裂纹作了理论分析与试验研究。利用动态图像分析等方法，测量并给出了稻米籽粒湿线膨胀系数。研究了湿应力开裂过程并提出了估算水分扩散系数和吸湿深度的方法。初步研究了稻米产生湿应力裂纹时的水分梯度值范围，当在吸湿过程中稻米籽粒内部水分梯度达到6．0～7．5％／mm时，该处应力值达到稻米的抗拉极限强度，发生开裂。     

稻米籽粒弯曲特性的试验研究

稻米在加工与贮存时,常温下稻米的湿应力开裂是引起稻米品质降低的重要原因之一.为此,对常温下影响稻米籽粒发生断裂的主要影响指标之一的稻米籽粒的抗拉强度做了研究,通过理论分析和试验证明成功的弯曲试验籽粒断裂总是从下方发生,这也说明是由于稻米的拉伸应力首先达到了籽粒的抗拉强度极限而产生,因此可以尝试由轴向弯曲试验及弯曲理论获得籽粒的抗拉强度.对3个品种的稻米进行轴向弯曲试验,最终确定了稻米籽粒的弹性模量及籽粒的抗拉强度,为稻米湿应力裂纹机理分析奠定r基础.     

稻米籽粒弯曲特性的试验研究

在稻米加工与贮存时,常温下稻米的湿应力开裂是引起稻米品质降低的重要原因之一,本文对常温下影响稻米籽粒发生断裂的主要影响指标之一的稻米籽粒的抗拉强度做了研究,通过理论分析和试验证明:弯曲试验籽粒断裂总是从试样的下方发生,也说明是由于稻米的拉伸应力首先达到了籽粒的抗拉强度极限而产生,因此,可以尝试由轴向弯曲试验及弯曲理论获得籽粒的抗拉强度.本文对3个品种的稻米进行轴向弯曲试验,最终确定了稻米籽粒的抗拉强度,通过与拉伸试验所得数据进行对比,验证了由弯曲试验所得数据真实可靠,为稻米湿应力裂纹机理分析奠定基础.     

稻米籽粒湿线膨胀系数的研究

以我国北方地区大面积种植的两个水稻品种作为试验试样,运用图像分析及常温下对稻米吸湿和解吸过程进行图像动态采集的方法,获得稻米在吸湿(解吸)过程中籽粒的外形尺寸,得出两个品种稻米在不同水分条件下的湿线膨胀系数,并分析了外界环境对稻米湿膨胀系数结果的影响,为稻米湿应力裂纹机理的分析奠定了基础.     

稻谷籽粒内部热湿传递三维适体数学模型研究

针对稻谷热风干燥过程中出现爆腰,而其机理又尚未明确的问题,以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格,TPS法测定导热系数,逆推法计算水分有效扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布,并与实验结果对比。结果表明:三维适体数学模型具有较高的精度,干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%;稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向(长轴)大,且水分梯度维持时间远大于温度梯度;沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大,与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力,揭示稻谷爆腰机理提供了基础。     

稻谷籽粒内部热湿传递三维适体数学模型

针对稻谷热风干燥过程中的爆腰现象,而其机理又尚未明确的问题,以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格,TPS法测定导热系数,逆推法计算水分有效扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布,并与实验结果对比。结果表明:三维适体数学模型具有较高的精度,干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%;稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向(长轴)大,且水分梯度维持时间远大于温度梯度;沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大,与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力,揭示稻谷爆腰机理提供了基础。     

玉米应力裂纹率和破碎敏感性的关系

在分析玉米应力裂纹指数（Ｓ）计算方法的基础上,得到了修正应力裂纹指数（Ｓ＾＊）方程,方程中的完善籽粒、单裂籽粒、双裂籽粒、龟裂籽粒的平均权重分别为０．７５、１、１．１８、１．３６。比较了应力裂纹指数和修正应力裂纹指数与破碎敏感性（Ｂ）之间的关系。修正后的应力裂纹指数与破碎敏感性拟合得更好,更反映干后谷物破碎强度的变化。     

稻谷爆腰的研究现状及解决措施

分3个阶段综述了国内外对稻谷爆腰研究的现状;分析了稻米爆腰产生的机理,当稻米吸水或失水时,在其内部出现水分梯度,产生应力,导致爆腰;提出了减少稻谷爆腰的一些措施,对稻谷的干燥和碾米作业具有指导意义.     

玉米种子内部机械裂纹检测与机理研究

为深入研究因脱粒造成的玉米种子内部机械裂纹机理及其对发芽与出苗的影响,构建玉米种子内部机械损伤计算机识别系统,改进玉米种子脱粒原理和脱粒部件参数,研究了盛单216等3个品种玉米种子的籽粒外观特征,并借助体视显微技术分析了内部机械裂纹损伤特征、分布状况与形成规律等,探讨了玉米种子内部机械裂纹的成因。研究结果表明：玉米种子籽粒外形和内部机械裂纹状况差异显著;3种玉米种子普遍存在内部机械裂纹,长裂纹损伤率平均为39.8%;果穗喂入时籽粒冠部受到脱粒部件的冲击是裂纹形成的主要原因,在玉米籽粒冠部形成冲击区并产生裂纹,裂纹向胚部扩展;内部裂纹信息应从籽粒冠部和背面提取。     

加载速度对稻米籽粒剪切特性影响的研究

稻米籽粒的剪切特性指标可以用来评价稻米的品质.为此,通过剪切试验获得了稻米籽粒剪切特性的力学指标(硬度、破坏能、破坏力及破坏应力等),并研究了不同加载速度下稻米的剪切特性指标,通过多项式回归建立了剪切特性指标与加载速度之间关系的回归方程,为评定和控制水稻的最后质量提供新的手段和研究方法.     

稻谷储藏品质研究技术现状

稻谷储藏过程中品质变化受内外各种因素影响,除了稻谷自身品质、水分含量外,储藏时的温度、湿度都会影响其稻谷品质变化。高温高湿的储藏环境下,稻谷脂肪酸含量、霉菌数量增长变快,稻谷陈化变质速度加快。综述了储藏条件对稻谷品质的影响,分析稻谷不同储藏条件下的各项品质变化,讨论现有的稻谷储藏技术,并分析了不同储藏方式下稻谷品质变化差异。      

寒地水稻育秧大棚智能监测系统设计与试验

针对寒地水稻育秧大棚的特点,提出并开发了基于GSM网络的智能监测系统,可以测量、显示、存储环境温湿度和土壤水分信息,每隔设定时间或大棚内温湿度超过设定的阈值,系统通过GSM网络自动发送数据到指定手机上,方便、快捷、准确地指导稻农进行育苗管理。经八五零农场试验证明,该设计具有简单实用、性能可靠、自动化程度高、快捷、精度高和性价比高等优点。     

稻谷含水率分布及变化规律

利用计算机和单粒水分测定装置,测定稻谷干燥、缓苏、混合过程中稻谷的含水率分布,研究了稻谷与稻谷、稻谷与介质之间的水分交换机理和宏观运动规律。结果表明,在干燥初始阶段,如果谷层较厚或风量较小,高湿稻谷含水率偏差可能会随着干燥过程的进行而有增大的趋势,但最终的稻谷含水率趋向一致,加大风量可以提高干燥的均匀性;干湿稻谷混合后,稻谷含水率偏差随着混合时间的增加,按指数规律减小,稻谷的平均含水率越低,混合后的含水率偏差就越小。     

一种稻谷横流循环干燥数学模型的组建

谷物干燥过程具有多变量耦合、非线性、大时滞、因果关系错综复杂等特点,要实现干燥过程的精确控制,必须探明谷物干燥过程中主要因果变量间的内在关系.为此,以带有缓苏段的横流封闭循环式粮食干燥机为原型,以稻谷为干燥对象,介绍了稻谷的水分扩散系数方程、平衡水分方程、横流干燥方程、缓苏特性方程、缓苏时间确定等数学模型,从数学角度阐明环境温湿度、介质温度、谷物初始含水量、干燥时间等参数与干燥谷物含水量、谷温、缓苏谷粒表面含水量、缓苏时间的关系,以期为实现干燥系统智能精确控制提供理论依据.     

水稻覆膜灌溉对生态环境的影响研究

通过大田试验,与浅湿灌溉(CK1)和浅水灌溉(CK2)相比较研究了覆膜灌溉对水稻生态环境的影响。结果表明,覆膜灌溉条件下稻田空气相对湿度低于CK1和CK2,气温和地温高于CK1和CK2,其中地温的增温幅度在返青期最大,随着水稻叶面积的增加逐渐减少,在所观测的深度范围内(15cm)随着土层深度的增加而增大。覆膜灌溉较CK1、CK2生育进程加快,生育期提前和缩短。抽穗开花期水稻的抵抗力差,若遇低温高湿情况易感染稻瘟病,由于覆膜区水稻抽穗早避免了低温天气,加上覆膜还可以提高空气温度、降低空气湿度,使覆膜区水稻的受病害程度明显降低。覆膜水稻的生长量大(分蘖数、每穗总粒数和千粒重高),其无效分蘖数也较高,因此,建议覆膜水稻要适当稀植以增加成穗率,同时降低成本。覆膜水稻产量较CK1高2.6%,较CK2高5.7%;经济效益较CK1高1.1%,较CK2高6.2%;灌溉水生产率为1.56kg/m3,比CK1高38%,比CK2高95%。     

糙米水分微波检测的影响因素分析及模型构建

为快速、无损及连续测量糙米水分,该文设计一种微波水分检测装置。分析了环境因素、糙米物性等对水分检测精度的影响。试验结果表明:环境温湿度、糙米密度对检测精度影响较小;随着温度升高,糙米的水分活度增加,对微波的吸收能力也随之增加;样品池的最优检测厚度为50 mm;建立以糙米温度和微波电压为自变量,糙米水分为因变量的水分预测模型。该文可为稻米加工调湿润糙的自动化处理提供技术参考。      

基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究

为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。