离心泵平衡孔液体泄漏量试验与分析

针对离心泵上叶轮平衡孔的实际液体泄漏量难以测量的问题,设计了通过调节平衡腔液体压力来测量平衡孔液体泄漏量的试验装置,在平衡孔直径4、6、8、11 mm条件下对泵性能、平衡孔液体泄漏量和平衡腔液体压力进行了测试及分析,获得了不同直径平衡孔下泵的性能曲线、平衡孔泄漏量系数和轴向力系数与比面积的关系曲线。试验结果表明:加大叶轮平衡孔直径会使泵的扬程降低、输入功率增大和效率降低;平衡孔液体泄漏量系数与比面积关系曲线有明显的规律性,其随着比面积增大而减小,且扬程系数对其有较大的影响;轴向力系数曲线是非线性曲线,在比面积小于2.5时,轴向力系数随比面积增大而急剧减小;比面积大于等于2.5小于等于4.5时,轴向力系数曲线趋于平坦,其均值为0.112;比面积大于4.5时,轴向力系数曲线几乎与横坐标平行,其均值为0.067。该研究为较精确计算平衡孔液体泄漏量与平衡腔区域的轴向力提供了参考。     

华北地区有机及常规草莓生产对环境影响的生命周期评价

有机农业与农产品质量安全和生态环境安全密切相关,其环境影响效应也越来越受到人们的广泛关注,系统全面评价有机农产品生产过程对环境的影响,对促进有机农业健康发展具有重要应用价值。本研究采用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment, LCA),分析和比较了山东省淄博市博山区有机草莓和北京市昌平区常规草莓生产过程及其对环境的影响。研究结果表明,在各项环境影响指标中,常规草莓生产带来的全球变暖、环境酸化、富营养化和土壤毒性的潜在环境影响分别是全球人均基准值的 3.45%、 2.11%、 27.09%和 280.16%,而有机草莓生产带来的全球变暖、环境酸化、富营养化和土壤毒性的潜在环境影响分别是全球人均基准值的 1.22%、 0.44%、 15.17%和 202.76%,均低于常规草莓。常规草莓生产中生命周期环境影响较大的是富营养化、水体毒性和土壤毒性,造成常规草莓水体毒性危害严重的原因是种植阶段农药残留迁移至水体所致,而土壤毒性是由于化肥和有机肥所携带的重金属残留所致。有机草莓生产中生命周期环境影响较大的是富营养化和土壤毒性,主要是由于有机草莓农作阶段施肥过程中的磷流失和重金属残留所引起的。总体上看,有机草莓生命周期环境影响综合指数为 0.22,而常规草莓为 0.43,说明常规草莓对环境的负面影响明显高于有机草莓。因此,施用生物源农药与优质有机肥是控制草莓生命周期负面环境影响的关键措施。     

离心泵泵腔和平衡腔液体压力试验与计算

设计了针对泵腔和平衡腔的液体压力测试装置,采用同一块压力传感器测量不同测点压力的方法,对不同直径平衡孔前、后泵腔和平衡腔的液体压力进行了测试及分析。试验发现,对这种前后密封环直径相同的叶轮,在密封环正常时密封环以上的前、后泵腔液体压力分布是不同的,且后泵腔液体压力普遍较前泵腔液体压力高。基于有、无液体泄漏泵腔液体压力曲线的分析,引入了泵腔液体压力损失系数,提出了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式及其压力损失系数的具体确定方法。并用2台离心泵泵腔液体压力测试结果,验证了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式具有较高的可信度。比较分析了设计工况平衡腔液体压力的理论计算结果和试验结果,验证了设计工况平衡腔液体压力数学模型能准确地预测出平衡腔液体压力,并从控制平衡腔液体泄漏量减少其液体压力及轴向力的角度,提出试验泵的平衡孔直径在6~8 mm较为合适。     

4YZP-2型自走式玉米收获机设计与试验研究

针对我国现有玉米联合收获机集成度不够、剥净率不高、生产效率较低、秸秆破碎效果差等突出问题,研制出适宜黄淮海地区不同行距的玉米机械化联合收获机。通过调研并借鉴已有技术,应用三维建模和机械优化设计理论,创制出平滑V型对置式拨禾链轮摘穗机构,确定了秸秆与装置相互作用的技术参数,分析了升运与果穗喂入量的动态关系,设计出短距集中式升运装置,发明了W型橡胶辊与铸铁辊间隔式剥皮装置,建立了玉米果穗在剥皮过程中受力情况的力学模型。集成设计出的两行自走式玉米收获机经山东省农业机械试验鉴定站检测,总损失率小于2.5%,生产率大于0.25hm2/h,摘果率高于9 5%,满足工作要求。     

气力辅助充种式花生精量排种器设计与试验

针对花生播种向精准、高速方向发展过程中高速作业状态下花生种子充种效果差的问题,设计了一种气力辅助充种式花生精量排种器,重点设计了排种器排种盘结构和气力辅助充种结构。针对颗粒尺寸大、质量大的花生种子,通过对花生种子在排种器中堆积现象与充种时间进行分析,得出花生高速排种充种过程需增强充种性能,从而提高充种效率。通过对花生种子进行充种原理分析,阐明花生种子充种过程中种子与排种器的运动关系与受力关系,分析充种过程影响因素。通过设计带有导种槽的排种盘和带有辅助吹种型孔的辅助充种结构,分析计算排种盘吸种孔、导种槽的关键结构参数以及辅助吹种型孔参数与排列方式。以充种合格率和充种漏充率为指标,进行三因素三水平组合试验,对试验结果进行多元回归分析,以最优目标进行优化,确定排种盘最佳参数组合为排种器吸种负压5.156 kPa、花生高速播种机前进速度8.007 km/h、扰动吹种正压1.149 kPa,此时,花生充种合格率为95.84%、漏充率为4.06%,能够实现花生种子有效充种。     

淮河荆涂峡鲤、长吻鮠国家级水产种质资源保护区生态健康评价

评价水域生态健康状况可判别水生态恢复成效,是水环境管理的有效手段。为探究淮河荆涂峡鲤(Cyprinus carpio)、长吻鮠(Leiocassis longirostris)国家级水产种质资源保护区的水生态健康状况,根据2020年浮游植物群落结构的调查结果,结合形态功能群分类法,构建了基于浮游植物生物完整性指数的保护区生态健康评价体系。选择受干扰较小的采样点为参照点,对候选参数进行非参数检验和相关性分析,确定最终的评价参数,采用比值法确定分级评价标准,对保护区水体进行健康评价。结果显示,浮游植物优势功能群演变趋势为Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ (春季)→Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ (夏季)→Ⅴ+Ⅵ (秋季)→Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ (冬季),除核心区的优势功能群为Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ外,实验区、涡河和淮河干流优势功能群均为Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ。保护区68.06%的样点评价结果为“一般”及以上,总体水生态健康状况良好,具体表现为冬季优于秋季、夏季次之、春季最差的时间格局,以及淮河干流优于涡河、实验区优于核心区的空间格局。     

4LZZ-1.0型小区稻麦联合收割机的研制及试验

针对中国田间育种机械化程度低、缺乏小区育种作业装备的现状,结合国内小区稻麦种植模式和农艺要求,研制出了4LZZ-1.0型小区稻麦联合收割机。对机器整体设计方案进行了描述,并对气力辅助割台装置、脱粒装置、清选装置、气力输送装置等进行了设计,确定其关键参数。该装备采用静液压轮行走装置和全喂入收获方式,可一次完成育种小区稻麦的分禾、扶禾、切割、喂入、脱粒、清选、清种、份量装袋等工序。样机田间小区收获试验表明,该样机作业性能稳定,生产率39.4小区（4.7 m×2.7 m）/h、脱净率99.97%、含杂率1.46%、破碎率0.04%、损失率1%、小区时隔50.94s、混种率0,各项性能指标均达到或超过了设计指标和相关标准。     

果园多风管风送喷雾机风量调控系统设计与试验

目前国内大多数果园风送喷雾机多通过控制风机转速或出风口截面积调整风量,依据果树冠层特征实时变量调控风量的相关研究较少,针对上述问题,本文提出了一种基于果树冠层特征实时调整风量的单风机多风管旁路调风技术。分析对比了节流调风和旁路调风两方案风速调节能力和风场风速空间变化特性,旁路调风结构风速与蝶阀开度线性变化关系更明显,利于风量及风速的控制,因而选择旁路调风方案。该方案基于果树分割冠层层数设置相应数量的扇形出风口,构建了基于果树分割冠层特征的蝶阀开度模型,并依据该模型计算各出风口处蝶阀的理论开度,结合PID变量调控技术控制蝶阀实现各出风口风量实时调控进行变量喷雾。选择普通风送喷雾、自动对靶变量喷雾和变风量喷雾3种模式,以雾滴沉积量和药液飘逸损失为指标,对3种作业模式进行喷雾性能试验,试验结果表明：普通风送喷雾模式下农药飘移量及地面流失量最大;变风量喷雾表面冠层的沉积量比自动对靶风送喷雾模式提高了17.3%,变异系数降低了10.29个百分点,且果树冠层下、果树间的地面沉积量分别降低了26.1%和40.7%,飘移量相比于其他2种喷雾模式分别降低了69.9%和50.9%。     

玉米小区收获机低损摘穗装置的设计与试验

针对玉米小区收获机在育种收获摘穗过程中存在的籽粒损失率高、破碎率高的问题,创新设计了一种“拉-压-摘”组合式的低损摘穗装置。通过对各关键部件的理论分析,确定了装置主要结构的整体参数,压茎轮直径62mm、长度400mm。田间试验结果表明:摘穗装置的籽粒损失率为0.72%,籽粒破碎率为0.33%,有效保证了玉米小区收获机的低损摘穗作业,可为玉米小区收获机低损摘穗技术的研究提供参考。     

胡萝卜联合收获机对顶部件的研究

针对国内自主研发的胡萝卜联合收获机在对顶切秧作业时对顶效果差、切割不干净及损伤率高的问题,研究了国内外各式各样的对顶部件。重点针对胡萝卜联合收获机皮带式对顶方式、链条式对顶方式进行了研究,并介绍了各种对顶方式的工作原理及优缺点。在上述对顶方式的基础上,设计出一种新型的V形滚轮式对顶部件,该部件采用并行排列且可以绕轴转动的两列橡胶辊作为对顶组件与胡萝卜接触,两列滚轮呈V形排列,从而减轻了滚轮径向的受力,使得滚轮不至于径向受力过大而不转动。该装置不仅实现了对顶作业,而且极大地降低了伤果率,为胡萝卜联合收获机的研发成功提供了理论依据。