Structure optimization and performance simulation of screw discontinuous feeding device

为了解决目前螺旋加料装置不连续加料量不稳定、能耗高等问题,开展螺旋不连续加料装置的结构优化与性能仿真研究。首先分析螺旋加料性能指标以及螺旋加料装置不同结构参数对其不连续加料性能影响;其次,以外径100 mm螺旋不连续加料作为研究对象,以单位加料量消耗的能量最小为优化目标,选取螺旋体的内径、螺距以及工作转速为优化设计变量,确定对应约束条件,采用随机方向优化算法,得到优化结果是：转速65 r/min,内径40 mm,螺距85 mm。最后,利用离散单元法仿真分析不同内径和螺距对颗粒填充率、加料量变化和加料能耗等加料性能的影响,结果表明：内径50 mm和螺距100 mm时加料稳定性与能耗综合表现较好,而在内径40 mm、螺距85 mm时综合性能最好。该研究结果可为加料稳定、低能耗的螺旋加料装置的设计提供参考。     

栽培基质超亲水pH传感器测量误差影响因素分析与补偿

栽培基质pH值是设施园艺中重要的生产过程信息之一。针对栽培基质pH值在线检测误差大、结果易受基质含水率和基质成分影响的问题,基于超亲水pH传感器,以泥炭、蛭石基质为原料,以配置的不同质量比和不同含水率的栽培基质为试验对象,开展了栽培基质超亲水pH传感器pH值测量试验研究。结果发现：栽培基质的质量含水率(θ_m)降低会引起超亲水pH传感器的pH值测量值线性降低和pH值测量误差线性增加,其测量误差绝对值最大为0.81,显著低于锑电极pH传感器(测量误差绝对值最大为2.15);超亲水pH传感器的测量误差受混合基质中泥炭、蛭石质量比的影响相对较小,由基质成分变化导致的测量误差最大变化为0.23,显著低于锑电极pH传感器(最大变化为1.10)。在此基础上建立了栽培基质超亲水pH传感器的测量误差补偿模型,并在采集的栽培基质中进行了应用试验;补偿前测量误差绝对值最大为0.32,补偿后降为0.18,测量误差进一步降低,验证了超亲水pH传感器及其测量误差补偿模型的有效性。研究结果为实现栽培基质pH值快速、准确在线检测奠定了基础。     

螺旋不连续加料装置结构优化与性能仿真

为了解决目前螺旋加料装置不连续加料量不稳定、能耗高等问题,开展螺旋不连续加料装置的结构优化与性能仿真研究。首先分析螺旋加料性能指标以及螺旋加料装置不同结构参数对其不连续加料性能影响;其次,以外径100mm螺旋不连续加料作为研究对象,以单位加料量消耗的能量最小为优化目标,选取螺旋体的内径、螺距以及工作转速为优化设计变量,确定对应约束条件,采用随机方向优化算法,得到优化结果是:转速65r/min,内径40mm,螺距85mm。最后,利用离散单元法仿真分析不同内径和螺距对颗粒填充率、加料量变化和加料能耗等加料性能的影响,结果表明:内径50mm和螺距100mm时加料稳定性与能耗综合表现较好,而在内径40mm、螺距85mm时综合性能最好。该研究结果可为加料稳定、低能耗的螺旋加料装置的设计提供参考。     

空气净化机净化动力学分析及气流场数值模拟

采用动力学方法分析空气净化机理,对过滤网在吸收过程中的阻力进行了理论推导,为空气净化机滤纸、进出口风道的优化设计提供依据.从空气净化机内部气流场出发,建立内部气流场的几何模型,以多孔介质模型来模拟过滤网;通过Fluent软件数值模拟空气净化机内部气流,分析了进口风速在1 ～5 m/s变化过程中,不同高度(0.05,0.10,0.15 m)截面上的压力场和速度场变化.结果表明:风速在l ～2 m/s时,气流稳定;HEPA滤纸在高度为0.10m截面上对气流的阻力最大.为了获得更好的内部气流场,应尽量增大进风口和出风口的面积,使之覆盖的面积与主流风道大体一致,这样可减少涡流现象,并可降低出风口处的气流叠加效应.通过Fluent软件模拟效果良好,可为实际使用中的现场流场问题提供理论指导.     

RBF神经网络在机电设备故障诊断中的应用

为提高机电设备故障的判断能力,实现设备故障诊断智能化,根据机电设备故障诊断的特点,介绍将RBF神经网络技术应用于机电设备故障诊断系统的基本原理及方法,详细分析该技术在机电设备上的实现过程,并以机电设备故障诊断为例,验证该方法的有效性.     

模糊诊断技术在包装机械中的应用

加强对包装机械的维护,提高对突发性故障的处理能力,从而实现包装机械故障诊断的智能化.为此,根据包装机械故障诊断的特点,介绍了将模糊诊断技术应用于包装机械的基本原理及方法,详细地分析了该技术在包装机械上的实现过程.最后以一种包装机械的故障诊断为例,验证了这种方法的有效性.     

番茄秸秆与发酵菌种立式螺旋混合设备参数优化

针对番茄秸秆基质化造肥处理过程中秸秆碎料与发酵菌种难以混合问题,提出立式螺旋混合搅拌装置。通过对物料的动力学分析、立式螺旋混合的离散元仿真分析和试验表明,混合3 min以后,混合变异系数小于10%,平均功耗小于0.078 1 k W,验证了对秸秆基质化处理的可行性;随搅拌叶片螺距增加,混合变异系数得到降低,功耗呈先增大后减小的趋势;随搅拌叶片转速的增加,混合变异系数同样得到降低,功耗呈大幅度提高的趋势;随填料高度的增加,混合变异系数和功耗呈增加趋势;影响混合变异系数的主次顺序依次为螺距、转速和填料高度。构建了混合变异系数与结构和工作参数的数学模型,并进行优化,得到当填料高度440 mm、转速30 r/min、螺距400 mm时,物料混合变异系数最优为4.3%;将离散元仿真功耗与试验值进行对比,误差均值为13.5%,验证了仿真结果的正确性。     

混合式定量称量系统研究

分析了设计的混合式定量称量系统结构、工作原理和系统动态特性 ;通过合理选择称量传感器 ,设计并联和算电路、高性能前置放大与滤波电路 ,应用模数转换器和单片机 ,实现称量数据采集 ;通过对采集数据波形分析 ,对处于震荡过程中的采集数据进行快速滤波处理及无偏估计处理 ,快速准确获得加料量。加料试验数据分析表明 ,数据采集处理可靠有效 ,称量速度和准确度满足了混合式定量要求。     

茶园高架风扇防霜系统设计与试验

早春倒春寒气候条件下,茶树遭受严重的晚霜冻害,造成茶叶产量和品质的下降。在分析倒春寒逆温气象特点的基础上,研究了将近地上方高温空气与近地低温空气混合,实现防霜的作用机理;总体设计了以轴流风扇为核心部件的高架风扇防霜系统;对系统作用区域的风速分布特征、温度分布和温升效果,进行了试验研究。结果表明,一套功率3kW的风扇防霜系统有效覆盖面积大于1000m2,在外界气温-4℃的霜冻条件下,可提高冠层温度4℃,能够有效预防消除茶园晚霜冻害。     

藤茎类秸秆专用切割刀片的设计与试验

为了解决传统切割刀片滑切角变动幅度大、受力不均、波动较大等问题,该文应用对数螺线方程,设计了藤茎类秸秆专用的等滑切角锯齿型刀片。通过对成熟期番茄藤和茄子藤在不同水分下的切割试验,结果表明:在刀轴转速为4 000 r/min、切割速度约为85 m/s的条件下,与普通刀片和等滑切角平型刀片相比,等滑切角锯齿型刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.18和0.25 k W·h,消耗的切割电能少、切割效率高、切割效果好;40°等滑切角锯齿型刀片与45°的相比,40°等滑切角锯齿型刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.38和0.49 k W·h,消耗的切割电能少、切割效率高、切割效果好;材料为Cr12Mo V的等滑切角锯齿型刀片与65Mn的相比,Cr12Mo V的刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.17和0.24 k W·h,切割效果较好。该文设计的刀片在切割过程中受力较均匀,具有降低切割功耗、提高切割效率的作用,对于改进秸秆切割机械的工作性能和减小切割过程的能量消耗具有重要意义。