水田驱动叶轮轮叶下土壤流动特性与动力性能研究

在自制的小土槽试验装置上,进行了水田驱动叶轮轮叶下土壤流动的拍摄和轮叶上土壤反力的测试。在研究轮叶下土壤流动轨迹、流动模式和流动区大小变化规律的基础上,分析了轮叶产生的推进力和支承力,驱动效率的变化规律及其与土壤流动之间的关系。深入分析了有较大陷深和作旋轮线运动的轮叶的驱动效率较低的原因。     

不同保鲜环境荔枝褐变的理化指标识别方法研究

为探究理化指标识别荔枝褐变的可行性,试验获取了3种常用保鲜环境(常温保鲜、冷鲜柜保鲜和气调保鲜)荔枝贮藏过程中褐变程度,色差a*、b*、L*,可溶性固形物含量(TSS)和硬度变化。常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变指数随褐变程度逐渐增大,其中常温保鲜荔枝增大最快,冷鲜柜保鲜荔枝其次,气调保鲜荔枝较慢。理化指标色差a*、b*、L*和硬度均随褐变指数增大呈减小的趋势,TSS随褐变指数增大变化不明显。采用线性判别分析(LDA)对常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变程度识别正确率分别为96.67%、100%和100%。但冷鲜柜和气调保鲜荔枝4级与5级果LDA分析数据点较近,实际分类易发生混淆。LDA可较好地识别1级、2级、3级和4~5级荔枝果实。采用偏最小二乘回归(PLSR)建立预测模型同时对3种保鲜环境荔枝褐变程度预测时,训练集与测试集测试值与实际值的拟合决定系数R2分别为0.85和0.90,证明了不同保鲜环境荔枝通过同一个模型进行预测的可行性。试验揭示了褐变、理化指标和保鲜时间之间存在的关系,证明了通过理化指标识别褐变程度的可行性,可为水果褐变准确识别以及商品价值评价提供参考。     

基于双监测点的保鲜运输温度控制系统设计

针对果蔬保鲜运输中因温差过大,部分果蔬易被冻伤的问题,设计了一套基于双监测点的保鲜运输用温度控制系统.该系统以安装在厢体后端的温度传感器为主监测点,将保鲜运输中的环境温度控制在理想的保鲜温度范围内;以安装在厢体前端的温度传感器为辅助监测点,防止气流出口处的温度过低,冻伤厢体前端的果蔬.通过试验,此温度控制系统稳定性好、可靠性高,既能将运输厢内的温度控制在设定的目标温度范围内,又能防止运输厢体前端的果蔬不被冻伤.此研究结果对提升果蔬保鲜运输技术水平具有一定的参考价值.     

传感器封装形式对气调集装箱保鲜 环境数据监测的影响

为掌握不同传感器封装形式对气调集装箱保鲜环境数据监测的影响,搭建了气调集装箱综合调控 试验平台,进行了液氮充注气调试验,对比无封装、主动通风和自然通风等3 种传感器封装形式对箱内温度、 相对湿度和氧气体积分数等保鲜环境数据监测的影响。结果表明：传感器封装形式对箱体内保鲜环境数据监 测的影响显著性依次为温度、相对湿度和氧气体积分数;采用传感器无封装形式下进行液氮充注,箱体内前后 温差最小且监测点降温速率最快;采用自然通风的传感器封装通风形式对箱体内相对湿度数据监测的影响显 著,除湿速率明显滞后于其他两种封装形式;传感器封装形式对箱体内氧气体积分数数据监测的影响不显著。     

CFD在食品储运设备研发中的应用

合理的流场是保障食品储运品质的关键因素之一。计算流体力学(CFD)在分析食品储运设备流场、优化设备内部结构等方面提供理论基础。通过查阅相关文献资料,介绍了CFD求解的基本理论,着重分析了CFD在国内外冷藏库和冷藏车研发中的应用研究现状,探讨了CFD模拟过程中的一些问题,提出了CFD在食品储运设备研发中应用的建议和趋势,包括提高模型科学性、提高网格质量以及选择合适的求解模型等。研究结果对运用CFD进行食品储运设备的研发有一定的指导意义。     

果蔬传热传质研究进展

采后果蔬仍然具有生物特性,在贮藏或销售过程中会进行新陈代谢,这个过程伴随着热量交换和质量传递,研究该过程有利于掌握果蔬的品质变化规律,优化贮运设备.在阐述果蔬传热传质过程中水分迁移基本原理的基础上,综述了目前在果蔬传热传质研究上应用较广泛的方法,包括试验方法、数学模型方法和CFD方法,并分析比较了不同方法的特点.其中,试验研究具有准确、直观性强等特点,但往往需要投入较大的成本;数学模型方法为果蔬品质变化的预测提供了新途径;数学模型和CFD方法具有不受果蔬季节性限制等优点,但需对结果进行修正和验证.     

基于无线传感网的荔枝园智能节水灌溉双向通信和控制系统

为提高水资源利用率和灌溉智能化管理的需要,设计了以无线传感器网络技术为核心的荔枝园节水灌溉控制系统,该系统的无线通信模块选择CC2530模块,传感器模块包括空气温湿度传感器DHT22,光照强度传感器GY-30,土壤水分含量传感器TDR-3以及一些外围电路,精确采集荔枝园温度、湿度、光照度和土壤含水率等多项环境信息,通过无线传感器网络、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)和互联网进行数据的传输,保证了传输的实时性和远程性,实现了对荔枝园环境的实时监控;同时,远程服务器和网站上都对荔枝园的土壤含水率的阈值进行了设定,当土壤含水率的值超过了阈值,服务器或者网站就会自动发送相关命令对相应的电磁阀进行控制,实现双向控制。分析、测试了系统的功耗和通信距离,在空旷地带,节点的双向有效通信距离达1 205 m,在荔枝园中双向有效通信距离达81.5 m。在传感器节点系统工作周期为30 min情况下,根据试验结果估算出,两节额定容量为3 000 m A·h的3.7 V锂电池串联可使传感器节点持续工作时间最大为500 d,可使电磁阀控制节点工作5 a以上。试验结果表明,该系统运行稳定,网络平均丢包率为3.87%,能够准确监测荔枝园信息采集和控制电磁阀工作,实现和控制荔枝园智能节水灌溉双向通信。     

基于高光谱与电子鼻融合的番石榴机械损伤识别方法

提出了一种基于高光谱与电子鼻融合的水果机械损伤识别方法。分别采用高光谱仪与电子鼻对无损伤、轻度机械损伤和重度机械损伤的番石榴进行采样,提取特征信息后,运用主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、欧氏距离分析(ED)和模糊C均值聚类(FCM)对高光谱仪、电子鼻以及高光谱与电子鼻融合3种识别方法的识别效果进行了对比。PCA和LDA的分析结果表明,高光谱与电子鼻识别番石榴机械损伤是可行的,但单独采用这两种识别方法均无法对番石榴机械损伤程度进行分级。采用高光谱与电子鼻融合方法,结合LDA分析可以较好地识别番石榴机械损伤程度,比单一识别方法具有更好的识别效果。此外,LDA比PCA对番石榴机械损伤识别效果更佳。根据PCA、LDA和ED分析结果可以推测多源信息融合的分类识别方法既可获取更多的样本信息,提高相同样本之间的聚类性,又可较多地保持单一分类识别方法得到的不同样本之间的最大距离。根据FCM分析结果,高光谱识别、电子鼻识别和高光谱与电子鼻融合识别3种方法对番石榴机械损伤识别的正确率分别为89.74%、82.05%和97.44%,验证了多源信息融合方法对提高水果机械损伤识别效果的可行性。     

仓储转轮除湿系统管道形式参数优化试验

为提高仓储除湿系统的工作性能,改善仓储环境中相对湿度的均匀性,设计了管道式转轮除湿系统,并对改造后系统的除湿效果进行了测试和分析。增加了管道式干空气通路,气流组织方式由原来的箱体中部送风、底部回风改为管道开孔送风、底部回风。研究了管道位置、管道直径、管道开孔数对除湿效果的影响。根据不同因素对除湿效果的整体影响效果,综合极差分析和方差分析,得出影响除湿效果因素的排序为管道开孔数、管道直径、管道位置。试验结果表明,最佳除湿效果组合为管道位于箱体中部0.65 m处、管道直径为40 mm、管道开孔数为20个时,除湿能力达71.74 g/(kg?h),除湿效率达0.090 6 g/(kg?h?kJ),综合效果好。研究结果对仓储除湿系统的优化设计有一定的参考价值。     

保鲜运输用液氮充注气调控制系统的设计与试验

为实现对气调保鲜运输厢体内气体成分的自动控制,以液氮充注气调为对象,搭建了液氮充注气调试验平台。设计了基于低温保护优先的气调方案,采用双限值的控制方法,实现了液氮充注气调的自动控制。以香蕉为试验物料,开展液氮充注气调保鲜试验。结果表明:运输厢体气密性对氧气体积分数变化影响较大,气密性差则增加了系统执行机构的工作频率及液氮消耗量;塑料筐和纸皮箱2种香蕉包装条件对液氮充注降氧影响不大;初始温度对液氮充注的降氧时间影响较大,初始温度高时降氧时间短,初始温度低时降氧时间长;系统实现了以温度优先的气调控制策略,系统工作稳定性良好。上述研究为开发液氮充注气调保鲜运输车提供了参考。