疏解棉秆的微波干燥动力学及能耗分析

为了研究疏解棉秆微波干燥过程中装载量对干燥时间、干燥速率、干燥效率以及单位能耗的影响,该试验采用微波频率为2 450 MHz,输出功率为1 k W的微波干燥设备,装载量范围在34~200 g的疏解棉秆进行干燥。结果显示:干燥过程经过一个短暂的升速后较长时间处于降速阶段;采用7种常见薄层干燥模型对干燥数据进行非线性拟合,通过比较决定系数、均方根误差、离差平方和,发现Midilli模型是表述疏解棉秆微波干燥的最优模型,干燥系数随着装载量的增加而减小;装载量从34 g增加到200 g时,干燥时间也随之从10 min增加到20 min;疏解棉秆的水分有效扩散系数随着装载量的增加而减小,其平均值介于1.8078×10-8~4.1997×10-8 m2/s,同时基于Arrhenius方程,求得平均活化能为4.82 W/g;装载量在34~200 g时,通过提高装载量能够提高微波干燥效率(7.52%~19.78%),同时降低微波干燥的单位能耗(12.49~35.90 MJ/kg)。研究结果为棉秆的干燥和工业化生产提供参考。     

香梨果实跌落碰撞时的接触应力分布特性

为了揭示梨果实的碰撞损伤机理,该文采用Prescale感压胶片对香梨果实在不同跌落高度与4种材料触件碰撞时的接触应力进行测量,并分析了其分布规律,确定接触应力分布与香梨果实损伤之间的关系。研究结果表明,从20～80 cm跌落碰撞时,香梨碰撞接触应力峰值为0.5～0.6 MPa;与钢板和胶合板碰撞,接触应力呈正态分布,应力面积接近损伤面积,0.2～0.3 MPa应力面积最高,应力均值为0.25～0.28 MPa;与EPE(聚乙烯发泡棉)板和瓦楞纸板上低冲击水平下碰撞,接触应力呈非正态分布特征,应力面积与损伤面积相差较大,<0.2 MPa应力分布面积很大,应力均值为0.18～0.25 MPa;随着冲击水平提高,香梨的接触应力峰值基本不变,应力分布面积都呈线性增大,在钢板和胶合板上的接触应力均值变化不显著,但在EPE板和瓦楞纸板上的接触应力均值有较明显增大;基于接触应力分布面积和应力均值对香梨损伤面积所建立的线性回归模型,可对香梨碰撞损伤精确预测和评估。该研究可为梨果机械化作业和自动化处理装置的减损设计提供依据。     

新型有机太阳能光伏薄膜的制备

【目的】开发有机太阳能光伏薄膜,弥补传统无机太阳能电池的不足。【方法】利用Suzuki偶联方法,合成了以3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)和异靛蓝(Isoindigo)单元为基础的聚异靛-乙撑二氧噻吩P(iI-EDOT),并制备正型有机太阳能电池,通过热分析仪、紫外-可见光分光光度计和电化学工作站,对其热稳定性、紫外吸收和电化学性能进行表征,并对其光伏性能进行测试。【结果】合成的新型材料P(iI-EDOT)具有很好的热稳定性及合适的最高已占轨道能级(EHOMO)和最低未占轨道能级(ELUMO);光伏性能测试表明,基于P(iI-EDOT)制备的有机太阳能电池的开路电压(Voc)为0.45V,短路电流密度(Jsc)为2.80mA/cm2,填充系数(FF)为28%,能量转化效率(PCE)为0.35%。【结论】新合成的导电高分子聚合物P(iI-EDOT)具有一定的光伏性能,还应引进改善物质溶解性的基团,以提高其能量转换效率。     

夹持自锁式棉花精量穴播轮的研究

针对夹持自锁式棉花精量穴播轮在使用中存在的问题及其产生的原因,设计了挡种圈和投种器,改进了取种机构.介绍了其工作原理,计算得出其结构尺寸,并从理论上分析了充种、清种和落种过程,建立了充种、清种、落种模型.田间试验表明,改进后穴播轮的充种可靠性能明显增强,有效地解决了由于振动脱落种子和落种卡滞而造成的空穴问题.     

西北地区农业生物质秸秆热特性分析

【目的】分析西北地区农业生物质秸秆的热特性,为合理有效利用西北地区农业生物质能奠定基础。【方法】采集陕西、甘肃、宁夏、青海、西藏和新疆等6省(自治区)97个县(市)252个小麦、玉米、水稻、油菜、棉花等5种秸秆样品,采用瞬态热线法测定秸秆的热传导率、热扩散率和比热容,统计分析不同种类、不同地域秸秆热特性的差异性,采用GIS技术分析西北各省(区)秸秆热传导率的区域分布规律。【结果】西北6省(区)小麦秸秆热传导率、热扩散率和比热容的平均值分别为0.103~0.118 W/(m·K)、0.213~0.223mm2/s、0.473~0.526 MJ/(m3·K);6省区玉米秸秆的3个热特性平均值分别为0.105~0.116 W/(m·K)、0.203~0.232 mm2/s、0.479~0.553MJ/(m3·K);陕西、宁夏和新疆水稻秸秆的3个热特性平均值分别为0.103~0.117 W/(m·K)、0.206~0.214mm2/s、0.483~0.572 MJ/(m3·K);陕西、甘肃、青海和西藏油菜秸秆的3个热特性平均值分别为0.108~0.116W/(m·K)、0.202~0.219mm2/s、0.495~0.575 MJ/(m3·K);陕西、甘肃和新疆棉花秸秆的3个热特性平均值分别为0.129~0.132 W/(m·K)、0.182~0.190 mm2/s、0.677~0.710 MJ/(m3·K)。【结论】棉花秸秆热特性与小麦、玉米、水稻和油菜秸秆之间有显著差异;小麦、玉米、油菜秸秆热特性地域差异性显著;热传导率的地域分布表现为从新疆到陕西由西向东逐渐减小;农作物的种类、气候和环境条件对秸秆热特性有一定的影响。     

柔性底盘性能检测试验台设计与应用

为了检测基于偏置转向轴结构的四轮独立驱动、独立转向柔性底盘的性能和运动控制参数,试制了一种由4个水平转盘构成的柔性底盘性能检测试验台,设计了试验台检测控制电路和系统软件。通过柔性底盘在试验台上的运行,模拟直行和90°横行运动,进行柔性底盘运动性能及控制参数的测试。试验结果表明:在不同运动状态下柔性底盘轮毂电机的转速从0增加到匀速状态所需的时间为2~3 s,柔性底盘直行和90°横行的牵引力分别可以达到1 132 N和1 165 N;定速行驶时,柔性底盘各轮毂电机的驱动力不同,需要实时自动调节各轮毂电机的驱动电流,保证各独立驱动的轮毂电机协调运动。测试结果可为四轮独立驱动独立转向柔性底盘控制策略的制定和参数优化提供依据。     

农作物与其剩余物制备纳米纤维素研究进展

简要介绍了农业纤维主要组成成分,从原料种类、制备方法、纳米纤维素的性质及应用4个方面综述了利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素的国内外研究进展.深入分析了利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素在尺寸表征、表面改性、制备工艺及应用方面存在的主要问题及解决思路,为农作物及其剩余物的高值化应用提供参考.     

棉秆束/高密度聚乙烯定向复合板制备

为了有效利用废弃棉秆资源,该文采用热塑性高密度聚乙烯塑料作为填充料,将疏解的棉秆束定向铺装热压制成复合板。利用热重分析仪分析了棉秆的热解特性,采用正交试验的方法分析了复合板密度、塑料质量分数、热压温度、热压时间对复合板力学性能的影响;用扫描电镜观察到棉秆纤维与高密度聚乙烯复合界面存在机械啮合结构。通过试验得到制备定向复合板的较优热压工艺参数为：复合板密度0.8 g/cm3,塑料质量分数50%,热压温度168℃,热压时间 17 min。在此工艺条件下,复合板的静曲强度、弯曲弹性模量和内结合强度分别达到31.51、4 561.25和0.52 MPa,超过定向刨花板OSB/1的标准值。     

玉米秸秆的冲击式茎叶分离试验研究

阐明了玉米秸秆的冲击式茎叶分离原理，并建立了茎叶分离效果数学模型，优化确定了茎叶分离的最佳条件，分析了各参数对分离效果的影响规律。试验得出了玉米秸秆茎叶分离的最佳分离条件：冲击头线速度为26.76m/s，茎叶含水率为31.51%，喂入速度为0.14m/s。     

农用车柔性底盘姿态切换参数对切换精度与时间的影响及其优化

为了研究农用车柔性底盘的姿态切换运行特性,该文进行了柔性底盘姿态切换分析和基于二代样机在硬化路面上的姿态切换试验,建立了姿态切换状态模型,并通过层次分析法和遗传算法优化了切换参数,研究了不同平移角度、电机转速、切换角度、平移速度和回转速度条件下的切换精度和切换时间,得到各因素及其交互作用对农用车柔性底盘姿态切换的影响和不同切换参数的相互配合关系。结果表明:影响准备与恢复精度的主次因素为电机转速平移角度,影响准备与恢复时间的主次因素为平移角度电机转速;横行姿态的平移速度对其横行精度和时间都有极显著的影响,任意平移角度下,横行姿态的电机最优转速为5.4 r/min,最优平移速度为3.45 m/s;影响原地回转姿态的回转精度主次因素为:切换角度回转速度;影响原地回转姿态的回转时间主次因素为:切换角度回转速度交互作用;任意平移角度下,原地回转姿态的最优电机转速为5.4 r/min,当切换角度?r为0～85°时,最优回转速度为(0.003 3βr+0.506 8) rad/s,当切换角度大于等于85°时,最优回转速度为0.78rad/s。优化参数对比结果表明:横行姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组4.16%,在综合时间方面与时间优先组持平并少于精度优先组17 110 ms;原地回转姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组5.15%,在综合时间方面分别少于时间优先组和精度优先组646和996 ms。优化后的姿态切换参数能够保证柔性底盘在略微损失姿态切换精度的情况下,以较快的姿态切换效率完成其姿态切换过程。