变压器负载试验方法改进研究与分析

工程实际中对于小型试验厂或容量有限的变电站而言,如果在额定电流条件下进行变压器负载试验,需要的电源容量较大,即使利用电容补偿弥补电源容量的不足,所需补偿电容器的体积和质量也会给试验实施带来困难。该文分析了变压器常规负载试验方法及其在工程实际中出现的问题,并有针对性的提出了一种改进的负载试验方法。首先通过计算机仿真验证改进方法的可行性,继而对其进行了现场实践,并对改进方法下的负载试验参数重新进行了计算,同时将改进方法与常规方法进行参数误差分析与成本对比分析。结果表明,该文提出的变压器负载试验改进方法可在不提高电源容量的情况下,大幅减少对中间设备如补偿电容器的限制,从而提高试验操作的效率及试验厂站的经济效益,又可满足工程实际精度要求,因此可以作为常规变压器负载试验的一种延伸和发展。     

小型涡流室柴油机供油与燃烧系统协同匹配

小型涡流室柴油机的供油与燃烧系统优化是满足不断加严排放法规的基础。该文以某170F涡流室柴油机为研究对象,运用模拟计算与试验结合的方法,对其供油及燃烧系统开展研究。借助工程软件构建了供油系统仿真模型,通过设计长型短结构喷油器、优化供油系统参数,来提高喷油压力和优化喷油特性;利用FIRE软件对燃烧过程进行模拟,找出了喷油油线在涡流室内位置及燃烧室容积比的最佳范围。柴油机优化后整机初次试验气体比排放低于国家第三阶段排放限值,CO和HC+NOX分别较原机下降了72.8%和21.3%(八工况循环),标定工况烟度由原机4.5下降到1.2 BSU,有效燃油消耗率较原机下降了约16.1%。该研究工作为小型涡流室柴油机性能提高和节能减排提供了参考。     

基于四属性的现代农产品加工模式构建及评价

中国农产品加工业整体经营过程控制粗放,主要靠生产要素的投入,还停留在以能源、原料的高消耗为代价取得的粗放式、速度型增长,所造成的直接和间接污染严重,通过构建科学、系统的现代农产品加工模式来指导行业发展意义重大。基于可持续发展、循环经济、产业生态学(工业生态学)、清洁生产等理论,提出农产品加工四属性,即原料价值属性、低碳加工属性、产业生态属性、产品市场属性。在此基础上,利用系统学的理论、工具和方法,获得在构建原料价值系统、低碳加工系统、产业生态系统、产品市场系统4个系统基础上耦合形成现代农产品加工模式的构建打下方法论的基础。按照科学性、简明性等原则,采用专家咨询法构建4个层次、21个指标的现代农产品加工模式实现度评价指标体系,运用层次分析法确定指标权重,利用模糊综合评价法对花生加工企业进行实证,结果为3.9871,与生产实际一致。该研究不仅对传统农产业加工行业转型升级具有较高借鉴价值,也为现代农业产业模式研究提供理论支撑。     

基于移动无线传感器网络的植株图像监测系统设计与测试

针对静态无线传感器网络(static wireless sensor network,SWSN)在图像监测中功耗分布不均、传输不可靠等问题,设计了基于移动无线传感器网络(mobile wireless sensor network,MWSN)的农田植株图像监测系统。选用JN5139模块搭配摄像头采集和编码图像,利用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)搭载协调器收集信息。通过仿真和测试可得,节点在MWSN中的最小功耗为10μW,工作功耗为133 m W,在SWSN中为133 m W,路由节点功耗为普通节点的2倍;在10~35 m范围内,MWSN的信号强度为-68~-86 dbm,SWSN为-83~-85 dbm;在10~80 m范围内,MWSN的误码率范围是0~9.2%,SWSN是0~38.6%。试验时UAV在15 m高空悬停接收地面设备发出的图像数据,测得获取一张图片平均需135 s,图片分包平均为22次,解码后的图像可以较好的反映植株生长状态。上述结果表明,工作时间相同,MWSN中节点的功耗差异性小,呈均匀分布;在一定距离范围内,MWSN的传输能力和抗干扰能力整体上优于SWSN,能保证数据传输的可靠性,因此,基于移动无线传感器网络技术的图像监控系统能够满足大范围农田中植株图像的监测需求。     

振动与波浪二级分离马铃薯收获机改进

针对当前马铃薯机械化收获环节存在的破皮率和伤薯率较高等问题,通过设置振动分离段和波浪分离段、基于振动与波浪二级分离改进了一种马铃薯收获机,并分析了振动与波浪二级分离条件下的分离筛及薯块运动特征。单因素试验表明,收获速度为0.726 m/s时,单位时间内挖掘的薯土混合物较少,易导致薯块疲劳累积损伤,当收获速度为1.167m/s时分离筛的分离负担加大,土壤和杂质分离效率降低,导致明薯率下降;分离筛运行速度从1.52提高至2.80 m/s时,破皮率和伤薯率呈先降低后增大的趋势,但明薯率自99.8%下降至96.4%;振动强度由无振动增加到强烈振动时,明薯率提高3.3%,但破皮率和伤薯率均有较大幅度的增加;峰谷高差自40~40 mm增大到200~200 mm时,明薯率由97.2%升高至99.8%,但其破皮率和伤薯率均有所升高。正交试验表明:破皮率和伤薯率受收获速度和振动强度的影响规律基本一致;收获速度和振动强度对破皮率和伤薯率的影响较显著(P0.05),振动强度和峰谷高差对明薯率的影响较显著(P0.05)。该文为马铃薯收获机的研发优化以及薯土分离效率和收获品质的综合控制提供了技术参考。     

人工林对黄土高原小流域上下游不同坡面土壤水分的影响

为对比不同生态治理小流域的土壤水分,以人工刺槐小流域杨家沟及其相邻自然恢复小流域董庄沟为研究对象,2016年8月每4天在两流域的对照坡面、样点同时采样、分层测定0~120 cm剖面土壤含水量(SWC),通过经典统计学方法分析各流域不同区段、坡向、坡位、土层的SWC变化,并采用土壤水分流域变差系数指标进行流域对比。结果表明:1)董庄沟SWC上游下游,东坡西坡,坡脚坡腰坡肩,沿剖面向下先短暂降低(0~20 cm)又持续增大(20~120 cm),不同区段、坡向间差异显著(P0.05);2)在林木耗水及蒸发调节影响下,杨家沟SWC下降(P0.05)、土壤水分格局发生变化,下游与东坡土壤较湿润,SWC坡脚显著高于坡腰与坡肩(P0.05)、剖面垂向分布先持续下降(0~100 cm)后转而上升(100~120 cm);3)SWC空间变异性董庄沟(29.19%)杨家沟(23.51%),时间变异性杨家沟(10.99%)董庄沟(8.76%);4)上游、东坡、坡腰与60~120 cm土层是杨家沟土壤水分亏缺的主要区域与层次。研究结果可以作为小流域生态建设植被配置与布局的依据。     

基于温差电池的温室地埋供热金属管道阴极保护改进

北方温室为种植反季节植物以及南方植物,普遍采用地埋供热金属管道供热。阴极保护技术可以有效控制土壤对管道的电化学腐蚀,但常规的外接电流阴极保护方式成本高、占地大,牺牲阳极方式的保护寿命过短。为了给温室地埋供热金属管道提供可靠的阴极保护,该文利用地埋供热金属管道表面余热,基于温差电池,对地埋供热金属管道提供外接电流方式的阴极保护。通过现场试验发现,该装置温差电池正常工作时冷热两端温差为33.2℃,当该装置提供的保护电位为–1 100 m V时,管道保护度达到了92.79%。该研究为温室地埋供热金属管道的保护提供了一种较为可行的方案,同时也对外接电流方式的短距离管道保护技术进行了初步探索。     

基于可见/短波近红外光谱检测结球甘蓝维生素C含量

维生素C是人类必需的营养素,结球甘蓝作为主要蔬菜品种之一富含维生素C。该试验利用可见/短波近红外光谱分析技术,开展结球甘蓝维生素C含量的快速检测方法研究。首先通过Kennard-Stone(K-S)法将样本按照6:1划分为校正集(60个样本)和验证集(11个样本),分别利用反射率和吸光度的原始光谱、一阶导数(first derivative,FD)和二阶导数(second derivative,SD)光谱预处理后对应的6个数据集,建立偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型。针对最优光谱预处理方法处理后的光谱,设置5个置信水平(0.95,0.975,0.99,0.995,0.999 5),利用逐步回归(stepwise regression,SR)进行建模波长选择,以各置信水平对应的各组优选波长进行多元线性回归建模。结果表明:利用FD光谱预处理方法可以提高PLS回归模型精度,验正集R~2从处理前的0.85提高到0.96,是该研究的最佳光谱数据预处理方法。利用降维后的7个主成分继续建立PLS回归模型,校正集R~2为0.92,交互验证均方根误差(root mean squared error of cross validation,RMSECV)为0.658 0 mg/100 g,验证集R~2为0.96,预测均方根误差(root mean squared error of prediction,RMSEP)为1.620 4 mg/100 g。PLS回归模型预测维生素C含量,检测精度高,可以代替传统检测方法,为结球甘蓝的品质评定提供一种新的途径。进一步分别应用8,6,5个优选波长进行多元线性回归建模,校正集R~2平均为0.78,RMSECV平均为3.760 9 mg/100 g,验证集R~2平均为0.73,RMSEP平均为2.879 2 mg/100 g,虽然R~2有所降低,但波长点少,利用较少的波长变量来预测维生素C含量,降低模型复杂度,可以为便携式检测仪器开发提供技术支持,以提高结球甘蓝内部品质评定作业效率。     

不同电极排列方式介电分选种子试验

为检验介电分选装置中电极排列方式对种子分选效果的影响,在同一个分选滚筒上布置轴向和圆周两种电极排列方式。采用等间距区间分组,统计不同试验条件下各区间内落入种子频数,并对种子分选后的分布进行了检验。试验结果表明,与圆周排列电极分选相比较,电极轴向排列时种子的脱落角大,并且种子分布样本标准差大,有利于将不同质量的种子分散开,有利于种子分选;落地种子分布符合正态分布,分选种子试验的重复性好,分选过程中种子相互碰撞明显减少,有利于区分不同级别的种子。试验研究结果为种子介电分选装置的设计提供了理论依据。