A mathematical model for border irrigation II. Vertical and horizontal recession phases

Summary This paper, second in a series of three, develops a mathematical model, using the volume balance approach, to simulate vertical and horizontal recession of border irrigation. An equation is proposed for computing Manning's roughness factor N in both laminar and transitional flow regimes in recession phases. The model has four parameters which can be determined experimentally. Experimental data from ten vegetated as well as nonvegetated borders were used to verify the model. Average difference (AD) between calculated and observed vertical recession times was less than 4.4 min, and between calculated and observed horizontal recession times less than 4.6 min for the ten experimental data sets. Average relative error (ARE) in computed horizontal recession was less than 13% for these data sets. The model was found to be especially accurate for Reynold's number between 1,800 and 2,500.     

铲筛组合式花生分段收获机的设计与试验

针对我国现有花生分段收获机械化程度低、动力消耗大及工作稳定性差等问题,研究设计了一种铲筛组合式花生分段收获机。该机将花生的挖掘工序和分离工序合二为一,可一次完成挖掘、去土、送秧等工序,采用曲柄摇杆机构驱动分离筛振动,实现了两侧机构等角度、同方向摆动,减小机身侧向力。田间试验测试表明:收获机挖掘深度平均为143mm,落果率平均为0.21%,破损率平均为0.33%,果秧含土率平均为0.31%,耗油量平均为712g/kW·h。     

不同缺水量对作物生理指标的影响研究

作物缺水量是作物生长需求的重要指标之一,依据作物生理需水量建立作物缺水模型是作物缺水量研究的新方法。作物叶面积和茎秆直径是作物生长生理指标的重要因子之一。本研究通过试验建立作物不同缺水量对作物叶面积和茎秆直径变化的影响,并依此为依据建立作物缺水生理指标变化模型,经过检验可以得出模型效果较好。作物缺水模型可以根据不同生理指标变化模型判断出不同作物缺水量时作物所表现出来的生理指标变化,为进一步研究依据不同生理指标变化指导作物定量补水研究奠定基础。     

超磁致伸缩微致动器结构优化与静态特性试验

采用超磁致伸缩材料作为微致动器的主要材料,详细阐述了超磁致伸缩微致动器的结构及性能。通过建立超磁致伸缩微致动器的2D轴对称模型,利用有限元方法对微致动器的电磁结构进行优化。试验结果表明超磁致伸缩致动器在合适的偏置磁场及预压力作用下,能达到较佳的输出电流-位移及电流-输出力响应特性。     

正齿行星轮分插机构的动力学分析

采用推导的刚体复合运动微分方程和动力学方程组逐次求解的方法对正齿行星轮分插机构进行动力学分析,建立其动力学模型,得到在插秧过程中链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点和中间轮与行星轮啮合点受力与行星架转角的关系,为进一步对该机构强度分析和动力学优化提供理论基础。     

用发动机余热加热沼液提高产气率研究

沼气作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料,发动机发电,为养猪场提供照明及加工电力,用双燃料发动机冷却系统的传热及发动机排气加热混合水箱的水,用热水加热沼气池内沼液,组成动力及供热复合装置CHP,可提高产气率4倍左右.     

我国茶园机械化作业模式研究

为从宏观层面探索我国茶园机械化发展道路,使我国茶园机械化早日走出步履维艰的发展困境,深入分析了我国茶园机械当前的应用推广情况,存在的问题以及最近研究进展。通过对我国茶园机械化发展现状的深层次分析,发现除技术原因外,茶园分布广而散,地理地形复杂,是阻碍我国茶园机械化发展的重要因素。基于此,提出分形而治的机械化作业模式与理论,从根源上肃清我国茶园机械化盲目发展的局面,促使其从此迈入健康的发展道路,对加快我国茶园机械化发展意义非凡。     

黑土区水稻生长生理特性与产量对耗水过程的响应

为了探究黑土区水稻生长生理特性及产量对耗水过程的响应规律,于2017年5月18日—9月20日在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,解析了各生育时期耗水量对水稻生长生理特性及产量的影响。结果表明:水稻生育期内耗水强度总体呈现先上升后下降的趋势,在抽穗开花期达到最大,为5.66 mm/d;耗水模系数在整个分蘖期达到最大,平均值为43.98%,抽穗开花期后趋于稳定。分蘖后期耗水量(ET3)对叶片干物质量影响最大;茎鞘和穗干物质量对拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量(ET4、ET5)的响应程度最为显著(P0.01);分蘖中、后期耗水量(ET2、ET3)对根干物质量分别存在最大正效应、负效应;除分蘖前期耗水量(ET1)外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对根系伤流量影响由大到小顺序为:ET2、ET3、ET4、ET5;分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量对气孔导度和蒸腾速率的影响为正效应(P0.05),分蘖前期耗水量对蒸腾速率的影响为负效应(P0.05);除分蘖前期耗水量外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对胞间CO2浓度和净光合速率影响由大到小顺序分别为:ET5、ET2、ET4、ET3和ET2、ET5、ET4、ET3。分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期的水分敏感指数值分别为0.120、0.244、0.252,这3个时期耗水量对产量影响更为显著。该研究可为黑土区水稻节水灌溉制度制定提供依据。     

吸附到白浆土中铝的解吸行为研究

为探讨发生铝污染的白浆土中金属铝的解吸特性,采用平衡振荡法,研究铝在白浆土中的解吸行为及不同因素的影响。结果表明:在720min后,白浆土中的铝解吸基本达到平衡;25℃下,土壤有机质含量为42.2g/kg,铝在白浆土中的解吸量仅为吸附量的1.5%;用Langmuir方程可很好地拟合白浆土中铝解吸等温曲线(r=0.985 9**),说明表面均匀单层解吸占主导;热力学参数ΔG0,ΔH0,ΔS0,表明铝的解吸是自发、吸热和熵增加的过程。土壤有机质由42.2g/kg降至27.8g/kg时,白浆土中铝的最大解吸量由25.87mg/kg升至66.11mg/kg,且导致解吸滞后现象的加剧。pH降至3时,铝的解吸量升至226.4mg/kg,是pH在5~7时的8倍以上。随着解吸液中NaCl和Na_2SO_4浓度的增加,铝的解吸量增加。总之,吸附到白浆土中的铝解吸能力较弱,但pH和有机质含量降低,无机盐含量升高,铝的解吸量大幅增加,污染风险急剧上升。