坡面薄层水流流速研究

准确测量坡面薄层水流流速是分析和计算水动力学参数的前提,也是建立土壤侵蚀模型的基础。设置5个坡度(5°,10°,15°,20°,25°)和4个放水流量(2,4,8,16L/min),采用长12m、宽0.1m、高0.3m的水槽对坡面薄层水流流速进行了测量。通过记录水流前锋(前沿)流过水槽的时间计算水流的前沿流速,并采用染色剂示踪法和电解质脉冲法测量水流的平均表层流速和平均流速,与前沿流速进行对比。结果表明:试验的前沿流速为0.237~1.290m/s,且随着坡度和流量的增大呈增大趋势,流量对前沿流速的影响大于坡度的影响,前沿流速可以用坡度和流量的幂函数形式进行预测;将前沿流速与染色剂示踪法测得的平均表层流速和电解质脉冲法测得的平均流速进行对比,发现前沿流速与平均表层流速和平均流速均具有良好的一致性,但平均表层流速的数值远大于前沿流速,其相对误差为-15.018%^-27.825%,2种流速之间可以用系数0.758进行转换;前沿流速与平均流速的数值非常接近,且相对误差随着流量和坡度的增大逐渐减小,2种流速之间的转换系数为0.946。前沿流速与其他2种流速的经验系数主要受雷诺数的影响,所建立的等式可以较好地模拟2种经验系数。研究结果可为坡面薄层水流流速的研究提供参考。     

农产品加工废弃物开发生物菌肥研究进展

农产品加工废弃物因其处理成本高、环境污染大,给企业和社会造成了较大压力和困难。将农产品加工废弃物发酵成生物菌肥,可以有效分解农产品废弃物中的可降解成分,最终起到固氮促生、解磷解钾、生物防治等功能。本文综述了近年来农产品加工废弃物生产生物菌肥研究情况,介绍了不同农产品废弃物作为载体底物以及不同菌种性能等研究,通过分析利用农产品加工废弃物生产生物菌肥的不足及趋势,为进一步开发农产品加工废弃物为基料的生物菌肥技术提供借鉴和参考。同时,提出利用玉米淀粉加工废弃物—玉米浆为基料开发高蛋白生物菌肥,并初步分析了玉米浆中的营养成分及毒素含量,为下一步开发生物菌肥提供了研究基础。     

基于液气射流的负压蒸汽加热系统设计与试验

针对当前100℃以下的低温加热工艺在农业、化工、食品加工业中存在加热效率低、温度难以精确维持、自动化程度低、设备成本高等问题,集成射流泵抽空技术、PLC控制技术、控温调压技术,设计开发一种基于液气射流的负压蒸汽加热系统。该系统由智能控制系统、液气射流真空循环系统、降温调压系统和循环水调节系统组成,通过液气射流泵抽空提供蒸汽负压环境,结合减温减压装置和PLC智能控制系统对负压蒸汽进行控制,实现负压蒸汽对物料的精准自动化加热。详细阐述负压蒸汽加热系统的工作原理,确定关键部件射流泵设计结构和相关参数,并对其进行流体数值模拟的相关验证,模拟结果与实际误差在10%以内,表明射流泵设计合理可靠性高。对系统的加热性能进行试验,结果表明：基于液气射流的负压蒸汽加热系统可以精确控制蒸汽温度进行加热,同时加热温度曲线平缓,快速升温阶段真空度上下浮动0.003 MPa,平衡阶段真空度上下浮动0.002 MPa,加热温度浮动也在±1℃,更好地适应不同物料的加热温度,在加热效率方面优于水浴加热约2倍。该研究可解决传统水浴加热显热加热不均匀、控制精度差、加热过程缓慢、生产能力较低等问题,为农产品、化工产品深加工的...     

基于红外热成像和机器学习的作物早期病害识别研究进展

作物的早期病害检测作为针对性的防治手段已经成为智慧农业在病害方面的趋势,实现作物早期病害检测可以做到早发现,早治疗,减少作物农药使用,提高作物品质,减少经济损失。首先介绍作物病害的机制和红外热成像原理,发现红外热成像技术可以进行作物早期病害的检测;其次介绍红外热成像和机器学习的工作原理,综合概述国内外机器学习和红外热成像技术在病害识别领域的研究现状;分析红外热图像的缺点并使用机器学习进行改进,综述机器学习应用于处理红外热图像和红外热成像技术与机器学习相结合应用于作物病害的国内外现状,发现机器学习对红外热图像的缺点有着改进作用,还发现通过两种技术结合使用可以结合两者的优点进行更快更早的作物病害检测;最后通过分析现有研究成果,讨论现存的问题并提出相应的解决方法,对未来的研究趋势进行展望。     

谷物联合收获机脱粒系统研究现状

针对我国联合收获机脱粒系统作业效率和质量不高的问题,从脱粒系统总体结构、关键零部件设计、脱粒系统功耗、脱粒过程理论分析等方面论述谷物联合收获机脱粒系统的研究现状。目前采用轴流式脱粒系统的联合收获机较多,研究主要在提高脱粒系统作业参数可调整性、设计柔性脱粒零部件、脱粒系统工作过程理论分析及智能化脱粒等方面,据此对脱粒系统发展趋势进行分析,未来柔性脱粒系统以及脱粒强度可调的脱粒系统的研究将使脱粒系统作业损失率进一步降低、作业效率进一步提高。对不同作物专用脱粒零部件的研究将进一步深入,脱粒系统对作物的适应性会进一步提高。脱粒系统智能化水平会继续提高,脱粒系统的作业信息感知能力和智能控制水平会进一步提升。     

基于土壤多参数监测系统的田间持水量试验研究

目前田间持水量的测定大多使用传统的人工测量方式,存在耗时长、不能实时测量等问题,为此提出一种基于土壤多参数监测系统测定田间持水量的方法.该方法以饱和土壤含水量自然蒸发为试验基础,分析不同深度的土壤水分曲线在不同阶段的变化情况,探究土壤表层相对温度差对土壤水分日丢失量的影响.结果表明:10 cm深度的土壤水分曲线Y1在不...     

响应面优化桃木水热碳基固体炭燃料的制备

为解决废弃桃木枝生物质带来的生态环境与土地占用等问题,通过对废弃桃木枝的资源化处理,提高其附加值,实现农林废弃物的资源化利用。开展了不同水热条件(温度：220～260℃、初始压力：2～4 MPa、停留时间：1～2 h)下桃木枝水热碳化试验,利用响应面法对影响炭产率的3个主要因素即温度、初始压力、停留时间进行了优化设计,对水热碳能量产率进行了分析。结果表明,利用Design-Expert软件的Box-Behnken设计建立的响应面模型拟合程度较为良好(回归模型P<0.000 1,其失拟项P=0.295 4)模型方程较为可靠(R²=0.993 4,R_Adj²=0.985)。3个因素对于能量产率的影响水平为A温度>C停留时间>B初始压力。然后运用Design-Expert软件对桃树枝水热碳化的最优条件进行预测,A温度为220℃,B初始压力为2.3 MPa, C停留时间为1 h时,能量产率可达53.57%。说明桃木水热碳化后热值保留率高,用于固体燃料效果显著,同时也探明了增强水热炭燃料性能的研究。     

基于不对行倒伏玉米收获的拨禾装置设计及试验研究

针对收获不对行倒伏玉米存在的收获效率低的问题,对现有拨禾装置喂入部分进行了改进,改进后的拨禾装置拨禾链采用"八"字形结构,拨禾链指采用工作截面为光滑圆弧面的水稻收获拨禾链指。采用控制变量法对拨禾机构收获不对行、倒伏玉米时的喂入率进行性能测试,结果表明:改进后的拨禾装置对位置偏离中心小于150mm、前后倒伏角及左右倒伏角均在60°范围内的玉米植株具有很好的扶持喂入效果,可在一定程度上解决不对行、倒伏玉米收获率低的问题,为后续设计不对行、倒伏玉米收获机拨禾装置提供了参考。     

基于PWM的变浓度喷施控制系统设计与试验

变浓度喷施技术与变流量喷施技术相比,具有雾滴喷洒效果好、避免人药接触、作业后剩余药和水可回收重复使用(降低环境污染)等优势。为此,基于脉冲宽度调制(又称PWM)技术研发了变浓度喷施控制系统,以STM32F103单片机为控制核心,基于PWM技术精准调制整个系统,根据作物病虫草害的严重程度,在线配置不同浓度的农药进行作业。试验结果表明:基于PWM的变浓度喷施控制系统可行,控制系统响应时间少;喷洒效果良好,系统流量和蠕动泵单体流量误差在1%左右,最大不超过1.50%;实际喷洒浓度与预计喷洒浓度误差不超过2.71%。     

鲁中平原井灌区小麦玉米机械规模化生产研究

通过鲁中平原井灌区小麦-玉米周年生产现有规模化经营主体经营现状的调研,对影响小麦-玉米全程机械化生产的种植规模、种植方式、机具配备、机械作业过程及机械作业成本效益等进行分析总结,提出一种适合鲁中平原井灌区小麦-玉米全程机械规模化生产的规范化作业技术,并对机械化作业薄弱环节提出了解决思路及对策。