激光刀板自动调平控制系统的应用及发展

从70年代开始,激光调平被应用在农业和建筑的各种土方作业机械上进行精平,到目前,激光调平已经成为获得高精度和高生产率及降低施工费用的一种调平方法。激光调平系统是涉及到机械、微电子、激光和液压等多学科技术的交叉研究领域,具有重要的应用价值和普遍的经济意义。本文对激光调平的应用、发展现状及其发展方向等进行了评述。     

单一电解质体系下恒电荷土壤胶体扩散双电层中滑动层厚度的计算

土壤胶体颗粒表面滑动层厚度是一个重要的物理参数。利用Gouy-Chapman理论推导得到单一电解质体系中滑动层厚度计算公式,测得三种紫色土胶体颗粒表面电位值和ζ电位值,通过计算得到滑动层厚度值。结果表明:(1)在2∶1型电解质体系中三种紫色土胶体表面电位和zeta电位绝对值均远低于1∶1型电解质体系,两种单一电解质体系下三种紫色土表面电位值随电解质浓度变化差异要远大于zeta电位值;(2)两种单一电解质体系下三种紫色土胶体滑动层均离双电层中Stern层较远,而与Gouy层靠近,并且在2∶1电解质体系中的滑动层厚度要远低于1∶1电解质体系;(3)三种紫色土胶体颗粒随着电解质浓度升高,其滑动厚度均变薄。不同表面电位土壤胶体颗粒,在电解质浓度较低时,它们的滑动层厚度差异显著;当电解质浓度较高时,它们的滑动层厚度之间差异不明显。     

气力式授粉喷气管道参数优化与试验验证

杂交水稻制种气力式辅助授粉时,花粉随气流场运动,喷气管道多个喷孔的气流场叠加,表征气流场特性的射流极角、出孔动压对花粉分布均匀性、传播距离起决定性作用,为探索射流极角、出孔动压与管道参数之间的影响关系,获得较理想的气力授粉管道参数组合。该研究首先分析喷气管道气流场的叠加原理,采用消防烟雾弹发出有色气体经喷气管道的喷孔喷射并拍摄气流场图片,选取喷管直径、喷管壁厚、喷孔直径三因素为影响因子,以射流极角、出孔动压为评价指标,进行三因素五水平的单因素和多因素正交试验,通过对试验结果进行极差分析、矩阵分析,获得各因素对气流场特性的影响规律,找出较理想的因素组合并进行验证试验。结果表明,喷孔直径对射流极角和出孔动压的影响显著,3个因素的影响顺序为喷孔直径、喷管直径、喷管壁厚,较优的因素组合为喷管直径63 mm、喷管壁厚5 mm、喷孔直径12 mm,此时的射流极角为13.38°,出孔动压为31.6 Pa。验证试验表明,优化的因素组合明显提高花粉分布均匀性,花粉分布不均匀度（方差）降为1.33,花粉能形成覆盖母本行呈正态分布特性的单峰分布,能够满足气力辅助授粉对授粉管道的作业要求,研究结果为气力式授粉喷气管道的设计提供参考。     

Modeling within field variation of the compaction layer in a paddy rice field using a proximal soil sensing system

A key characteristic of flooded paddy fields is the plough pan. This is a sub‐soil layer of greater compaction and bulk density, which restricts water losses through percolation. However, the thickness of this compacted layer can be inconsistent, with consequences such as variable percolation and leaching losses of nutrients, which therefore requires precision management of soil water. Our objective was to evaluate a methodology to model the thickness of the compacted soil layer using a non‐invasive electromagnetic induction sensor (EM38‐MK2). A 2.7 ha alluvial non‐saline paddy rice field was measured with a proximal soil sensing system using the EM38‐MK2 and the apparent electrical conductivity (EC_a) of the wet paddy soil was recorded at a high‐resolution (1.0 × 0.5 m). Soil bulk density (n = 10) was measured using undisturbed soil cores, which covered locations with large and small EC_a values. At the same locations (within 1 m²) the depth of the different soil layers was determined by penetrometer. Then a fitting procedure was used to model the EC_a – depth response functions of the EM38‐MK2, which involved solving a system of non‐linear equations and a R² value of 0.89 was found. These predictions were evaluated using independent observations (n = 18) where a Pearson correlation coefficient of 0.87 with an RMSEE value of 0.03 m was found. The EC_a measurements allowed the detail estimation of the compacted layer thickness. The link between water percolation losses and thickness of the compacted layer was confirmed by independent observations with an inverse relationship having a Pearson correlation coefficient of 0.89. This rapid, non‐invasive and cost‐effective technique offers new opportunities to measure differences in the thickness of compacted layers in water‐saturated soils. This has potential for site‐specific soil management in paddy rice fields.     

不同光照条件下蚯蚓避光性运动与蚓粪机械化分离参数量化

蚯蚓和蚯蚓粪的机械化分离是目前蚯蚓规模化养殖业亟需解决的瓶颈问题之一,针对目前最常用的蚯蚓光分离工艺方法在实际养殖分离中全凭人为经验、效率低、无机械化参数等问题,探究了不同光质条件:白光、黄光、绿光、蓝光、红光、白炽灯光在10~270 lx不同光照强度下,对照实际自然环境场景:室内光照、室外阴处光照和太阳光直射光照条件下的蚯蚓避光应激行为,并结合光线辐射在蚯蚓粪多孔介质内的衰减规律分析了蚯蚓堆肥物料表层一定之内厚度无蚯蚓的原因。结果表明:光照强度10 lx时,蚯蚓不受光照影响;光照强度10~30 lx时,蚯蚓的避光反应显现;光照强度30~210 lx时,蚯蚓的避光应激程度随着光照强度增加缓慢加强,消失时间不断缩短;光照强度210 lx时,光照引起的蚯蚓的避光反应程度趋于最大。白光和太阳光引起蚯蚓避光反应最显著,蚯蚓蠕动消失时间分别为6.5和5 min,蚯蚓消失5 min后堆料表层无蚯蚓层厚度在10~15 mm之间。蚯蚓对红色光应激程度极低,平均消失时间20 min;除了红光,随着光照强度增加,蚯蚓在堆料表面的消失时间呈现对数曲线趋势下降。该研究量化分析了蚯蚓对光质、光照强度的应激响应时间,以期为蚯蚓养殖分离,机械自动化逐层、定时、定量、定光强分离表层蚯蚓粪提供工艺参数。     

日光温室不同厚度土墙体蓄放热特性研究

为实现土墙日光温室结构优化及温室土墙体轻简化,以泰安市不同厚度土墙日光温室为研究对象,利用在两温室(1号墙体较厚、2号墙体较薄)北墙体的不同高度上布置的温度传感器采集的数据,比较分析了在不同天气状况条件下两温室不同厚度土墙体的蓄放热特性。结果表明,晴好天气时,1号温室土墙体的蓄热量和放热量略高于2号温室,二者差值很小,分别为82.3、45.0 k J。连阴天时墙体全天放热,测试3 d的平均放热量,1号温室明显高于2号温室,厚墙体与薄墙体的放热量有明显差异,其二者差值为615.9 k J,但两温室距离墙体内表面0.1 m处的平均气温相差仅0.6℃。从距墙体内表面0.6 m以外的墙体温度相对稳定部分的温度分析表明,厚墙体温室(1号温室)温度相对稳定层的范围较薄墙体温室的大,蓄积热量也较多,应采取有效的换热设备或材料,将厚墙体内温度相对稳定层蓄积的热量释放到温室内部,用于进一步提高温室气温,以充分发挥厚墙体的节能效果。     

基于动网格的上游泵送机械密封性能参数分析

为了准确获得上游泵送机械密封的液膜厚度,采用Pro/E软件建立螺旋槽上游泵送机械密封的三维参数化模型,应用Fluent软件的动网格技术,同时考虑空化的影响,对机械密封微间隙内流场进行了数值模拟.将得到的液膜厚度与有关文献的测试结果进行对比分析.在同时考虑空化模型和动网格技术的基础上,计算分析了工况参数对液膜刚度和泄漏量的影响.结果表明,应用动网格计算的液膜厚度与测试结果所获得的结果基本一致,最大相对误差为19.6%,最小相对误差为0,平均相对误差为8%,从而验证了动网格技术在机械密封内流场模拟中的可行性;机械密封内流场计算应当考虑空化问题,才能得到比较真实的内流场特性;液膜厚度、泄漏量和液膜刚度随着转速、介质压力的增大而增大,端面螺旋槽在产生泵送效应的同时也产生动压效应.     

三元件向心涡轮液力变矩器环面流线法设计

对三元件向心涡轮液力变矩器的设计方法进行了研究,提出了基于环面流线的设计方法.将流体质点在液力变矩器内部的运动看作为在环面上的曲线运动并可分解为轴面分量和周向分量,推导了轴面流线方程和环面流线方程.分析了叶片对于流线的影响,给出了流线型叶片厚度函数.将叶型骨线和叶片厚度函数相结合,得到了叶片表面的计算方程.研究结果表明,三元件向心涡轮液力变矩器的轴面流线和环面流线都比较接近抛物线.     

无芒隐子草叶片卷曲度和厚度测量方法

针对叶片卷曲度和厚度交互式测量方式费时、费力、误差大,传统图像处理算法普适性不高等问题,以无芒隐子草叶片为研究对象,采用基于Graham算法的最小外接矩形法实现叶片卷曲度的测量,采用矢量积法和角点检测相结合的凹凸点检测算法实现叶片厚度的测量.首先,通过石蜡制片获取无芒隐子草叶切片,利用显微镜连接计算机获取切片图像;然后...     

基于热泵加温系统的沼气池经济保温层厚度确定

为优化沼气工程热泵加温系统的设计,降低加温系统的初投资和运行费用,该文对经济保温层厚度进行了研究。首先采用综合传热系数法简化计算沼气池围护结构散热负荷,并借助逐时气象参数获得沼气池全年动态热负荷的计算方法。在此基础上,利用费用年值法建立了经济保温层厚度的数学模型,并将其应用到工程实例,得到了经济保温层厚度简化计算公式,在上海地区气候前提下,确定了沼气池经济保温层厚度为0.05～0.07m。同时得到当热泵年均性能系数(coefficient of performance,COP)为3.5时,膨胀聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯、酚醛树脂、聚氨酯、聚氯乙烯5种保温材料所对应的经济保温层厚度分别为0.092、0.063、0.054、0.048和0.046m。