泥石流入汇主河淤积规律的水槽试验研究

以试验为基础,研究了泥石流入汇主河后淤积规律,主要探讨了淤积量及淤积分布问题。通过试验分析认为,泥石流入汇主河后的淤积量基本随流量比的增大而增大,就其淤积速率而言,有先增大后减小的变化规律。淤积量在流量比大约为0.5时出现峰值,在流量比为0.65时出现谷值,淤积量与流量比关系变化曲线以倾斜向上的直线为对称轴,呈倾斜向上的正弦波形。各工况下淤积范围基本不变,但试验中反映出,淤积范围有随交汇角增大而增大的趋势。     

离心泵叶轮内变工况三维湍流数值模拟

采用工程上广泛使用的标准k—ε两方程湍流模型，对离心泵最佳工况和大流量工况、小流量工况进行了叶轮内部流动的数值模拟，对3种工况下叶轮内的相对流动、径向流动及切向流动进行了分析，探讨了轴向旋涡的特征、叶片流道的挟持约束作用、叶片流道内的压力分布与流量的关系等流动特性。     

雨季不同时段蒋家沟泥石流侵蚀产沙特征的分析

根据雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测以及泉水季节性变化,详细分析了蒋家沟1987-2001年雨季不同时段的167场泥石流侵蚀产沙的特点。结果表明:在雨季中期(7-8月),无论是泥石流暴发频率、产沙量还是规模都是最高值,分别占总样本的70.65%和占总产沙量的78.88%。雨季初期(5-6月)和雨季后期(9-10月)的泥石流,分别占总产沙量的16.16%和4.97%。雨季初期5月的雨沙比(R/s,mm/万m3)高达82.26,6月为3.49;而雨季中期的7月R/s仅为1.32,8月为1.67。这一研究可提高雨季不同时段泥石流降水警戒值确定的精度。     

紫色土坡耕地径流特征试验研究

通过具有壤中流观测功能的径流小区的定位观测,结合人工降雨模拟试验,对常规施肥条件下紫色土坡耕地径流特征、过程及影响因素进行长期监测。结果表明:(1)紫色土坡耕地地表径流过程呈多峰特征,受瞬时雨强的影响明显;而壤中流过程则表现出明显的单峰、产流时间滞后、持续时间长等特点;(2)玉米灌浆成熟-收割期径流量明显高于其它生育期,地表径流、壤中流径流量分别为(65.06±5.94)mm,(86.36±3.27)mm,分别占3年地表径流、壤中流年均径流量的67.92%,79.82%;(3)坡耕地地表径流和壤中流径流量与降雨量的相关性显著,但与降雨强度的相关性不显著。坡耕地地表径流系数随坡度的增加而增加,而壤中流径流系数随坡度的增加而明显降低。(4)坡耕地径流分配特征明显。3年地表径流年平均径流量为95.78 mm,壤中流平均流量为108.19mm,分别占总径流量的46.96%,53.05%。     

等离子体处理对不同含水量穿心莲种子萌发的影响

为探究大气压等离子体处理对不同含水量穿心莲(Andrographis paniculata)种子萌发的影响,通过调节穿心莲种子含水量分别为6.3%、8.6%、12.9%、18.6%、24.0%和33.4%,再进行等离子体处理,经过发芽试验,以发芽势、发芽率、发芽指数、胚根长、活力指数、霉变率、正常幼苗百分比等指标,比较不同含水量的种子受到等离子体处理后的萌发效果。结果表明,穿心莲种子的含水量在12.9%、18.6%、24.0%时,经过大气等离子体处理后种子发芽率、发芽指数得到显著提高;同时种子和幼苗霉变坏死率显著下降,正常幼苗百分比提高。然而,对含水量为6.3%、8.6%和33.4%的种子进行处理,达不到促进萌发的效果。因此,不同含水量穿心莲种子的萌发对等离子体处理的响应不同,说明含水量是影响处理效果的重要因素。结合前期研究结果,在农业生产中,建议以含水量为11.6%～24.0%的穿心莲种子进行等离子体处理效果最佳。本研究为实际播种前处理和进一步研究等离子体技术在农业生产中的应用提供参考。     

白玉菇热风干燥工艺优化及其对品质的影响

以白玉菇为材料,通过单因素试验分析热风温度、切片厚度和装载量对白玉菇干燥特性和干燥品质的影响,并通过正交试验对干燥参数进行优化。结果表明,升高热风温度、减小切片厚度、减小装载量可以有效降低白玉菇的干基含水率,加快干燥速率。温度对干燥速率的影响最大,然而温度过高容易造成白玉菇干燥表面的硬化,反而降低了干燥中后期的干燥速率。干基含水率大,温度、切片厚度和装载量对干燥速率的影响也增大。通过对亮度、复水比、维生素C含量和感官评分的综合评定,得到最优工艺参数为:热风温度60℃,切片厚度2 mm,装载量15 g·dm^-2。     

超大颗粒肥水田气力深施加速器设计及参数优化

为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器。该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性。根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数。在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响。多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47 m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°。在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5%,肥料入泥平均深度为4.68 cm,达到了水稻追肥要求。该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考。     

作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。     

L型侧槽溢洪道进口段水力特性试验及三维数值模拟研究

侧槽溢洪道被广泛运行于水利工程,但由于受场地、投资等限制,部分工程采用正堰与侧堰相结合的L型布置,导致槽内水流结构更加复杂。以景宁某工程溢洪道为例,采用Flow3D三维仿真软件模拟了L型侧槽溢洪道进口段的水流结构,并结合水工模型试验,对槽内的水流流态、流速分布、水面线、压强和消能率等水力特性参数进行了对比分析。结果显示L型溢洪道侧槽内正、侧堰两股水流相互作用后,可有效提高过流能力,降低侧槽内水位,增加消能率;其次,数值模拟计算结果与水工模型试验基本吻合,进一步表明三维数值模拟在研究复杂水流结构时的可行性,成果可为类似工程的研究提供参考。     

小区谷物联合收获机气吹式割台设计与试验

为解决现有小区谷物联合收获机割台中有残留、不易清机等问题,设计了一种采用正面气流将禾吹弯再切割的气吹式割台。根据力学原理建立了均匀气流吹禾模型,以小麦顺利进入割台而不掉落为要求,计算得气流支管出口风速为47.35 m/s。以能产生均匀气流为目标,通过理论计算得到气流管道的主要结构参数为:气流总管锥度1∶14.29,气流支管排列间距100 mm。对影响割台残留量和损失率的3个关键工作参数:气流支管出口与割刀的垂直和水平距离、气流支管出口与水平夹角进行了单因素试验和正交试验。单因素试验表明:气流支管出口与割刀的垂直和水平距离在15~27 cm内对割台损失率的影响呈现先降后升的趋势,气流支管与水平夹角对割台损失率和残留量的影响先缓慢减小,后增加较快。正交试验表明:最优组合为气流支管出口与割刀的水平距离21 cm、气流支管出口与割刀的垂直距离21 cm、气流支管出口与水平的夹角10°,此时总损失率为0.88%,割台残留量为1.21 g。气吹式割台残留量少,总损失率低,达到了小区小麦种子收获技术要求。