21世纪清洁能源-生物质能

目前,能源和环境问题已成为国际性热点问题,引起人们的广泛关注。开发新能源,替代原油、天燃气和煤炭这3种常规能源,迅速地逐年降低它们的消耗量,已经成为人类发展中的紧迫课题。为此,在分析当前能源紧张局势以及环境保护紧迫性的基础上,论述了开发新型清洁能源—生物质能的可行性和利用技术,提出了我国生物质能源发展的必要政策保证。     

联合收获机多风道清选装置气流场分布与风机参数优化

针对现有联合收获机单风道清选室难以满足脱粒排出物对气流速度和方向的要求这一问题,采用Solid Works软件设计了多风道清选室的流道模型,运用ICEM软件对其划分网格,再利用CFD技术对网格模型进行内部气流场分布的数值模拟,并以离心风机的转速、叶轮的叶片数和风机出风口角度3个设计参数作为实验因素,对清选装置内部气流场分布进行三因素二水平正交仿真实验。通过对多风道清选室全压云图和速度矢量图的对比分析,确定风机叶片数为4、风机叶轮转速为1080r/min、风机出风口角度为25°时,清选装置有利于籽粒从脱出物中有效分离和籽粒的清选。     

圆盘式开沟机抛土性能的研究

近年来,新疆的果园开沟装备较过去人工开沟得到了跨越式发展,一个完备的技术体系正在逐步建立,但受功耗高、效率低、回流多等因素制约,果园开沟装备在稳定性方面仍存在许多不足,严重影响开沟性能。为此,有必要对适用于新疆矮、密种植模式的果园圆盘式开沟技术进行一个系统总结与分析,为后续开沟的技术装备研发指明方向。为此,分析了国内外旋耕机对抛撒轨迹的研究现状,总结了目前已有的正转旋耕模型和反转旋耕模型两种旋耕模型研究现状,分析了基于MatLab、Simulink、高速摄像机、高速数字图像采集和图像处理等技术对盘式开沟机开沟刀具运动、土块单元运动情况,并探究了影响圆盘式开沟机抛洒轨迹的的主要因素,展望了未来果园圆盘式开沟技术装备发展方向。     

条带深松清垄秸秆混埋联合作业机的设计与试验

东北三省是全国最大的玉米主产区,玉米种植面积达1.53×107hm2,每年可收集的玉米秸秆量超过1.1×1 011kg。但是,东北玉米秸秆的总利用率不到5 0%,大部分秸秆被废弃或燃烧掉,在浪费大量农业资源的同时更造成了严重的环境污染。秸秆还田能够有效增加土壤有机质含量,改善土壤结构,也可以解决中国因秸秆过剩而产生的堆集、焚烧造成的环境污染问题。根据合理耕层构建中深耕改土、间隔耕作、秸秆还田农业技术要求,设计了一种一次作业可完成防堵深松、清垄、混埋及镇压等多功能秸秆混埋还田联合作业机。通过对关键部件防堵深松装置、清垄装置和混埋装置等结构优化设计和运动分析,确定了各关键部件的结构形式和参数,以及各部件的配置关系和整机性能参数。田间试验表明:该机在前进速度为5km/h时,秸秆覆盖量为1.0kg/m2;秸秆混埋深度为15.43cm时,混埋率为95.06%,碎土率为96.02%。该机作业性能达到了设计要求,为东北平原构建合理耕层配套机具的设计、改进和评价提供科学依据与方法。     

割前摘脱收获机立式离心分离复脱清选装置优化

针对水稻割前摘脱脱出物草谷比低和处理量大的特点,为提高谷物脱出物的处理能力,设计了一种可循环喂入的立式离心分离复脱清选装置并对其进行了响应面优化试验。以喂入速度和螺旋输送器转速为影响因素,以分离率、复脱率和破碎率为试验指标,通过二次正交旋转中心组合试验得到了其性能指标和工作参数的响应曲面模型。利用Design-Expert软件分析各参数对性能指标的交互作用可知,输送器转速对分离率、复脱率和破碎率的影响较大,而喂入速度则较小。通过多目标优化,得到最佳工作参数:输送器转速541.4 r/min、喂入量1.226 kg/s;在该参数组合下的期望结果:分离率为90.4%、复脱率为66.1%、破碎率为0.77%;在该参数组合下的验证性试验结果:分离率为89.4%、复脱率为65.2%、破碎率为0.83%。结果表明立式离心分离复脱清选装置处理效率高,谷物损伤小,能够适应对割前摘脱脱出物的处理要求。     

玉米联合收获机贯流风阶梯式振动筛设计与试验

为降低筛分作业后籽粒损失率,同时保证籽粒清洁率,分析了玉米脱出物在气流场中运动状态,基于贝壳筛设计阶梯式筛体,并通过籽粒碰撞理论设计阶梯缓冲带,使籽粒在阶梯暂时滞留,减轻杂余对籽粒夹带作用。在筛面振幅19 mm条件下,采用CFD-DEM耦合仿真方法,以入风口气流速度、气流角、阶梯高度和筛面振动频率为试验因素,玉米籽粒清洁率和损失率为试验指标,进行二次正交旋转组合试验。通过响应曲面方法对试验结果进行分析,利用软件对回归数学模型进行优化。结果表明:当气流速度、气流角、阶梯高度和振动频率分别为16 m/s、25°、8.36 mm和4.45 Hz时,籽粒损失率和清洁率分别为1.69%和98.8%,通过贯流风阶梯式振动筛台架试验验证了结果的准确性。通过对比试验得到,阶梯式贝壳筛作业后籽粒损失率降低为2.12%,清洁率提高到99.16%,清选性能得到提高。     

整叶类蔬菜清洗机设计与试验

针对整叶类蔬菜清洗过程中整叶、低损伤、有序的要求,设计了以气浴和水流为清洗动力的整叶类蔬菜清洗机。确定了清洗工艺流程,进行了清洗机整体结构设计,针对菜叶遇水粘附、上浮等清洗难点,模拟人工清洗过程,设计料筐周期性上下振动方式清洗。对清洗机清洗槽和过滤装置、气泡发生装置、水流喷射装置等关键部件进行设计,实现设备自动化运转。针对喷气管路进行流体动力学模拟仿真,对不同气流流速下的气相分布情况进行研究,确定气流流速范围为2~8m/s,用以指导风泵的选型。选定气流流速6m/s作为参数,对不同喷气孔径、喷气孔间距的管路进行模拟仿真,以气相分布均匀程度作为评价指标,得出最优管路参数为喷气孔径8mm、喷气孔间距50mm。以整棵菠菜为清洗物料,选定清洗量、清洗时间、气浴强度作为因素,各选定三水平,同时设定空白列,进行四因素三水平正交试验。清洗试验以破损率和洗净率作为评价指标,按照破损率和洗净率各占0.5的权重进行正交试验分析和方差分析。清洗试验结果表明,清洗量、清洗时间、气浴强度对菠菜洗净率、破损率影响显著,最佳菠菜清洗参数清洗量为4kg、清洗时间为120s、气浴强度为5m/s。     

灭茬旋耕深松起垄通用机传动系统的研究设计

为实现用一种机型解决灭茬、旋耕两种机型通用问题，在分析现有驱动式作业机传动系统的优缺点和存在的问题基础上，采用了拨叉式变速，双侧边链传动和过载保护的传动方案，实现了灭茬、旋耕通用；并提高了传动系统的工作可靠性。     

Experiments on cleaning tunnels with dry ice

Vehicle exhaust,dust and grease in tunnels are hard to be degraded,thus there will be more and more pollutants and the traffic safety will be influenced. Therefore,regularly cleaning tunnels is important for guaranteeing the traffic safety in tunnels. A tunnel cleaning method with dry ice is proposed,and a model of dry ice cleaning tunnel is developed based on the physical,chemical and cleaning properties of dry ice. Some experiments about the surface hole,surface temperature and the uniaxial compressive strength of the concrete are conducted. The surface damage and the compressive strength of the concrete is researched after the cleaning process. The test results show that：the dry ice cleaning method can thoroughly clean the surface of concrete;the surface damage and the compressive strength is little influence by the temperature and dry ice micro blasting. So dry ice cleaning method can be used for cleaning tunnel.