基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v1.722的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

无患子果皮萃后物滤水分料装置的研制与测试

为了解决无患子Sapindus mukorossi果皮萃后物人工沥水导致的效率低、车间地面黏滑与皂苷浪费等问题,创新设计了一种双向旋转式无患子果皮萃后物滤水分料装置。提出了以"双向旋转式"为核心工作理念的新装置结构,并对其主要的滤水过程进行了理论与运动学分析,且利用增材制造技术制作了样机,依据功能要求进行了性能测试。结果表明:该装置结构简单可靠,实用性强;采用的轴向偏角α < 90°的搅动叶片设计方式可减小果皮堆积的概率;平均滤水率可达45.83%,平均出料率可达85%以上,均满足设计要求。该装置能够较好地实现无患子果皮萃后物和皂苷混合物的分离、皂苷混合物的再回收利用以及萃后物低湿度分离的功能,提高了无患子果皮皂苷的萃取率,从而便于进行后续烘干和晒干工艺,推动了无患子加工产业机械化。     

高位虾池养殖水对沟渠土营养盐的影响

以海口市东营镇高位虾池作为研究靶点,监测及分析养殖水体的理化指标及沟渠土中的营养盐,结果表明:养殖中、后期水体中的pH、水温、盐度、溶解氧都在对虾养殖的适应范围内,但后期的养殖水体与中期相比,氨氮含量增加了137%,COD含量增加了33%,与对虾养殖的适应范围上限值相比,氨氮超标1.94倍,COD超标1.17倍;沟渠土沉积物中的营养盐与背景土中的相比,超标6～48倍,沟渠土沉积物中的营养盐基本为深层含量大于表层含量,但沟渠土沉积物中的C/N比值介于2.8～16.0之间,有利于有机物的分解,腐殖化程度高。     

红壤条件下水氮耦合对烤烟促生及烟叶品质的影响

基于烤烟节水灌溉系统,探讨了红壤条件下水氮耦合对山地烤烟促生及烟叶品质的影响。结果表明,在烤烟移栽后第15和30天,以灌水量1000~2000 mL/株,追肥施氮量31.5 kg/hm~2的水氮耦合处理有利于烟株根系发育和地上部分干物质积累,烟田烟株群体结构较好,提高烟叶的外观质量和抽吸品质,但烟叶常规化学成分协调性稍欠。     

罗氏沼虾低温有水保活试验

通过对保活温度(12、15、17、20、23、25 ℃),虾与水质量比(1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15)和暂养时间(0、12、24、36、48 h) 3个因素的单因素试验和正交试验,确定罗氏沼虾低温保活的最佳工艺条件,并检测低温保活过程中的水质指标及肌肉、血液、肝脏等虾体组织指标的变化,探究影响罗氏沼虾的保活机理。结果表明：罗氏沼虾的临界温度为9 ℃;单因素试验中,最佳保活温度为20 ℃,最佳虾与水质量比为1∶10,最佳暂养时间为24 h;正交试验中,最优工艺为保活温度20 ℃、虾与水质量比1∶12、暂养时间24 h,保活24 h内存活率可达100%;以正交优化后的最优工艺条件进行罗氏沼虾的低温保活试验,水样中氨氮质量浓度和菌落总数显著上升(P＜0.05),但溶解氧质量浓度、pH均仍在适宜罗氏沼虾存活范围内变化,肌肉糖原质量分数、pH和三磷酸腺苷(ATP)质量分数下降,乳酸浓度显著上升(P＜0.05),血液谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活力显著上升(P＜0.05),肝脏糖原质量分数显著下降(P＜0.05),总超氧化物歧化酶(T–SOD)活力先降后升,而丙二醛(MDA)含量则先升后降。说明水质指标的变化会影响虾体肌肉、血液及肝脏各组织正常的生理代谢,从而影响其保活时间和存活率。     

基于水-能源-粮食纽带关系的农业资源投入产出效率研究

为研究我国2010—2017年农业资源投入产出效率及时序演化特征,采用数据包络分析（DEA）方法,以中国内地31个省份为研究对象,基于农业生产中的水-能源-粮食纽带关系,构建了以农业用水量、能源产品使用量、排灌耗能量、能源产品生产用水量作为输入变量,以主要农产品生产总量、第一产业国内生产总值（第一产业GDP）为输出变量的评价指标体系。结果表明,我国有19个省份尚未达到DEA有效状态,大部分省份的农业资源投入产出效率有较大上升空间。研究表明,我国大部分省份（20个）的综合效率主要受纯技术效率的影响,其中最典型的宁夏、甘肃、新疆三个西北省份的纯技术效率明显落后,资源利用效率和管理水平有待提高。     

基于WOFOST模型的吉林省春玉米干旱复水模拟研究

干旱是吉林省春玉米生长发育阶段面临的主要农业气象灾害,如何合理地进行灌溉,减轻干旱缺水造成的不利影响,是吉林省春玉米生产中急需解决的问题之一。本研究利用气象、土壤等数据资料,对WOFOST模型进行了修订;利用修订的WOFOST模型,模拟了不同干旱条件下,不同的复水方案对玉米生长发育以及产量的影响,结果表明:修订的WOFOST模型在干旱条件下对春玉米的叶面积、地上部分干物质重以及产量具有较好的模拟效果。干旱复水模拟结果显示,在拔节-抽雄和抽雄-乳熟阶段,随着干旱程度的加剧,榆树和白城两地的玉米地上部分干物质重和产量的损失都随之增加;相同的复水方案下,榆树地区的春玉米地上部分干物质重和产量损失要小于白城地区;抽雄-乳熟阶段的干旱对春玉米的产量影响更大。从复水方案上来看,连续复水方案整体上要优于一次性复水方案,并且干旱过程中的及时、足量复水对春玉米抵御干旱、减少产量损失具有重要的作用。研究结果表明,WOFOST模型在农业干旱和灌溉模拟方面也具有较好的应用前景。     

小粒种咖啡青红果沥水分离机开发及应用

该文介绍小粒种咖啡湿法初加工技术进展,分析了小粒种咖啡湿法初加工工艺存在的问题,提出了有针对性的改进工艺,解决咖啡鲜果在初加工过程中机损豆变色、机损率高、脱净率低、咖啡豆拣杂难度大、吨加工水耗降低、污水排放减少等问题。     

基于近红外漫反射光谱的规模化奶牛场粪水氮磷定量分析及模型构建

为建立规模化奶牛场粪水中氮磷含量现场快速检测方法,以实现准确预测的同时替代常规监测程序,选取23家天津市典型种养结合模式的规模化奶牛场,围绕粪水处理全过程环节依次开展样品采集、实验室常规化学检测、近红外漫反射光谱采集,并进行主成分分析和偏最小二乘分析,建立多种动态复合影响因素条件下的全局、全程快速检测定量分析模型。结果表明:主成分分析不仅反映出同一奶牛场粪水有机组分随处理环节的变化,而且也反映出不同奶牛场粪水样品的差异性,以及在粪水处理过程中各因素对后续模型的影响程度。建立的全过程环节定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为187.80;对总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为3.59。建立的全局定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为238.59;总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为6.56。研究表明,基于近红外漫反射光谱和偏最小二乘法对规模化奶牛场粪水处理全过程环节粪水样品中氮、磷含量进行定量分析是可行的;纵向模型比横向模型能提供更好的预测结果;近红外漫反射光谱技术可实时、快速、高效地对规模化奶牛场粪水处理全过程总氮和总磷进行跟踪和监控。     

天然气水露点与含水量的换算

在天然气水露点与含水量的换算过程中,涉及天然气状态方程、气液相平衡、气体混合规则等多步计算,参数多且需要迭代求解,整个计算过程相当复杂。为此,提出了一种快速、准确的天然气水露点与含水量的换算方法:选用PR状态方程,并基于GB/T22634-2008提供的关联关系曲线,通过相平衡理论导出计算气、液相的逸度系数公式,最后迭代求解。给出了整个换算过程的详细计算步骤,该计算方法的适用范围可扩展至0.1MPa≤p≤30MPa,-50℃≤t≤40℃。实际算例结果表明:该换算方法在压力范围为0.1～5MPa内计算结果准确性较高,当压力超过8MPa时,计算不确定度有待进一步分析。