旱地土壤易分解与耐分解碳氮组分的高效筛分方法

土壤易分解与耐分解碳、氮组分是表征土壤有机碳、氮转化特征的一项重要指标,但如何高效获得该组分的大量样品是当前的一个难题。本文改进传统少量筛分法,设计一次性大量筛分设备,对我国两种典型旱地土壤黑土与潮土的不施肥(CK)、化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKM)4个处理土壤分别进行一次性大量(100、200和300 g)筛分,并比较与传统(50 g)筛分法的差异,了解该设备大量筛分样品的工作效率与可行性。结果表明:黑土或潮土大量(300 g)筛分时,与筛分量200和100 g的质量、全碳和全氮回收率无显著差异,均在97%以上;3个筛分量下同一处理的黑土或潮土的易分解碳、氮或耐分解碳、氮含量基本无显著差异。与传统筛分法相比,黑土或潮土筛分量为300 g的质量回收率比50 g的质量回收率提高1%~3%,全碳和全氮回收率提高1%~8%;易分解碳、氮或耐分解碳、氮含量基本无显著差异,以黑土CK处理为例,筛分量为300 g与50 g的土壤易分解组分氮含量分别为0.12和0.14 g/kg,两者无显著差异;与传统筛分法相比,筛分量由50 g提高到300 g,单位时间获得土壤易、耐分解碳、氮组分样品的效率提高了5倍。因此,改进设备后的筛分法可以一次性筛分300 g旱地土样,且土壤质量、全碳和全氮回收率提高1%~8%,是一种获取旱地土壤易、耐分解碳、氮组分较为简单高效的方法。     

树皮含量对纤维热磨机能耗与纤维质量的影响

对以杨木为主的纤维热磨试验数据进行统计,分析树皮含量与纤维热磨机能耗、纤维质量之间的关系.结果表明,树皮含量对热磨机能耗与纤维质量产生较大影响,热磨机能耗随着树皮杨木比(简称“皮木比”)的降低而减小,纤维筛分值随皮木比的增加呈现先升后降的趋势;对包装基材和地板基材用纤维板,允许的树皮含量分别为16％和14％,既保证产品质量,又降低原料成本.     

双层平筛式半夏收获机设计与试验

针对丘陵山区地带半夏人工收获劳动强度大、效率低、收获期长、收获损失率高,而现有的根茎类收获机械直接应用于半夏时存在采收不彻底、分离效果不佳、二次除杂工作量大等问题的现状,结合种植农艺,设计一种半夏收获机。样机主要由挖掘装置、升运装置、筛分装置和收集装置组成。用解析法分析确定升运装置的升运速度,进而确定升运量和计算功率;分析筛面上半夏与土壤复合物竖直、水平运动的条件,确定偏心轮转速范围为530~753 r·min^-1,偏心距范围为15~25 mm;分析半夏从升运装置到筛面的运动特性,确定升运装置顶端距离筛面的高度为350 mm。用EDEM软件模拟筛分过程,验证参数选择的合理性。仿真结果表明:平筛频率为9 Hz、幅值为20 mm时,筛面复合物颗粒分布均匀;复合物可以完成后滑、前移和抛起运动,无淤积等筛分不畅现象;复合物颗粒跳动周期性明显,竖直方向总速度差别明显,所选参数符合筛分装置设计要求。半夏收获试验样机田间试验表明:当行进速度为0.5 m·s^-1、挖掘深度为83 mm、拖拉机输出转速为540 r·min^-1时,挖净率为97.3%,伤损率为3.51%,含杂率为4.97%,符合根茎类中药材收获机质量评价技术规范要求和样机设计要求。研究成果可为半夏收获机的设计与研制提供应用实例与技术参考。     

基于调控烟叶叶片结构的工艺优化与应用

针对当前工业企业对烟叶叶片结构需求的变化,设计在打叶风分汇总后增加叶片筛分复打设备,并对设备工艺参数进行优化,从而实现叶片结构降低大片率、提高中片率及优化叶形的目的。以中烟100为材料,采用L₉(3⁴)正交试验设计,研究了框栏形状、筛选辊转速和打辊转速3个因素对烟叶叶片结构的影响。结果表明,打叶风分后应用叶片筛分复打工艺能显著改善叶片结构比例,调控烟叶片形结构的最优参数为六边形框栏、80 r/min的筛选辊转速、650 r/min打辊转速。采用最优工艺参数叶片大片所占比例降低了10.70个百分点,中片所占比例提升了8.57个百分点,最佳烟叶片形比例提升了12.64个百分点。同时,烟片片形趋于方圆,提高了片烟原料制丝后的利用率。     

茶叶抖筛设备筛分数学模型的讨论

茶叶抖筛设备是筛分机械中的一种。多年来,茶叶抖筛设备的设计与研制都以筛分数学模型为主要指导原理。筛分作业在散体物料处理工艺中具有极其重要的地位,筛面上细粒及条状物料的透筛过程以概率论的原理为基础。茶叶筛分过程是一个复杂的物料透筛过程。运用筛分数学模型和力学模型去分析茶叶筛分的实质,对今后茶叶抖筛设备的研制有很大的指导意义。     

多维并联振动筛筛分过程解析与筛面运动形式优选

针对物料在多维并联振动筛筛面上的运动过程及其规律不明确,以及采用何种筛面运动形式最佳的问题,研究了物料颗粒在多维振动筛筛面上的运动过程,并提出最佳的筛面运动形式。引入分散度与分层速率2个指标,基于颗粒离散单元法(DEM)研究各单自由度振动对筛面上物料分散和分层过程的影响,优选出分散度和分层速率较优的4个单自由度振动,即:分别沿筛面长度、宽度和高度方向的移动x、y和z,以及绕筛面法线方向的转动γ,其中,x和y单自由度振动效果尤为明显。在优选振动自由度组成的各种振动形式下,基于筛分效率和含杂率,对多维振动筛面的物料透筛过程进行模拟研究,表明:3平移1转动(3T-1R)四维振动形式透筛性最好,为理想的筛面运动。据此设计了一种3T-1R并联机构,并在样机上进行了筛分试验验证。     

秸秆类生物质原料筛分除杂试验及滚筒筛改进

为解决秸秆收获后小杂质去除问题,针对粒度在10 mm以下的玉米秸秆原料,利用样品分析筛,将原料分为9个粒度等级,之后进行热工特性测定、沉降试验。通过对不同粒度的玉米秸秆原料进行热工特性对比试验,分析灰尘等细颗粒物杂质在不同粒度原料中的比例及影响,发现粒度级别为0.2~0.33、0.2 mm这2个物料尘土质量分数超过50%,而占总质量的百分含量仅为3.39%,故提出原料的最佳筛分粒度范围为0.33 mm。优化改造筛分除杂装置,其最佳工况下的技术参数为:筛筒长1 000 mm,筛筒直径500 mm,筛筒倾斜角10°,转速34 r/min,筛网孔径0.33 mm。利用该装置,进行筛分工况确定试验、验证对比试验及经济分析,发现:使用筛网后的物料压块成型后,挥发分及热值有大幅度提升,灰分减少25.21%,大大降低了秸秆物料对成型机关键部件造成的磨损及对燃烧设备的结渣风险。其过筛后的压块成型燃料经济价值提高到563.5元/t,可提高收益6.91%。该文提出了一种适合中国生物质成型燃料大规模生产的筛分技术及配套装置,为生物质燃料清选工艺提供技术支撑,为秸秆的能源化利用提供重要参数依据。     

基于离散元素法的多维刨花摆动筛筛分效率研究

基于离散元素法并运用EDEM软件,利用控制变量法进行试验,得到了各个因素与筛分效率之间的关系,研究了多维刨花摆动筛的振动频率、振动幅度、筛面倾角和自由度等因素对筛分效率的影响规律;采用正交试验模拟多维刨花摆动筛的筛分过程,获得了不同因素组合下多维刨花摆动筛的最佳工作模式。结果表明,在X/Z方向的两自由度激振模式,振动频率为7 Hz,振动幅度为11 mm,筛面倾角为3°的工作模式下,多维刨花摆动筛的筛分效果最好;根据优选方案,结果表明多自由度激振模式能够显著提高多维刨花筛的筛分效率和杂余排出率。