干燥介质相对湿度对胡萝卜片热风干燥特性的影响

为了探究相对湿度和阶段降湿对热风干燥过程的影响,该文在干燥温度60℃、风速3.0 m/s条件下,研究了相对湿度(20%、30%、40%、50%)及第一阶段相对湿度50%保持不同时间(10、30、60、90 min),第二阶段相对湿度20%下,胡萝卜片的干燥特性和温度变化规律;利用Weibull分布函数对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数估算水分有效扩散系数;基于复水比、色泽、干燥时间和能耗对不同相对湿度条件下的干燥过程进行评价。研究结果表明:相对湿度保持恒定条件下,干燥速率先上升后下降,且相对湿度越低干燥速率越大。降低相对湿度有利于缩短干燥时间,热风相对湿度20%比50%条件下干燥时间缩短了27.6%;分段降湿干燥条件下,热风相对湿度50%保持30min后降低为20%,其干燥时间比相对湿度恒定为20%条件下缩短了18.5%,干燥过程出现2个升速阶段;Weibull分布函数可以很好地描述胡萝卜恒定湿度和阶段降湿干燥过程。尺度参数α范围在1.864~3.635 h之间,形状参数β值在1.296~1.713之间,水分有效扩散系数在1.17×10-9~2.92×10-9 m2/s之间。对绿红值、复水率、能耗和干燥时间进行综合评价显示,热风相对湿度50%保持30 min干燥条件下绿红值最高为41.4,能耗相比于恒定相对湿度20%条件下减少了6.0%,复水比较高为3.81,综合评分较高为0.91。该文揭示了干燥介质相对湿度对胡萝卜片干燥特性的影响规律,对于优化干燥介质湿度控制策略以提高干燥速率和品质,降低干燥能耗提供了科学依据和技术支持。     

基于近红外光谱技术的茶油原产地快速鉴别

为研究茶油原产地溯源问题,维护其市场秩序,促进公平竞争。该文利用近红外光谱技术采集湖南、江西、安徽和浙江4个不同产地茶油的光谱数据,并运用 Savitzky-Golay 平滑（savitzky-golay, SG）、多元散射校正（multiplicative scatter correction, MSC）、一阶导数（first derivation, FD）和矢量归一化（vector normalization, VN）等4种方法对其进行预处理。采用偏最小二乘法（partial least squares, PLS）提取最佳主成分,构建 PLS 回归模型;同时,采用主成分分析（principal component analysis, PCA）和 PLS 算法提取最佳主成分,作为 BP 人工神经网络（BP artificial neural network, BPANN）输入变量,构建 PCA-BPANN 和 PLS-BPANN 模型。以验证集相关系数 RP 和验证集均方根误差 RMSEP 为模型的评价指标,分别优选最佳 PLS 和 BPANN 模型。试验结果表明,SG-PLS-DA 和 SG-PLS-BPANN-DA 模型对未知样本的整体分类准确率均大于90%。其中,SG-PLS-BPANN-DA 的鉴别效果优于前者,其建模集相关系数 RC、均方根误差 RMSEC 分别为0.974、0.170,验证集相关系数 RP、均方根误差 RMSEP 分别为0.972、0.172,对上述两类样本集的总体分类准确率分别为98.15%、95.83%,该模型能较准确鉴别茶油原产地。研究结果可为快速辨别茶油原产地提供参考。     

油料冷态预榨过程的油脂径向渗流模型及验证

为量化考察油料一维压榨过程中油脂的流动状态,针对直筒式冷态压榨制油过程,通过简化假设建立了一维压榨模型,并对油料微元进行受力分析;利用Darcy渗流定律与Terzaghi固结理论建立了油料压榨过程中的渗流模型,确定了影响压榨出油效果的因素主要为料筒内径、物料层高度、压榨压力、压榨时间、油脂黏度和物料孔隙度。在实际压榨过程中,压榨压力和压榨时间易控制,油脂黏度和孔隙度也可以通过设置压榨参数而改变,而压榨机的料筒规格不易改变,因此料筒半径的选取尤为重要。基于此,根据渗流模型推导出油率模型,分析了料筒半径对出油率的影响关系,指出料筒内径不宜过大。开展不同筒径时的出油率试验,并与模型预测值对照,其最大误差为2.10%。研究结果为油料直筒式低温预榨制油设备制造及工艺参数的优化及选取提供了参考。     

水稻秧盘育秧播种机气动式自动供盘装置设计与试验

为减轻工人劳动强度,提高水稻秧盘育秧播种机的生产效率,研制了一种气动式自动供盘装置。通过建立秧盘输送模型确定了输送机构的输送过程和速度关系,根据秧盘外形特征和自动供盘装置工作原理,研制了气动式落盘机构及控制系统,由接近开关对秧盘进行检测,利用落盘机构快速升、放秧盘,实现秧盘的自动供送。为研究生产率、放盘时间和叠盘偏差对自动供盘装置性能的影响,以供盘合格率为指标进行了自动供盘正交试验。试验结果表明,叠盘偏差对供盘合格率的影响最显著,放盘时间对供盘合格率有一定影响,生产率对供盘合格率的影响不明显;当生产率为600~1 000盘/h、叠盘偏差为0~6 mm、放盘时间为0.8 s时,供盘合格率为98.67%~100%,试验结果满足水稻秧盘育秧播种机育秧技术使用要求。该研究对提高水稻秧盘育秧播种机的自动化程度具有重要意义。     

笼型异步磁力耦合器机械特性与试验

为有效解决目前机械传动系统中选用电机时功率裕度过大而普遍存在的能源利用效率较低问题,提出一种基于三相异步电机鼠笼转子的异步磁力耦合器(squirrel cage asynchronous magnetic coupler,SCAMC)。结合SCAMC具体结构特点,采用标量磁位法及二维场边界条件,建立气隙磁场数理模型;在气隙磁通密度中引入时间变量,推导出感生电流随时间变化的表达式;基于电流叠加性,将笼条电流折算到转子表面,并沿圆周方向对感生电流所形成的洛伦兹力进行积分,建立了SCAMC的电磁转矩模型。基于上述理论及技术基础,设计并制造出一台37 k W SCAMC样机,并对其机械特性进行理论计算、仿真验证及试验测试。结果表明:转差率相同时,所得的仿真及试验数据与理论计算值相比,误差不超过5%;SCAMC与同容量的三相异步电机相比,线性工作区更宽,过载能力更强,但其机械特性偏软,可有效缓解负载对电机的冲击。该研究可为磁力耦合器在大惯量、难启动及经常性过载机械设备中的应用提供参考。     

工程车辆翻车事故中司机头部伤害与保护仿真

为了研究司机的头部在碰撞中的机械响应特性,该文采用有限元三维实体建模技术,建立了成人头部碰撞模型。通过虚拟试验方法使用成人头部模型对驾驶室内饰进行冲击分析,比较不同厚度和密度的聚氨酯泡沫对人体头部损伤评价指标的影响。结果表明：头部损伤值（HIC(d)）随着泡沫厚度的增加而减小,随着密度的增大,呈现先减后增的二次抛物线趋势。在驾驶室内壁覆盖18 mm厚的聚氨酯泡沫材料可以降低翻车事故中二次碰撞对司机头部的损伤。     

温度对揉碎柠条可压缩性的影响

揉碎柠条的可压缩性对其压缩设备的设计和压缩生产工艺的选择有重要影响。该文通过对揉碎柠条在22～140℃范围内4个不同温度下的压缩试验,建立了柠条在压缩过程中压力与体积应变、压力与压缩密度以及体积模量与压缩密度的数学模型,获得了温度对揉碎柠条可压缩性的影响规律。研究结果表明：揉碎柠条在压缩过程中存在松散、过渡和压紧3个阶段,在松散阶段可压缩性较好,过渡阶段可压缩性逐渐降低,压紧阶段可压缩性迅速降低。同时,柠条的可压缩性与温度有关,在所选温度范围内,可压缩性随温度的升高而提高;且随压缩密度的增加,温度对其可压缩性的影响逐渐增强。研究结果为柠条压缩设备的设计及其加工工艺的合理选择提供了参考。     

基于图像处理技术的小麦叶面积指数的提取

为了较好地模拟叶面积指数的变化动态,在大田条件下进行试验,获取5个品种5个密度下不同发育期的小麦群体冠层数字图像,并手工测得实际叶面积。通过研究设计了复杂背景下小麦冠层图像叶面指数的有效提取方法,将图像处理得到的叶面积指数数据与实际测得的数据进行拟合建立模型。结果表明：品种、密度和发育期的差异对拟合模型参数影响显著,对模型经过随机抽取样本图像进行假设检验,均能够通过检验。模型的相关系数平方均达到0.86以上,能够实现高精度的小麦冠层叶面积指数的估测。     

沼气生态农业模式综合评价

为了对沼气生态农业模式结构、功能和效益进行综合定量评价,该研究结合沼气生态农业模式自身的结构和功能特点,以生态农业模式评价指标体系为基础,选择了17个指标构建了沼气生态农业模式综合评价指标体系,应用层次均权法确定了沼气生态农业模式综合评价各指标的权重,在此基础上,运用综合指数法构建了沼气生态农业模式综合评价模型。并以宝鸡市2个典型沼气生态农业模式（陇县“沼气池—厕所—畜舍—菜（果、粮）”庭院生态农业模式和千阳县“桑—蚕—双孢蘑菇—畜舍—沼气池”生态农业模式）的研究数据对模型进行了验证,评价结果与实际情况吻合,表明该研究所提出的评价指标体系和模型具有适用性。     

肉大鸡颗粒饲料的吸湿解吸平衡模型

为了研究成品饲料的吸湿解吸平衡规律,用GAB模型及其含温度变量的改良模型（mGAB, modified GAB）拟合静态法获得的肉大鸡颗粒料在15、25、35和45℃环境下,在11%至97%平衡相对湿度（即水活度0.11～0.97）范围内的吸湿平衡以及11%～75%（即水活度0.11～0.75）范围内的解吸平衡,得到优异的拟合精度。结果表明：随温度上升,饲料的平衡含水率下降,吸湿和解吸之间存在明显的滞后现象。用BET解吸模型计算的15～45℃范围内单层含水率为6.34%～5.39%（干基）,并且随温度升高线性下降。以水活度0.65为安全贮存的临界点,对应于吸湿和解吸过程, 用改良GAB模型估计4个温度点的安全水分（干基）分别为13.09%和14.71%、12.92%和14.33%、12.74%和14.00%、12.56%和13.66%。研究结果为饲料的贮存和冷却过程规律研究提供了参考。