从机械、土壤、作物体系看农田机械化发展途径

本文从机械—土壤—作物的系统关系探讨了由于机械化而带来的土壤压实及对农作物产量的影响,探讨了目前拖拉机能耗较高的原因和农机农艺脱节问题.根据调查研究结果提出了大跨度田间作业机的设想与设计,力图从根本上解决机械对壤的压实破坏及大幅度地降低燃油消耗,并能适应于中国精耕细作多种种植制度的农业生产特点.     

药用三七球磨法超微粉碎能耗的试验

采用行星式球磨机对药用三七进行超微粉碎,以节能降耗为目标,利用单因素和正交旋转试验法设计试验方案,并对试验数据进行多指标的综合平衡法分析和响应曲面数据分析,综合粒径和电功2个指标优化出最佳球磨工艺条件为:转速400r/min,时间90 min,球料比4∶1;建立了三七超微粉碎能耗与球磨因素之间的数学模型,得到影响球磨机能耗的关键因素从大到小依次为时间转速球料比,为提高三七超微粉碎生产率并降低能耗寻找有效途径。     

降低通风与育雏的能源消耗

在金融危机的背景下,能源价格的上涨给家禽生产带来了巨大的压力.在育雏的过程中,要根据鸡舍的状况,雏鸡数量的多少,通风换气过程中的散热等因素匹配育雏器的数量,以最大限度地降低能源的消耗.在通风的过程中,必须合理地选择风扇,同时对不同位置的进气口进行正确地操作,以降低能耗.此外,应加强对风扇的日常维护以改善性能,提高效率.     

装配式配种妊娠猪舍冬季保温与能耗特征

为了解规模化猪场装配式配种妊娠猪舍冬季保温以及能源消耗情况,通过对试验猪舍围护结构传热系数、墙体内表面温度以及耗热量理论计算与现场试验监测相结合的方法,对猪舍围护结构热工性能与猪舍能耗特征进行分析.结果表明:试验猪舍复合保温墙体主体部位和外保温砖墙墙体的理论计算值分别为0.31和0.23 W/(m2·K),实测传热系数...     

南美白对虾太阳能干燥能耗参数优化及中试

为降低南美白对虾干燥能耗,提高南美白对虾干燥品质,该文探讨了实验室太阳能干燥温度、风速及干燥量对干燥效果的影响和中试试验。通过实验室试验确定干燥温度范围为45～55℃,风速6～8 m/s,干燥量3～4 kg,响应面分析法分析了太阳能干燥温度、风速及干燥量与干燥能耗的关系,建立了二次回归模型,确定南美白对虾太阳能干燥最佳工艺参数为：干燥温度为53.40℃,风速为7.43 m/s,干燥量为3.65 kg。在实验室数据的基础上进行了中试试验,结果表明干燥鲜虾量100 kg（煮后69.5 kg）得到38.16 kg产品,所需总能耗549827.05 kJ,其中太阳能提供了379619.05 kJ,实际耗电47.28kW·h（折合能量170208 kJ）。太阳能干燥单位质量（1 kg）南美白对虾实际能耗0.68 kW·h/kg,相比热风纯电加热器干燥节能1.51kW·h/kg,相比燃煤烘房干燥可减少0.75kg/kg CO2排放。该研究结果为南美白对虾太阳能干燥工业化生产提供参考。     

带有自锁式关节的农业六足机器人能耗优化模型及验证

六足机器人具有成为丘陵山区未来重要农业装备的潜力,但高能耗是其实际应用的技术瓶颈。普通机器人关节无自锁特性导致其在静立时也需耗能以克服重力,而如果让关节自锁以保证静立时不耗能,则运动能耗又将大幅提高。为此,该文以机器人在运动及静立过程中的综合能耗最少为目标,给出带部分自锁式关节的六足机器人设计方案,提出其能耗优化模型：引入经试验验证的关节正反向驱动力矩传递效率差异来修正现有模型缺陷,基于地面力学修正现有约束条件,针对自锁式关节不同配置给出对应的目标函数。以模型给出的能耗极小值为评定依据,对自锁式关节进行优化配置。试验及仿真结果表明：所提出的能耗优化模型比现有模型更准确,能进一步降低运动能耗40%以上;对特定构型的六足机器人,不使用自锁式关节时静立功耗超过38 W,所有关节均可自锁时运动能耗比前者高3倍以上;在应用该文优化模型和最优关节配置方案后,既可保证静立能耗为0,又可保证运动能耗与不使用自锁式关节时基本相当：完成30°下坡、平路、30°上坡行走时,运动能耗仅分别高出14.2%、16.3%、45.5%。该文提出的能耗优化模型可为带有自锁式关节的农业六足机器人设计和能耗优化提供理论支持。     

基于自加速遗传粒子群算法的半封闭式温室能耗预测

针对半封闭式温室环境参数众多且难以测量的问题,提出了一种机理建模与系统辨识建模相结合的温室能耗建模方法。采用自加速遗传粒子群算法(self-accelerating hybrid algorithm of particle swarm optimization and genetic algorithm,SPSO-GA)对温室物理模型中难以确定的参数进行辨识,建立半封闭式温室能耗预测模型。根据上海半封闭式玻璃试验温室的气象数据和测量的能耗值,分别采用遗传算法(genetic algorithm,GA)、粒子群算法(PSO,particle swarm optimization)和SPSO-GA进行参数辨识与能耗预测比较分析。采用SPSO-GA获得的温室能耗预测结果与实测数据的相对误差为1.4%,分别比GA和PSO减少了2.9%和13.7%。根据日太阳光照辐射总量、室外日均温度2个参数及相应的变化曲线,预测的温室能耗值精确度大于86%。试验与模拟结果验证了基于SPSO-GA的温室能耗预测模型有效,可为半封闭式温室能量负载设计、管理和控制提供理论依据。     

基于热交换和集水仿生原理的作物蒸散凝结灌溉技术

根据作物蒸散、热交换、水气凝结、集水仿生学和节水灌溉的原理,系统提出一项农业节水新途径——作物蒸散凝结灌溉。通过创造低温凝结条件,聚集、冷凝作物蒸散发的湿热水气并高效收集,最后回灌到土壤中供根系吸收,如此循环往复,形成闭合的土壤-植物-大气连续体（SPAC）水分微循环。蒸散水气凝结和收集效率,水气回收率、能耗效率是衡量该项技术的关键参数。该技术适合严重缺水但新能源丰富的干旱、半干旱地区,实施方式分温室地源热泵型、空调除湿型和大田仿生集水型3种类型。未来技术研发重点在于高效集水仿生材料的突破和系统结构与运行     

喷灌能源消耗对比分析

喷灌是节水措施,不是节能措施。自压喷灌不消耗能源,有条件的地方应在力推广。凡加压喷灌,均增大了能源消耗,使用时应与节水效益及喷灌的其他优点进行综合经济对比,择优选取。     

农用多旋翼无人机作业能耗白盒模型构建与试验

为了减少因能量有限而导致无人机飞行时间有限的问题,研究农用无人机在飞行时的作业能耗是十分必要的。本研究以农用多旋翼无人机为研究对象,采用白盒建模的方法,依照动力系统各部件原理,构建了农用无人机的飞行总效率模型,再根据农用无人机的飞行特点,建立了一种针对农用无人机的作业能耗模型,并通过对农用无人机的速度、载荷和航程这3个动态参数分组试验得到的数据进行了验证。结果表明,模型具有较高的精度,最大平均误差约为6.582%,最大绝对误差中位数约为7.654%。最后对模型的各个参数进行分析,引入模型修正系数对模型进行修正,修正后的模型精度相比修正前的最大平均误差减少约3.092个百分点,误差中位数减少约3.612个百分点,修正后效果显著。本研究构建的理论模型可以用于农用无人机作业能耗的计算和预测,在规划无人机任务前就可以得到相应的作业能耗并进行优化,也可以适配不同控制器的其他旋翼机型,具有一定的应用价值。