油菜割台竖割刀切割频率随动调节装置设计与试验

针对不同前进速度下传统油菜联合收获机竖割刀切割频率保持不变,在竖切割分禾处形成较大的重割区或漏割区导致油菜割台损失增大、作业性能不稳定等问题,设计了左右两个步进电机分别驱动的油菜双竖切割随动调节装置,仿真分析了不同前进速度对竖切割分禾处重割区和漏割区的影响,综合考虑油菜成熟度等因素的影响,获得了前进速度与竖割刀切割频率的理想理论匹配关系;设计了以S7-1200PLC为控制器的油菜竖割刀切割频率随动控制系统,通过检测机器前进速度信号,再根据理论匹配关系输出脉冲控制步进电机,实现竖切割频率的随动控制;施用脱水剂7d后完熟油菜收获对比试验表明,使用该竖割刀频率随动控制系统的油菜割台总损失率下降了36.15%~41.16%,竖割刀分禾损失率下降了40.84%~48.20%。     

低损伤组合式玉米脱粒分离装置设计与试验

针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题,设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型,确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标,以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素,进行了台架试验,确定了较优组合为:圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12. 5 mm,凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管(前疏后密型),并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明:籽粒破碎率由13. 73%降低至8. 64%,未脱净率由0. 6%降低至0. 2%;未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。     

高光谱图像检测马铃薯植株叶绿素含量垂直分布

为了检测马铃薯作物叶绿素含量,该文按照叶片垂直分布位置采集马铃薯叶片样本的成像高光谱数据,提取并计算了400个划分区域的平均光谱,使用手持式SPAD-502叶绿素仪测定了相应位置的SPAD(soil plant analysis development)值。采用标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)方法对光谱数据进行预处理,分析了开花期植株自下而上垂直叶位间光谱和叶绿素分布关系,其光谱反射率在382~700 nm区间随叶位的升高反射率增加(上中下),在700~1 019 nm范围下叶位反射率高于上部和中部叶位(下上中),且SPAD均值依次为36.41、43.11、47.04。分别采用相关系数分析法和随机蛙跳(random frog,RF)算法筛选叶绿素含量敏感波长,并建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型。结果如下:基于相关系数分析法筛选的12个敏感波长主要位于530~550和706~708nm范围,建模精度RC2为0.7 588,验证精度RV2为0.5 773;基于random frog算法筛选的11个敏感波长(554.62、560.26、575.04、576.35、595.09、604.7、649.44、731.8、752.78、786.38、789.97 nm),建模精度RC2为0.8 423,验证精度RV2为0.7 676。选取RF-PLS模型计算马铃薯叶片每个像素点的叶绿素含量,绘制不同叶位马铃薯叶片叶绿素含量可视化分布图,结果可反映马铃薯在开花期植株上叶片叶绿素动态响应关系,实现了不同叶位马铃薯叶片叶绿素含量无损检测以及分布可视化表达。     

改进型深筒式消力井消能效果及影响因素分析

为优化深筒式消力井装置的结构,使其在增加消能率的同时而不影响水流平顺流入下一级管道,并能降低水流对消力井井底的冲刷破坏作用,通过理论分析和模型试验研究,测量了消力井的相关水力参数,计算了不同结构体型消力井的水头损失系数和消能率,从消能率的角度探讨了多喷孔出水口的结构参数、溢流板高度与水头损失系数之间的关系,结合井底压强分布情况寻找较优的结构体型。结果表明:采用多喷孔出水口并增设溢流板的改进Ⅱ型消力井消能率比传统型的要高30%且井底压强分布均匀,在结构上具有明显优势。改进Ⅱ型消力井在小流量情况下过堰水流为自由出流,此时消力井水头损失系数会随流量的增加而降低,当流量增加至淹没出流后消力井水头损失系数随流量变化不明显。相对开孔面积为100%时,消力井主井水头损失系数随喷孔孔径的增加会有小幅度的减小;在距径比不大于2.5时水头损失系数随距径比的增大而减小,距径比大于2.5之后对水头损失系数影响不大;喷孔错列布置的水头损失系数明显比并列布置的大;溢流板高度对消力井水头损失系数的影响不明显,在淹没出流时堰板高度小的消力井水头损失系数略微有所降低。此研究可为深筒式消力井的结构设计提供参考,亦可为解决长距离管道输水过程中的消能问题提供科学依据。     

大型立式水泵机组推力瓦性能分析及改进设计

分析了大型立式水泵机组中主电动机推力瓦的性能,以此来阐明江都水利枢纽第四泵站主电动机巴氏合金推力瓦的烧损故障原因.结合机组本身的实际情况,采用弹性金属塑料瓦替代巴氏合金瓦,对电机推力瓦进行改进设计.根据弹性金属塑料瓦的实际应用情况,通过与巴氏合金瓦进行比较分析,提出了弹性金属塑料瓦的优点及其使用注意事项.实践证明：改进设计后,在瓦面质量合格的情况下,机组运行稳定,瓦温保持在30℃左右（此时冷却水温度为20℃左右）;该站首台使用塑料瓦的7号机组已安全运行20 000 h以上,瓦面平均磨损量小于0.05 mm,基本上消除了出现烧瓦故障的可能性.     

基于FLUENT的黏稠油垂直上升水环输送数值模拟

海洋稠油资源是未来原油产量增长的重要来源,但相对于陆上油田,海洋稠油集输因涉及低温环境与立管输送而更具挑战性。采用水环举升稠油可以极大地减小输送摩阻,是一种非常有潜力的稠油“冷输”方法。基于油水两相流及计算流体动力学理论,利用FLUENT6．3．26及GAMBIT2．3．16软件,建立了垂直上升稠油一水中心环状流（CAF）的几何模型与数学模型,评价了模型的有效性,模拟分析了垂直上升CAF的流态及特点,探讨了不同水环生成器环隙宽度及油水流速对垂直上升CAF的影响。结果表明：当油水流速比在一定范围内时,所建模型对垂直上升CAF的模拟结果与实验结果一致性较好;垂直上升CAF在入口端能保持理想的中心环状流,具有光滑的油水界面,但随着油水协同向上流动,油水界面开始波动;水环生成器的环隙宽度对垂直上升CAF的影响较大,环隙过小,水环稳定性较差,流动摩阻较大,而环隙过大则输油量较小;同时兼顾能耗与输油量,在模拟条件下,水环生成器环隙宽度为1．8mnl时输油效率最高。（图7,表1,参13）     

垂直扰动对深谷型湖泊红枫湖底泥覆盖的效果

为构建底泥活性覆盖系统进而有效地控制湖泊底泥内源污染,以脱碱赤泥为主料,粉煤灰、粘土和碳酸钙为辅料,采用烧结法制作了不同配比的底泥覆盖材料,研究其对内源污染物的控制效果。结果表明：1）覆盖各处理溶解氧为2．62～5．98 mg/L,对照组为0．74～2．65 mg/L,覆盖可改善上覆水体溶解氧水平。2）覆盖各组中除处理2和处理4外,其余处理总磷均为低检出或未检出,对照组在第12、16和20天依次检出0．03 mg/L、0．04 mg/L 和0．13 mg/L;化学需氧量为6～71 mg/L,对照组则为21～84 mg/L,对照组总磷和化学需氧量均随时间推移呈渐增趋势;除处理3和处理6外,其余处理对氨氮控制效果不理想。3）优化原料配比可使上覆水体 Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Fe、Mn、Ca 和 Mg 处于安全浓度范围,不会增加水体金属元素的积累。从对内源污染物的控制效果和上覆水体水质的稳定性两方面综合考虑,处理6（赤泥38．9％,粘土14．4％,粉煤灰38．9％,碳酸钙7．8％）最适于深谷型湖泊底泥污染原位控制。     

西天目山自然保护区森林垂直带的定量分析

通过对西天日山自然保护区森林植被的调查,取得样地资料50份,抽样面积达10hm~2,抽样成数为1/60。根据各样地乔木层常绿阔叶树种或落叶阔叶树种的比例与所在海拔高度的相关关系,统计分析了西天目山森林植被垂直带的分布界限。常绿阔叶林带现状森林植被的分布上限为660m,演替顶极植被为796m;落叶阔叶林带的分布下限分别为1133m和1176m;其间为常绿-落叶阔叶林带的分布地段。另外,还研究了组成西天目山森林植被的建群种。主要有青冈、甜槠、紫楠,浙江樟,小叶青冈、雷公鹅耳枥、茅栗、小叶白辛树,四照花,川榛,柳杉和黄山松等。绝大多数乔木树种作为伴生树种散生在西天目山各森林群落之中。     

一次暴雨过程云中液态水微物理属性垂直分布

采用美国宇航局NASA的CloudSat卫星加载的云廓线雷达反演资料2B CWC RVOD和2B CLDCLASS,以2008年4月28日发生在新疆北部沿天山一带的暴雨过程为例,分析云中液态水粒子有效半径、粒子数浓度、液态水含量等微物理属性的垂直分布特征。结果表明：此次暴雨过程中,云层分布在1～12 km高度, 但云中液态水分布在6 km以下。云中液态水粒子半径的高值区出现在云层的中部,而峰值出现在约3 km高度处,云体边缘是低值区,且有效半径小于5 μm 的粒子在所有高度均有分布,占所有粒子的71.19%,在3～4 km高度层分布比例最大。大于20 μm的粒子仅占1.27%,且集中分布于云中液态水中部2～5 km;液态水含量随云层高度的增加而有所降低,液态水含量大于500 mg·m-3仅占0.08%,且分布在2~3 km;云中液态水粒子数浓度在垂直高度上存在明显的分层现象,云层越低,云中液态水粒子数浓度越高,粒子数浓度小于20个·cm-3,占25.26%,且随高度的增加而增加,而浓度大于60个·cm-3的粒子占12.28%,主要分布在2~5 km,且云层中部偏下处分布较多。     

长白山北坡气温的垂直变化

利用HOBO Onset自动温度记录仪于2009年5月～2010年5月对长白山北坡6个海拔梯度的气温,间隔30min进行连续监测。结果显示:长白山年平均气温直减率为0.3℃/100m。平均最高气温及全年日平均气温沿着海拔梯度成二次曲线性变化,而月平均最低气温与海拔呈明显的线性负相关,极端温度沿海拔高度变化不明显。月平均日较差沿着海拔高度显著降低,中低海拔月平均日较差值较大。日平均气温≥0℃、≥5℃和≥10℃的积温沿海拔高度呈二次曲线性变化,且这些积温天数都表现为随海拔升高而降低,变化速率约为4d/100m。