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  • 2016年第47卷第2期文章目次
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    • >農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
    • 流體機械旋轉(zhuǎn)湍流計算模型研究進展

      2016, 47(2):1-14. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.001

      摘要 (4051) HTML (0) PDF 1.14 M (4133) 評論 (0) 收藏

      摘要:旋轉(zhuǎn)湍流是泵、水輪機、風力機和壓縮機等流體機械中的典型流動現(xiàn)象,其三維隨機脈動特性很強,具有逆壓梯度高、流線曲率大、壁面影響突出等特點。目前存在多種湍流模型,但都有各自的適用范圍,尚不存在一個通用的湍流模型?,F(xiàn)有湍流模型在物理和數(shù)值方面的預測性能還未達到流體機械實際需求。針對強旋轉(zhuǎn)和大曲率流動,本文闡述了湍流模型的發(fā)展。從湍流核心區(qū)的高雷諾數(shù)流動、近壁區(qū)低雷諾數(shù)流動和層流到湍流的轉(zhuǎn)捩流動等不同方面,分析了現(xiàn)有湍流模型在流體機械中的適用性。指出了典型湍流模型在求解旋轉(zhuǎn)湍流時存在的問題,探索了針對不同求解目標引用不同湍流模型的有效途徑和方法,對湍流模型的發(fā)展趨勢及湍流模型在流體機械中的應(yīng)用進行了展望。

    • 軸流泵裝置運行工況對肘形進水流道水力性能的影響

      2016, 47(2):15-21. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.002

      摘要 (2710) HTML (0) PDF 1.71 M (1479) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究肘形進水流道的水力性能與泵裝置運行工況的定量關(guān)系,采用CFD(Computational fluid dynamic)方法對軸流泵裝置進行全流道的數(shù)值計算,在考慮了軸流泵與肘形進水流道內(nèi)流相干條件下定量地分析了肘形進水流道水力特性各參數(shù)與泵裝置運行工況的關(guān)系,并給出了相應(yīng)的數(shù)學模型,對比了物理模型試驗與數(shù)值預測結(jié)果的差異性。結(jié)果表明:在高效工況范圍內(nèi),流道出口流場水流穩(wěn)定性及均勻性均較好;在大流量工況時,流道出口流場水流穩(wěn)定性及均勻性較差。流道出口流場的偏流角受泵裝置運行工況的影響較小,極差為0.91°。肘形進水流道均化效率為99.215%,流道斷面的均勻性主要受彎肘段幾何邊界條件的約束,在彎肘段時壓能與動能的轉(zhuǎn)換率較高,對于肘形進水流道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計及優(yōu)化的關(guān)鍵在于彎肘段。

    • 葉片不等間距對離心泵水動力噪聲的影響

      2016, 47(2):22-27,34. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.003

      摘要 (2407) HTML (0) PDF 1.69 M (1515) 評論 (0) 收藏

      摘要:以一臺六葉片單級單吸立式離心泵為研究對象,研究了葉片不等間距對離心泵流體誘導噪聲的影響。首先基于轉(zhuǎn)子自動平衡理論建立了3種葉片不等間距葉輪模型,并對模型泵全流場進行了CFD數(shù)值計算,以提取蝸殼及泄露流道壁面偶極子聲源。通過振動試驗與基于模態(tài)響應(yīng)的振動計算結(jié)果對比,驗證了模型泵振動噪聲數(shù)值預測的可行性,并進一步借助直接邊界元法完成了水動力噪聲計算。對比葉片不等間距葉輪與原葉輪模型計算結(jié)果,分析表明:葉片不等間距布置后泵總聲功率級與聲壓級頻譜均整體明顯降低,但各不等間距模型總聲功率級差距較小,最大僅為0.5%;除原葉頻及諧頻處聲壓級峰值外,葉片不等間距模型在145Hz及其諧頻上產(chǎn)生了新的聲壓級峰值,噪聲能量更分散,噪聲頻譜更平穩(wěn);最小角間距 θ  min =50°時模型更能兼顧葉頻和145Hz處輻射噪聲特性,噪聲性能更優(yōu)。

    • 導葉與隔舌相對位置對離心泵葉輪徑向力的影響

      2016, 47(2):28-34. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.004

      摘要 (2226) HTML (0) PDF 3.07 M (1593) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用SST模型對不同導葉與隔舌相對位置下的離心泵進行非定常數(shù)值模擬,并通過試驗驗證,其試驗與模擬的效率與揚程誤差均在5%以內(nèi)。分析表明:當導葉葉片與蝸殼隔舌安裝角度 α 為25°時,在各個流量工況下,其揚程與效率均高于其他安裝位置,當 α 為5°時,其效率與揚程最??;當流量 Q 為24、32 m 3 /h時,最大與最小效率差值分別為1%、1.4%,流量 Q 為40、48、56 m 3 /h時,其差值分別為2.2%、2.4%、4.5%;葉輪出口圓周速度隨著時間步的不同而改變,導致作用于葉輪上徑向力矢量呈現(xiàn)出較不規(guī)則的分布;導葉與隔舌不同相對位置對徑向力的影響主要在于其對葉輪出口圓周方向靜壓的影響,從而導致出口靜壓不對稱,進而影響葉輪徑向力;當 α 為41°和25°時,葉輪出口圓周方向靜壓對稱性明顯好于其他相對位置,且其徑向力小于 α 為5°和59°時徑向力。

    • 自由圓湍射流不穩(wěn)定性與界面擬序結(jié)構(gòu)研究

      2016, 47(2):35-44. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.005

      摘要 (2656) HTML (0) PDF 3.01 M (2702) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用兩相流動的大渦模擬對自由圓湍射流的流動不穩(wěn)定性及界面擬序結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值模擬。通過計算探討了射流液體的不穩(wěn)定性機制。研究了噴嘴入口速度及入口擾動對射流近場區(qū)的不穩(wěn)定性和渦結(jié)構(gòu)特性的影響。研究中,對雷諾數(shù)在10 000~80 000內(nèi)施加不同強度擾動后的射流流場進行了系統(tǒng)的模擬計算。結(jié)果表明:射流入口速度及外部擾動對射流的穩(wěn)定性有重要的作用,隨射流速度和擾動強度增加,其未擾液核長度下降,表面波尺度減小,射流近場區(qū)產(chǎn)生更為豐富(長度尺度多、渦旋強度范圍大)的特征渦旋結(jié)構(gòu);從射流的時均流場看出,在相同雷諾數(shù)不同擾動強度(或相同擾動強度不同雷諾數(shù))下射流時均速度沿中心軸線衰減率基本類似;隨雷諾數(shù)增加,射流對周圍流體的正卷吸作用加強,沿流向的徑向擴散更為顯著。

    • 尾水管深度對軸流定槳式水輪機性能的影響

      2016, 47(2):45-50. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.006

      摘要 (2588) HTML (0) PDF 1.90 M (1762) 評論 (0) 收藏

      摘要:尾水管深度對水輪機的效率及穩(wěn)定性都有重要影響。為解決某電站水輪機效率及出力不足的問題,采用數(shù)值模擬的方法,分析了尾水管深度變化對水輪機性能的影響。通過幾個不同尾水管加深方案的比較分析,得出尾水管深度在一定范圍內(nèi)增加能有效提高尾水管回能系數(shù),降低擴散損失。但由于沿程摩擦損失會隨深度增加而增大,因而綜合考慮損失、效率及經(jīng)濟性因素,最終選定尾水管深度為3.0 D 1 的尾水管深度方案。同時,為保證水輪機的運行穩(wěn)定性,也比較了該方案對流場穩(wěn)定性的影響,分析了湍動能及脈動的變化。結(jié)果表明尾水管與轉(zhuǎn)輪內(nèi)流場存在相互作用,直錐段加高后不但會降低直錐段出口的湍動能,也會減輕轉(zhuǎn)輪出口的湍動能。即尾水管內(nèi)流動的改善也會降低轉(zhuǎn)輪出口附近流場的紊亂程度,顯著降低了轉(zhuǎn)輪所受到的徑向力及壓力脈動峰峰值,提升了轉(zhuǎn)輪內(nèi)流場的穩(wěn)定性。此外尾水管深度改變方案對轉(zhuǎn)輪空化性能的影響不大,轉(zhuǎn)輪葉片背面的最低壓力范圍基本沒有變化。

    • 小型制粒機喂料器參數(shù)優(yōu)化與試驗

      2016, 47(2):51-58. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.007

      摘要 (3218) HTML (0) PDF 1.64 M (1915) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用離散元法EDEM對喂料器的工作過程進行了數(shù)值模擬,定量研究了喂料過程中喂料量的變化規(guī)律以及由于物料受螺旋葉片終止斷面的影響,產(chǎn)生不穩(wěn)定、不均勻的“脈動”喂料現(xiàn)象,此現(xiàn)象在轉(zhuǎn)速較低的情況下尤其明顯。以主軸直徑 X 1 、螺距 X 2 和喂料轉(zhuǎn)速 X 3 為因素,以喂料質(zhì)量流率 Y 1 、穩(wěn)定性 Y 2 和出料口落料速度 Y 3 為評價指標,按照3因素5水平正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗方法,利用Design-Expert 8.0.6軟件回歸分析法和響應(yīng)面分析法,建立了3個因素下喂料評價指標的數(shù)學模型。通過與研制的喂料器的實際運送情況進行對比,驗證了模型的可靠性。結(jié)果表明,3個因素相對喂料質(zhì)量流率和流率穩(wěn)定性都具有顯著相關(guān)性,顯著水平分別為 P <0.01和 P <0.05,而這3個因素與出料口落料速度無明顯相關(guān)性;采用響應(yīng)面法對最佳參數(shù)組尋優(yōu),得到喂料器的最佳參數(shù)組合:軸徑為35 mm、螺距為57 mm、轉(zhuǎn)速為139(°)/s,喂料器喂料量波動性減小、喂料穩(wěn)定性得到提高。采用該參數(shù)組的虛擬試驗結(jié)果顯示,喂料器質(zhì)量流率為13.89 g/s,穩(wěn)定性為8.46 g/s。實體樣機驗證試驗表明:采用該參數(shù)組設(shè)計的喂料器可以使得小型環(huán)模制粒機的喂料質(zhì)量流率提高4.28%,喂料變異系數(shù)降低16.11%。

    • 基于機器視覺的嫁接苗移栽實時定位研究

      2016, 47(2):59-63. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.008

      摘要 (3244) HTML (0) PDF 1.46 M (1718) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對自動化育苗流程中的嫁接苗移栽環(huán)節(jié),提出了一種基于機器視覺的嫁接苗移栽實時定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)能根據(jù)點云信息定位每次移栽嫁接苗時穴孔的位置,并且在穴盤受迫移動后重新定位穴孔的位置。具體的方法是通過RGB傳感器與紅外傳感器獲取工作區(qū)域內(nèi)的點云信息,利用點云信息,首先離線標定傳送帶平面方程,進而根據(jù)實時的位置信息完成穴盤與背景的在線分離;接著從分離出的穴盤點云得到對應(yīng)的二維掩膜,從掩膜中的單連通區(qū)域推算出每個穴孔的位置;針對穴盤移動之后的重定位,使用了基于隨機采樣一致算法的單應(yīng)矩陣計算方法,由歷史單應(yīng)矩陣從初次定位的穴孔坐標計算出當前的穴孔位置。實驗表明,該定位系統(tǒng)能有效定位穴孔的位置,滿足嫁接苗移栽要求。

    • 套管式蔬菜自動嫁接機出套裝置設(shè)計與試驗

      2016, 47(2):64-70. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.009

      摘要 (3048) HTML (0) PDF 1.83 M (1547) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對套管式蔬菜自動嫁接機中套管的供給功能,設(shè)計套管排列振動盤、輸送導管、套管逐次出套機構(gòu),采用基于可編程邏輯控制器(PLC)的控制系統(tǒng),設(shè)計套管式蔬菜自動嫁接機出套裝置。通過試驗得,在輸入電壓為185 V時,套管排列振動盤工作性能較為穩(wěn)定,套管輸出時間間隔變異系數(shù)為61.75%,套管能夠較為穩(wěn)定連續(xù)地進行有序定向輸出。該裝置的出套成功率達100%,可充分保證后續(xù)嫁接作業(yè)的套管供給。

    • 基于模糊PID的冬小麥變量追肥優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗

      2016, 47(2):71-76. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.010

      摘要 (3124) HTML (0) PDF 1.37 M (1665) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實現(xiàn)冬小麥實時變量精確追肥,研究了基于模糊PID控制技術(shù)的變量追肥機追肥量實時調(diào)整算法,通過對排肥器轉(zhuǎn)速和開度雙變量調(diào)節(jié),實現(xiàn)追肥量的優(yōu)化控制。系統(tǒng)首先采用粒子群優(yōu)化算法確定PID控制器參數(shù)的初始值,然后通過實時獲取冬小麥冠層歸一化植被指數(shù)和排肥器實時狀態(tài),結(jié)合模糊控制理論和PID控制技術(shù),對PID參數(shù)進行在線整定,實時調(diào)整排肥器的轉(zhuǎn)速和開度,從而實現(xiàn)追肥量的最優(yōu)控制。試驗結(jié)果表明:施肥過程中,施肥量存在波動性。但施肥量變異系數(shù)小,最大為3.22%,均值為2.09%,可以滿足田間變量施肥的要求。模糊PID控制算法具有良好的動態(tài)穩(wěn)定性和跟蹤性能,無論是室內(nèi)試驗還是大田試驗的控制精度均達到86%以上。

    • 柔性底盤性能檢測試驗臺設(shè)計與應(yīng)用

      2016, 47(2):77-83. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.011

      摘要 (2736) HTML (0) PDF 1.99 M (1781) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了檢測基于偏置轉(zhuǎn)向軸結(jié)構(gòu)的四輪獨立驅(qū)動、獨立轉(zhuǎn)向柔性底盤的性能和運動控制參數(shù),試制了一種由 4個水 平轉(zhuǎn)盤構(gòu)成的柔性底盤性能檢測試驗臺,設(shè)計了試驗臺檢測控制電路和系統(tǒng)軟件。通過柔性底盤在試驗臺上的運行,模擬直行和90°橫行運動,進行柔性底盤運動性能及控制參數(shù)的測試。試驗結(jié)果表明:在不同運動狀態(tài)下柔性底盤輪轂電機的轉(zhuǎn)速從0增加到勻速狀態(tài)所需的時間為2~3 s,柔性底盤直行和90°橫行的牽引力分別可以達到1 132 N和1 165 N;定速行駛時,柔性底盤各輪轂電機的驅(qū)動力不同,需要實時自動調(diào)節(jié)各輪轂電機的驅(qū)動電流,保證各獨立驅(qū)動的輪轂電機協(xié)調(diào)運動。測試結(jié)果可為四輪獨立驅(qū)動獨立轉(zhuǎn)向柔性底盤控制策略的制定和參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。

    • 四輪菱形布置農(nóng)用高地隙作業(yè)機設(shè)計與試驗

      2016, 47(2):84-89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.012

      摘要 (2639) HTML (0) PDF 1.42 M (2027) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對玉米和甘蔗等高稈作物生長中后期田間管理缺乏有效作業(yè)機械的問題,設(shè)計了一種四輪菱形布置的農(nóng)用高地隙作業(yè)機。該機采用門架式結(jié)構(gòu),具有離地間隙高、重心低、轉(zhuǎn)向半徑小和抗側(cè)翻能力強的優(yōu)點。左右兩輪與中部機身的連接采用調(diào)整機構(gòu)實現(xiàn)輪距大范圍的精確調(diào)節(jié),能適應(yīng)不同的種植行距,減少作物根部的壓實。左右兩輪在高度方向也采用調(diào)整機構(gòu),在斜坡上作業(yè)時可調(diào)平車身。設(shè)計了相應(yīng)的液壓傳動與機械傳動系統(tǒng),以滿〖JP2〗足驅(qū)動行走、機構(gòu)調(diào)整與輔助裝置工作的要求。試驗結(jié)果顯示,該機最大通過高度為2.8 m,最小轉(zhuǎn)向半徑為1.6 m,〖JP〗抗側(cè)翻能力是提高車橋方案的2.4倍,輪距調(diào)節(jié)范圍為0~1 000 mm,能在傾斜角小于等于25°的斜坡上調(diào)平車身。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 雨型對東北典型黑土區(qū)順坡壟作坡面土壤侵蝕的影響

      2016, 47(2):90-97. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.013

      摘要 (3637) HTML (0) PDF 1.49 M (1647) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于人工模擬降雨試驗,研究了雨型對東北黑土區(qū)順坡壟作坡面土壤侵蝕的影響。根據(jù)典型黑土區(qū)侵蝕性降雨標準及雨型特征,試驗設(shè)計了總降雨量相同(降雨量為87.5 mm)的5種不同雨型,即增強型(降雨過程中降雨強度分布為50-75-100-125 mm/h)、減弱型(降雨過程中降雨強度分布為125-100-75-50 mm/h)、峰值型(降雨過程中降雨強度分布為50-75-100-125-100-75-50 mm/h)、谷值型(降雨過程中降雨強度分布為100-75-50-75-100 mm/h)和均勻型(降雨過程中降雨強度保持75 mm/h不變),以及1個坡度(即順坡壟作改橫坡壟作的臨界坡度5°)。結(jié)果表明,受前期預降雨的影響,各雨型處理的順坡壟作坡面徑流量差異較小,但坡面侵蝕量存在明顯差異,其中峰值型雨型引起的坡面侵蝕量最大,分別是谷值型、減弱型、均勻型和增強型雨型處理下的1.20、1.63、1.78、1.80倍。引起侵蝕量較大的雨型(峰值型、谷值型和減弱型)在典型黑土區(qū)天然降雨中出現(xiàn)頻次超過70%,這可能是該區(qū)夏季順坡壟作坡面侵蝕作用強烈的重要原因之一。同一降雨強度在不同雨型中出現(xiàn)的時序不同,其產(chǎn)生的徑流量和侵蝕量對總徑流量和總侵蝕量的貢獻率也不相同。除125 mm/h外,同一降雨強度出現(xiàn)在起始階段產(chǎn)生的侵蝕量對坡面總侵蝕量的貢獻率顯著大于其出現(xiàn)在其他階段對坡面總侵蝕量的貢獻率。

    • 溫度對施肥滴灌系統(tǒng)滴頭堵塞的影響

      2016, 47(2):98-104. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.014

      摘要 (2559) HTML (0) PDF 1.38 M (1547) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探究不同灌水溫度下水肥一體化滴灌滴頭堵塞成因與過程,采用固定周期間歇滴灌的多因素完全隨機試驗設(shè)計方法,分別在冬、夏兩個季節(jié)研究了3種不同泥沙級配渾水與3個不同施肥質(zhì)量濃度組合對滴頭堵塞的影響和堵塞變化過程。結(jié)果表明,灌水溫度是影響滴頭堵塞的重要因素,與水質(zhì)交互耦合效應(yīng)顯著,夏季施肥和未施肥2種情況下灌溉滴頭的抗堵塞性能均高于冬季,夏季有效灌水次數(shù)是冬季的1.26~1.43倍;施肥加速滴頭堵塞的作用受泥沙級配和灌水溫度的影響,冬季灌溉水中0.034~0.1 mm粒徑粗顆粒含量越多,施肥質(zhì)量濃度對堵塞的影響越敏感,夏季灌溉水中0~0.034 mm細顆粒越多,施肥質(zhì)量濃度對堵塞的影響越敏感。建議灌水溫度較低時,水肥一體化滴灌應(yīng)控制在較低的施肥質(zhì)量濃度下灌溉,適當增大次灌水時間,減少灌溉次數(shù)。

    • 基于液流量的蘋果樹蒸騰量模擬

      2016, 47(2):105-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.015

      摘要 (2691) HTML (0) PDF 1.57 M (1631) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用熱脈沖莖流計監(jiān)測西北旱區(qū)盛果期蘋果樹莖干液流變化規(guī)律,采用自動氣象站測定氣象因素的變化,在試驗基礎(chǔ)上分析了蘋果樹液流量的動態(tài)變化并分別采用基于冠層變化的季節(jié)蒸發(fā)蒸騰模型(Cj)、雙作物系數(shù)模型( K cb )和Priestley-Taylor模型對日均蒸騰量進行模擬。研究結(jié)果表明,日均莖干液流量呈先增加后降低的單峰曲線,基于冠層變化的季節(jié)蒸發(fā)蒸騰模型可以準確估算西北旱區(qū)盛果期果樹的日均蒸騰量,模擬的日均蒸騰量可以減小液流量的時滯影響,提高長時間估算果樹蒸騰量的精度。

    • 河套灌區(qū)覆蓋對鹽漬土壤養(yǎng)分遷移與分布的影響

      2016, 47(2):113-121. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.016

      摘要 (2485) HTML (0) PDF 2.03 M (1475) 評論 (0) 收藏

      摘要:在河套灌區(qū)對鹽漬土壤覆蓋后進行秋澆田間試驗,研究不同覆蓋下秋澆、凍融及玉米生育期3個階段的土壤養(yǎng)分含量變化規(guī)律。試驗設(shè)7個處理,分別為秸稈覆蓋量1.2(F1.2)、0.9(F0.9)、0.6(F0.6)、0.3 kg/m 2 (F0.3)、玉米整稈覆蓋(YZ)、地膜覆蓋(DM)、未覆蓋(CK)。結(jié)果表明,秋澆后地下水位較高,秋澆至凍融期間土壤水分與地下水具有補排關(guān)系,土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、遷移同時發(fā)生,秋澆后至凍融期內(nèi)土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律復雜;地表覆蓋改變了土壤的水土環(huán)境,不同處理間養(yǎng)分含量存在差異,在試驗期內(nèi)全效養(yǎng)分的變化幅度較小,速效養(yǎng)分變化幅度較大;分析玉米播前耕層土壤供肥能力,秸稈覆蓋處理的全氮、全磷含量小但供應(yīng)強度大,春播時需補充氮肥、磷肥,以保證作物的生長。秸稈覆蓋處理的全鉀含量與鉀素供應(yīng)強度均高于CK,與CK相比較,秸稈覆蓋使耕層土壤較好地滿足了玉米播種及后續(xù)生長過程中的鉀肥需求;相同施肥條件下,經(jīng)過一年試驗后,對于土壤耕層,處理DM的全氮含量較試驗前降低了0.10 g/kg,其余處理變化幅度較小。各處理的全磷含量較試驗前增加。處理CK、DM的全鉀含量較試驗前增加,處理F1.2、F0.9降低了全鉀含量。處理YZ、F1.2和DM的堿解氮含量升高,其余處理則降低。各處理的速效鉀、速效磷含量均較試驗前升高。處理F1.2、F0.9和CK的有機質(zhì)含量較試驗前增加,其余處理則降低。

    • 水氮耦合對冬油菜氮營養(yǎng)指數(shù)和光能利用效率的影響

      2016, 47(2):122-132. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.017

      摘要 (2965) HTML (0) PDF 1.73 M (1491) 評論 (0) 收藏

      摘要:于2012—2013年和2013—2014年在冬油菜蕾薹期,設(shè)置3個施氮水平0、80、160 kg/hm 2 (分別記為N 0 、N 1 和N 2 )和3個灌溉水平0、60、120 mm(分別記為I 0 、I 1 和I 2 ),探究蕾薹期不同灌溉、施氮量對冬油菜氮營養(yǎng)指數(shù)( N NI )、光能利用效率( R UE )、產(chǎn)量、水分利用效率( W UE )和氮肥偏生產(chǎn)力( N PFP )的影響。2 a田間試驗結(jié)果表明,灌水且施氮能明顯提高冬油菜地上部干物質(zhì)量、光能利用效率和產(chǎn)量。I 1 N 1 處理的地上部干物質(zhì)量比I 1 N 2 、I 2 N 1 和I 2 N 2 分別低0.80%、9.18%和11.12%。冬油菜在I 0 N 1 、I 0 N 2 、I 2 N 1 和I 2 N 2 處理下,均會出現(xiàn)氮素虧缺狀況,不利于油菜生長;在I 1 N 1 和I 1 N 2 處理下,不同時期的 N NI 均大于1,I 1 N 1 的 N NI 在1附近波動,I 1 N 2 的 N NI 則遠大于1,表明氮素過剩。2 a施氮和灌水處理對 R UE 的影響有顯著的交互作用( P <0.05),I 1 N 1 無論在干旱年(2012—2013年)或降水量較多年份(2013—2014年)均能顯著提高冬油菜的 R UE ,而過量灌溉或施氮對冬油菜 R UE 促進作用不明顯,甚至有下降趨勢。2 a灌溉和施氮處理對冬油菜籽粒產(chǎn)量、耗水量、 W UE 和 N PFP 影響的交互作用均達顯著水平( P <0.05),2 a中灌水量為120 mm、施氮量為80 kg/hm 2 (I 2 N 1 )處理的產(chǎn)量最高,平均產(chǎn)量為3 385 kg/hm 2 ,平均耗水量374 mm,平均 W UE 為9.1 kg/(hm 2 ·mm),而2 a中灌水量為60 mm、施氮量為80 kg/hm 2 (I 1 N 1 )處理的 W UE 最高,其平均 W UE 比I 2 N 1 提高8.79%,平均耗水量減少42.5 mm,僅減產(chǎn)3.57%。從節(jié)水和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā),灌水60 mm、施氮 80 kg/hm 2 為 冬油菜蕾薹期較優(yōu)的灌溉施氮策略。

    • 降解膜覆蓋種植方式對夏玉米土壤養(yǎng)分和氮素利用的影響

      2016, 47(2):133-142,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.018

      摘要 (2545) HTML (0) PDF 1.77 M (1525) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用生物可降解地膜覆蓋,設(shè)置平地全覆蓋(M1)、壟溝半覆蓋(M2)、連壟全覆蓋(M3)與傳統(tǒng)平地種植(CK)4種種植方式,通過2013—2014年2年夏玉米大田試驗,分析降解膜覆蓋下不同種植方式對土壤養(yǎng)分變化、土壤硝態(tài)氮分布以及作物對養(yǎng)分吸收利用率的影響。結(jié)果表明,與CK相比,3種覆蓋種植方式均提高了表層0~50 cm土壤養(yǎng)分,其中土壤速效磷、速效鉀、堿解氮含量增加顯著,土壤有機質(zhì)含量呈下降趨勢;不同處理下土壤0~200 cm平均硝態(tài)氮含量均在播種后20~60 d明顯減少,且在不同時期硝態(tài)氮含量峰值隨著播種后天數(shù)的增加逐漸向下運移;M1、M2和M3處理的植株體內(nèi)氮素累積量與CK相比均有不同程度增加,在播種后20~40 d累積量最多。3種覆蓋處理2年氮肥偏生產(chǎn)力和氮素利用效率均顯著高于CK處理( P <0.05),其中,M3氮素利用效率最高,比M1、M2處理分別提高了49.30%、33.10%。綜合而言,覆蓋降解膜有利于改善作物生長的水肥環(huán)境,促進作物對氮素的有效吸收,其中連壟全降解膜覆蓋種植方式(M3)在保護土壤環(huán)境、提高耕作層土壤養(yǎng)分以及促進作物對養(yǎng)分的吸收利用效率等方面效果最佳。

    • 水氮耦合對干熱區(qū)小??Х犬a(chǎn)量和品質(zhì)的影響

      2016, 47(2):143-150,160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.019

      摘要 (2518) HTML (0) PDF 1.50 M (1363) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探明干熱區(qū)小??Х葍?yōu)質(zhì)高產(chǎn)的水肥管理模式,通過連續(xù)2 a大田試驗研究旱季4個灌水水平(充分灌水W 1 和虧缺灌水W 2 、W 3 、W 4 , W 2 、W 3 和W 4 灌水量分別為W 1 的80%、60%和40%)和3個施氮水平(N 1 :140 g/棵、N 2 :100 g/棵和N 3 :60 g/棵,純氮量)對小粒咖啡產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率的影響,并通過主成分分析對綜合營養(yǎng)品質(zhì)進行評價。結(jié)果表明,與W 4 相比,提高灌水量可增加干豆產(chǎn)量42.8%~151.0%、生豆中綠原酸含量 16.9%~ 31.5%,水分利用效率隨灌水量的提高先增后減,W 2 的水分利用效率最大。與N 3 相比,提高施氮量增加干豆產(chǎn)量、水分利用效率、生豆中蛋白質(zhì)和綠原酸含量分別為32.9%~42.6%、32.0%~45.8%、5.9%~9.7%和7.0%~12.6%,N 2 的干豆產(chǎn)量和水分利用效率最大。與W 4 N 3 相比,提高水氮用量能同時增加干豆產(chǎn)量和水分利用效率,分別增加22.0%~307.5%和18.2%~205.3%。W 1 N 2 處理獲得2 a的最大均產(chǎn),為5 587.42 kg/hm 2 。主成分分析結(jié)果表明,W 2 N 2 的綜合營養(yǎng)品質(zhì)最優(yōu),而水氮不協(xié)調(diào)會導致品質(zhì)下降。與W 4 N 3 相比,W 2 N 2 顯著提高干豆產(chǎn)量、水分利用效率和生豆中蛋白質(zhì)和綠原酸含量,降低粗纖維含量。因此,從優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)角度考慮,干熱區(qū)小粒咖啡的水氮耦合模式為W 2 N 2 組合。

    • 秸稈覆蓋對高海拔寒區(qū)土壤溫度和春青稞生長的影響

      2016, 47(2):151-160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.020

      摘要 (2729) HTML (0) PDF 2.10 M (1385) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探明秸稈覆蓋對高海拔寒區(qū)農(nóng)田土壤溫度和作物生長的影響,對春青稞進行了田間小區(qū)試驗研究。秸稈覆蓋量設(shè)置為0(CK)、5 000(M1)、10 000(M2)、15 000 kg/hm 2 (M3),共4個處理。試驗結(jié)果顯示,地表秸稈覆蓋可顯著調(diào)節(jié)土壤溫度。與CK處理相比,秸稈覆蓋可降低春青稞苗期日均土壤溫度2.8~3.9℃,而提高其他生育期土壤溫度0.4~1.8℃。秸稈覆蓋顯著降低了春青稞苗期和拔節(jié)期株高(2.29%~16.53%)和干物質(zhì)量(3.98%~25.93%),增大了灌漿期和成熟期的株高(3.12%~10.31%)和干物質(zhì)量(2.17%~18.26%)。秸稈覆蓋顯著減小了0~20 cm土層的根密度,增大了其他深度的根密度。秸稈覆蓋顯著增大了春青稞千粒質(zhì)量(4.65%~13.95%)和籽粒產(chǎn)量(4.30%~13.50%),但在一定程度上也降低了穗長和穗粒數(shù)。整體而言,秸稈覆蓋量(M1~M3)對土壤溫度的影響不顯著而對春青稞生長參數(shù)(除穗長和穗粒數(shù)外)的影響顯著。秸稈覆蓋有利于春青稞幼苗的茁壯生長及其籽粒產(chǎn)量的提高。

    • 黃土丘陵溝壑區(qū)不同植被帶植物群落的細根分布特征

      2016, 47(2):161-171. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.021

      摘要 (2477) HTML (0) PDF 1.63 M (1363) 評論 (0) 收藏

      摘要:以黃土丘陵溝壑區(qū)延河流域3個植被帶(森林帶、森林草原帶、草原帶)不同植物群落的細根(直徑 d ≤ 2 mm)為 研究對象,對植物群落0~20 cm土層細根根長密度、根系生物量、比根長進行了研究。結(jié)果表明,3個植被帶不同植物群落直徑 d ≤1 mm的根系根長密度占總細根的90%以上,根系生物量占53%以上。有較大比例的直徑 d ≤1 mm的根系不僅在植物的生長活動中貢獻很大,且在改善土壤結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮重要作用;植物群落細根 d ≤ 2 mm生 物量從南部森林帶到北部草原帶呈遞減趨勢,比根長從南部森林帶到北部草原帶呈遞增趨勢,草原帶的根長密度顯著低于其他植被帶( P <0.05)。根長密度與根系生物量變化趨勢一致,喬、灌群落高于草本群落,但比根長表現(xiàn)為草本群落顯著高于喬、灌群落( P <0.05);喬、灌群落和以達烏里胡枝子為次優(yōu)種或優(yōu)勢種的群落根長密度和根系生物量較高,植物根系生長能力強,根系發(fā)達。以狼牙刺、杠柳、白羊草為優(yōu)勢種的群落比根長較高,具有較高的水分、養(yǎng)分潛在吸收率和生長速率;以狼牙刺、杠柳、鐵桿蒿、白羊草為優(yōu)勢種的群落,根系參數(shù)(根長密度、根系生物量、比根長)在森林草原帶顯著高于其他植被帶( P <0.05),這些群落在此環(huán)境下,更能有效吸收土壤水分、養(yǎng)分,在提高土壤抗侵蝕能力方面發(fā)揮著重要作用。

    • 不同膜孔直徑的渾水膜孔灌自由入滲特性研究

      2016, 47(2):172-178. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.022

      摘要 (2406) HTML (0) PDF 1.10 M (1381) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)室內(nèi)渾水膜孔灌自由入滲試驗資料,對比分析了渾水與清水膜孔灌自由入滲的區(qū)別,研究了不同膜孔直徑的渾水膜孔灌自由入滲特性及渾水膜孔灌自由入滲與渾水垂直一維入滲之間的關(guān)系;建立了渾水膜孔灌自由入滲參數(shù)、濕潤鋒運移參數(shù)與不同膜孔直徑的關(guān)系;提出了不同膜孔直徑的渾水膜孔灌自由入滲單位膜孔面積累積入滲量模型、穩(wěn)定入滲率模型、單位膜孔面積側(cè)滲量模型和濕潤鋒運移模型。結(jié)果表明,渾水膜孔灌自由入滲隨著膜孔直徑的增大,單點膜孔累積入滲量逐漸增大,單位膜孔面積累積入滲量和單位膜孔面積側(cè)滲量逐漸減小;不同膜孔直徑的渾水膜孔灌自由入滲單位膜孔面積累積入滲量的入滲系數(shù) K 和入滲指數(shù) α 都隨著膜孔直徑的增大而減小,單位膜孔面積側(cè)滲量的入滲系數(shù) K c 隨著膜孔直徑的增大而減小,側(cè)滲量入滲指數(shù) α c 隨著膜孔直徑的增大而增大;在相同入滲時間內(nèi),隨著膜孔直徑的增大,垂直和水平濕潤鋒運移距離都逐漸增加。

    • 不同流速下湖泊水體重金屬含量垂向分布特征

      2016, 47(2):179-184,97. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.023

      摘要 (2541) HTML (0) PDF 1.20 M (1195) 評論 (0) 收藏

      摘要:在室內(nèi)水槽試驗中模擬了沉積物的運動特征,通過不同流速、不同水深處重金屬總含量以及溶解態(tài)重金屬含量的試驗測定,得到了不同流速、不同水深處Cu、Zn、Pb重金屬含量和與沉積物距離的基本關(guān)系式。結(jié)果表明,水動力作用較強時,水體中溶解態(tài)Cu、Zn、Pb含量從底層水體至表層水體呈對數(shù)增長;鄱陽湖野外實測試驗表明,不同流速、不同水深處Cu、Zn、Pb溶解態(tài)含量實測值與計算值的相對誤差在±15%范圍內(nèi),說明本試驗裝置操作性較強,所建關(guān)系式基本合理。

    • 河龍區(qū)間近55 a降雨侵蝕力與河流輸沙量動態(tài)變化分析

      2016, 47(2):185-192,207. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.024

      摘要 (2631) HTML (0) PDF 1.30 M (1469) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于河龍區(qū)間12個雨量站點1957—2011年降雨日數(shù)據(jù)及輸沙量年數(shù)據(jù),采用滑動平均、線性傾向估計、Mann-Kendall非參數(shù)檢驗、累計距平、雙累積曲線等方法,分析了河龍區(qū)間近55 a降雨侵蝕力和輸沙量的動態(tài)變化過程以及二者之間的相關(guān)關(guān)系,定量評估了降雨侵蝕力變化和人類活動對河龍區(qū)間輸沙量變化的影響及貢獻率。結(jié)果表明,河龍區(qū)間近55 a降雨侵蝕力在378.1~2 324.6 MJ ·mm/(hm 2 ·h ·a)之間變化,其平均值為 1 319.7 MJ ·mm/(hm 2 ·h ·a); 整個研究期內(nèi)降雨侵蝕力呈不顯著減小趨勢,年均減小量為9.7 MJ ·mm/(hm 2 ·h ·a)。近55 a降雨侵蝕力變化過程可劃分為3個階段:1957—1974年為快速下降階段,其下降率為83.7%;1975—1999年為緩慢下降階段,其下降率為66.6%;2000—2011年為緩慢回升階段,其上升率為42.7%。以1957—1969年降雨侵蝕力為基準,20世紀70、80、90年代以及21世紀前12 a降雨侵蝕力分別減小了15.9%、19.5%、27.5%和22.7%。河龍區(qū)間近55 a輸沙量變化介于(0.09~21.37)億t之間,其平均值為5.6億t。整個研究期內(nèi)輸沙量呈極顯著的下降趨勢,其下降速率為0.19億 t/a。以1957—1969年輸沙量為基準,20世紀70、80、90年代以及21世紀前12 a輸沙量分別減少了27.3%、64.1%、54.8%和88.7%。經(jīng)Mann-Kendall非參數(shù)檢驗法和累計曲線法綜合判定,1979年為河龍區(qū)間輸沙量突變年份。輸沙量與降雨侵蝕力具有極好的線性相關(guān)性。通過建立二者雙累積曲線方程,計算得出20世紀80、90年代和21世紀前12 a降雨侵蝕力變化對輸沙量變化的貢獻率分別為22.6%、44.3%和19.0%,而人類活動對輸沙量變化的貢獻率分別為77.4%、55.7%和81.0%,人類活動對輸沙量變化的影響程度較大。1980—1989年和2000—2011年具有基本相同的降雨侵蝕力條件,但后者的輸沙量卻比前者減少67.6%,表明2000—2011年河流輸沙量的變化主要由人類活動引起,人類活動每年減少輸沙量2.5億t。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 稻殼炭對銨態(tài)氮的吸附機理研究

      2016, 47(2):193-199,214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.025

      摘要 (2550) HTML (0) PDF 1.35 M (1367) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了500℃連續(xù)熱解制備的稻殼炭對水溶液中NH + 4-N的吸附特性和稻殼炭用量、顆粒粒徑、NH + 4-N初始質(zhì)量濃度、pH值、振蕩時間等因素對NH + 4-N吸附特性的影響。結(jié)果表明,隨著NH + 4-N溶液初始質(zhì)量濃度、pH值的不斷升高,稻殼炭對NH + 4-N的平衡吸附量不斷增加,而隨著振蕩時間的推移,平衡時稻殼炭對NH + 4-N的單位吸附量不斷增加,60 min內(nèi)吸附較快,在吸附90 min左右時保持不變,這說明稻殼炭對NH + 4-N的吸附在1.5 h左右基本達到平衡,對于初始質(zhì)量濃度為3 mg/L和5 mg/L的NH + 4-N溶液,稻殼炭對NH + 4-N的最大吸附量分別為31.26、81.14 mg/kg。稻殼炭的顆粒粒徑越小,單位吸附量越高,0.25 mm以下的稻殼炭對NH + 4-N的吸附容量較大。從熱力學和動力學角度探究了吸附機理,結(jié)果表明,稻殼炭對NH + 4-N的等溫吸附過程符合Freundlich模型,表明稻殼炭對水溶液中的NH + 4-N吸附為不均一的多分子層吸附;準二級吸附模型能較好地描述吸附的全過程,稻殼炭吸附NH + 4-N主要包含液膜擴散、表面吸附、顆粒內(nèi)部擴散過程,主要以物理吸附為主。

    • 減壓濃縮對沼液CO 2 吸收性能和植物生理毒性的影響

      2016, 47(2):200-207. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.026

      摘要 (2612) HTML (0) PDF 2.13 M (1477) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用減壓濃縮試驗裝置在50℃和2 kPa下對沼液進行濃縮,分別測試了沼液、沼液濃縮相及冷凝回收稀相的CO 2 吸收性能和植物生理毒性。結(jié)果表明,沼液減壓濃縮到4倍時,沼液濃縮相pH值升高至8.73,其飽和CO 2 吸收負荷增加26.70%,氨氮去除率為86.41%。濃縮相中的大部分氨氮以自由氨的形式轉(zhuǎn)移到沼液稀相中,使稀相pH值達到10.05,飽和CO 2 吸收負荷達0.075 mol/L。但濃縮相和稀相的凈CO 2 吸收容量之和比原沼液降低21.3%,其主要原因在于減壓濃縮過程中自由氨的揮發(fā)損失。用原沼液、濃縮沼液及稀相的富CO 2 溶液育種時,大白菜種子的發(fā)芽指數(shù)(GI)均大于0.8,表現(xiàn)出較低的植物生理毒性,說明減壓濃縮可降低消納沼液所需的農(nóng)田面積。試驗中也對不同類型CO 2 吸收強化添加劑的性能進行了比較。在相同的CO 2 吸收強化性能要求下,鈉鹽添加劑組富CO 2 沼液的植物生理毒性低于氨水添加劑組,其主要原因在于添加氨水導致了沼液氨氮含量的大幅增加。

    • 微槽透光板式光合制氫反應(yīng)器連續(xù)產(chǎn)氫性能研究

      2016, 47(2):208-214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.027

      摘要 (2637) HTML (0) PDF 1.35 M (1538) 評論 (0) 收藏

      摘要:從增加反應(yīng)器中光合細菌的細胞持有量并強化光能利用和底物傳輸?shù)慕嵌瘸霭l(fā),構(gòu)造了新型的微槽透光板式光合制氫反應(yīng)器。通過沼澤紅假單胞菌( Rhodopseudomonaspalustris )的連續(xù)流產(chǎn)氫實驗研究表明:當以葡萄糖為碳源底物時,在反應(yīng)器光波長為590 nm、光照強度為9 W/m 2 、進口底物濃度為55 mmol/L、流速為960 mL/h運行工況下,產(chǎn)氫速率、底物降解效率和光能轉(zhuǎn)化效率均有顯著增加,分別達到1.17 mmol/(L ·h)、77.5%和20.15%。研究表明,選擇與光合細菌產(chǎn)氫代謝相適應(yīng)的光波長和光照強度以強化光合磷酸化過程,并通過傳質(zhì)強化以促進底物的傳輸,是提高連續(xù)流光合制氫反應(yīng)器產(chǎn)氫性能的有效方法。

    • 太陽能再熱式有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)性能研究

      2016, 47(2):215-221. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.028

      摘要 (2542) HTML (0) PDF 1.33 M (1902) 評論 (0) 收藏

      摘要:建立了帶拋物槽式集熱器的太陽能再熱式有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)模型,研究了再熱式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱效率增加量與輸出功增加量隨蒸發(fā)溫度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:當再熱壓力比為0.25時,太陽能再熱式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)能有效地提高系統(tǒng)總效率,輸出功隨蒸發(fā)溫度增加近似呈線性增加。對分別以R11、R114、R134a和R245fa 為工質(zhì)的再熱式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱效率提高量進行比較,以R245fa為工質(zhì)的再熱式有機朗肯循環(huán)熱效率提高最大,達4.3%。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 基于批次關(guān)聯(lián)的鮮切蔬菜采購成本-召回規(guī)模聯(lián)合優(yōu)化

      2016, 47(2):222-227. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.029

      摘要 (2678) HTML (0) PDF 1.45 M (1387) 評論 (0) 收藏

      摘要:鮮切蔬菜從采購、加工到包裝存在批次混合,批次混合程度和采購成本相互制約,因此提出一種建立原材料與訂單產(chǎn)品批次關(guān)聯(lián)的采購-召回方案。根據(jù)鮮切加工企業(yè)的生產(chǎn)計劃和加工流程,滿足訂單要求和供應(yīng)商的原材料條件,建立批次混合程度和采購成本為目標函數(shù)的混合整形線性規(guī)劃(Mixed-integer linear programing, MILP)模型。使用LINGO對模型逐步求解,結(jié)果顯示,隨著批次混合程度的增加原材料的采購成本逐漸降低,當批次混合程度為10時,采購成本最低為2 840.33元,平均召回數(shù)量177.50 kg,適用于中小型鮮切加工企業(yè)。

    • 接觸式超聲強化熱泵干燥蘋果片的干燥特性

      2016, 47(2):228-236. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.030

      摘要 (2537) HTML (0) PDF 1.98 M (1651) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究接觸式超聲對熱泵干燥的強化效應(yīng),在熱泵干燥機內(nèi)安裝了一套超聲波裝置,并以蘋果片為研究對象,進行接觸式超聲強化熱泵干燥試驗,研究超聲波功率、干燥溫度以及切片厚度對蘋果片干燥特性的影響。結(jié)果表明:將物料放在超聲輻射盤上進行熱泵干燥強化,有利于加快物料內(nèi)部傳質(zhì)過程;隨著超聲功率和溫度的增加以及厚度的減小,物料所需干燥時間逐漸縮短,平均干燥速率逐漸增大;超聲對干燥速率的影響隨著物料含水率的降低而減弱;在溫度較低及物料較薄時,接觸式超聲的強化效果較好,但其對干燥速率的影響隨著溫度升高及物料變厚而有所下降;有效水分擴散系數(shù)的數(shù)值范圍為1.333×10 -10 ~1.651×10 -9 m 2 /s,且隨著超聲功率及溫度的升高而增大;經(jīng)過接觸式超聲處理的蘋果片,其組織結(jié)構(gòu)中的孔洞明顯增多與擴張,在60 W超聲功率作用下還形成了較多微細孔洞,從而有利于物料內(nèi)部水分遷徙與擴散。將接觸式超聲技術(shù)用于熱泵干燥過程的強化,可有效提高熱泵干燥速率,縮短物料干燥時間。

    • 油菜籽流化床氣體分布板結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

      2016, 47(2):237-244. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.031

      摘要 (2629) HTML (0) PDF 2.04 M (1634) 評論 (0) 收藏

      摘要:為優(yōu)化油菜籽流化床氣體分布板的結(jié)構(gòu)參數(shù),根據(jù)歐拉(Euler)方法的雙流體模型和標準 k-ε 湍流模型,采用計算流體力學(CFD)分析軟件Fluent,對氣體分布板的開孔率和布孔方式進行優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明:開孔率為15.84%圓形不均勻布孔的氣體分布板是油菜籽流化床干燥的最佳氣體分布板,增強了熱空氣的流通性,減少了局部區(qū)域的熱空氣聚集,實現(xiàn)了氣粒兩相流動的正常流態(tài)化,達到了流化床內(nèi)油菜籽顆粒均勻分布,無溝流和死區(qū)的目的。通過實驗,對模擬結(jié)果進行了實驗驗證,結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬與實驗結(jié)果相吻合,證明了所優(yōu)化的最佳氣體分布板是合理可行的,為工程實踐縮短油菜籽干燥時間提供了一種較理想的氣體分布板。

    • 基于近紅外光譜技術(shù)的醋醅中常見桿菌快速識別

      2016, 47(2):245-250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.032

      摘要 (2671) HTML (0) PDF 1.63 M (1671) 評論 (0) 收藏

      摘要:醋醅中微生物群落及其代謝產(chǎn)物是鎮(zhèn)江香醋獨特口感和風味形成的關(guān)鍵因素。研究醋醅微生物的快速識別方法,有利于監(jiān)控醋醅微生物的群落組成及其動態(tài)變化情況,保障發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)。利用近紅外光譜技術(shù)對醋醅中 5種形 態(tài)相似的常見桿菌進行快速檢測。首先采集5種桿菌菌落的近紅外光譜信息,并利用PCR方法對5種桿菌進行生物學鑒別(分別為地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、枯草芽孢桿菌和醋酸桿菌),然后利用 K -最近鄰法和最小二乘支持向量機法建立5種桿菌的近紅外光譜識別模型,結(jié)果表明當主成分為4時,LS-SVM模型對應(yīng)的校正集識別率為100%,預測集識別率為97.50%。

    • 不同殺菌處理方式對SPI凍藏過程中理化特性的影響

      2016, 47(2):251-257. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.033

      摘要 (2554) HTML (0) PDF 1.42 M (1482) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了研究不同殺菌條件對SPI理化特性的影響及相應(yīng)SPI溶液冷凍條件下的物化性質(zhì)變化,通過65℃、90℃和UHT不同殺菌處理所得SPI(分別記為65SPI、90SPI和USPI)制備相應(yīng)蛋白溶液,經(jīng)-18℃凍藏后,對其理化特性進行分析研究。試驗結(jié)果表明:3種殺菌處理均造成了SPI一定程度的變性,與凍前未處理SPI相比,90SPI和65SPI溶液的可溶蛋白含量和表面巰基顯著降低,粘度、粒徑大幅增加,USPI則未有明顯變化。此外,90SPI和USPI的疏水基團暴露程度較高,非還原電泳顯示其AB亞基發(fā)生解離;不同殺菌處理SPI其溶液在凍藏期間內(nèi),隨凍藏時間延長,蛋白溶解度、粘度、表面巰基和總巰基數(shù)量呈下降趨勢,粒徑和疏水基團暴露程度增加。凍藏后蛋白電泳圖譜顯示,65SPI和90SPI通過二硫鍵形成了分子量較大的可溶性聚集體。

    • 鮮切水果磁電方法益生菌增效研究

      2016, 47(2):258-263,322. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.034

      摘要 (2545) HTML (0) PDF 1.94 M (1397) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實現(xiàn)鮮切水果的益生菌富集,將感應(yīng)交變電場施加于浸漬溶液體系,同時在旋轉(zhuǎn)磁場的影響下有效促進溶液中鼠李糖乳桿菌向鮮切蘋果和草莓滲透,考察了浸漬時體系場強、電場頻率、磁場強度和頻率、環(huán)境pH值和溫度對樣品中鼠李糖乳桿菌數(shù)的影響,發(fā)現(xiàn)體系場強和磁場強度越高則越有利于菌體在樣品中的擴散和滲透,體系場強3 V/cm,磁場強度0.13 T時可獲最高的菌數(shù)含量,即鮮切蘋果和草莓菌體濃度可達9.23×10 8 個/g和1.22× 10 8 個/g, 較低的pH值環(huán)境同樣有利于菌體在樣品中的富集,但環(huán)境pH值為6.9和8.1時,在試樣期內(nèi)其各自樣品中最高菌體濃度分別只有4.32×10 8 個/g和5.4×10 7 個/g,即低于酸性環(huán)境下獲得的活菌數(shù),處理鮮切蘋果時存在最適電場頻率和磁場頻率各自分別為200 Hz和1 Hz,該研究為益生菌在鮮切果蔬中的快速富集提供了一種參考方法。

    • 釀酒酵母對乳桿菌生長與生物膜形成的影響

      2016, 47(2):264-269,287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.035

      摘要 (2239) HTML (0) PDF 1.53 M (1734) 評論 (0) 收藏

      摘要:釀酒酵母與乳桿菌的共培養(yǎng)廣泛存在于發(fā)酵食品中,以5株釀酒酵母和6株乳桿菌為研究對象,采用微量板半定量法分別檢測釀酒酵母與乳桿菌的共培養(yǎng)及釀酒酵母代謝物對乳桿菌生長及生物膜形成的影響。結(jié)果表明,5株釀酒酵母與乳桿菌共培養(yǎng)均能促進乳桿菌的生長,但對其生物膜形成的影響各不相同,共培養(yǎng)組E+1、E+3及B+3中釀酒酵母能夠顯著促進乳桿菌生物膜的形成,而B+1、D+9及E+9組釀酒酵母能夠顯著抑制乳桿菌生物膜的形成(抑制率達80%及以上);5株釀酒酵母代謝物對乳酸菌生長的影響不大,但能在不同程度上影響乳桿菌生物膜的形成,其中釀酒酵母B對乳桿菌38生物膜的形成有顯著促進作用,而釀酒酵母B、D對乳桿菌17生物膜的形成有顯著的抑制作用。

    • 人工貴腐葡萄酒香氣的儀器分析與感官評價

      2016, 47(2):270-279,315. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.036

      摘要 (2509) HTML (0) PDF 1.72 M (1699) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究釀酒葡萄經(jīng)人工侵染灰葡萄孢( Botrytis spp .)后所釀貴腐酒的香氣特征,旨在正確評價該技術(shù)釀造貴腐葡萄酒工藝的可行性。釀酒原料采用陜西楊凌地區(qū)正常采摘的愛格麗葡萄,采用β-葡萄糖苷酶活性較高的優(yōu)選灰葡萄孢菌株人工侵染葡萄和葡萄汁,以甜白葡萄酒工藝釀造葡萄酒,以傳統(tǒng)甜白葡萄酒和風干原料甜白葡萄酒為對照。釀造次年對酒樣進行GC-MS分析,同時培訓品嘗員進行香氣特征的感官量化分析。人工貴腐葡萄酒中高級醇含量較低,而酯類和脂肪酸含量較高,乙酸酯類最為突出。人工貴腐葡萄所釀酒和風干原料葡萄酒中含有更多的品種香氣成分,尤其是萜烯醇類和去甲類異戊二烯類化合物,因此對葡萄進行灰霉菌侵染和風干過熟處理均能促進香氣前體物質(zhì)的水解。本試驗中,羥苯甲酯僅在人工貴腐葡萄酒中存在,是其典型成分,而人工貴腐葡萄所釀酒中特有的香氣成分還有γ-癸內(nèi)酯、苯乙酸和2-壬酮。感官分析結(jié)果表明,人工貴腐葡萄所釀酒具有明顯的焦糖、甜杏、芒果、烘烤的香氣特征,風味特征最為復雜,而人工貴腐葡萄汁所釀酒香氣特征及其強度相對較弱。所以,經(jīng)灰葡萄孢侵染葡萄所釀貴腐葡萄酒具有典型香氣成分,風味復雜純正,該技術(shù)具有應(yīng)用的可行性。

    • 糖對葡萄酒中聚合色素與單寧A-H法測定的影響

      2016, 47(2):280-287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.037

      摘要 (2151) HTML (0) PDF 1.97 M (1600) 評論 (0) 收藏

      摘要:聚合色素和單寧是葡萄和葡萄酒中非常重要的組成部分,葡萄與葡萄酒中的單寧和聚合色素通常采用蛋白質(zhì)沉淀法(A-H法)測定,而糖是該測定方法的重要影響因素。在葡萄酒中加入不同濃度的葡萄糖、果糖和蔗糖,然后測定葡萄酒中單寧和聚合色素的含量,結(jié)果表明葡萄糖、果糖和蔗糖都能顯著地影響葡萄酒中非蛋白質(zhì)沉淀的小分子聚合色素(Small polymeric pigment, SPP)和總聚合色素(Total polymeric pigment,TPP)的含量。而且,蔗糖的影響比葡萄糖和果糖大。葡萄糖和蔗糖對酒中蛋白質(zhì)沉淀的大分子聚合色素(Large polymeric pigment,LPP)的含量有一定的影響,但沒有規(guī)律性,很多處理差異不顯著,果糖對酒中LPP的含量沒有影響。同時,葡萄糖、果糖和蔗糖也能顯著地減少葡萄酒中單寧含量的測定結(jié)果。因此,在糖含量較高的葡萄酒中,應(yīng)用A-H法測定葡萄酒中單寧、聚合色素時有一定的局限性。

    • 牛肉激光動態(tài)散斑活性影響因素研究

      2016, 47(2):288-294,301. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.038

      摘要 (2302) HTML (0) PDF 1.42 M (1633) 評論 (0) 收藏

      摘要:以時間序列散斑圖的慣性力矩作為散斑活性,研究新鮮牛肉圖像散斑活性的相關(guān)影響因素,以優(yōu)化激光散斑的測定效果。采用He-Ne激光器照射牛肉表面,通過工業(yè)相機獲取圖像,測得時間序列散斑圖的散斑活性值,檢測成像時圖像的精度差異,研究不同條件下牛肉散斑活性的變化趨勢。應(yīng)用Box-Behnken試驗設(shè)計,建立光照強度、激光波長和入射角度3個因素的二次多項式回歸模型并進行分析。結(jié)果表明光照強度、激光波長和入射角度 對牛肉散斑活性影響顯著,得到牛肉圖像散斑活性值最大時的優(yōu)化測定條件為激光波長635 nm、光照強度30 mW、 入射角度15°,在此條件下,散斑圖像的散斑活性達到476.04,散斑活性預測模型的決定系數(shù) R 2為0.992,均方根誤差 R MSE 為8.14,偏差因子( B f)和準確因子(A f )均在可接受范圍內(nèi)。明確不同因素對新鮮牛肉激光動態(tài)散斑圖像的影響,可提高激光動態(tài)散斑活性的識別精度,為改進牛肉品質(zhì)的測定方法提供了理論依據(jù)。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 基于時間序列MODIS NDVI的冬小麥產(chǎn)量預測方法

      2016, 47(2):295-301. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.039

      摘要 (2811) HTML (0) PDF 1.70 M (1874) 評論 (0) 收藏

      摘要:選擇我國河北、河南、山東3省作為研究區(qū),在250 m空間分辨率的冬小麥種植區(qū)和1 km的冬小麥像元純度圖的基礎(chǔ)上,分析了2000—2009年MODIS NDVI抽穗期峰值與單產(chǎn)的時間序列變化關(guān)系。采用Becker-Reshef等提出的去噪聲修正后的冬小麥抽穗期NDVI峰值與單產(chǎn)進行回歸分析建立冬小麥產(chǎn)量預測模型,并分析冬小麥預測精度的影響因素。最后,利用2010年地級市尺度的統(tǒng)計單產(chǎn)對所建立的預測模型進行精度驗證,模型的平均估產(chǎn)誤差約為7.49%。結(jié)果表明,基于冬小麥抽穗期NDVI峰值的產(chǎn)量預測方法在中國冬小麥主產(chǎn)區(qū)具有一定的應(yīng)用潛力。

    • 模擬多光譜衛(wèi)星寬波段反射率的冬小麥葉片氮含量估算

      2016, 47(2):302-308. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.040

      摘要 (2658) HTML (0) PDF 1.35 M (2056) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于多年大田和小區(qū)試驗下的實測小麥冠層高光譜信息,利用傳感器光譜響應(yīng)函數(shù)模擬Landsat 8、SPOT 6、HJ-1A、HJ-1B、GF-1和ZY-3衛(wèi)星可見光-近紅外波段的冠層光譜反射率,構(gòu)建基于光譜指數(shù)的全生育期葉片氮含量(Leaf nitrogen concentration, LNC)估算模型。結(jié)果表明,基于不同傳感器模擬的寬波段光譜反射率、光譜指數(shù)之間存在差異,但差異不顯著;所有篩選的光譜指數(shù)和葉片氮含量都在 P <0.01水平顯著相關(guān), 基于各光譜指數(shù)所構(gòu)建的全生育期葉片氮含量估算通用模型均通過顯著性檢驗;基于綜合指數(shù)(TCARI/OSAVI)、轉(zhuǎn)化葉綠素吸收反射指數(shù)(TCARI)、比值植被指數(shù)(RVI)的葉片氮含量估算模型具有較高的敏感性,噪聲等效誤差(NE)均小于1.6,其中以TCARI/OSAVI建立的葉片氮含量估算通用模型具有最好的擬合、檢驗精度和適用性,模型決定系數(shù)為0.62,NE為1.26。

    • 基于高光譜成像技術(shù)的小麥籽粒赤霉病識別

      2016, 47(2):309-315. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.041

      摘要 (3478) HTML (0) PDF 1.68 M (2285) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用高光譜成像技術(shù)通過光譜分析和圖像處理進行小麥赤霉病的識別。采用標準正態(tài)變量變換(SNV)和多元散射校正(MSC)方法對光譜進行預處理,分別利用連續(xù)投影算法(SPA)和正自適應(yīng)加權(quán)算法(CARS)進行變量篩選提取特征波段,結(jié)果表明采用MSC-SPA和SNV-SPA算法時決定系數(shù)分別為0.901 9和0.900 6,均方根誤差分別為0.223 8和0.223 2,篩選波長個數(shù)分別為7個和5個。利用SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立的交叉驗證模型及驗證模型的準確率均達到90%以上。其中,MSC-SPA-SVM和 SNV-SPA-SVM方法的建模集準確率分別為97.08%和94.17%;驗證集準確率分別為98.33%和97.50%,均優(yōu)于MSC-SPA-BP和SNV-SPA-BP模型。為了研究染病小麥的高光譜圖像信息,利用主成分分析方法,根據(jù)權(quán)重系數(shù)選擇最佳特征波長為627.698 nm。利用圖像處理方法對特征波長下的特征圖像進行預處理、特征提取。分別提取特征波長圖像的形態(tài)參數(shù)特征和紋理特征參數(shù)等,根據(jù)特征參數(shù)相關(guān)性分析選擇最優(yōu)的建模特征參數(shù)。分別利用10折交叉驗證方法建立線性判別分析、支持向量機和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別模型,結(jié)果表明3種識別算法識別準確率均在90%以上,具有較好的識別效果。

    • >車輛與動力工程
    • BSG怠速起停系統(tǒng)車輛控制策略研究

      2016, 47(2):316-322. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.042

      摘要 (2434) HTML (0) PDF 1.52 M (1373) 評論 (0) 收藏

      摘要:對怠速起停系統(tǒng)節(jié)油原理及影響因素進行分析。根據(jù)駕駛員安全性、駕駛習慣和舒適性及油耗排放性能,制定BSG起停系統(tǒng)發(fā)動機自動停機控制策略、發(fā)動機自動起動控制策略、關(guān)閉起停系統(tǒng)控制策略及起停協(xié)調(diào)控制策略,并設(shè)定各控制參數(shù)閾值。應(yīng)用該策略搭載實車進行試驗,結(jié)果表明起??刂撇呗钥砂瘩{駛員要求控制車輛起停。BSG系統(tǒng)NEDC綜合工況節(jié)油4%~5%,城市工況節(jié)油12%,實際城市使用工況節(jié)油8.1%。BSG起停系統(tǒng)車輛排放滿足國V要求,CO和THC污染物排放量明顯降低, 但NO x 排放量略有升高。

    • 基于電磁機械耦合再生制動系統(tǒng)的ABS控制

      2016, 47(2):323-329. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.043

      摘要 (2760) HTML (0) PDF 1.64 M (1459) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現(xiàn)行電動汽車再生制動的不足,提出一種新型電磁機械耦合再生制動系統(tǒng)(EMCB),進行了動力學分析和耦合機理研究;針對目前傳統(tǒng)ABS離散開關(guān)控制的不足,基于EMCB系統(tǒng)和模糊自適應(yīng)滑??刂铺岢隽艘环N連續(xù)狀態(tài)控制的ABS控制策略,以對接路面下的車輛直行制動工況和低附路面下的彎道制動工況為例,對車輪滑移率、制動能回收率、制動穩(wěn)定性等進行了仿真分析。研究結(jié)果表明,所提出的ABS控制策略具有良好的響應(yīng)性、 魯棒性和滑移率控制性能,既保證了制動穩(wěn)定性和制動效能,又提高了制動能回收率,有效增加了電動汽車的續(xù)駛里程。

    • 基于Pareto最優(yōu)解的非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)雙目標優(yōu)化

      2016, 47(2):330-337. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.044

      摘要 (2660) HTML (0) PDF 1.54 M (1756) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)四向叉車的轉(zhuǎn)向需求,設(shè)計適用于四向叉車的非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu);為了同時提高非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)縱向和橫向轉(zhuǎn)向性能,分別建立非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)縱向四輪轉(zhuǎn)向和橫向兩輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向運動數(shù)學模型,并且構(gòu)建縱向四輪左、右轉(zhuǎn)向非對稱性約束;以接近Ackermann理想轉(zhuǎn)向為優(yōu)化目標,建立非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)雙目標優(yōu)化函數(shù),采用改進的粒子群優(yōu)化(PSO)算法求解非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)雙目標優(yōu)化的Pareto最優(yōu)解。優(yōu)化結(jié)果分析算例表明縱向和橫向轉(zhuǎn)向性能可分別提高32.1%和38.9%,為非對稱轉(zhuǎn)向機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供有益的理論參考。

    • 氣動換擋執(zhí)行機構(gòu)壓力特性仿真與試驗

      2016, 47(2):338-348. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.045

      摘要 (2442) HTML (0) PDF 3.48 M (1703) 評論 (0) 收藏

      摘要:氣動換擋執(zhí)行機構(gòu)的響應(yīng)高度滯后與強非線性特點,給機械自動變速器換擋機構(gòu)的選型和設(shè)計帶來難點,常規(guī)的穩(wěn)態(tài)分析存在較大誤差。針對開關(guān)閥控制的氣動選換擋執(zhí)行機構(gòu)氣腔中壓力形成特點,建立了綜合考慮電、磁、機械和流體傳動原理的數(shù)學模型來描述氣動執(zhí)行機構(gòu)的動態(tài)耦合特性。通過仿真,對閥控壓力腔容積、電磁閥進排氣口的有效面積等影響氣腔中壓力形成特性的因素進行了分析,并通過試驗驗證了模型的準確性。該模型可直接用于換擋執(zhí)行機構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化或者自動控制,為解決氣動換擋過程中的換擋力控制問題提供基礎(chǔ)。

    • 柴油機Urea-SCR控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗

      2016, 47(2):349-356. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.046

      摘要 (2556) HTML (0) PDF 2.45 M (1841) 評論 (0) 收藏

      摘要:SCR后處理技術(shù)是目前降低柴油機NO x 排放量的主流技術(shù),首先基于自主開發(fā)的SCR控制系統(tǒng),闡述了系統(tǒng)的組成、工作及反應(yīng)原理。其次通過協(xié)調(diào)控制策略以確保系統(tǒng)內(nèi)部各模塊運轉(zhuǎn)正常,通過原機排放模型和化學反應(yīng)動力學模型作為前饋控制得到尿素基本供給量,通過排溫修正模型進行瞬態(tài)排溫修正,利用發(fā)動機排溫和儲氨量的對應(yīng)關(guān)系對氨泄漏進行有效控制,根據(jù)OBD法規(guī)要求當發(fā)動機NO x 排放量超標時進行報錯。最后對系統(tǒng)中的各類傳感器、執(zhí)行器特性及原機排放MAP、目標轉(zhuǎn)化效率MAP進行了標定。系統(tǒng)與某型號發(fā)動機匹配良好,經(jīng)ESC循環(huán)測試NO x 比排放量為1.52 g/(kW ·h),ETC循環(huán)測試NO x 比排放量為2.09 g/(kW ·h),控制系統(tǒng)能夠有效地降低NO x 排放量,滿足國Ⅳ排放法規(guī)。

    • 催化微燃燒室內(nèi)氫氣和氧氣預混合燃燒特性

      2016, 47(2):357-363. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.047

      摘要 (2520) HTML (0) PDF 2.32 M (1721) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對帶催化的微燃燒室內(nèi)部氫氧預混合燃燒過程,利用CFD計算軟件建立模型進行數(shù)值模擬,在實驗驗證的基礎(chǔ)上改變?nèi)肟趨?shù),分析了表面反應(yīng)與氣相反應(yīng)的相互作用以及催化反應(yīng)對火焰吹熄極限的影響。結(jié)果表明,表面反應(yīng)對氣相反應(yīng)中間產(chǎn)物的消耗會使氣相反應(yīng)強度減弱;在催化劑表面附近的反應(yīng)以表面反應(yīng)為主,在遠離催化劑表面的反應(yīng)以氣相反應(yīng)為主。催化劑的添加能夠極大地拓寬火焰吹熄極限,在當量比為1.0時,催化燃燒室和無催化燃燒室的吹熄極限分別為46、22 m/s。在當量比為1.0時,表面反應(yīng)強度最高,此時燃燒室出口截面溫度最高。

    • 柴油噴霧燃燒火焰內(nèi)部碳煙采集與分析

      2016, 47(2):364-368,389. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.048

      摘要 (2377) HTML (0) PDF 1.46 M (1586) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究碳煙顆粒在柴油噴霧火焰內(nèi)部的演變規(guī)律,在可視化定容彈噴霧燃燒系統(tǒng)中增加一種基于熱泳原理的碳煙顆粒采集裝置,獲得了噴霧燃燒火焰內(nèi)部的碳煙顆粒樣本,并在高倍透射電鏡下獲得樣本中不同尺度的碳煙形態(tài)圖像。根據(jù)圖像中碳煙宏觀和微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)特征分析了碳煙生成、聚合等演變歷程。通過自行開發(fā)的圖像處理程序,分析得到碳煙顆粒尺寸參數(shù)隨噴射距離的變化特征。研究表明,該方法實現(xiàn)柴油機缸內(nèi)高溫高壓特征環(huán)境下碳煙顆粒的采集與高倍電鏡分析技術(shù)的有機結(jié)合,有效獲取柴油噴霧火焰內(nèi)部碳煙顆粒微觀信息,為減少柴油機碳煙排放提供了重要研究手段和基礎(chǔ)研究信息。

    • 不同海拔下柴油機可調(diào)二級增壓系統(tǒng)的經(jīng)濟性調(diào)節(jié)方法

      2016, 47(2):369-376. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.049

      摘要 (2143) HTML (0) PDF 2.58 M (1195) 評論 (0) 收藏

      摘要:在6V柴油機原機模型校核的基礎(chǔ)上,按照高原匹配策略匹配了可調(diào)二級增壓系統(tǒng),并搭建了可調(diào)二級增壓柴油機性能仿真模型。研究了不同海拔環(huán)境下(0 m和4.5 km)高壓級渦輪旁通流量率對柴油機性能參數(shù)的影響規(guī)律,分析了旁通流量率對柴油機燃油經(jīng)濟性的影響機理,以及海拔環(huán)境對柴油機二級增壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)規(guī)律的影響。得到了不同海拔環(huán)境下(0 m和4.5 km)高壓級渦輪旁通流量率的經(jīng)濟性調(diào)節(jié)規(guī)律和可靠性調(diào)節(jié)規(guī)律。相較于可靠性調(diào)節(jié)規(guī)律,經(jīng)濟性調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)范圍更加寬廣,能夠顯著降低調(diào)節(jié)區(qū)域的燃油消耗率。4.5 km海拔環(huán)境下經(jīng)濟性調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)區(qū)域比0 m海拔環(huán)境下經(jīng)濟性調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)區(qū)域窄。在低負荷時,4.5 km海拔環(huán)境下燃油消耗率比平原時低,中高負荷時比平原時高

    • >機械設(shè)計制造及其自動化
    • 液壓制動管路中氣液兩相流流型聚類分析識別

      2016, 47(2):377-383. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.050

      摘要 (2871) HTML (0) PDF 1.36 M (1336) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用汽車液壓制動系統(tǒng)設(shè)計了一套用于檢測液壓制動管路中氣液兩相流的實驗系統(tǒng),提出了一種基于圖像的灰度共生矩陣與系統(tǒng)聚類分析的氣液兩相流流型識別方法。該方法使用高速攝像機采集液壓制動管路中的氣液兩相流流型圖像,然后利用數(shù)字圖像處理技術(shù)提取流型圖像的灰度共生矩陣紋理特征參數(shù),并將這些特征參數(shù)作為系統(tǒng)聚類分析的數(shù)據(jù),進行系統(tǒng)聚類分析,最終實現(xiàn)流型的識別分類。實驗結(jié)果表明,選用合適的樣品間距和類間距的系統(tǒng)聚類分析模型,能夠快速準確地對汽車液壓制動系統(tǒng)管路中的4種典型流型進行識別分類,總體識別率達95.625%。該方法為液壓制動管路中氣液兩相流流型參數(shù)的研究提供了一種新途徑。

    • 仿生步行足沙地力學特性研究

      2016, 47(2):384-389. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.051

      摘要 (2527) HTML (0) PDF 1.67 M (1249) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于螃蟹對灘涂、沙地、濕地等有很強的運動適應(yīng)性,參照中華絨螯蟹步行足指節(jié)的結(jié)構(gòu),設(shè)計了4種仿生步行足:圓錐、圓錐溝紋、棱錐和圓柱溝紋步行足,并與圓柱足對照。通過土槽試驗,考察在多種試驗條件下,不同步行足對入土力、支承力、推進力和出土力的影響,并采用正交試驗分析影響推進力的主要因素。與圓柱足的對比試驗結(jié)果表明:仿生足有良好的沙地力學特性,錐形仿生足入土力減小64.71%~95.43%;圓柱溝紋仿生足使支承力增加9.48%~24.31%,推進力提高3.84%;仿生足出土力降低13.26%~89.83%,有效減少能耗。研究成果為松軟路面步行機構(gòu)觸土部件的設(shè)計與優(yōu)化提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

    • 基于單片機的小尺度荷電燃燒控制系統(tǒng)

      2016, 47(2):390-395. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.052

      摘要 (2408) HTML (0) PDF 1.49 M (1431) 評論 (0) 收藏

      摘要:面向小尺度荷電燃燒裝置,設(shè)計了基于單片機的控制系統(tǒng),并進行了控制實驗研究。設(shè)計中采用了STC89C52芯片、步進電動機驅(qū)動芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片、液晶顯示LCD1602和矩陣鍵盤等,構(gòu)建了基于單片機和電壓反饋的步進電動機控制系統(tǒng)。通過鍵盤輸入相關(guān)控制參數(shù),結(jié)合電壓采樣信號可以實時控制步進電動機,由步進電動機驅(qū)動旋鈕調(diào)節(jié)高壓直流電源,從而控制火焰燃燒狀態(tài)。運用計算機與單片機之間串口實時采集數(shù)據(jù)的實驗結(jié)果表明:當其他條件相同時,回路電流隨著極距的減小而增大;當極距固定時,相同電壓作用下,增大流量,回路電流增大。當微尺度噴管流量過大、電壓過高時,空氣擾動等都容易導致極板間放電,火焰跳躍甚至熄火。以檢測的反饋電壓作為反饋變量,與鍵盤電壓設(shè)定值相比較,以步進電動機為執(zhí)行器可實現(xiàn)對外加高壓直流電源的快速調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)對燃燒系統(tǒng)的閉環(huán)實時控制。本研究為復雜的燃燒過程提供了簡單的電學控制方法。

    • 多孔孔板水力空化可視化與數(shù)值模擬

      2016, 47(2):396-401. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.053

      摘要 (2699) HTML (0) PDF 1.73 M (2160) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于自行搭建的多孔孔板空化反應(yīng)裝置,采用高速數(shù)碼攝影和長工作距離顯微成像技術(shù),對多孔孔板中心孔內(nèi)和孔板末下游進行空化特性試驗研究,并分析了入口壓力、空化數(shù)等參數(shù)對孔板水力空化的影響。試驗結(jié)果顯示:隨著入口壓力升高,孔內(nèi)空化數(shù)不斷下降且開始產(chǎn)生空化??装鍍?nèi)和孔板下游都有空化區(qū)存在,且孔內(nèi)空化對下游空化區(qū)影響大。數(shù)值模擬結(jié)果顯示孔內(nèi)空化與試驗相符合,且下游空化區(qū)的產(chǎn)生是由孔內(nèi)空化云脫落至下游漩渦區(qū)引起的。

    • 仿腕關(guān)節(jié)柔順并聯(lián)打磨機器人設(shè)計與試驗

      2016, 47(2):402-407,348. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.054

      摘要 (2635) HTML (0) PDF 1.66 M (1695) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)柔性并聯(lián)機構(gòu)逆向自適應(yīng)運動原理,設(shè)計了一種3轉(zhuǎn)動輸出的3SPS+S仿腕關(guān)節(jié)柔性并聯(lián)打磨機構(gòu),建立了機構(gòu)運動方程,得到了柔性支鏈變形量與動平臺姿態(tài)的關(guān)系;分析了柔性支鏈的變形力以及打磨工具打磨力、輸出力矩情況,并建立力學模型;以打磨工具姿態(tài)變化和打磨力恒定為目標,對建立的三維模型進行仿真,并通過樣機模擬得到機構(gòu)的工作參數(shù)范圍;仿真和試驗結(jié)果表明,這種打磨機構(gòu)可根據(jù)工件曲面幾何形狀的改變而實時改變打磨工具姿態(tài),在有效控制力的前提下可保持打磨頭和工件間的接觸打磨力不變,該機構(gòu)設(shè)計簡單、運動靈活、方便控制,具有較好的應(yīng)用價值。

    • S-LET復合型柔性鉸鏈設(shè)計與性能研究

      2016, 47(2):408-412. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.055

      摘要 (2501) HTML (0) PDF 1.35 M (1355) 評論 (0) 收藏

      摘要:綜合LET型鉸鏈與S型鉸鏈結(jié)構(gòu)性能特點,提出了一種S-LET復合型柔性鉸鏈,設(shè)計了該鉸鏈的外形結(jié)構(gòu),并對其等效剛度進行分析,推導出鉸鏈彎曲時的等效剛度計算公式。通過對不同尺寸S-LET復合型鉸鏈彎曲等效剛度的分析,得出彎曲等效剛度修正系數(shù),并驗證了該系數(shù)的有效性。最后,通過對S型、LET型及S-LET復合型鉸鏈彎曲變形及扭轉(zhuǎn)變形的有限元仿真結(jié)果的比較,得出S-LET彎曲變形能力在S型與LET型鉸鏈之間,而扭轉(zhuǎn)變形則是三者中最小。

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