• 2011年第42卷第7期文章目次
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    • >车辆与动力工程
    • 柴油机掺烧生物柴油NOx和碳烟排放数值模拟

      2011, 42(7):1-4. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3613) HTML (0) PDF 871.91 K (1696) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用CFD软件FIRE v2008对186FA型柴油机燃用纯柴油和B20燃油时的燃烧过程进行NOx和碳烟的三维数值模拟,描述了两种燃油的NOx和碳烟生成规律和分布。通过实测示功图对比,验证了氮氧化物模型和碳烟生成模型的准确性。根据数值模拟结果对原柴油机燃用B20时的涡流比和喷油提前角进行了优化,并提出了能同时降低两种排放物的技术方案,涡流比2.7、供油提前角352.5°时,NOx和碳烟排放最优。

    • 柴油机燃用油焦浆试验

      2011, 42(7):5-9,15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3561) HTML (0) PDF 909.97 K (1637) 评论 (0) 收藏

      摘要:在一台安装了油焦浆燃料供给系统的R180型柴油机上,进行了燃用油焦浆的试验。测量了发动机燃用油焦浆时的转速、转矩、燃料消耗量、排气温度、HC、CO、NOx和碳烟排放量等参数,并与原机燃用0号柴油进行了对比。试验结果表明,在1200、1600、1800r/min转速下,发动机燃用油焦浆时最大输出功率比燃用柴油时分别下降了约6.2%、19%和21%,排气温度平均升高了约5.3%、19.1%和34.2%。HC排放量在1200r/min时比柴油低,在1600、1800 r/min时两者比较接近;CO排放量在3种转速下和柴油相近;NOx排放量在3种转速下比柴油低;碳烟排放量在1200 r/min时与柴油比较接近,在1600、1800 r/min时比柴油高。

    • 吸附还原降低柴油机NOx和PM的微观反应动力学计算

      2011, 42(7):10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3033) HTML (0) PDF 898.71 K (1726) 评论 (0) 收藏

      摘要:以BaO(s1)为第1吸附位,Pt (s2)为第2吸附位,采用Chekmin软件对吸附还原脱除柴油机NOx和PM的微观反应动力学过程进行了模拟计算,结果表明:稀燃阶段气相NO(g)、NO2(g)以NO2(s1)、NO2NO3(s1)、NO3(s1)形式储存在BaO表面;浓燃阶段NOx中的N原子相互结合,形成的N2分子被脱附,C(S)与活性氧O*进行表面反应。稀燃运行时间和比值大小、发动机排温及排气中氧浓度对NOx和PM的去除有较大影响。

    • 缸内直喷汽油机部分负荷燃烧特性试验

      2011, 42(7):16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3420) HTML (0) PDF 889.50 K (2130) 评论 (0) 收藏

      摘要:在一台2.0 L缸内直喷汽油机(GDI)上研究了中低转速、部分负荷的燃烧特性,并分析了进气滚流及喷油定时对燃烧特性的影响。结果表明,在转速为1000 r/min、平均有效压力为0.1 MPa工况时,加大进气滚流可增强缸内气流运动,提高混合气燃烧速度。而随着转速提高,滚流作用逐渐减弱,在转速为3000 r/min、平均有效压力为0.3 MPa工况时,加大滚流会引起燃烧过程恶化;喷油定时对3000 r/min工况下的混合气形成和燃烧稳定影响大于2000 r/min工况,且不同工况点的喷油定时均存在最佳值,在300°CA~320°CA BTDC之间。

    • 组喷孔喷雾雾化特性研究

      2011, 42(7):21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3219) HTML (0) PDF 891.58 K (3228) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于修正的喷雾模型,对组喷孔雾化特性进行了数值研究。计算结果表明平行组喷孔中喷孔直径减小所带来的微孔效应以及喷雾重叠区域的射流交互作用,使得其喷雾同单喷孔类似,均具有良好的轴对称性。平行组喷孔喷雾贯穿度略小于等截面单喷孔,而明显大于等直径单喷孔。随着喷孔间距以及夹角的增加,喷雾射流交互作用下降,组喷孔喷雾贯穿度下降,喷雾SMR(索特半径)下降,同时也逐渐失去轴对称性。相对于收缩型组喷孔,扩张型组喷孔失去轴对称性更快,喷雾贯穿度下降更多。

    • 追踪不可压缩两相流相界面的CLSVOF方法

      2011, 42(7):26-31,60. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3597) HTML (0) PDF 954.53 K (3656) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据CLSVOF方法的基本思想,将VOF和Level Set两种方法结合起来,用于追踪不可压缩两相流相界面的计算。通过对经典的两相流流动问题的计算,研究了CLSVOF方法对对流输运方程和动量输运方程计算精度的影响,并与VOF方法和Level Set方法进行了对比。研究结果表明:求解对流输运方程时,CLSVOF方法的计算精度明显高于Level Set方法;求解动量输运方程时,CLSVOF方法产生的虚假速度接近于0,基本克服了利用VOF方法求解动量输运方程时的虚假速度势问题。

    • 增压器涡轮叶轮极端载荷下动态可靠性模型

      2011, 42(7):32-35,49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3289) HTML (0) PDF 883.76 K (1676) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了叶片单元数与载荷作用次数对涡轮叶轮可靠性的影响,建立了极端载荷作用下增压器涡轮叶轮的动态可靠性模型与失效率计算模型。分析了涡轮叶轮的结构特点,建立了能体现叶片数影响的涡轮叶轮强度概率分布函数。针对增压器涡轮叶轮由超速这种极端载荷所引起的失效模式,以载荷作用次数为寿命度量指标,建立了能体现叶片单元数、载荷、强度以及工作循环次数影响的涡轮叶轮可靠性模型、失效率计算模型以及平均寿命模型。以某型增压器为例,研究了涡轮叶轮可靠度与失效率随工作循环次数的变化规律。研究表明:随着工作循环次数的增加,涡轮叶轮的可靠度逐渐降低,失效率逐渐减小且趋于一个稳定值。与传统方法相比,所建模型可以更加准确地对涡轮叶轮的可靠性进行分析与评价。

    • 混合动力汽车动力总成试验台测控系统

      2011, 42(7):36-40,69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3719) HTML (0) PDF 919.79 K (2358) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了汽车动力总成试验台架:采用2台负载电动机安装在差速器两端模拟行驶阻力,1台驱动电动机模拟内燃机驱动动力传动系。应用LabVIEW软件开发台架测控软件,对动力传动系主控制器CAN信息和基于MODBUS和USS协议的台架电气传动系统串口信号进行实时同步采集与监控。系统集多种通讯协议于统一平台,具有良好的可移植性和可扩展性。将试验台架应用于ISG型混合动力总成系统可靠性试验和电磁耦合动力合成箱关键部件性能测试以及工况模拟试验,可为其控制策略制定、参数优化提供有价值的参考。

    • >农业装备与机械化工程
    • 两级双吸离心泵压力脉动特性

      2011, 42(7):41-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3516) HTML (0) PDF 1.01 M (1769) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用Standard k-ε和RNG k-ε湍流模型分别在0.62 Qd 、0.8 Qd 、1.0 Qd 、1.1 Qd和1.2 Qd工况下对两级双吸离心泵内部流场进行了定常和非定常模拟,分析了泵的能量特性和压力脉动特性。研究发现,吸水室内压力脉动主频约为2倍转频,各监测点的压力脉动幅值分布呈现一定规律但相差不超过1%;叶片区各监测点压力脉动主频为2倍的转频,从进口边到出口边压力脉动幅值呈现出逐渐增大的趋势;压水室内各监测点压力脉动主频为叶片通过频率,远离隔舌方向,压力脉动幅值先增大后减小,幅值最大点出现在第二蜗道远离隔舌一定角度的位置。泵内压力脉动幅值随着偏离设计工况而增大,其中叶片通过频率下的压力脉动随着流量增加而逐渐增大,1.2 Qd工况1倍叶片通过频率下的压力脉动幅值是设计工况下的125%;转频下的压力脉动随着流量减小而增大,隔舌处监测点0.62 Qd工况1倍转频下的压力脉动幅值是设计工况的142%。在同一工况下,一级和二级对应部件的压力脉动时域及频域特性相似。

    • 隔舌间隙对双吸离心泵内部非定常流场的影响

      2011, 42(7):50-55,74. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3436) HTML (0) PDF 1.04 M (1764) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究隔舌间隙对双吸离心泵内部非定常流场的影响,采用大涡模拟方法和滑移网格技术,对双吸离心泵在设计工况下的内部湍流进行了数值计算,重点分析了5组隔舌间隙下泵内非定常流场特性及压力脉动特性。结果表明:随隔舌间隙增大,水泵扬程整体呈上升趋势,效率则整体呈下降趋势;蜗壳内压力脉动频率以叶片通过频率为主,主频和压力脉动幅值均随隔舌间隙的增大呈减小趋势,隔舌间隙增加4%时,隔舌位置1倍叶片通过频率处的脉动幅值降低9%左右;叶片区压力脉动频率以叶轮转频为主,最大压力脉动幅值均出现在2倍叶轮转频处,当隔舌间隙比设计隔舌间隙减小4%时,叶片正面中心位置2倍叶轮转频处压力脉动幅值增加约38%。

    • 离心泵叶轮内二维PIV非定常流动测量

      2011, 42(7):56-60. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3424) HTML (0) PDF 932.89 K (1623) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用二维PIV对离心泵蜗舌附近旋转叶轮内的流场进行了测量,获得了5个不同相位的二维相对速度场。结果显示:在流量Q/Qbep=0.52时,叶轮内压力面存在逆时针方向的回流,叶片在靠近蜗舌时,吸力面存在顺时针方向的回流。在流量Q/Qbep=1.0时,叶轮出口存在射流/尾迹现象。研究表明:小流量工况下,蜗舌对叶轮内的相对速度场有显著影响,而在最优工况下影响较弱。

    • 零流量工况下双叶片泵内部流场三维PIV测量

      2011, 42(7):61-65. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3301) HTML (0) PDF 972.61 K (1847) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用三维PIV测试技术对一比转数为111的双叶片泵零流量工况下的内部流动进行了测量。采用基于光纤制作的外触发同步系统和等效标定方法等关键技术来保证三维PIV测试精度。在Visual C++ 2005平台下,根据速度三角形,编写了三维PIV速度合成程序,将测量的绝对速度与圆周速度合成得到相对速度。结果表明:隔舌对叶轮内绝对速度场影响较大;叶轮流道内3个测量平面上都存在较大范围的漩涡区,但漩涡的大小、位置有所不同;蜗壳扩散段存在低速区域,该区域的绝对速度小于0.62m/s,且存在漩涡现象;3个测量平面上,叶轮流道内、蜗壳扩散段及隔舌附近区域的轴向速度各不相同。

    • 基于结构化网格的低比转数离心泵性能数值模拟

      2011, 42(7):66-69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3200) HTML (0) PDF 942.26 K (1931) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂模型生成的非结构网格质量差、计算难收敛问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,将结构与非结构两种不同类型网格导入CFX软件,进行多个工况点下的流场模拟。分析表明,结构化网格收敛速度快、收敛精度高,得到压力云图分布更为均匀,压力更接近设计值,小叶片绕流区分离涡更明显。模拟计算结果与试验数值的对比验证了结构化网格模拟计算值的可行性和准确性。

    • 异形喷嘴变量喷头水力性能试验

      2011, 42(7):70-74. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3407) HTML (0) PDF 882.83 K (1816) 评论 (0) 收藏

      摘要:在分析喷嘴出口前压力与喷嘴面积、射程之间关系的基础上,阐述了异形喷嘴变量喷洒喷头结构形式及工作原理。对变量喷头进行了水力性能试验,并绘制了单喷头水量分布等值线图。试验表明:异形喷嘴变量喷头运行可靠,能够实现正方形和三角形喷洒域,与圆形喷嘴的摇臂变量喷头相比其喷洒性能良好,改善了喷灌均匀性。

    • 低比转数离心泵叶轮内能量转换特性

      2011, 42(7):75-81. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3081) HTML (0) PDF 1.04 M (1935) 评论 (0) 收藏

      摘要:对比转数为60的离心泵内部流场进行数值模拟计算,从叶轮做功过程和能量损失过程两方面分析了叶轮内能量转换特性。将叶轮按径向尺寸分为8个区域,展示了不同工况、不同区域中压力和粘性力做功大小、功率密度分布、湍动能耗散率分布、能量损失组成及分布等能量转换相关特征。结果表明,叶轮进口区域能量转换效率相对较低且受叶片进口安放角影响,叶轮中部区域是叶轮做功和流体获得能量的关键区域,叶轮出口区域对叶轮性能有显著影响,壁面摩擦损失是叶轮内能量损失的主要组成部分。

    • 坡地上灌水器流量均等微灌双向毛管设计方法

      2011, 42(7):82-85,129. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3609) HTML (0) PDF 846.26 K (1772) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据最佳支管位置位于左右两侧毛管最小压力水头相等处的定义,结合能量廓线法推导出确定最佳支管位置的简易计算方法,并提出一种满足允许的最大压力水头和最小压力水头的微灌系统双向毛管设计方法。通过对多种存在条件的模拟计算,确定了最佳支管位置计算公式的最终形式、适用条件及其优化试算方式。利用该方法,能简便快速地设计各种坡地条件下微灌系统(灌水器流量均等)双向毛管。

    • 额定压力及低压下内镶片式滴头抗堵塞性能试验

      2011, 42(7):86-90,134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3101) HTML (0) PDF 917.98 K (1631) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据ISO短周期滴头堵塞测试方法,测试了12种内镶片式齿型迷宫滴头在额定压力和低压情况下的抗堵塞性能。结果表明:滴头抗堵塞性能随着流道断面最小尺寸增加而提高,当滴头流道断面最小尺寸大于等于0.6mm时滴头将获得较好的抗堵塞性能,但在0.04MPa时滴头流道设计形式对滴头抗堵塞性能有更为明显的影响。在过滤器滤网孔径大小选择方面,压力为0.10MPa时,可选用流道断面最小尺寸的1/5作为有效孔径,而压力为0.04MPa时,则应按流道最小断面尺寸的1/7来选择。研究还表明,滴灌系统在低压运行时,可通过间歇灌溉的方式来预防和减少滴头的堵塞。

    • 油菜育种播种机自动供种系统设计

      2011, 42(7):91-95. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3529) HTML (0) PDF 895.01 K (2238) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了以电磁力为动力源,与小区育种播种机相配套的自动供种系统,并对关键部件的结构尺寸以及运动进行分析,该系统通过共轴双盘格供种结构,可以连续完成34个小区的供种。通过对油菜种子在不同供量与给定的调整时间内连续供种试验,表明4种供量的油菜种子随着调整时间的增大,调整量与供种均匀性变异系数均减小,在8s时,供种均匀性差异的波动趋于平缓,其供量为7 g油菜种子的供种均匀性变异系数最小,为7.59%,在该供量下,油菜种子的损失率为0.97%,供种误差均小于3 mm。通过与人工等量隔种对比试验表明,在2种供种系统中,4种供量的油菜种子供种均匀性差异均小于1.5%。

    • 土壤直剪试验的动力学仿真

      2011, 42(7):96-101. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3342) HTML (0) PDF 920.66 K (2474) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,利用Lagrange和SPH相结合的方法及修正的Mohr-Coulomb屈服准则,建立土壤直剪系统可视化仿真模型,进行4种土壤直剪动力学仿真试验,通过回归分析建立了土壤剪切强度与剪切速度的数学模型,研究了土壤剪切破坏过程及剪切速度对剪切强度的影响规律及机理。结果表明,土壤剪切速度大,剪切强度大,剪切模量小时,剪切强度与剪切速度呈三次方关系,剪切模量大时,剪切强度与剪切速度成对数关系;土壤剪切模量对剪切强度影响大,剪切模量大,剪切强度大。

    • 区域尺度土壤入渗参数空间变异性规律研究

      2011, 42(7):102-108. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3301) HTML (0) PDF 900.59 K (1471) 评论 (0) 收藏

      摘要:以在杨凌区进行的土壤入渗试验为基础,利用标定理论、统计学与地统计学相结合的方法研究了Philip入渗公式的标定过程,以及标定因子的空间变异规律。研究结果表明:在研究区域内不同标定因子中αA标定的效果最优,可用αA对入渗曲线进行标定;利用统计学原理计算了不同置信水平和精度要求下入渗测点的合理取样数;采用ArcGIS软件对标定因子αA的空间变异规律进行了分析;建立了可根据易测定的土壤物理参数直接估算αA的土壤转换函数,并通过验证,其结果可较好地解决区域尺度内土壤入渗参数的点面转换问题。

    • 基于BP神经网络的土壤养分综合评价模型

      2011, 42(7):109-115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3478) HTML (0) PDF 832.66 K (1799) 评论 (0) 收藏

      摘要:以土壤养分指标体系作为神经网络的输入,以土壤养分等级评分作为输出,基于BP神经网络,建立了具有5个隐含层节点、3层网络的土壤养分综合评价模型;以土壤养分指标的各级评价标准作为模型的训练样本和检验样本,利用Matlab软件对BP神经网络进行训练和检验,并对安塞县土壤养分进行综合评价。结果表明BP神经网络对检验样本的模拟输出和期望输出是一致的;对安塞县土壤养分综合评价结果与模糊模式识别、主成分分析结果也是完全一致的。

    • 复水前后冬小麦光合生理特征对保水剂用量的响应

      2011, 42(7):116-123. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3682) HTML (0) PDF 929.32 K (1873) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明干旱胁迫复水前后作物水分消耗过程中冬小麦生理特征对保水剂用量的响应及作用机理,采用盆栽试验以不施保水剂为对照,测定了保水剂不同用量(无保水剂、27 mg/kg、54 mg/kg、81 mg/kg)条件下,复水前后的土壤含水率及光合参数的持续变化特征。结果表明:干旱胁迫时,保水剂降低了小麦叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度,提高了水分利用效率。复水后,对照的光合速率、蒸腾速率及气孔导度仍较高,保水剂处理依次为:54 mg/kg、81 mg/kg、27 mg/kg。而当土壤含水率降至田间持水量的55%左右时,各处理光合参数依次为:27 mg/kg、CK、54 mg/kg、81 mg/kg;水分利用效率依次为:81 mg/kg、27 mg/kg、CK、54 mg/kg。随保水剂用量的增加,小麦生物量增加,但81 mg/kg处理显著高于对照。同时,保水剂会影响叶片光合参数之间的相关性,其中,小麦气孔导度与光合速率、蒸腾速率的相关性以54 mg/kg处理最紧密,依次为81 mg/kg处理、对照,27 mg/kg处理最差。而气孔导度与土壤含水率、水分利用效率及光合速率与土壤含水率、蒸腾速率、水分利用效率的相关性强弱从大到小的处理依次为:81 mg/kg、54 mg/kg、CK、27 mg/kg。说明小麦叶片光合参数对保水剂的响应以54 mg/kg与81 mg/kg处理最显著。

    • 温室小型西瓜调亏灌溉综合效益评价模型

      2011, 42(7):124-129. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3418) HTML (0) PDF 839.79 K (1750) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用多层次多目标模糊理论与方法,建立调亏灌溉综合效益多层次多目标模糊评价模型;利用信息熵理论求得各层评价指标客观熵权,结合专家法的主观权重获得模型各层评价指标综合权重,并运用该模型对2007年秋季温室小型西瓜不同亏水处理的综合效益进行评价,结果表明,在西瓜果实膨大期进行水分亏缺处理可以一定程度上提高果实的品质,但重度和中度的水分亏缺会降低果实产量,在果实成熟期采用一定程度的水分亏缺对果实品质和产量影响不大,在苗期、开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期分别采用0.75 Ep 、0.75 Ep 、1.25 Ep和1.00 Ep的灌溉标准可以获得较为理想的调亏灌溉综合效益。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 下降管冷态热解液化实验台设计与应用

      2011, 42(7):130-134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3738) HTML (0) PDF 842.86 K (1820) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索下降管式热解液化装置中生物质半焦和陶瓷球两种颗粒混合下落的运动规律,设计了下降管冷态模拟装置。通过冷态模拟,测试了陶瓷球和生物质半焦喂料器的稳定性和连续性,该装置能够实现两种颗粒的均匀、精确、连续喂料,能够满足实验所需要的两种颗粒的不同混合质量比的要求;PIV实验测试表明,该装置能够满足实验需要;陶瓷球和生物质半焦的混合,消除了PIV用圆管测试时由于光的反射和折射问题在管道轴线两侧所形成的许多亮白条纹,提高了数据的准确性。

    • 主动配气下生物质气化焦油热裂解特性试验

      2011, 42(7):135-138. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3243) HTML (0) PDF 809.56 K (1623) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对下吸式生物质固定床气化炉,采取主动配气的方式,进行焦油的热裂解性能试验。试验结果表明:主动配气下,气化炉同一截面反应均匀,具有较厚的高温层,为焦油热裂解提供良好的条件,并寻找到气化反应的最优配气量,在此配气量下,以玉米秸秆为原料,燃气中的焦油质量浓度约为600 mg/m3,热值达到5400 kJ/m3左右,同时验证了灰层厚度等其他因素对焦油热裂解和燃气质量的影响。

    • 生物质液压成型影响因素分析

      2011, 42(7):139-143. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3208) HTML (0) PDF 842.90 K (1879) 评论 (0) 收藏

      摘要:对影响生物质液压成型的主要因素进行了分析及试验,通过木屑成型试验表明,最佳含水率范围应控制在0.15~0.18。在此基础上运用FEA分析软件ANSYS对成型过程中生物质的流变特性进行有限元模拟,分析了整个成型过程中生物质位移和应变演变特性,得到生物质在材料致密化过程中摩擦力的变化规律,为生物质的成型机理研究提供了依据。

    • 复合发电系统的沼气热泵供能特性研究

      2011, 42(7):144-147. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (2604) HTML (0) PDF 806.36 K (1525) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了包括沼气发动机模型、压缩机模型、换热器模型、膨胀阀模型、发电机模型的沼气热泵复合发电系统各部件数学模型,利用该模型,研究了不同转速下的热泵系统特性、发电系统特性以及整体性能。计算和实验结果均表明,复合发电系统的沼气热泵系统最高总制热性能系数在5.0以上,并且在低转速下,制冷和制热系数较高,具有较好的部分负荷特性和节能环保效果。系统的发电电压为28.8 V,其发电能够满足自身用电需求。

    • 污水处理厂污泥堆肥化处理研究

      2011, 42(7):148-154. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3089) HTML (0) PDF 907.15 K (1691) 评论 (0) 收藏

      摘要:以深圳市滨河污水处理厂污泥为研究对象,采用干污泥和回流污泥为调理剂,以树叶粉和木屑调节碳氮比,用强制通风静态发酵装置对污泥进行堆肥化处理,探讨污泥堆肥的工艺条件。研究结果表明,采用湿污泥与干污泥或回流污泥体积比1∶1混合可以满足污泥堆肥水分调节的目的,用树叶粉和木屑调节碳氮比有利于污泥堆肥的进行,但会增加污泥堆肥的成本。不同处理污泥堆肥堆体的温度在55℃以上维持时间都超过了12 d,达到了污泥无害化与稳定化的标准。通过中试规模的装置对以干污泥或回流污泥作为调理剂的污泥堆肥研究表明,湿污泥与干污泥体积比1∶1有利于污泥的无害化与稳定化。

    • >农产品加工工程
    • 精料补充料中肉骨粉的显微近红外成像识别

      2011, 42(7):155-159. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3427) HTML (0) PDF 924.59 K (1777) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨了利用显微近红外成像技术识别精料补充料中肉骨粉的可行性。分别采集奶牛精料补充料和肉骨粉样品,制备沉淀颗粒,规则排列于聚四氟乙烯(PTFE)背景底板上,进行显微近红外图像采集。设置像素点大小为50 μm×50 μm,采集面积为5000 μm×5000 μm,100×100 个像素(共计10000条光谱)。光谱范围为7800~4000 cm-1,光谱分辨率为8 cm-1。采用主成分分析和模糊聚类分析,对显微近红外图像数据集进行信息提取与处理。结果显示,肉骨粉与精料补充料可依据在图像上不同的主成分得分进行区分;在主成分分析的基础上,通过模糊聚类方法可以进一步细化样本类别。研究表明,显微近红外成像方法可应用于肉骨粉快速检测中。

    • 洁蛋保鲜自动涂膜机

      2011, 42(7):160-164. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (2867) HTML (0) PDF 851.85 K (1786) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了用于洁蛋保鲜高效自动涂膜的洁蛋覆膜机,开发了控制系统,通过试验对设备的性能进行了验证。对电动机频率分别为5、10、15、20、25、30 Hz下的进蛋链条线速度和设备的处理量进行性能测试,验证了装置的实际生产能力。蛋壳表面干燥情况与覆膜状况的试验结果表明,在温度为25℃,相对湿度为60%,喷雾压力为0.6 MPa,单位时间喷雾量为43.6 mL/min,烘干机干燥能力为1.71 kJ/s时,最佳进蛋链条线速度为12.01 mm/s,处理量为4804颗/h,烘干机长度为50 cm,洁蛋干燥时间为4.16 s。

    • 超声波臭氧组合果蔬清洗机设计与试验

      2011, 42(7):165-169,175. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3404) HTML (0) PDF 896.83 K (2367) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过融合超声波和臭氧两项清洗技术,设计了集去污、灭菌、降解农药残留等功能为一体的超声波臭氧组合果蔬清洗机。该机通过设计清洗自动控制程序,制定自动清洗工艺,设有喷淋漂洗、超声臭氧清洗和二次喷淋3个清洗过程,可完成果蔬全自动清洗。采用相向错位配置喷淋装置,结合程序控制,清洗过程中可使果蔬等发生间断性扰动和翻滚,实现换位清洗,提高清洗均匀性,增强臭氧混合效果。草莓清洗试验表明,本机对草莓品质无影响,灭菌率超过90%,对敌敌畏、乙酰甲胺磷和乐果等农药的降解率均为85%左右,灭菌、去污、降解农药残留效果显著。

    • 基于SPME-GC-MS的超高压处理黑莓汁香气分析

      2011, 42(7):170-175. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3649) HTML (0) PDF 863.27 K (1994) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用固相微萃取与气相色谱-质谱仪(GC-MS)联用检测,对超高压处理前、后黑莓清汁香气成分进行分析和感官评价。结果表明:经超高压处理的黑莓清汁香气种类与原汁相同,但不同成分的含量略有变化,300 MPa 处理10 min的黑莓清汁醇类、酯类含量减少了4.8%和11.1%,醛类、酮类含量增加了12.06%和14.59%;400 MPa处理10 min后,其内的醇类、酯类、醛类含量增加4.9%、26.86%和9.9%;而200、500和600 MPa处理10 min的黑莓清汁醇类、酯类、醛类含量均无显著变化。感官评定表明,400 MPa处理10 min能较好地保留黑莓清汁典型浓郁的香气,且与GC-MS检测分析结果一致。

    • 1-MCP结合冰温贮藏对葡萄果实质地的影响

      2011, 42(7):176-181. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3755) HTML (0) PDF 879.15 K (1949) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨1-MCP处理结合冰温贮藏对采后葡萄果实质地的影响,以乍娜葡萄为试材,应用质构仪质地多面分析(TPA)方法对葡萄贮藏期间果肉质地参数变化规律进行研究。结果表明,1.0μL/L 1-MCP处理结合冰温贮藏可以延缓葡萄果实的软化,果实的硬度、弹性、凝聚性和咀嚼性较之单纯的冷库和冰温贮藏均有所提高;果肉硬度与回复性呈较好的正相关性,果肉弹性与果肉回复性、咀嚼性、凝聚性均呈现较好的相关性;葡萄好果率与果肉硬度在一定范围内呈良好线性关系。结果也表明,TPA测试能够较好地反映葡萄贮藏期间果实质地的变化,适用于葡萄贮藏品质的客观评价。

    • 柑橘成熟度多重分形无损检测

      2011, 42(7):182-185. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3211) HTML (0) PDF 819.08 K (1730) 评论 (0) 收藏

      摘要:为无损检测柑橘成熟度,将柑橘主要色调分布范围30°~120°进行了等分,形成3幅色调图,分析每幅色调图标度不变域及多重分形谱,以多重分形谱高度和宽度表征柑橘果皮色泽特征,并以此作为BP神经网络的输入,可溶性总固形物含量为输出,建立柑橘成熟度模型,映射柑橘成熟度。试验的平均正确识别率为82%,表明通过柑橘果皮色调的多重分形谱能无损检测柑橘成熟度。

    • >农业信息化工程
    • XDNZ630型水稻插秧机GPS自动导航系统

      2011, 42(7):186-190. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (4040) HTML (0) PDF 877.92 K (6210) 评论 (0) 收藏

      摘要:以XDNZ630型水稻插秧机为试验平台,采用RTK-GPS定位技术,进行农业机械自动导航试验。增加了插秧机转向机构、变速机构和栽插机构的电控功能,实现了自动控制。根据GPS接收机与车载传感器获取车辆姿态信息,采用PID控制方法,构建转向闭环控制系统,实现插秧机的自动对行导航及地头转向,并进行了插秧机路面与田间导航跟踪试验。试验结果表明,在插秧机对行导航作业中,车辆行进速度不大于0.6m/s时,对行跟踪误差小于10cm,完全可以满足插秧作业精度要求。

    • 关节型果蔬采摘机械臂优化设计与试验

      2011, 42(7):191-195. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3937) HTML (0) PDF 861.81 K (2279) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有采摘机械臂存在的问题,研制了四自由度的关节型果蔬采摘机械臂。为使机械臂能够灵活高效地收获目标空间果实,同时尽量减少机械臂的操作空间和结构尺寸,提出了一种应用于采摘空间为任意立方体,通用的关节型机械臂结构参数优化方法:以工作空间为约束条件,建立优化设计的数学模型,并利用Matlab优化工具箱来实现。为验证优化方法的合理性,以温室环境下黄瓜采摘作业为例,对研制的采摘机械臂进行了结构参数优化;并对优化后的机械臂进行了运动规划试验。结果表明:优化后的机械臂能包容黄瓜采摘所要求的全部目标空间,并能到达目标空间的极限点和其他采摘点,在x、y、z方向上的最大定位误差分别为:4.3、5.6、6.8 mm,基本能满足黄瓜采摘作业的要求。

    • 智能锄草机器人系统设计与仿真

      2011, 42(7):196-199,185. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (4124) HTML (0) PDF 920.74 K (2715) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对锄草机器人田间运动及锄刀避苗锄草等作业问题,阐述了智能锄草机器人系统工作原理,研究了移动机器人平台,平台为四轮驱动、四轮独立转向,可实现运动速度在0~1.5m/s内连续可调,每组转臂可绕其自身Z轴360°自由旋转。设计了三指手爪锄草机械手,三指公转,其中一指为活动手指可同时自转,锄草机器人工作时两个固定指的割刀连续入土锄草,系统根据机器视觉苗草位置信息,通过控制活动手指的旋转速度与方位角实现瞬时位置调整,进而通过拟合指端旋移曲线即可完成锄草和避苗等作业任务。苗间锄草仿真分析表明,在有效避苗基础上,作物行两侧各布置一组锄草机械手时锄草率可达90%以上。

    • 基于机载激光雷达技术的茂密林地单株木识别

      2011, 42(7):200-203,209. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3421) HTML (0) PDF 922.54 K (1825) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种利用LiDAR数据进行单株木识别的方法,首先利用广义高斯模型分解全波形LiDAR数据,得到高密度的点云和相应的波形参数,通过建立数字高层模型得到非地面点云,然后计算点云的空间特征得到林木点云,最后在3D空间中利用马尔可夫随机场重新标记得到单株木点云。实验表明,与传统方法相比,本文方法能有效提高单株木识别的准确性,特别是对茂密林地中低矮、细小林木识别效果明显,平均识别精度达到75%。

    • 变量施肥处方图识别与位置滞后修正方法

      2011, 42(7):204-209. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3902) HTML (0) PDF 904.87 K (2144) 评论 (0) 收藏

      摘要:处方图变量施肥作业系统的技术关键在于根据处方图精确一致地“按图作业”。基于面向对象方法,设计并实现了变量施肥作业系统控制软件,提出基于作业机械位置的实时处方图识别算法,测试结果表明,单位处方识别时间不超过100 ms,能够满足实际系统作业的需要。在分析位置滞后原因的基础上,建立了变量施肥作业系统的位置滞后模型,通过田间实测试验,施肥时间延迟为1.84 s。

    • >机械设计制造及其自动化
    • 乏信息动态测量误差灰自助预报

      2011, 42(7):210-214,219. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3391) HTML (0) PDF 935.01 K (1514) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合灰色系统理论和自助法的理论知识,提出一种实现乏信息测量误差预报方法。首先对动态测量数据中各误差源影响进行标定,计算各误差源对测量结果的误差传递系数,并对各误差源数据序列进行自助法抽样,通过灰自助融合建模获得误差源标定预测值;然后按照误差合成的方法实现动态测量误差的灰自助预报;具体实例表明,该方法得到的预报结果与实验测量结果非常吻合,验证了灰自助预报方法的有效性。

    • 基于神经网络的数控插补容错技术

      2011, 42(7):215-219. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3214) HTML (0) PDF 862.19 K (1733) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出将神经网络和模糊数学应用到数控系统软件设计领域,以实现数控插补容错技术,提高软件可靠性。为了验证该方法的可行性,对基于神经网络的NURBS插补模块进行了实验研究,并对速度、加速度、插补精度、神经网络预测精度、容错和实时性等方面进行了分析。实验结果表明,基于神经网络的插补模块在保证加工要求的前提下实现了数控插补软件容错技术,为提高数控系统软件的可靠性提供了新的途径。

    • 东方蝼蛄膜翅表面形态与润湿性

      2011, 42(7):220-222,190. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3553) HTML (0) PDF 893.83 K (1625) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用扫描电镜分析了东方蝼蛄膜翅的表面形态。在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角,分析了东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与润湿性的关系。研究表明,东方蝼蛄膜翅展开后各部位的几何微结构各不相同,水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角平均值为94.4°~118.6°,表现出疏水性能。东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与疏水性能的综合作用是其折叠后表面不沾土壤和水的重要机理。

    • 基于齿面印痕控制的弧齿锥齿轮公差优化设计

      2011, 42(7):223-228,234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3341) HTML (0) PDF 920.30 K (1764) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用基于特征变动的三维公差建模理论和传递矩阵累积方法,建立了系统综合安装误差与弧齿锥齿轮4个当量错位量的关系。给出了考虑安装误差的齿面接触分析算法,并对齿面印痕数字化特征完成了定义。以齿面啮合印痕相对于安装误差的敏感度为优化目标函数,在满足传动性能要求和成本限制的情况下,应用遗传算法对零部件精度进行优化。以弧齿锥齿轮为例,通过对优化前后啮合印痕、传动误差的比较,验证了该公差优化方法的可行性。

    • Al2O3陶瓷激光铣削数值模拟与试验

      2011, 42(7):229-234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].7.[sequence]

      摘要 (3146) HTML (0) PDF 955.55 K (1612) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于ANSYS有限元分析软件建立Al2O3陶瓷激光铣削模型,利用APDL语言对激光铣削过程中的温度场动态分布进行模拟,分析激光功率和扫描速度对铣削宽度和铣削深度的影响,并进行激光铣削试验。结果表明:数值模拟所得的铣削宽度和深度与试验结果一致性较好,所建立的有限元模型可以较为准确地预测Al2O3陶瓷激光铣削效果。激光铣削宽度和深度随激光功率的增大而增大,随扫描速度的增大而减小,且较扫描速度而言,激光功率对铣削效果的影响更为显著。

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