摘要：针对传统炭化工艺温度不均、尾气净化难、能量消耗大的问题,设计了一种小型搅拌热解气回燃式生物质炭化设备。采用双螺旋带搅拌,使生物质横向对流,受热均匀;设计热解气引流装置使其回流至燃烧室引燃,减少热解气排放的同时,为生物质炭化提供能量,降低了炭化能量投入。基于计算机仿真技术建立了样机模型,并对炭化炉温度场及热流场进行了矢量分析,计算结果表明炉内温度分布均匀。设计了炭化炉样机,以稻壳为原料进行生物质炭化试验。结果表明,热解气引燃后炭化室温度能够保证生物质炭化所需条件。正交试验结果表明,最佳炭化率因素水平组合为:螺旋搅拌器转速为43 r/min、炭化室物料充满系数为88.68%、炭化时间为15 min,此时,炭化率最高为50.86%。

摘要：针对水稻撒施追肥肥料颗粒破碎率高、抛程低的问题,该研究设计了一种导流式离心圆盘扬肥器,其主要由带导向叶片的旋转圆盘、进料部分和导流筒组成,利用离心力和气流共同作用抛撒肥料,以提高抛程。首先,对肥料颗粒进行动力学分析,建立抛程与肥料颗粒速度之间的函数关系,确定装置的结构及运动参数。其次,基于EDEM对撒肥过程进行了仿真分析,研究扬肥器导向叶片结构参数与进料口位置对肥料初速度的影响,并基于FLUENT对扬肥器内部气流流场进行仿真分析,研究扬肥器导流筒对颗粒抛出速度的影响,优化导流筒的结构参数。最后,采用四因素三水平正交试验,研究叶片数量、叶片型式、叶片高度和盘室间隙对抛程和肥料破碎率的影响。结果表明,当叶片数为4、叶片型式为径向叶片、叶片高度为15 mm、盘室间隙为25 mm时,抛程为16.95 m,肥料破碎率为26.32%,较无导流筒的扬肥器抛程提高5 m、肥料破碎率降低28.2%。研究结果可为扬肥装置的研制提供依据。

摘要：为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器。该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性。根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数。在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响。多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47 m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°。在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5%,肥料入泥平均深度为4.7 cm,达到了水稻追肥要求。该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考。

摘要：针对新疆平作区棉花残膜回收机起膜、拾膜分步作业造成残膜回收率低、含杂率高的问题,提出了起膜、拾膜协同作业的思路,设计了一种铲齿组合式(同步起膜、拾膜)残膜回收装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了起膜铲导曲面参数方程和主要结构参数;通过对捡拾滚筒拾膜过程运动及受力分析,确定了拾膜齿杆能够"扎"起残膜的必要条件。运用Design-Expert 8.0.6数据分析软件中心组合试验方法对组合式残膜捡拾装置的关键参数进行了试验,建立了起膜铲入土角、捡拾滚筒转速、机具前进速度与残膜回收率和含杂率的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对影响因素进行综合优化计算。试验结果表明:当起膜铲入土角为30°、拾膜滚筒转速为120 r/min、机具前进速度为1.0 m/s时,残膜回收率为90.3%,含杂率为4.1%,比起膜、拾膜分步作业条件下的残膜回收率提高了5.3个百分点,含杂率降低了4.8个百分点。试验指标均达到了国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。

摘要：蔬菜穴盘精量播种是蔬菜工厂化育苗的关键问题,而气力式播种是广泛采用的精量播种方法之一。为此,通过实验研究了黄瓜、蕃茄、茄子和辣椒等蔬菜种子的物理性质和空气动力学特性,测定了形状、尺寸、千粒质量、孔隙率、休止角、漂浮速度和漂浮系数等有头稀理特性,作为设计蔬菜穴盘气力式精量播种装置结构和性能参数的依据。

摘要：随着蔬菜生产面积的不断扩大和蔬菜嫁接技术的推广,研制蔬菜嫁接机是蔬菜生产机械化的必然要求。为此,研究了嫁接适龄的黄瓜苗和南瓜苗的苗高、叶跨度、叶片尺寸及茎秆尺寸等物理特性,并利用自行研制的静力测试装置测定了黄瓜苗和南瓜苗在受压变形达到20%时的压力,为蔬菜嫁接机结构和性能参数的设计提供依据。

摘要：为提高秸秆热解气的净化率,防止装置堵塞,该研究设计了旋风分离器与回转指杆轮相结合的两级净化装置,I级旋风分离器主要分离热解气中大粒径杂质,II级指杆轮使小粒径灰尘、焦油等杂质与锥形指杆碰撞、聚集、并在高速回转作用下离心分离,实现热解气高效净化。研究确定了I级净化装置的结构参数,设计了II级净化装置,确定了指杆轮与锥形指杆的参数及排列方式。以指杆轮转速、热解气的进口速度和芯筒入筒体深度为影响因素,以热解气的净化率和压力损失为指标,进行了二次通用旋转组合样机性能试验。利用Design-Expert8.0.6软件对试验数据进行方差和响应面分析,建立了影响因素与指标之间的数学模型,采用多指标优化法确定最优组合并进行了试验验证。试验得到最优组合参数:指杆轮转速为3 030 r/min,进口速度为19.5 m/s,芯筒入筒体深度为210 mm,此时的压力损失为1 971.73 Pa,热解气总净化率为84.2%,达到了净化要求。研究结果可为秸秆热解气净化装置研究提供理论依据。

摘要：为了解决鸭稻共作过程中依靠人工饲养鸭子费时费力的问题,加速推广具有良好经济效益和社会效益的水稻生态农业模式,该文设计了一种以单片机为控制核心,在无人值守情况下在稻田中自动化养鸭设备。该设备放置在稻田的输水渠上不占农田,由太阳能电池板产生的能量驱动,能够按照昼夜变化规律运行,早晨05:30后自动开门,傍晚18:00奏音乐唤鸭回笼并能自动补料、给水和关门。由于料斗放置在田间,饲料容易受潮而结拱影响补料量控制的精准度,设计了振动式料斗破拱装置,试验确定了破拱装置的振动偏心距为30 mm、转速为1 200 r/min。田间试验结果表明,在自动门延迟关门1 min和声音响度100 d B时,鸭群回笼率达到97.5%以上;自动化养鸭设备饲养鸭群体质量增长与人工喂养无显著性差异(P>0.05)。该研究成果对鸭稻共作技术的推广应用具有重要意义。

摘要：为了提高生产率和生产质量,设计了以黄瓜为穗木、南瓜为砧木、贴接法为嫁接方法的嫁接机。夹苗机械手是嫁接机的关键部件之一,其结构和性能参数直接影响嫁接机的工作速率和嫁接成功率。依据对嫁接过程中机械手的动作分析和秧苗的物理机械特性,设计了夹苗机械手的机构,并用SolidWorks软件建模,用COSMOSMotion进行了动态仿真分析,绘制了内外指的夹苗点轨迹,研究结果表明设计合理、可行。

摘要：为了确定黄瓜育苗块成型的最优工艺参数,以育苗基质和水稻秸秆的混合物为原料,育苗块的抗破坏强度和尺寸稳定性为成型质量检测指标,采用四元二次回归通用旋转组合试验设计结合响应面法,探讨了原料含水率、压力、秸秆长度和秸秆含量对育苗块成型的影响,建立了黄瓜育苗块成型特性参数与各因素之间的回归模型。综合分析表明,各因素对育苗块抗破坏强度的影响主次顺序为:压力>秸秆长度>含水率=秸秆含量,在交互作用中,含水率与秸秆含量、压力与秸秆长度、秸秆长度与秸秆含量对育苗块抗破坏强度的影响显著(P含水率>压力>秸秆长度,含水率与秸秆长度的交互作用对育苗块尺寸稳定性的影响较显著(P<0.05)。利用Design-Expert8.0.6软件得出理论最优工艺参数,并考虑试验的可操作性,对理论最优工艺参数进行调整及试验验证,得到最优工艺参数:含水率为21%,压力为4.5 k N,秸秆长度为10 mm,秸秆质量分数为12%,该组合条件下的育苗块抗破坏强度为23.03 N,尺寸稳定性为82.83%。分析表明,优化后育苗块的理化特性符合黄瓜育苗的农艺要求。该研究可为黄瓜育苗块成型机工艺参数优化提供理论和实践依据。