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：紫斑环蝶(Thaumantis diores)是我国云南常见蝶类,其翅膀表面分布着两种类型的鳞片,呈覆瓦状排列,均布于整个翅膀表面.对扫描电子显微镜图片分析认为,Ⅰ类鳞片主要产生蓝色的结构色,而Ⅱ类鳞片只产生黑色的化学色.利用透射电子显微镜获得了两种鳞片的横截面结构.用光子晶体理论解释了Ⅰ类鳞片结构色的产生原理,将Ⅰ类鳞片的多层结构优化为一维的布拉格堆栈进行光学模拟.用分光光度计测量了翅膀表面的反射率,测量结果与模拟结果吻合.当紫斑环蝶飞行时,伴随翅膀的上下扇动,表面的颜色不停地在结构色和化学色之间变换,亮度也同时改变.受此启发,提出了仿生变色样品设计模型,对视频隐身和其他的变色设计研究有着深远意义。

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：动物体表彩色是在长期生物进化过程中为了逃避天敌、捕捉猎物或展示自身艳丽而自然形成的,研究其结构光机理是仿生学的一个重要方面.根据用酒精溶液填充到绿带翠凤蝶翅面蓝色鳞片区域的瞬时改变颜色成绿色,最后又还原成蓝色这一现象,应用体视显微镜、扫描电镜、透射电镜和紫外可见分光光度计,通过分析翅面鳞片的微观结构和光学特性与变色效应关系,发现中国东北地区的绿带翠凤蝶蓝色鳞片可以变色,其原因在于可见光经过鳞片的凹坑状多层薄膜反射结构与填充介质时,由于介质的折射率不同,引起了一定波长的光波发生干涉,形成相应波长的颜色,这对于视频隐身材料的仿生设计具有重要的学术参考价值.

摘要：为使稻田自动化鸭舍在无人值守的情况下于日落之前自动唤鸭回舍,降低人工消耗,设计了稻田自动化鸭舍的声训系统。该系统可产生并自动播放不同类型、声压级及频率的纯音信号。以1月龄鸭子为研究对象,以声音的声压级和频率为试验因素,以鸭子回舍时间为试验指标,对声训系统进行了试验研究。结果表明:鸭子回舍时间与声音参数存在线性回归关系;当声压级为85d B、声音频率为18 577Hz时,鸭子回舍时间最快可达到19.52s,满足稻鸭共作生产的要求。研究结果为稻鸭共作技术条件下的自动化鸭舍设计提供了依据。

摘要：为促进稻鸭共作技术的推广应用,提高稻田鸭舍的自动化水平,设计了鸭舍自动喂水系统。该系统主要由水箱、液位控制器、液位传感器、乳头式饮水器、水管、水泵等部分组成。液位控制器由STC15F2K40S2单片机和集成控制电路组成,可进行水箱液位检测和水泵驱动,实现水箱低水位自动补水、有效防止高水位水溢出的功能。利用该系统进行了液位控制性能试验,根据试验结果确认该喂水系统为一阶惯性系统。通过SPSS对试验数据进行非线性回归分析,利用系统识别的方法,确定液位高度控制系统的传递函数。根据MATLAB分析系统的动态性能结果可知,从水箱低水位上升到高水位所需时间ts=300s,系统稳态误差ess=0,表明系统运行稳定、反应快速、执行结果准确,可以实现野外鸭舍喂水系统的自动控制。田间作业试验表明:喂水系统的平均每100s故障次数为0.101次,平均故障率为2.71%,时间利用系数平均值为97.35%。喂水系统可靠性达到了设计要求,可满足实际应用需要。

摘要：从仿生学角度，对比3种典型潮间带贝类冲蚀磨损试验结果，分析贝壳表面非光滑结构的冲蚀磨损机理，为提高秧爪耐磨性探索结构仿生学设计。利用扫描电子显微镜（SEM）分别对东方扇贝（Dongfangshell）、魁蚶（Bloodyclam）、毛蚶（Arkshell）壳表进行形貌分析，确立其结构特征参数，利用Solidworks建立表面冲蚀过程简化模型；通过冲蚀磨损试验，获得3种贝类样品的不同耐磨性能，在冲蚀粒径为035～***，冲蚀速度为1．5m·s^-1条件下，魁蚶的失重比最小，仅为2．11％，低于东方扇贝和毛蚶。魁蚶表面的凹槽结构可减小冲蚀法向力，从而减小冲蚀微压痕。另外，表面微结构延长了冲蚀作用时间，可降低冲蚀速度和能量，起到耐冲蚀作用。

摘要：田间作业机械的工作阻力分析是农业机械设计工作中一重要环节,对试验装置的可靠性和测量精度具有较高要求。为研究农机关键触土部件的试验样件的前行阻力,本文设计了一种阻力测试装置,并保证了较高的稳定性和测量精度。针对该装置在正常工作时产生的振动是否会影响其工作性能,利用Solid Works软件对测试装置的台架进行三维建模,并采用有限元分析软件ANSYS-Workbench对其进行模态分析,求解出台架的前6阶模态频率与振型。模态分析结果表明：台架的前6阶固有频率分布在21～38Hz之间,而当牵引台的行进速度为0.1～1.0m·s-1时,该装置受到的外激频率为0.346～3.462Hz,远低于台架的低阶固有频率21.778Hz,有效地避免了共振的产生。以插秧机船板样件的拖拽试验为例,通过三因素三水平正交试验,分析该装置结构设计的合理性。分析结果表明：船板样式、配重和前进速度对试验指标的影响极显著,并得出各因素的最优组合,即前进速度为0.4m·s-1、配重为0.7kg、仿生船板样件的滑行阻力最小。该研究为水田、旱地作业机械关键触土部件的试验样件的前行阻力分析提供了条件。

摘要：为提高秸秆炭化烟气的除尘效率,在典型旋风分离器基础上,在排气管中增设回转拨指轮,构成两级除尘。利用SolidWorks和ANSYS ICEM软件对其建模和网格划分,在数值模拟软件FLUENT中采用RNG k-ε模型和RSM模型相结合的方法进行流场模拟,建立了流场理论模型。采用DPM模型对颗粒的分离效率进行模拟,测试在同一烟气进口速度(20 m/s)条件下,典型旋风分离器及不同回转转速(0、900、1 450、2 900r/min)下两级式除尘装置内部烟气流场的静压、切向速度、径向速度、轴向速度分布及不同粒径颗粒的分离效率。结果表明,与传统旋风除尘器相比,回转拨指轮对除尘器内的静压有较大的影响,且静压随转速的增大而增大;回转拨指轮转速对流场切向速度亦有较大的影响,随转速提高,切向速度增大,但对径向速度和轴向速度的影响较小;两级除尘及内部回转拨指轮转速对1μm颗粒收集无较大影响,但对于10μm以上的颗粒,可显著提高分离效率,且随转速增大分离效率有所提高,但不同转速对分离效率的影响差异不显著。