摘要：农业物料的冲击破碎特性对运输、排种和粉碎等机械设备的工作参数设定具有重要参考意义。该研究以玉米籽粒为研究对象,设计并搭建了单颗粒物料冲击破碎试验装置,开展了5种不同含水率(10.86%±0.13%,13.87%±0.18%,17.24%±0.08%、20.23%±0.19%和23.46%±0.23%)玉米籽粒的冲击破碎试验,并以籽粒破碎模式、临界速度和破碎程度表征籽粒的破碎特性。试验结果表明,玉米籽粒的破碎模式可分为未破碎、破裂和破碎3种形式,其中破裂形式包括整体破裂和局部破裂;以碎粒中大颗粒质量与玉米籽粒质量间的比值W界定玉米籽粒的破碎模式,并建立了不同含水率玉米籽粒的W值与冲击速度间的回归模型,模型的决定系数均大于0.92,确定了5种不同含水率(含水率由低到高)玉米籽粒的临界破裂速度分别为11.45、15.54、19.84、30.49和34.28m/s,临界破碎速度分别为19.55、23.75、28.68、42.07和46.79 m/s,表明玉米籽粒的临界破裂速度和破碎速度均随含水率的增加而增加;采用响应曲面法建立了破碎颗粒平均粒径与冲击速度和含水率之间的回归模型,模型的决定系数为0.96,方差分析结果表明冲击速度、含水率及其交互作用对玉米籽粒的破碎程度影响极显著(P<0.01),且破碎程度随冲击速度的提高而增加,随含水率的提高而降低。该研究可为玉米籽粒处理设备的工作参数设定提供参考,并为农业物料颗粒的冲击破碎特性研究提供理论依据和试验方法参考。

摘要：针对液体培养基人工制备过程低效且目前国内外缺乏具有完整流程的液体培养基自动制备系统的问题,开发了一套基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)的液体培养基自动制备系统,其选用动作与感知层、传输层和应用层相结合的架构体系,由进料子系统、出料子系统和控制子系统组成。该系统以PLC、MCGS(monitor and control generated system,监视与控制通用系统)触摸屏、传感器和执行设备组合的方式,实现基于培养基配方的组分全自动选择和配比,在线pH监控和溶解氧(dissolved oxygen,DO)监测,以及全自动清洗、过滤、混匀和分装,完成液体培养基的自动配制。同时,监控数据可实时采集和图形化显示,且全流程可回溯、可存储。针对系统的误差,基于试验数据获得误差模型后通过预测确定误差修正量。经实际测试与修正,所设计系统制备液体培养基的相对误差在0.336%以下,重复性误差在0.274%以下,pH的最大控制误差为±0.18,pH和DO的最大测量误差分别为±0.04和±1%,能够满足液体培养基的制备需求。研究结果对全流程自动化液体培养基制备系统的开发有一定的参考意义。

摘要：为了研究不同类型灌水器滴头对不同水肥配比沼液的抗堵塞性能,获得适用于沼液滴灌施肥的滴头,选取2种片式滴头、2种圆柱滴头和1种片式补偿滴头共5种滴头,设计了2种沼液配比进行周期性间歇灌水试验,比较了不同滴头的抗堵塞能力。结果表明,沼液水肥配比越大,滴头越容易发生堵塞;滴头流量相同时,片式滴头抗堵塞性优于圆柱滴头和片式补偿滴头;滴头类型相同时,额定流量越大,抗堵塞性越好;堵塞进程较为均匀,堵塞发生从毛管尾端开始;堵塞类型以物理和生物结合的复合性堵塞为主。根据试验结果,建议沼液施肥时,最优灌溉模式为:水肥配比选择1∶3,灌水压力选择80 kPa,滴头选择3 L·h^(-1)的片式滴头;单级120目过滤器过滤效果有限,可以考虑增加多级过滤。

摘要：为保证稻麦作物形成连续单列种子流,提高供种速率、单列率,通过理论分析确定影响稻麦供种性能的关键因素。以垂直振幅、角振幅和料槽升角为试验因素进行仿真试验,分别建立稻麦供种速率、供种速率变异系数、单列率的回归模型,采用响应面分析得到最优参数组合。试验结果表明:水稻供种时垂直振幅0.5mm、角振幅0.007rad、料槽升角11°,此时供种速率为18.7粒·s^(-1)、供种速率变异系数为3.87%、单列率为82.97%;小麦供种时垂直振幅0.7mm、角振幅0.006rad、料槽升角11°,此时供种速率为15.4粒·s^(-1)、供种速率变异系数为3.23%、单列率为81.24%。在该条件下进行台架试验结果表明:该供种装置能满足稻麦兼用排种器的供种功能,当工作电压为110V时,水稻供种速率为19.6粒·s^(-1)、供种速率变异系数为4.11%、单列率为78.59%;当工作电压为130V时,小麦供种速率为13.9粒·s^(-1)、供种速率变异系数为2.98%、单列率为80.32%;对比回归模型稻麦供种速率误差分别为4.81%和9.74%,供种速率变异系数误差分别为6.20%和7.74%,单列率误差分别为5.23%和1.14%。样机试验结果表明:当排种转速为20r·min^(-1)时,水稻和小麦的合格率分别为90.7%和93.2%,满足稻麦兼用播种要求。通过调节工作电压改变振幅大小满足稻麦兼用排种器供种性能要求,操作简单,研究结果可为稻麦兼用排种器的优化设计提供参考和理论依据。