油菜播种机除尘式播量监测系统设计与试验

[目的/意义]针对气送式油菜直播机作业过程中粉尘影响种子流检测性能、监测系统难以适应不同幅宽播种行数等问题,设计了一种油菜播种机除尘式播量监测系统。[方法]该监测系统由除尘式油菜种子流检测装置与播量监测终端构成,可通过改变检测装置数量适配不同幅宽播种机。根据粉尘影响种子流检测结构机制,设计了防尘除尘机构。该机构通过透明防尘板将光电感应器件与导种管隔开,粉尘只附着在透明防尘板靠近导种管一侧,同时利用步进电机-丝杆机构使透明防尘板与除尘布产生相互摩擦实现对透明防尘板除尘。通过分析与试验确定透明防尘板尺寸、除尘启动阈值等关键参数。[结果和讨论]检测装置对比台架试验表明,在平均排种频率12.4~36.3 Hz、平均粉尘流量252~386 mg/s下,无防尘除尘检测装置在两个除尘周期后检测准确率不高于80.2%;有防尘除尘检测装置在单个除尘周期内平均检测准确率不低于93.6%,检测装置不会将粉尘误计。播量监测台架试验表明,在平均排种频率不高于37.6 Hz时,播量监测准确率不低于92.2%。田间播种试验表明,在2.8~4.6 km/h的油菜直播机正常作业速度下,田间排种频率为14.8~31.1 Hz时,播量监测准确率不低于93.1%。[结论]该油菜播量监测系统为气送式油菜直播机作业中粉尘影响下种子流精准检测提供了有效支持,提高了对不同宽幅播种行数的适应性。

金属氧化物对CO还原NO反应的催化作用

采用固定床流动反应器，研究ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３等单元金属氧化物及它们形成的复合氧化物对ＣＯ还原ＮＯ反应的催化活性．结果表明，在５００℃８００ｍｌ／ｍ３ＮＯ－０．２％ＣＯ－２．０％ＣＯ２－Ｎ２气氛中ＣＯ还原ＮＯ的能力很小，稳定还原率（ＳＲＲ）仅为１．５０％．所有单元金属氧化物及复合氧化物对ＣＯ还原ＮＯ反应均表现出一定的催化活性，Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｏｘ、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｏｘ、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｍｎ－Ｏｘ等对该反应表现出较高的催化活性，ＳＲＲ值分别为１００．００％，９６．１０％，１００．００％，１００．００％和１００．００％．初步探讨了金属氧化物对ＣＯ还原ＮＯ反应的催化机理符合Ｒｅｄｏｘ机理．

新型复合金属氧化物催化剂用于汽车尾气NO_x净化的实验研究

采用固定床反应装置，模拟汽车尾气，研究新型复合金属氧化催化剂ＷＣＸ－Ｉ（Ｒｅ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｃｕ－Ｏｘ／Ｆｅ２Ｏ３）对ＣＯ还原ＮＯ反应和ＣＨ４还原ＮＯ反应的催化活性，催化剂的抗ＳＯ２中毒性能，抗积炭性能．结果表明ＷＣＸ－Ｉ催化剂对ＮＯ／ＣＯ和ＮＯ／ＣＨ４反应均具有较好的高温活性．在本研究实验条件下，４００℃以上时ＣＯ对ＮＯ的稳定还原率在９３％以上，６００℃以上时ＣＨ４对ＮＯ的稳定还原率在９２％以上．在１０００ｍｌ／ｍ３ＳＯ２－Ｎ２的高硫气氛中强制中毒及在１．

NO-CO-CO_2-N_2体系中若干金属氧化物对NO去除反应的催化作用

采用固定床流动反应装置，考察Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｉ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５等金属氧化物对ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中ＮＯ去除反应的催化作用，同时，分析了ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中金属氧化物对ＮＯ去除的作用。研究结果表明，各金属氧化物对ＮＯ去除反应均有不同程度的催化活性，其中Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３、ＣｕＯ等对ＮＯ的去除显示出较强的催化作用。金属氧化物存在条件下ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中，ＮＯ去除反应较为复杂，ＮＯ／ＣＯ气相直接反应、低价氧化物对ＮＯ的还原作用、金属氧化物对ＮＯ分解反应的催化作用及金属氧化物对ＮＯ／ＣＯ反应的催化作用等都可能存在。大部分金属氧化物以对ＮＯ／ＣＯ反应的催化作用为主，而Ｎｉ２Ｏ３的预还原试样对ＮＯ的直接分解反应表现了极强的催化活性。

缩甲醛度对汽态/液态水在PVA均质膜中的吸附/溶解行为的影响

研究了水蒸气和水在不同缩甲醛度的PVA均质膜中的动态吸附 (溶解 )行为 ,结果表明对水蒸气 /PVA均质膜体系 ,随缩醛度增大 ,水蒸气的扩散速度减小 ,溶解度也减小 ,脱附速度变化不明显 ;而对水 /PVA均质膜体系 ,缩醛后 ,水的扩散速度增大 ,溶解度随温度和缩醛度增大而减小 .

高炉冷却壁热应力试验分析

采用脆性涂层法和电阻应变法实际测量了高温状态下高炉冷却壁的应力和应变．实测结果表明：由于冷却水管的非均匀布置，冷却壁中心位置应力较高，而四周应力较低，高炉冷却壁的应力分布，与有限元的应力分布计算结果的趋势和数量级相同．这种测量方法的应用为应力应变的理论计算提供了一种新的校验方法．

微藻油脂提取技术进展

该文对国内外微藻油脂提取技术进展进行阐述。微藻油脂提取技术主要包括:超微粉碎技术、热化学提取技术(湿热法、蒸汽爆破法、挤压膨化法)、化学法、酶法、超临界流体提取技术、亚临界流体提取技术、超声波、微波辅助提取法、脉冲电磁场法、高压均质法、离子液体法等;目前研究较多的为超微粉碎技术和热化学破壁技术,而挤压膨化技术和脉冲电磁场技术作为微藻油脂提取技术最新发展方向,已引起越来越多关注。

油菜机直播颗粒肥分流有序并行检测装置设计与试验

针对油菜机直播作业中因施肥农艺要求及高速作业产生的肥料颗粒流量大而无序导致检测精度不高的问题,该研究提出一种“碰撞离散+筛式分流+螺管约束”的高通量颗粒流离散化及分流序列化方法,基于离散分流有序机制设计了颗粒肥分流有序并行检测装置。根据油菜施肥农艺要求和颗粒肥排量精准检测要求,确定了传感检测结构、匀肥管、筛式分流结构、螺管的关键参数。根据多通道并行检测原理,设计了多通道信号同步采集系统。为验证离散分流序列化效果,利用螺旋扰动锥体离心式排肥器搭建试验台架,开展装置性能试验。结果表明:排肥器转速为100~130 r/min(排肥频率361.80~631.60 Hz)时,随转速增加,倾斜状态下检测装置的各通道分流一致性变异系数逐渐减小。正常田间作业0°~5°倾斜状态下各通道分流一致性变异系数不超过6.08%;单通道排肥频率为30~80 Hz时,使用螺管的检测装置准确率相较直管提升7.3个百分点;经排量补偿修正后,检测准确率不低于90.11%,较补偿前提高9.3个百分点。振动试验表明,低频振动(0~30 Hz)提升颗粒肥离散化效果,检测准确率提高;中频振动(30~110 Hz)检测准确率趋于稳定;高频振动(110~150 Hz)破坏颗粒肥序列化约束,检测准确率降低。不同振动频率对检测装置的分流均匀性无明显影响,各通道分流一致性变异系数不超过4.98%。田间试验表明,正常田间作业速度4.3~7.0 km/h下,光照、振动、灰尘对检测装置无明显影响,检测准确率不低于90.05%。检测装置能够监测机具施肥作业状态,有助于提高施肥作业质量。

生物质在钢铁冶金中的应用现状及前景

随着全球变暖和环境污染等问题的加剧,传统冶金工业开始向绿色低碳的方向发展,生物质凭借可再生、碳中性等优势越来越多地被用于冶金工业中。回顾古代、近代、现代生物质在钢铁冶金中应用的发展历程以及不同时期的重点发展方向,并从生物质基材料合成及其用于高炉喷吹、铁矿球团和电炉渣发泡剂制备等方面综述生物质在钢铁冶金中的应用现状,最后从冶金余能利用与碳汇林业协同减碳、土壤植物修复与金属提取等方面展望生物质在冶金工业中应用的未来发展方向。

合成1,3,2-氧氮磷杂萘衍生物的新方法

通过一个尚未见文献报道的新型环化反应,合成了四个新型1,3,2-氧氮磷杂萘类化合物,并提出了该反应的机理。

果园开沟施肥机机架优化设计与试验

为提高果园开沟施肥机的动态作业性能,避免共振的发生,同时保证作业时开沟一致性及施肥稳定性,对其机架进行多目标优化设计。首先,建立果园开沟施肥机机架的参数化模型及有限元模型。其次,通过模态分析,得出机架的固有频率及振型,研究其对整机动态性能的影响,将一阶模态频率设定为目标函数。通过机架灵敏度分析,得到各杆件厚度对一阶模态频率的灵敏度,将灵敏度杆件的厚度设定为设计变量,将其厚度变化范围设定为约束条件。根据现代农机结构轻量化设计的要求,将机架的质量也作为目标函数。以目标函数、设计变量、约束条件为基础,构建机架多目标优化的数学模型。然后,基于Hammersley抽样方法,按约束条件选取42组试验样本进行试验设计,并计算其对应的目标值。根据试验设计结果,选用移动最小二乘法并拟合出对应响应面。其中,一阶模态频率响应面模型的决定系数R2=0.9974,质量响应面模型的决定系数R2=0.9999,均大于拟合模型要求的精度0.9,拟合精度较高,满足设计要求。最后,基于响应面以及多目标遗传算法对果园开沟施肥机机架进行结构优化设计。优化结果表明:优化后的果园开沟施肥机机架一阶模态频率由原来的35.39 Hz提高到38.31 Hz,提高了8.25%,且远离拖拉机的输入频率35 Hz;优化后质量为389 kg,满足在提升一阶模态频率下,质量最小的要求。优化后果园开沟施肥机作业的开沟一致性系数和施肥稳定性系数比优化前分别提高3.72%、3.57%,提升效果明显,满足果园开沟施肥生产要求。

自动调节深度式果园双行开沟施肥机设计与试验

针对国内果园开沟施肥机施肥效率低、一致性差和有机肥与化肥混施难的问题,设计了一种开沟深度可自动调节的果园双行开沟施肥机。该机采用双行开沟施肥的工作方式,可一次完成果园开沟、有机肥与化肥混施、覆土一体化作业。通过理论分析对开沟装置、排肥装置和开沟深度自动调节装置等关键部件进行设计,搭建基于STM32F103的控制系统,实现开沟深度的自动调节。性能试验表明,各工作部件运行稳定,开沟深度一致性较好,开沟深度稳定性系数大于等于94.76%;田间试验表明,各种肥料颗粒混合均匀,有机肥分布稳定性系数大于等于91.44%,化肥分布稳定性系数大于等于92.09%,混合肥分布稳定性系数大于等于93.70%,性能指标满足果园生产要求。

果园基肥施肥装备研究现状与发展分析

我国果树栽培面积和果品产量均居世界第一,果树施肥是果园生产管理的关键作业环节,施肥质量直接决定果树产量及果品品质。果园主要施肥方式有深施基肥、土壤追肥、叶面喷肥、树干涂肥等。其中,基肥的肥料施用量占全年施肥总量的70%以上,是影响果树产量及品质最重要的阶段。基肥施肥机械化是果园生产管理机械化水平的重要体现。本文综合分析了果园基肥施肥机械化农艺要求及发展概况,重点阐述了我国和国外发达国家基肥施肥装备的典型机具及其技术参数和特点,并结合我国基本农情和果园生产的实际情况,归纳总结了我国果园基肥施肥机械化发展亟待解决的主要问题,展望了基肥施肥装备的发展趋势,为我国果园基肥施肥装备的进一步发展提供参考。

基于组合色彩特征的苹果树叶片各生长期氮含量预测

为精准预测开花期、幼果期和果实膨大期苹果树叶片的氮含量,提出一种基于组合色彩特征的苹果树叶片氮含量预测模型。首先,获取苹果树叶片图像并提取R、G、B单色分量及14种色彩组合参数共计17种色彩特征,通过主成分分析提取不同时期苹果树叶片氮含量关键影响因子,消除原始变量之间的相关性,降低模型输入向量维度;其次,对建立的PCASVM、PCABP、PCAELM预测模型在不同时期对苹果树叶片氮含量预测效果与精度进行对比,得到不同时期最佳的预测模型;最后,利用最佳预测模型对不同时期苹果树叶片氮含量进行预测,并通过自适应遗传算法对最佳预测模型参数进行优化。试验结果表明:在不同生长时期,PCASVM模型的预测精度均高于PCABP、PCAELM模型;优化后PCASVM预测模型在开花期、幼果期和果实膨大期的平均绝对误差分别为0.640、0.558、0.544 g/kg,平均绝对百分误差分别为0.057、0.050、0.064 g/kg,均方根误差分别为0.800、0.747、0.737 g/kg,优于优化前预测模型。该模型具有良好的预测性能和泛化能力,可以为果园精准施肥管理、提升果品品质、避免资源浪费和环境污染提供理论依据。

果园双行开沟施肥机关键结构的有限元仿真分析

针对果园双行开沟施肥机的振动幅度大及稳定性差等问题,对开沟施肥机的机架和开沟传动箱进行模态和动刚度研究。首先,通过Hypermesh对开沟施肥机的机架和开沟传动箱进行有限元建模;其次,采用Optistruct求解器获得开沟传动箱和机架的固有频率及振型;最后,通过Nastran对开沟传动箱进行动刚度求解。仿真结果表明:机架的振动发生在距离约束位置较远的化肥箱处,其前6阶频率分别为35、42、66、74、79、89Hz,1阶频率未能避开拖拉机的传入频率0~35Hz,产生共振。模态分析中,开沟传动箱的振型呈对称式分布,最大变形出现在开沟传动箱的末端及中间位置;动刚度分析中,箱体轴承孔的第一点Y、Z方向上的最小动刚度值分别为665、1798N/mm,第二点Y方向最小动刚度值为1202N/mm,第三点Y、Z方向上的最小动刚度值分别为3567、8214N/mm,均低于其标准值10000N/mm,不满足标准动刚度值的要求。根据动刚度曲线以及模态分析振型图,得到其频率、振型及动刚度对果园开沟施肥的影响,可为果园开沟施肥机的设计及优化提供理论依据。

油菜播种质量监测系统设计与试验

【目的】为了获取油菜播种质量信息,并实现信息的显示、远程传输与云存储,提出了一套油菜播种质量监测系统。【方法】该监测系统由油菜籽传感检测装置、播种监测终端、播种质量信息云存储平台组成。采用多种形式小粒径种子传感检测装置实现对播种质量信息的实时获取,基于射频通信模块实现与播种监测终端的数据交互;监测终端完成信息显示,并通过北斗定位单元对播种质量信息位置进行精确定位;通过无线传输模块,实现油菜播种质量信息数据的远程传输和云存储。搭建油菜播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证系统的稳定性和可靠性。【结果】设计的油菜播种质量监测系统能通过内嵌的北斗定位单元获取播种机经、纬度信息,同时可利用4G无线传输模块将播种质量信息及定位信息传输至云存储平台。台架试验结果表明,当排种器落种频率为16.5~26.2 Hz时,检测准确率不低于97.1%,采集的油菜播种质量信息均能够传输至播种监测终端并进行显示;播种质量信息均准确上传至云存储平台数据库,传输时长不超过2 s,且与终端显示数据一致。田间试验验证结果表明,排种频率为17.4~25.5 Hz时,检测准确率不低于96.6%,且系统运行正常。【结论】该系统为油菜播种过程智能化提升、播种状态图生成及产量预测提供了技术支撑。

薄面光折射式小麦种子流多通道并行检测装置设计与试验

针对小麦高速播种作业过程中高频排种种子流精准检测困难的问题,该研究设计了一套薄面光折射式小麦种子流多通道并行检测装置。基于将高通量变为低通量多通道并行同步检测的思路,设计了种子流分流结构。根据小麦种子物理特性,在已有传感原理的基础上,提出了一种“LED灯珠+窄缝”产生薄面光层,结合凸透镜折射原理扩大有效检测面积的方法,通过光路分析和窄缝尺寸分析确定了凸透镜焦距、薄面LED窄缝尺寸及传感元器件关键参数。利用多通道并行检测传感原理,设计了多路信号同步采集系统。为提升检测准确率,建立检测准确率-排种频率之间的关系,通过分析检测装置的误差规律,构建了准确率补偿模型。台架试验表明:排种器转速在80~180 r/min时,田间正常排种频率范围为52.10~321.55 Hz,检测准确率均高于96.68%。田间播种试验表明:在2~9 km/h的小麦播种机作业速度下,田间排种频率为67.65~323.95 Hz,检测装置检测准确率高于95.28%。检测装置能够检测排种器的排种频率、各通道排种量、排种总量。正常田间小麦播种作业中机械振动、强光照和土壤粉尘对检测装置没有明显影响。该检测装置可为小麦高速播种作业中高频种子流精准检测、漏播检测以及补种提供有效支撑。

废印刷电路板有价金属分离回收技术研究进展及展望

电子工业的迅速发展使得大量的电子废弃物产生,印刷电路板是电子废弃物的重要组成部分,含有大量的有价金属。传统的废印刷电路板金属回收技术以贵金属(金、银、铂、钯)再利用为主,回收过程中存在环境污染和资源浪费等问题。废印刷电路板中除贵金属外,其他有价金属(如,铜、锌、镍、铅和锡等)也有巨大的回收价值,但综合分离回收难度大,亟待解决废印刷电路板无害化、资源化的有价金属综合回收问题。为此,对国内外废印刷电路板中金属回收工艺和有价金属分离方法的最新研究进展进行综述,并提出废印刷电路板中有价金属资源化回收的发展建议。

次烟煤与木质素共热溶物的液化及其Ni-Mo-S/Al_2O_3催化剂循环利用性能（英文）

对神府次烟煤与木质素共热溶得到的四种具有不同热溶产率的热溶物进行元素分析、红外光谱、同步荧光光谱等表征,对四种热溶物和神府原煤的加氢液化性能进行比较,并进行了催化剂在热溶物液化过程的循环利用性能研究。结果表明,神府煤热溶物较同一温度得到的神府煤与木质素共热溶物具有更多的芳香组分和四环及其以上的多环芳烃。热溶物较神府原煤在液化时具有更高的转化率和油收率。在催化剂Ni-Mo-S/Al2O3作用下,热溶物在液化过程中几乎全部转化,并具有很高的油收率,且神府煤与木质素共热溶物较神府煤热溶物具有更高的油收率。在神府煤与木质素共热溶物的液化过程中,催化剂Ni-Mo-S/Al2O3表现出优异的可循环利用性能,经过四次循环利用后没有观察到催化剂表面的炭沉积现象。

生物质铁矿球团研究现状与展望

寻找替代能源是减少钢铁工业CO_(2)排放的重要方式,而生物质能是CO_(2)零排放的可替代能源。本文在阐述生物质燃料在炼铁工艺中应用的基础上,重点叙述了其在铁矿球团方面上的应用,并就其还原原理以及目前的研究现状进行了概述。结论表明:天然生物质、生物炭、木质素对铁矿都具有较好的还原性,其中木质素的还原性最强,其还原能力高于煤粉与CO;生物质中提取的纤维素可通过改性制备成球团黏结剂或者黏结相,可用于提高生物质铁矿球团的自身强度。最后,文中指出天然生物质铁矿球团、生物炭铁矿球团、生物质中间体铁矿球团是生物质铁矿球团未来发展的3个方向,开发高强度高反应性生物质铁矿球团是未来发展的重要趋势。