谷壳垫料颗粒离散元模型参数标定

为了得到异位发酵床垫料颗粒精准的离散元模型接触参数,以谷壳作为发酵床垫料,对谷壳部分物理参数及其物理力学特性进行测定分析,利用离散元仿真软件进行谷壳堆积角的模拟试验。选用Hertz-Mindlin(no slip)模型作为颗粒之间的接触模型,以堆积角作为评价指标,选取谷壳间的静摩擦系数、谷壳间的滚动摩擦系数及谷壳的剪切模量3个因素,通过单因素试验与三因素三水平正交试验相结合对垫料谷壳颗粒离散元模型参数进行筛选,得到对谷壳堆积角有显著影响的参数,从而来找出最佳参数组合,使得模拟试验中颗粒的堆积角与现实中颗粒的自然堆积角一样,从而建立准确的离散元仿真模型。结果表明:颗粒堆积角影响比较明显的参数有静摩擦系数、滚动摩擦系数和剪切模量3个参数,且静摩擦系数影响最大。剪切模量为3.75e+8Pa,静摩擦系数为0.41,滚动摩擦系数为0.15时,模拟试验的堆积角值与实际谷壳颗粒的堆积角值最为接近。说明试验标定的参数精准,可以为颗粒床离散元仿真建模基本参数的标定提供理论依据,并为翻抛刀具的设计提供研究基础。

农业废弃物有机肥发酵工艺研究现状与展望

农业生产后残留了大量的的废弃物,利用农业废弃物发酵有机肥的工艺技术十分重要。笔者主要介绍农业废弃物发酵有机肥的工艺,简述了有机肥发酵的分类方式、一般发酵工艺方法和有机肥发酵的基本原理,明确了有机肥发酵对农业废弃物处理的重要性,分析了国内外有机肥发酵研究的发展现状和国内有机肥发酵存在的问题,提出了农业废弃物发酵有机肥的发展趋势,以期为今后农业废弃物发酵制备有机肥提供研究基础。

异位发酵床垫料的直剪切及压缩试验研究

为研究不同含水率的条件下异位发酵床垫料:抗剪强度、黏聚力、内摩擦系数、压缩载荷的变化规律。本研究采用土壤力学试验方法,测定垫料五种不同含水率的相关参数。结果表明:当垫料含水率为29.22%~36.13%时,抗剪强度、内摩擦角系数会随着含水率的增大而增大;当含水率为45.55%~61.11%时,抗剪强度、内摩擦角系数会随着含水率的增大而减小。黏聚力不会因含水率的改变而出现明显变化;垫料的压缩载荷随加载时间增大而增大,递增幅度逐渐增大。

异位发酵床垫料水分蒸发规律试验研究

为了研究环境温湿度及发酵温度对垫料水分蒸发的影响规律。本研究通过BBD试验设计法设计了四因素三水平正交试验,以谷壳和发酵床垫料为试验物料,选取发酵时温度、垫料的初含水率、外界环境温度和湿度四个试验因素来研究对垫料水分蒸发量的影响。结果表明:发酵时温度、外界环境温度和湿度对发酵床运行过程中水分蒸发量影响显著,当所选物料为谷壳时,垫料的初含水率不显著,当所选物料为发酵床垫料时,垫料的初含水率对发酵床运行过程中水分蒸发量影响显著。且在发酵时温度为70℃,垫料的初含水率为60%,外界环境温度为35℃,外界环境湿度为70%的试验条件下发酵床运行过程中水分蒸发量最大。通过多元线性回归方法,得到了两种物料的水分蒸发量与发酵时温度、垫料的初含水率、外界环境温度和湿度等四个因素的回归模型。本研究为确定合理加入粪污量,调节水分提供理论基础,及为以后含水率检测传感器的设计提供研究基础。

基于介电特性的异位发酵床稻谷壳含水率的检测

为探究异位发酵床稻谷壳含水率与介电特性之间的关系,探索介电特性在垫料含水率快速测量中的可行性,以异位发酵床垫料中的主要基质——稻谷壳为研究对象,利用平行板电容器研究测量信号频率(0.1~100 kHz)、温度(15~55℃)和含水率(10%~70%)对稻谷壳介电特性的影响,对稻谷壳介电常数发生变化的原因进行分析,在信号频率1、5、10、50 kHz下,建立通过测量稻谷壳相对介电常数和温度来预测其含水率的关系模型。结果表明,在0.1~100 kHz频段内,温度的升高和含水率的增大会使稻谷壳的相对介电常数和介质损耗因数呈现递增的趋势,信号频率的增大会使二者呈现递减的趋势。在所选频率下,建立可用二次多项式表示相对介电常数、温度与含水率之间关系的回归模型,各模型决定系数皆大于0.98,说明稻壳含水率是可以通过介电特性来预测的。

槽式翻抛机关键部件设计与试验

【目的】针对现有翻抛机存在翻抛深度浅、单向翻抛和垫料混合不均匀等问题,结合畜禽粪污异位发酵技术的特点,对槽式翻抛机关键部件进行设计.【方法】以锄头式双向耙刀代替传统的旋切式耙刀,能实现双向翻抛且加大翻抛深度,最大翻抛深度可达1.6 m;对耙刀和滚筒组成的工作部件进行参数设计与静力学分析,运用ADAMS软件对耙刀3种排布方案进行运动仿真分析,得出奇偶四螺旋排列方式可以使翻抛机轴向方向受力均衡、运行平稳、减少振动.【结果】并以翻抛机翻抛深度、平整度以及单位能耗为指标进行试验,试验结果表明垫料在以奇偶四螺旋排列的锄头式双向耙刀翻抛后平整良好,所形成的表面纵向方向上凹凸量的偏差值不超过10 cm,且奇偶四螺旋排列的翻抛机单位能耗比对称双螺旋排列的翻抛机节省了11.4%.【结论】设计的新型槽式翻抛机关键部件能够有较好的翻抛性能.

茶叶揉捻机揉捻盘的设计

本文论述了外揉盘的倾斜角的大小、内揉盘的形状和大小;同时对棱骨的形状、曲度、大小、数量和排列形式进行了详细的研究,希望通过此次研究有助于茶叶揉捻机的设计发展。

基于介电特性的异位发酵床垫料含水率的检测与建模

为了探究异位发酵床垫料的介电特性,实现垫料含水率的快速检测,本研究以异位发酵床垫料原料(稻谷壳和锯末)为研究对象,利用平行板电容器研究了频率(0.1~100.0 kHz)、温度(25~65℃)、含水率(32.16%~68.61%)和体积密度(101.9586~459.3941 kg·m^(-3))对垫料的相对介电常数ε′_(r)和介质损耗因数ε″_(r)的影响;在所选频率下,建立了预测含水率的数学模型,并对模型进行了验证.结果表明,在0.1~100.0 kHz频段内,温度的升高、含水率和体积密度的增大都会使垫料的ε′_(r)和ε″_(r)呈现递增的趋势,频率的增大会使二者呈现递减的趋势.在所选频率下建立的模型的决定系数皆大于0.98,最大值为0.9990.含水率的预测值与实测值之间的决定系数为0.9932,二者之间的绝对误差在±2.33%内,说明基于垫料介电特性预测含水率的方法是可行的.

生物发酵床垫料内部热传导的研究

为了了解生物发酵床垫料发酵过程中温度变化情况,探索生物发酵床发酵温度与外界环境温度的相关性,试验对生物发酵床垫料温度进行监测,采用接触式测量方法对垫料发酵温度进行研究。利用传热学知识并结合实际养殖情况,对垫料床内部的结构分层和传热过程进行研究分析,将垫料床导热问题作为稳态导热问题进行研究,了解生物发酵床垫料热传导机理。在实验室内建立垫料床模型,选取特定垫料基质组合,采用发热板模拟发酵热温度,用多点测温系统测定不同发酵热温度下的垫料床温度变化情况。结果表明:垫料床内部的测温点温差与周围环境密切相关,且内部温度高于环境温度。在自然情况下垫料床表层温度分布均匀,而在发酵过程中则会有所上升,但影响不明显。说明生物发酵床垫料内部的温度传导模式与垫料物性相关且受环境温度影响。