超临界法制备生物柴油高压反应釜数值传热分析

数值模拟方法作为一种设计手段表现在它的通用性,掌握本领域常用的分析方法可以进行仿真分析,处理一类问题。在超临界法制备生物柴油的过程中,超临界流体对温度和压力的变化很敏感。高压反应釜受热不均会直接导致局部液体迅速气化甚至发生分解反应,影响生物柴油的产率。本文用有限元软件ANSYS对高压釜的不同反应情况进行了数值模拟,分析了高压釜与流体间的传热规律,为日后反应釜放大设计提供仿真分析技术支持。

数字化与混合教学模式下《互换性与测量技术》一流课程改革与探索

通过将数字化建模与仿真、数字化虚拟实验室和数字化实验数据库引入教学中,站在学的角度进行构建现有的知识体系和讲授方式,不仅拓展了教学形式,还扩大了学生的学习范围,丰富了学习内容,激发了学生的学术兴趣,真正实现了以学生为中心的工程教育模式。通过引入具有航空特色的教学案例,助力学生深入理解基础知识,夯实掌握实践技能。通过完善考核模式,注重过程评价,采用多种考核方式相结合对学生的理论知识掌握程度和综合实践能力进行评估,从多个方面开展一流课程的改革与探索。

东方蝼蛄前胸背板外轮廓数据采集与量化分析

为揭示东方蝼蛄(Gryllotalpa orientalis Burmeister)前胸背板在挖掘过程中的作用,本文利用3D激光扫描仪测得东方蝼蛄前胸背板的外轮廓数据点,云在逆向工程软件中对东方蝼蛄前胸背板进行曲面重构。提取前胸背板截面曲线,利用Matlab软件对前胸背板的截面曲线进行拟合,得到曲线方程。对东方蝼蛄前胸背板表面轮廓线进行分析,发现东方蝼蛄前胸背板纵截面大部分部位的曲率变化比较小,各个纵截面曲率的变化基本一致;各个横截面的曲率变化也基本一致。认为东方蝼蛄前胸背板特有的几何外形对其开掘洞穴具有重要的作用,为工程机械中扩孔工作部件的研究提供理论依据。

东方蝼蛄口器结构与表皮纳米力学性能研究

利用扫描电镜及能谱仪观察了东方蝼蛄口器表面及断面几何结构特征,对口器的表皮组成成分进行了分析,发现口器组织中含有多种金属元素和微量元素;东方蝼蛄口器具有中空结构,断面材料呈层状复合结构;采用切片法对东方蝼蛄口器进行了外形重构;利用纳米力学测试系统对东方蝼蛄口器表皮材料进行了测试,发现东方蝼蛄口器的弹性模量和纳米硬度较高。经比较发现,东方蝼蛄口器表皮的纳米硬度大于雄臭蜣螂唇基表皮的纳米硬度。

东方蝼蛄膜翅表面形态与润湿性

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄膜翅的表面形态。在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角,分析了东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与润湿性的关系。研究表明,东方蝼蛄膜翅展开后各部位的几何微结构各不相同,水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角平均值为94.4°～118.6°,表现出疏水性能。东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与疏水性能的综合作用是其折叠后表面不沾土壤和水的重要机理。

东方蝼蛄体表形态与润湿性

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄(Gryllotalpa orientalis Burmeister)前胸背板、腹部、翅膀和足部的体表形态,测定了东方蝼蛄体表刚毛的覆盖密度和尺寸。在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄体表各部位的接触角,分析了东方蝼蛄体表几何微结构与润湿性的关系。研究表明,东方蝼蛄前胸背板、覆翅、腹部、足、膜翅的刚毛覆盖密度分别为40.32%、31.82%、23.89%、19.11%、14.17%,水与东方蝼蛄体表各部位的接触角平均值为110.8°～141.5°,表现出很高的疏水性能。东方蝼蛄体表刚毛形成的几何结构表面与刚毛的高疏水性能的综合作用是其体表不沾土壤和水的重要机理。

农业机械化及其自动化国家级特色专业建设思路

结合河南科技大学农业机械化及其自动化专业五十多年的办学经验积累,从专业发展角度提出了国家级特色专业的建设思路,分别从完善人才培养方案、师资队伍建设、课程体系建设、实习基地建设、深化教育教学改革5个方面进行详细的论述。

负载金纳米粒子的纳米纤维膜SERS基底的制备及其在毒品检测中的应用

在水热条件下将纤维素纳米纤维(CNF)同时用作还原剂和稳定剂与氯金酸反应,制备了负载金纳米粒子(Au NPs)的纳米纤维素溶胶。采用真空抽滤的方法在微孔滤膜上一步沉积制备了金/纳米纤维素复合膜,复合膜中纤维束相互交错堆叠成多层三维结构,允许大量金纳米粒子在膜层中均匀分散。以罗丹明6G(R6G)和4-巯基吡啶(4-MPy)为探针分子对该复合膜的SERS性能进行了考察。结果显示,该SERS基底具有高的检测灵敏度和良好的光谱重复性,对R6G和4-MPy的检测限分别达到1×10^(-8) mol/L和1×10^(-7) mol/L,相对标准偏差为7.8%。利用该复合膜对苯丙胺类毒品进行了分析和鉴定,其对甲基苯丙胺的检测浓度可低至1×10^(-7) mol/L,检测灵敏度明显优于实验室自制的两种三维结构的纤维柔性SERS基底。同时,将该SERS基底应用于毛发检材中痕量甲基苯丙胺的快速筛查,并采用气相色谱(GC)方法验证结果。结果显示,5份不同添加量的甲基苯丙胺的毛发样品均在1000和1030 cm^(-1)出现甲基苯丙胺明显的特征峰,且随浓度升高拉曼特征峰变强,说明SERS技术能快速筛查出毛发样本中痕量的甲基苯丙胺,GC验证也表明该方法具有较好的准确性,有望进一步推进该方法用于涉毒现场快速检测。

种子玉米籽粒仿生脱粒机理分析

在分析玉米种子生物力学特性与鸡喙结构基础上,进行了鸡喙啄取玉米籽粒的单玉米穗试验。为使玉米籽粒低损伤脱粒,首先要在水分适宜时按照一定顺序破坏籽粒与籽粒之间的相互支撑作用。在同一含水率下玉米籽粒三面承载能力不同,腹面承载最大而顶面承载最小。在选择作用部位时,尽可能避开在籽粒顶部施加载荷。鸡喙不仅具有优良的插入籽粒间隙能力,还具有较强的啄取籽粒能力;鸡喙插入玉米穗部位是纵行与纵行之间的间隙,鸡喙插入籽粒过程是一个三角楔插入籽粒间隙作用的过程,鸡喙多次插入同一部位,会使啄取部位的籽粒低损伤脱下或松散。鸡喙啄取松散籽粒时鸡喙对籽粒产生拉力作用,当此拉力大于果柄的连接力时籽粒就被脱下。

四种昆虫鞘翅断面的超微观结构及仿生模型(英文)

研究动物鞘翅的内部结构,为复合材料的结构设计提供设计依据,以东方白点花金龟(Protaetia orentalis)、臭蜣螂(Coprisochus)、星天牛(Anoplophora chinensis)和黄缘真龙虱(Cytister bengalensis)为研究对象,利用扫描电子显微镜对鞘翅断面进行了分析,并结合四种昆虫的生活环境,对观察到的鞘翅材料结构进行了分析和总结;针对鞘翅材料的结构特点,概括和总结了纤维模型和层状复合材料模型。研究结果表明:四种昆虫的鞘翅均由层状复合材料组成,在鞘翅内部发现的纤维(束)的形态略有区别。在花金龟鞘翅的纤维(束)形态有T型结构、正交叠层结构和分叉纤维结构;臭蜣螂鞘翅的纤维(束)形态有网状结构、块状凸起结构和刺状纤维结构;星天牛鞘翅的纤维(束)形态有空腔结构、螺旋结构、孔洞结构和刺状结构;龙虱鞘翅的纤维(束)形态有空腔和孔洞结构。这些天然生物纤维结构形式为轻质仿生复合材料的结构设计提供了可供学习和效仿的生物模型;基于四种昆虫鞘翅的内部结构分析,总结了常用的几种纤维模型,即分叉纤维模型和螺旋纤维模型,并对两种模型进行了模型示意,几种结构模型为复合材料特别是层状复合材料和纤维增强复合材料的仿生结构设计提供了依据。

东方蝼蛄前足爪趾结构与表皮纳米力学性能

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄前足爪趾表面及断面几何结构特征,得知东方蝼蛄前足爪趾具有中空结构,断面材料呈层状复合结构。利用切片法分析了前足爪趾中空结构。利用纳米力学测试系统对东方蝼蛄前足爪趾表皮材料进行了测试,可知东方蝼蛄爪趾内侧的弹性模量和纳米硬度明显高于其爪趾外侧。与已有研究结果比较表明,东方蝼蛄爪趾表皮的纳米硬度高于臭蜣螂、粪堆粪金龟、弧齿爪鳃金龟的前足胫节表皮的纳米硬度,并高于牛蹄、羊蹄和猪蹄蹄壁材料的纳米硬度。

甘蔗联合收割机剥叶装置的性能试验和参数优化

为了确定甘蔗联合收割机剥叶装置主要参数对性能指标的影响规律,利用自制的剥叶装置试验台,采用二次通用旋转组合试验设计方法,以各辊(喂入辊、第1级剥叶辊、第2级剥叶辊、输出辊)转速为试验因素,以甘蔗未剥净率、蔗茎合格率为试验指标,完成了室内物理模拟试验。并对试验数据进行数理统计分析,初步研究了剥叶性能影响机理。试验得到影响剥叶装置性能的最佳参数组合,为甘蔗联合收获机械的设计提供了试验依据。

玉米种子差速脱粒的单因素分析

为优化差速式玉米种子脱粒机脱粒系统的有关参数,进而降低玉米种子在脱粒过程中的损伤,以籽粒破碎率与未脱净率为主要性能指标,选取直辊转速、喂入量和籽粒含水率为试验因素,对差速式玉米种子脱粒机进行了单因素试验。分析结果表明:不同玉米品种的变化总趋势相似,都随直辊转速的增加而籽粒破碎率增加;直辊转速的增加在一定范围内对未脱净率有利;喂入量的增加会使脱粒效果变差,未脱净率增加;籽粒含水率对破碎率的影响呈一元二次函数关系,籽粒含水率太大或太小对籽粒破碎率的影响都很大;随籽粒含水率的增加。籽粒未脱净率增加。研究成果为玉米种子差速脱粒的多因素综合试验提供了考察依据。

低损伤玉米种子脱粒机整机结构设计

设计了一种利用筛选与负压气流风选相结合、对差速式玉米种子脱粒装置脱下的玉米种子进行清选的新机型。与同类机型相比,该机具有生产效率适中、脱粒质量与清选效果好等优点。

葵花籽油超临界酯交换法制备生物柴油反应动力学研究

以葵花籽油为原料,通过超临界酯交换法制取生物柴油,并研究葵花籽油超临界酯交换的反应动力学。从反应的正向出发,根据甘油三酯的消耗速率的变化,建立了反应动力学模型。通过试验确定了反应级数及反应活化能。从而确定了葵花籽油超临界酯交换法制备生物柴油的反应动力学模型。

工科院校农机专业人才培养模式研究与实践

对我国农机专业人才培养存在的问题进行分析,通过优化课程内容体系、更新教学内容与课程内涵、加大学科间渗透与融合力度,建设核心课程与精品课程,加强专业统编教材建设,推进校内外实践基地建设,注重师资队伍培养等多方面途径,进行工科院校农机化专业人才培养模式的研究与实践,完善工科院校的农机化专业人才培养模式。

农业工程类实验课与实践性教学改革

以实践教学内容设置为中心,围绕素质教育、能力培养,完善了实践教学管理和实践教学条件,形成一个具有特色、整体优化并与理论教学有机统一的专业实践教学体系。该体系体现了本学科的专业基础和行业特色。同时利用专业丰富的教学资源和现代化的网络教学手段,支撑了教学团队建设,满足了现代社会对培养应用型高级专门人才的教学要求。

论农业工程学科教学与科研的关系

本文论述了高校如何处理好教学与科研的关系,通过总结河南科技大学农业工程学科快速发展的经验,论证了在高校学科建设中,教学与科研完全可以互相促进,协调发展。

开展SRTP计划培养工科创新型人才实施与探索

SRTP(Student Research Training Program,大学生科研训练计划)是培养大学生科研能力的有效手段,自我校实施SRTP计划以来,培育了越来越多的本科科研创新人才,大学生获国家级奖励的数目也与年俱增,本项目为更好的实施SRTP计划,培养工科创新型人才而进行了实施与探索,统计分析了近几年我校工科学院SRTP计划的数量与质量,结合我校大学生取得的科研成果,总结出了开展SRTP计划的具体实施规律和今后探索的方向。