基于国五Ⅰ型测试的Warp Air Clean装置对汽油车尾气减排效果研究

汽车尾气排放是空气污染最主要的来源之一,已有技术以机内净化技术和机外净化技术为主,少有关注如何从发动机前端入手减少汽车尾气污染物排放。Warp Air Clean(WAC)装置可以通过静电作用改善发动机进气质量,优化发动机燃烧过程,因此基于国五Ⅰ型测试进行了WAC装置减排效果研究。结果表明:(1)WAC装置对汽油车尾气排放的总碳氢化合物(THC)、CO、氮氧化物(NO_(x))、颗粒物(PM)、CH_(4)和非甲烷总烃(NMHC)都有着较好的减排效果;(2)总体而言,WAC装置对汽油车旧车的减排效果优于新车;(3)对汽油车THC、CH_(4)和NMHC的市区工况减排效果优于市郊工况,而对CO和NO_(x)的市郊工况减排效果优于市区工况;(4)对不超过九座的载客车辆的减排效果优于最大设计总质量不超过3500 kg的载货车辆。

空气前端净化技术Warp Air Clean对柴油车尾气的减排效果

柴油车是城市氮氧化物和颗粒物污染的主要来源之一。以一种新型的发动机前端空气净化技术(warp air clean,WAC)为研究对象,研究其对7辆柴油货车在怠速和自由加速阶段的减排效果。结果表明:WAC对柴油货车一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_(x))、碳氢化合物(HC)和颗粒物数量(particulate number,PN)的平均减排率分别为12.2%、2.9%、3.9%和11.3%;不同排放标准下,WAC对国Ⅲ车辆的净化效果更佳。同一排放标准下,轻型柴油车的减排效果要优于重型柴油车;怠速(空挡)阶段,WAC对使用年限长、排放标准低的车辆净化效果更佳;自由加速阶段,WAC对CO、NO_(x)和HC的净化作用主要表现为降低车辆加速过程中气体污染物排放的峰值,最高分别可达70.6%、50.0%和38.6%。

鲜食玉米收获机高净度清选智能测产装置研究

为改善国内小区鲜食玉米育种测产机械装备缺乏、小区鲜食玉米种子清选和测产过程完全依靠人工的现状,设计一种小区鲜食玉米种子高净度清选智能测产装置。该装置采用双层网筛、风力清选、智能测产流程完成高净度清选及测产作业,实现种子高净度清选和智能测产的作业要求。以上筛夹角、下筛夹角和螺旋分离装置入口风速为试验因素,以作业时千克籽粒含杂率为试验指标进行正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型,并进行试验验证。结果表明:上筛夹角为14.0°,下筛夹角为4.0°,螺旋清选装置入口风速为27.0 m/s时为最佳作业组合,此参数组合下,鲜食玉米籽粒千克籽粒含杂率为1.2%,籽粒残留清理合格率为99.69%,测产平均误差为0.412%,籽粒含水率测量平均误差为3.57%,玉米种子千粒质量测量平均误差为0.276%。为小区鲜食玉米种子的高净度清选以及智能测产提供研究基础。

基于流固耦合的绿豆清选装置数值模拟分析

针对绿豆收获清选过程中清选损失率高、籽粒含杂率高的问题,研发一种双斜面风筛式绿豆清选装置。运用流固耦合仿真模拟绿豆清选过程,并开展了正交试验。同时运用二次回归方程分析和响应面分析等方法对籽粒含杂率、清选损失率的影响进行探究。试验结果表明,最优参数组合为入风口风速5.7 m/s、清选筛振动频率4.71 Hz、上筛横向振幅7.99 mm、下筛筛面倾角0.68°,此条件下籽粒含杂率2.12%、清选损失率2.51%,符合性能指标要求,实物样机可用于后期田间试验。

风筛式清选装置筛下物料分布规律研究

为揭示筛下物料分布随清选装置结构、运动参数变化规律,在QXS-3.0型谷物清选试验台上进行了不同风机转速、风机风向角、曲柄转速、曲柄直径的振动筛下物料分布试验。通过分析不同条件下筛下各物料含量及沿筛面横向、纵向分布情况,得出筛下籽粒重量、杂余重量、物料总重量及含杂率沿筛面横向、纵向分布规律。结果表明,物料在横向上分布极不均匀,荞麦籽粒主要分布于籽粒收集箱中间位置,两侧分布较少;因受风机布置影响,杂余量呈“人”字形分布;而筛下物料含杂率呈“w”型分布,且随各参数变化明显。在纵向上,物料分布也不均匀,荞麦籽粒主要集中于籽粒收集箱中间位置,而前端、后端分布较少;杂余量、含杂率曲线近似,杂余量、含杂率在籽粒收集箱0~1100 mm区域内增长缓慢,1100~1500 mm区域增长迅速。所得结论可以为荞麦清选装置的设计及优化提供理论依据,同时对指导农业生产也有重要意义。

蔬菜气吸式排种器四级清种机构设计与试验

为解决蔬菜气吸式排种器吸种时出现一孔多粒现象导致播种质量下降的问题,提出4级锯齿清种作业的方法,并设计了四级清种机构。阐述排种器出现重吸现象的原因,对清种过程中种子的受力建立数学模型,从而确定清种机构安装位置、齿形角度等关键参数。选取清种齿顶与型孔距离、排种器工作转速和气室负压为主要因素进行二次回归正交旋转组合试验并对试验结果进行显著性和回归分析,获得最优参数组合为第4级清种齿顶与型孔距离0.41 mm、负压1.22 kPa、排种器工作转速5.85 r/min,并对最优工作参数进行验证试验和对比试验。验证试验表明,在工作转速为4.5~9.5 r/min时,漏清率不大于1.50%,过清率不大于1.88%,与回归方程计算值基本一致。对比试验表明,在转速分别为4.5、7.0、9.5 r/min时,采用四级清种机构漏清率分别降低3.2、4.0、5.0个百分点,过清率分别降低0.19、0.83、1.45个百分点,排种合格率分别提升3.42、4.83、6.45个百分点。采用四级清种机构有效降低了清种环节的漏清率,提升了排种器的工作质量。

食葵籽粒双层振动风筛式清选装置设计与试验

针对食葵机械化收获清选环节损失率和含杂率均偏高等问题,该研究设计了一种双层振动风筛式食葵清选装置,主要由风机、导料齿板式上筛体、阶梯抖动板式下筛体及驱动机构等组成。根据不同品种食葵籽粒大小,清选装置上下筛分别配套筛孔尺寸为20、18 mm和18、16 mm的两组编织筛网。通过清选过程物料动力学分析,获得影响该装置工作性能的主要因素为气流方向角、曲柄转速及筛面倾角。应用Fluent-EDEM耦合技术仿真模拟食葵清选过程,验证清选装置结构合理性。以大籽粒“三瑞10号”和小籽粒“葵花363”两种食葵为试验对象,气流方向角、曲柄转速及筛面倾角为影响因素,含杂率和损失率为评价指标,在自制清选装置台架上分别开展正交试验,利用综合分析法得出影响清选性能的主次因素依次为曲柄转速、筛面倾角、气流方向角,较优参数组合为气流方向角21°、曲柄转速250 r/min、筛面倾角4°,此时含杂率低于3%,损失率低于2%,满足食葵机械化收获标准,且作业性能优于已有食葵清选装置。该研究可为食葵机械化收获过程中清选系统的改进优化提供技术支撑。

鸡舍排出空气过滤清洗装置设计与试验

为降低鸡舍排风对场区环境和生物安全的影响,规模化鸡场开始普遍采用在鸡舍排风机外侧设置过滤网的方式拦截羽毛和过滤粉尘。羽毛和粉尘在过滤网积聚易导致鸡舍通风效率降低,因此需要定期进行人工清洗,既费工费时又危害清洗人员呼吸道健康。为实现鸡舍排出空气的自动化高效净化,该研究设计了一种由过滤机构、清洗机构、驱动机构和控制机构组成的鸡舍排出空气过滤清洗装置,并进行了试验验证和运行能耗及成本核算。根据鸡舍排风污染物特性和过滤清洗需求,确定了过滤网材质及孔径、冲洗杆喷头选型及布置方式,以及驱动小车电机选型和车轮直径等关键参数,编写了装置运行控制程序。该装置通过自走式小车沿导轨往返运动驱动连接在过滤网内外侧竖直布置的冲洗杆和收集槽同步运动,冲洗杆采用喷水反向冲洗的方式,将过滤网内侧积聚的羽毛和粉尘冲洗至收集槽中,再排放至鸡场废水收集系统,从而实现过滤网的定期自动清洗功能,保证过滤效果的同时减少人力投入。试验验证结果表明,该装置运行可靠、控制简单,能够过滤拦截收集鸡舍排出空气中的羽毛,对鸡舍排出空气中粉尘的去除率可达到55.0%;运行能耗及成本核算结果表明,装置耗水量为2.17 L/(次·m^(2)),耗电量为0.0017(kW·h)/(次·m^(2)),运行成本为0.0206元/(次·m^(2)),为实现规模化鸡舍排出空气净化处理的工程应用提供了技术支撑。

基于Fluent的韭菜气吹清洗系统的设计与试验

目前,国内部分根茎类蔬菜清洗技术已经有了不错的进展,但叶菜类等易损伤蔬菜的清洗技术进展缓慢,急需清洗技术相关的理论体系与设备。为此,创新性地采用气吹式清洗方法,运用Fluent软件分析计算得到流场结果与韭菜的风压分布,确定了韭菜受力最大值集中点,即分别在迎风面、韭菜叶中部、根部及正对喷嘴的位置,且这些位置在实际中会产生一定的位移量。同时,结合速度云图与筛网空隙反馈,提出优化喷嘴流速的解决方法并通过三因素二次旋转正交组合试验与台架试验综合测得数据:当清洗量为0.993kg、清洗时间为46.693s、气吹强度为2.391m/s时,气吹效果最好,洗净率86.3%,破碎率3.5%。研究结果为易损伤蔬菜的清洗方法与流程提供了理论基础与方向。

胡麻脱粒清选装置作业过程仿真与试验

针对分段收获后胡麻脱出物形状差异小、混杂程度大、清选困难等问题,设计了胡麻脱粒清选装置。为提高胡麻脱粒清选装置作业效率,探究胡麻脱粒物料气流式清选机理,以装置气流清选系统为研究对象,分别建立清选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型。采用CFD-DEM耦合仿真技术,通过研究各组分脱出物料的运动轨迹与空间位置分布,得出清选系统内胡麻脱出物分离规律,并进行验证试验,校验仿真模型可靠性。仿真试验表明,胡麻脱粒物颗粒在清选系统内气流场的作用下表现出较好的分离清选效果,同时,通过分析模拟试验所得到的胡麻脱粒物颗粒数量和平均速度变化曲线,探明了胡麻脱粒物料在分离清选作业过程中运移的平均速度和数量的变化规律。验证试验表明,该装置在最佳工作状态下作业后胡麻籽粒的清选损失率为2.78%,含杂率为2.23%,与仿真模拟胡麻籽粒损失率(2.05%)、含杂率(1.56%)相比,二者试验结果分别仅相差0.73、0.67个百分点,实际试验结果与仿真模拟结果吻合度较高,验证了模型的可靠性。

洁净厂房用化学过滤器的性能检测

随着半导体产业的发展,洁净厂房的环境控制比以往更加严格。在一般通风过滤的应用中,气体过滤的使用和需求越来越多。现如今,环境空气中存在着大量可能影响工业生产的有害气体,人们也逐渐认识到使用专业的气体过滤装置能够解决或缓解这一类问题。国内对化学过滤器的检测大多局限于阻力、初始过滤效率和容污量的测试[1-2],与真实的市场检测需求有着很大的差距。描述了化学过滤器供应商对产品交付客户前大多进行的测试项目,包括污染物释放测试,压降曲线测试,初始去除效率测试,容污量测试和保持力测试,并根据检测中出现的问题给出合适的解决方案,从而全面准确地提供化学过滤器的性能参数。

双吸风口振动式花生荚果清选装置设计与试验

为改进花生摘果机、花生捡拾收获机的清选装置,提高花生清选性能,在花生摘果机清选物飘浮速度试验基础上,根据饱满花生荚果、空瘪果、碎茎秆、果柄和花生叶等各组分飘浮速度差异,提出了前、后2个吸风口（双吸风口）与振动筛组合式清选原理,进行了总体方案与关键部件设计并研制出5XT-2Z型花生摘果机,通过清选性能试验研究了振动筛振动频率、吸风口高度和风机转速对花生清选损失率和含杂率的影响。试验结果表明,3种饱满花生荚果飘浮速度为10.30-14.39 m/s,空瘪果、碎茎秆、花生果柄和花生飘浮速度分别为7.03-8.89 m/s、4.51-5.46 m/s、2.80-3.35 m/s、1.74-2.13 m/s;优化后的振动筛曲柄转速为200 r/min,吸风口高度为135 mm,风机转速为390 r/min,此参数下清选损失率为1.35%,含杂率为1.75%。

风筛式清选装置筛面气流场试验

在DFQX-3型物料清选仿真试验台上,通过空间布点测量了筛面不同位置的气流速度。根据测量值得出筛面上流速小于或等于4.81 m/s,属低速气流。利用Matlab绘制了筛面不同位置的横断面、纵断面、水平面的等速线和速度变化曲线,分析了风筛式清选装置的筛面气流场速度分布规律。试验表明,筛面两侧的流速对称分布,前后两端流速较接近,中间流速变化复杂。

风筛式清选装置振动筛上物料运动CFD-DEM数值模拟

采用计算流体力学和颗粒离散元耦合的方法模拟风筛式清选装置中物料在筛面上的运动,并将模拟结果和试验结果进行了对比。仿真结果表明:在一定范围内风机出风口风速增加,物料后移速度增加,有助于提高振动筛的处理能力,但也会增加籽粒的损失;风速增加使籽粒在筛下分布后移,在15分区后籽粒数量很少。通过试验验证表明,利用CFD-DEM耦合对风筛式清选装置进行数值模拟是可行的。

通风系统用空气净化装置细颗粒物(PM2.5)净化效率测试方法

基于空气净化产品检测经验和检测数据,提出了一种关于通风系统用空气净化装置PM2.5净化效率的测试方法。从测试用气溶胶的发生(气溶胶类型和气溶胶发生设备)、PM2.5净化效率测试台性能(风量稳定性、系统风速不均匀性、系统PM2.5浓度不均匀性、系统PM2.5浓度稳定性)和PM2.5测量仪器的选择等方面对测试方法进行了详细论证。

新型谷物输送-分离-清选复合装置

针对小型谷物联合收获机清选系统体积庞大和振动强烈等问题,研制出一种用于谷物脱出物输送、分离和清选的复合装置。该装置融合了螺旋输送、筛孔分离和气流清选等功能,体积小、振动弱,可实现谷物脱出物在输送过程中有效分离茎秆,清选装置的清选能力得到提升。通过室内试验,得出复合装置最优工作参数。在最优参数下,复合装置的籽粒破碎率为0.27%,清选损失率为0.18%,夹带损失率为0.45%,清洁率高于98%,清选能力可达977.4 kg/h。

用于污染控制的回风口净化装置的三个必要条件——空调净化系统污染控制与节能关系系列研讨之三

提出把空气净化装置主要设于回风口以拒尘、菌的主动式污染控制理念和方法,得出这样的装置必需具备三个必要条件:初阻力不大于20Pa,滤菌效率不小于90%,除尘计重效率不小于95%(或对于粒径大于等于0.5μm微粒的计数效率不小于70%)。

纵轴流风筛式清选装置参数的试验研究

为了改善纵轴流水稻收获机清选装置的清选性能,在自行研制了纵轴流风筛式清选装置试验台的基础上,以曲柄转速、离心风机倾角、离心风机转速和喂入量作为试验因素,以功耗、含杂率和损失率作为评价指标,通过试验研究,得出这些参数对清选性能的影响规律,这对于指导生产具有重要意义。

联合收割机风筛式清选装置中气流场的仿真研究

为了改善联合收割机风筛式清选装置的清选质量,对其筛面气流场进行了研究,阐述了ANSYS(AnalysisSystem)软件中的流体动力学仿真分析方法,具体讨论了其实现过程,包括仿真模型的建立以及仿真分析结果的处理等。以联合收割机风筛式清选装置中气流场的流动仿真分析为例,得到了理想的气流场分布状态,说明了这种仿真分析方法的有效性及其优越性。

纵轴流风筛式清选装置多因素试验研究

为了改善纵轴流水稻收获机清选装置的清选性能,在自行研制了纵轴流风筛式清选装置试验台的基础上进行正交旋转试验研究,分析了清选装置的曲柄转速、离心风机转速、离心风机倾角三个参数对功耗、含杂率、损失率的影响。利用各性能指标的回归方程,采用主目标函数法,用MATLAB进行优化求解,综合评定后得到优化参数为:曲柄转速为235r/min,离心风机转速为764r/min,风机倾角为28°,通过验证试验后,所得到的性能指标均满足要求。通过研究,可为清选装置的设计、制造和使用提供可借鉴的依据。