检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：解臣硕山东农业大学

学位级别：硕士

滚筒筛式膜杂风选机是废旧地膜资源化利用除杂环节的关键装备,针对该装置运行一段时间后易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高的问题,本文在研究膜杂混合物物料特性基础上,设计了一种筛孔清堵装置,对该装置进行了理论分析、结... 详细信息

滚筒筛式膜杂风选机是废旧地膜资源化利用除杂环节的关键装备,针对该装置运行一段时间后易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高的问题,本文在研究膜杂混合物物料特性基础上,设计了一种筛孔清堵装置,对该装置进行了理论分析、结构设计,利用计算机仿真和试验验证相结合的方法,优化了筛孔清堵装置结构和工作参数,确定了关键装置作业形式,为多种型式的筛孔清堵装置的设计、优化提供理论支持和技术参考。本文主要开展了以下工作:(1)膜杂混合物各组成成分物料特性测定。对回收、破碎后的膜杂混合物进行分类称重,测定其中各组分质量比例为:残膜36.8%,秸秆18.4%,土壤44.8%。确定了膜杂混合物的基本物理特性参数、各组成成分之间的接触参数以及悬浮速度,可为后续仿真提供数据支持。(2)筛孔清堵装置设计研究。针对滚筒筛式膜杂风选机工作一段时候后出现的滚筒筛筛孔堵塞的问题,设计了筛孔清堵装置,阐述了筛孔堵塞本质上是膜杂混合物在筛孔处的受力平衡。以通过外界手段破坏其在筛孔处的受力平衡为设计依据,构建了筛孔清堵装置的三维模型,通过有限元分析软件对关键结构进行受力分析,确定装置整机结构强度满足要求,并以此为依据进行样机试制。(3)筛孔清堵装置仿真研究。以筛孔清堵装置工作原理为基础,构建了理论分析数学模型,确定当喷头喷射气流速度大于1.151 m/s时,喷射的气流能够打破堵塞物在筛孔处的受力平衡。通过对筛孔清堵装置内部流场进行仿真模拟,当对角安装离心式鼓风机且加装稳压管,风机风速大于9.2 m/s时,喷头喷射气流速度满足清堵要求。进行试验验证,该工作条件下,筛孔清堵装置各喷头喷射气流速度平均值为3.81 m/s,气流速度最小值为1.22 m/s,均满足清堵要求,其中仅有8.28%的筛孔发生堵塞,膜中含杂率为7.33%,较安装筛孔清堵装置前筛孔堵塞率、膜中含杂率分别降低16.27、4.64个百分点。(4)筛孔清堵装置结构、工作参数优化研究。针对筛孔清堵装置内部流速不均匀,部分喷头喷射气流速度小、清堵效果较差的问题,利用三因素三水平中心组合试验方法,以喷头至筛面距离、风机风速、气流管道数量为试验因素,以膜中含杂率、筛孔堵塞率为评价指标,对筛孔清堵装置结构、工作参数进行优化试验,以优化结果为条件进行实机试验验证,当喷头至筛面距离为102 mm、风机风速为24 m/s,气流管道数量为4个时,膜中含杂率为5.86%,筛孔堵塞率为5.41%,较优化前膜中含杂率、筛孔堵塞率分别降低2.42、1.92个百分点,较安装筛孔清堵装置前膜中含杂率、筛孔堵塞率分别降低7.06、18.19个百分点,装置持续工作过程中膜中含杂率与筛孔堵塞率基本保持不变,表明优化后的装置清堵效果显著提高且工作性能稳定。

关键词：筛孔清堵装置膜杂分离 CFD-DEM耦合流场仿真参数优化

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滚筒筛式膜杂风选机筛孔清堵装置设计与试验

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农业机械学报 2022年第9期53卷 91-98页

作者：康建明解臣硕王小瑜陈英凯王长伟彭强吉山东省农业机械科学研究院济南250100 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室济南250100 山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

为解决滚筒筛式膜杂风选机运行过程中易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高等问题,设计了一种通过喷头喷射气流扰动筛孔处流场、破坏堵塞物在筛孔处受力平衡的筛孔清堵装置。该装置包含对角安装在滚筒筛式膜杂风选机两侧的离心... 详细信息

为解决滚筒筛式膜杂风选机运行过程中易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高等问题,设计了一种通过喷头喷射气流扰动筛孔处流场、破坏堵塞物在筛孔处受力平衡的筛孔清堵装置。该装置包含对角安装在滚筒筛式膜杂风选机两侧的离心式鼓风机、稳压管、滚筒外缘的气流管道等。通过理论分析确定了筛孔清堵的临界气流速度为1.151 m/s,采用计算流体力学仿真与曲线拟合的方法探明了风机风速与喷头喷射气流速度呈正相关关系,最终确定风机风速为9.2 m/s。设计并搭建样机进行试验,结果表明:当风机风速为9.2 m/s时,筛孔堵塞率为8.28%,膜中含杂率为7.33%,较安装筛孔清堵装置前筛孔堵塞率、膜中含杂率分别降低16.27、4.64个百分点,其中各喷头喷射气流速度平均值为3.81 m/s,最小值为1.22 m/s,满足清堵要求,清堵装置持续工作过程中,筛孔堵塞率和膜中含杂率基本保持不变。

关键词：膜杂风选机筛孔清堵装置数值模拟

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滚筒筛式膜杂分离装置数值模拟与参数优化

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中国农机化学报 2024年第4期45卷 1-11页

作者：解臣硕康建明彭强吉林向阳侯加林山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 山东省农业机械科学研究院济南市250100 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室济南市250100 山东省栖霞市农业农村局山东烟台265300

滚筒筛式膜杂分离装置存在膜杂混合物经筛分后膜中含杂率高等问题,利用计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)耦合方法,对滚筒筛式膜杂分离装置清选室气流场动态分布以及装置内物料运动情况进行数值模拟,确定工作参数范围。选取气流角度、进... 详细信息

滚筒筛式膜杂分离装置存在膜杂混合物经筛分后膜中含杂率高等问题,利用计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)耦合方法,对滚筒筛式膜杂分离装置清选室气流场动态分布以及装置内物料运动情况进行数值模拟,确定工作参数范围。选取气流角度、进气口风速和滚筒转速为试验因素,进行气固两相流耦合仿真试验,分析各试验因素对清选室气流场以及对装置内物料运动情况的影响,以产出物含膜率、杂中含膜率及残膜产出量为评价指标,开展三因素三水平正交试验,通过多目标优化的方法得到最佳工作参数组合:进气口风速为8.5 m/s、气流角度为8°、滚筒转速为26 r/min,在此条件下进行验证试验,结果表明:产出物含膜率为89.31%、杂中含膜率为1.99%、残膜产出量为0.0326 kg/s,试验结果与理论优化值相对误差小于7%,各指标分别优于工作参数优化前0.87个、3.82个、6.57个百分点。该研究验证基于DEM-CFD气固两相流耦合仿真对滚筒筛式膜杂分离装置流场分析的可行性,为滚筒筛式膜杂分离装置作业参数优化提供理论依据。

关键词： DEM-CFD耦合膜杂分离数值模拟正交试验响应面分析

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利用离散元仿真及微结构分析法研究高铝瓷球对尿素表面改性和养分控释的效果

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植物营养与肥料学报 2023年第5期29卷 900-911页

作者：田虹雨董晶晶解臣硕崔静段建杭张天骄代佳颖王硕张丽莉魏占波武良郭武松刘之广张民山东农业大学土肥高效利用国家工程研究中心山东泰安271018 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 农业农村部农作物专用肥重点实验室/湖北新洋丰肥业股份有限公司湖北荆门448000

【目的】尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果,以及改性提高肥料养分控释的效果。【方法】供试肥芯为大颗粒尿素(直径3~5 mm,N46%),供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高... 详细信息

【目的】尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果,以及改性提高肥料养分控释的效果。【方法】供试肥芯为大颗粒尿素(直径3~5 mm,N46%),供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高铝瓷球、高铝瓷柱和氧化锆球。经测量不同磨料研磨后尿素的休止角,证明采用堆密度1.336 g/cm~3、直径6 mm的球形高铝瓷在10 min内对尿素表面改性效率最高,故用作后期的试验磨料。将1.5 kg的高铝瓷球与1 kg大颗粒尿素加入转鼓中,采用离散元仿真软件(EDEM)模拟磨料摩擦与尿素颗粒自摩擦的粒子运动、碰撞、受力和分布特征;使用扫描电子显微镜分析磨料、表面改性尿素和包膜尿素的表面和切面结构特性,采用原子力显微镜测试包膜尿素膜表面结构微观特征与粗糙度;采用静水溶出率法测定纳米SiO2改性蓖麻油基聚氨酯包膜的表面改性尿素的养分释放特征。【结果】EDEM仿真结果表明,转鼓底部颗粒运动快(1.125 m/s),边缘运动慢(0.00309 m/s),转动过程中,小颗粒物聚集在转鼓底部产生偏析。尿素自摩擦力约0.035 N,加入密度大于尿素的球形高铝瓷磨料后,混合体系的摩擦力变大(约0.042 N),尿素颗粒间的碰撞次数较自摩擦体系高出13.0%,因此改性效率得以提高。表面改性显著降低了颗粒表面粗糙度,在1μm^(2)检测范围内,粗糙度(Ra)平均降低了79.2%。由扫描电镜图可以看出,普通尿素表面粗糙,膜材料填充在凹陷部位,包膜耗费的膜材料较多,且膜与尿素贴合不紧密,在运输或长期储存过程中易发生膜破损,失去养分控释能力;改性后的尿素表面光滑,减少了无功能的膜材浪费,且膜厚均匀,膜层与核芯结合紧密,膜切面结构均匀,不易破损。养分释放结果表明,以5%包膜率的纳米SiO_(2)改性蓖麻油基聚氨酯对尿素包膜,表面改性尿素相较普通尿素可使养分释放期延长6倍,由表面改性前的24天提升至169天。【结论】依据EDEM离散元软件模拟,球形高铝瓷作为磨料与尿素混合后,提高了尿素颗粒的摩擦效率,大大降低了尿素表面的粗糙度。表面改性后的尿素作为控释肥核芯,不仅节省了膜材料的用量,且膜层与肥芯结合紧密均匀,延长了等膜量下的养分释放期。

关键词：尿素磨料表面改性离散元仿真膜结构特征养分控释性能

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丘陵山区马铃薯低损联合收获机优化设计

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农业装备与车辆工程 2023年第12期61卷 7-11页

作者：许宁孟庆山李学强彭强吉张宁宁李爱国解臣硕山东省农业机械科学研究院山东省济南市250100 山东思代尔农业装备有限公司山东省德州市253600 广安区大安农业服务中心四川省广安市638014

为解决丘陵山区人工或挖掘式收获方法劳动强度大、生产效率低,大中型联合收获机适用性有限、损伤大等问题,提出一种“低速缓震分离+人工捡拾分离”协同作业模式的轻简型马铃薯联合收获机。基于土壤破碎机理和离散元分析,研发仿形减阻挖... 详细信息

为解决丘陵山区人工或挖掘式收获方法劳动强度大、生产效率低,大中型联合收获机适用性有限、损伤大等问题,提出一种“低速缓震分离+人工捡拾分离”协同作业模式的轻简型马铃薯联合收获机。基于土壤破碎机理和离散元分析,研发仿形减阻挖掘铲,具有土壤破碎应力集中、水平方向牵引阻力小、铲片脱土能力强的特点,实现粘重土壤条件下挖掘铲作业低耗高效的目标。机器由人工将马铃薯从秧蔓及土块杂质中捡拾至输送通道,缩短了传统联合收获机分离输送距离,减小薯块碰撞和跌落次数,大大降低了收获损伤,实现了丘陵山区马铃薯低损联合收获。

关键词：马铃薯收获机丘陵山区低损收获减阻挖掘薯土分离

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膜杂分离风选机筛孔清堵装置及清堵方法

膜杂分离风选机筛孔清堵装置及清堵方法

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作者：康建明彭强吉解臣硕王小瑜陈英凯宋菊兰林向阳 250000 山东省济南市历城区桑园路19号

本发明涉及一种膜杂分离风选机筛孔清堵装置及清堵方法，属于农业机械装备技术领域。一种膜杂分离风选机清堵装置，包括离心式鼓风机、多个气流管道、多个气流喷头和两个分流管；离心式鼓风机出口连接清堵装置进风口，进风口两端连通分... 详细信息

标准号: CN114377964A

本发明涉及一种膜杂分离风选机筛孔清堵装置及清堵方法，属于农业机械装备技术领域。一种膜杂分离风选机清堵装置，包括离心式鼓风机、多个气流管道、多个气流喷头和两个分流管；离心式鼓风机出口连接清堵装置进风口，进风口两端连通分流管；分流管安装在气流管道两端，气流管道与分流管连接处安装电磁阀；气流喷头等间距安装在气流管道上。

关键词：气流管道分流管清堵装置离心式鼓风机风选机进风口出口连接两端连通气流喷头装备技术电磁阀农业机械清堵筛孔

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基于改进SSA算法优化的PID转运平台单自由度调平控制系统及方法

基于改进SSA算法优化的PID转运平台单自由度调平控制系统及方法

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作者：肖茂华袁源柯文韬丁甲辰解臣硕陈泰陈可朱烨均孙志成柳一航 210000 江苏省南京市玄武区卫岗1号

本发明提供了一种基于改进SSA算法优化的PID转运平台单自由度调平控制系统及方法，属于智能农机装备领域，调平控制系统由中央处理器基于PID控制实时进行调平操作，用贝塔函数初始化麻雀种群，保证初始种群在最终目标空间分布更均匀，... 详细信息

标准号: CN118068690A

本发明提供了一种基于改进SSA算法优化的PID转运平台单自由度调平控制系统及方法，属于智能农机装备领域，调平控制系统由中央处理器基于PID控制实时进行调平操作，用贝塔函数初始化麻雀种群，保证初始种群在最终目标空间分布更均匀，之后引入动态自适应权重，以优化SSA算法的全局搜索，防止SSA运行过程中陷入局部最优，将固定平台与地面预设角度之间的偏差作为输入，基于改进后的SSA算法得出的结果，下发控制指令，通过调节固定平台四周布置的液压缸使固定平台角度发生变化，实现自动调平控制，保证农机具的运输稳定性和安全性。

关键词：固定平台调平控制系统算法自动调平控制动态自适应运输稳定性中央处理器初始种群单自由度调平操作目标空间农机装备全局搜索算法优化下发控制运行过程转运平台初始化液压缸权重预设麻雀种群改进指令保证智能引入优化

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一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法

一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法

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作者：彭强吉康建明王小瑜王少伟王永烁张春艳张宁宁许宁李凯凯解臣硕向阳 250131 山东省济南市历城区桑园路19号

一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法，涉及固体分离技术领域，用于实现对机械化回收的农田残膜中土壤颗粒和秸秆的分离。筛分装置包括自前而后依次设置的上料机、筛分筒和膜箱，筛分筒的一端为锥形，上料机的上端伸入筛分筒一端的... 详细信息

标准号: CN114798444A

一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法，涉及固体分离技术领域，用于实现对机械化回收的农田残膜中土壤颗粒和秸秆的分离。筛分装置包括自前而后依次设置的上料机、筛分筒和膜箱，筛分筒的一端为锥形，上料机的上端伸入筛分筒一端的小头内，筛分筒一端的大头与筛分筒的另一端之间具有抛送部，抛送部内壁具有多块抛送板，筛分筒的一端和另一端均与筛分筒机架转动连接，筛分筒机架上具有驱使筛分筒绕自身轴线旋转的筛分驱动机构；筛分筒一端的侧壁具有第一筛分孔，筛分筒另一端的侧壁具有第二筛分孔，筛分筒另一端通过风管与吸风机连接，吸风机的叶轮包括圆形的安装板，安装板的一个端面上具有若干吸风叶片。本发明可以实现残膜、秸秆的有效分离。

关键词：筛分筒筛分装置安装板上料机吸风机残膜侧壁秸秆叶轮固体分离机架转动驱动机构土壤颗粒吸风叶片依次设置有效分离自身轴线混合物上端抛送板多块风管膜箱内壁伸入吸式小头机械化回收农田

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一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法

一种气吸式机收膜杂混合物筛分装置及方法

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作者：彭强吉康建明王小瑜王少伟王永烁张春艳张宁宁许宁李凯凯解臣硕向阳 250131 山东省济南市历城区桑园路19号

标准号: CN114798444B

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