检索结果-南通市图书馆

作者：施磊北京林业大学

学位级别：硕士

随着化石能源的枯竭,可再生的生物质能源是替代化石能源有效的途径之一。生物质成型燃料是实现生物质能源化最直接和简便的方法,成型设备是实现生物质成型的关键,设备的自动控制对提高成型燃料产品质量、提高生产率、解放生产力有极其... 详细信息

随着化石能源的枯竭,可再生的生物质能源是替代化石能源有效的途径之一。生物质成型燃料是实现生物质能源化最直接和简便的方法,成型设备是实现生物质成型的关键,设备的自动控制对提高成型燃料产品质量、提高生产率、解放生产力有极其重要的意义。本课题将工业控制中应用最广泛的方法——可编程逻辑控制PLC技术应用到实验样机中,将目前的液压手动阀控制作业方式转变为可编程的自动控制方式,实现生产过程的自动化,从而可降低人的劳动强度、提高生产率。本文分析了开发生物质块状燃料成型机的意义、发展过程及其国内外现状;重点介绍了用PLC控制液压油系统及用压力传感器进行模拟量采集过程的相关设计,其中包括压力传感器、PLC主机以及模拟量扩展模块的选型;模拟量信号采集及模拟量扩展模块的软、硬件设计;限位开关的分析与设计以及PLC控制液压油系统实现手动/自动双重控制的软、硬件设计等,同时还对上位机监控系统(触摸屏)进行了简要介绍。

关键词：生物质燃料成型机 PLC 压力传感器模拟量扩展模块

柱塞式压辊环模成型机成型模具结构优化与实验

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柱塞式压辊环模成型机成型模具结构优化与实验

作者：张宇崴北京林业大学

学位级别：硕士

生物质能源清洁、低碳、可再生,具有广阔的发展前景。中国作为农业大国,在发展生物质能源方面具有一定的基础与优势。生物质能源的开发与利用有多种方向,当前,生物质固体成型技术已成为其中一个主流发展方向。因此,本文对柱塞式压辊环... 详细信息

生物质能源清洁、低碳、可再生,具有广阔的发展前景。中国作为农业大国,在发展生物质能源方面具有一定的基础与优势。生物质能源的开发与利用有多种方向,当前,生物质固体成型技术已成为其中一个主流发展方向。因此,本文对柱塞式压辊环模成型机成型模具的设计方法进行了完善,并对生物质成型机理做了进一步探究,为今后研究生物质固体成型技术提供一定的参考。本文在柱塞式压辊环模成型机成型模具运动分析的基础上,得到了压辊柱塞顶点相对于环模成型孔的运动轨迹曲线的数学模型,为探究环模成型孔的设计方法打下基础。根据数学模型建立了环模成型孔结构尺寸的最小值的设计方法,确定了成型孔入口锥角、入口半径r和入口深度H的尺寸取值与柱塞长度h之间的关系。利用Matlab软件进行曲线拟合,得到了以柱塞长度为自变量,以上述成型孔结构尺寸为因变量的曲线拟合公式,并通过干涉验证图证明了设计方法是较为正确的。为进一步完善成型孔结构尺寸的设计方法,利用EDEM软件对柱塞式压辊环模成型机的成型过程进行了离散元仿真。通过比较离散元仿真结果和常温生物质成型实验结果,对离散元仿真模型的合理性进行了检验,进而根据离散元仿真模型探究成型孔入口锥角对成型过程的影响,得出了在成型模具不发生干涉的前提下,应尽量减小成型孔入口锥角的结论。为探究不同因素对成型品质的影响,以柠条粉为原料,以原料含水率、成型套筒长径比和原料粒度为实验因素,以松弛密度、抗跌碎性、抗渗水性和达到稳定成型时的挤压次数为评价指标,设计并实施了三因素五水平正交实验。通过对实验结果的极差分析和响应面分析,得出了实验因素对各评价指标的影响顺序,建立了实验因素与评价指标间的回归方程,分析了实验因素间的交互作用。以原料含水率、成型套筒长径比和原料粒度为变量进行了单因素实验,利用体视显微镜对成型块进行微观结构观察。观察结果表明,当原料含水率和成型套筒长径比取值居中,物料粒度较小时,制得的成型块品质较高,此时成型块的物料间多为破裂嵌合。此外,成型块的微观结合状态对其松弛密度、抗跌碎性和抗渗水性均存在一定的影响。利用柱塞式压辊环模成型机对正交实验分析结果进行了实际的生产应用,分析了实际应用结果与正交实验结果间存在偏差的原因,最终确定了最优成型参数组合为:含水率11%,长径比5.25,粒度80%,为今后柠条粉常温成型工艺提供一定的参考。

关键词：柱塞式压辊环模成型机成型模具结构优化离散元微观成型机理

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户用生物质颗粒燃烧炉具的设计及仿真

户用生物质颗粒燃烧炉具的设计及仿真

作者：郝琪北京林业大学

学位级别：硕士

随着我国碳达峰和碳中和的提出,生物质能在节能减排和能源供给中的地位与日俱增。我国农村地区生物质资源丰富,尤其是粮食作物的剩余物秸秆,将这些生物质资源加工成生物质成型燃料,并推广以生物质成型颗粒为主要燃料的农村能源模式,用... 详细信息

随着我国碳达峰和碳中和的提出,生物质能在节能减排和能源供给中的地位与日俱增。我国农村地区生物质资源丰富,尤其是粮食作物的剩余物秸秆,将这些生物质资源加工成生物质成型燃料,并推广以生物质成型颗粒为主要燃料的农村能源模式,用高效的生物质颗粒专用燃烧炉替代农村的传统炉具,将是解决未来农村能源问题的主要方式之一。这既可以提高农民的生活质量,合理解决农村剩余物处理困难的问题,同时还可以降低对化石燃料的依赖,有效保护自然环境,实现农村能源的清洁利用。为解决生物质燃烧炉运行不稳定,燃烧效率低下的问题,本文将根据生物质成型燃料燃烧机理,设计一种适用于较大颗粒燃烧的户用生物质燃烧炉。该燃烧炉以单片机为控制核心,采用电机和螺旋进料器组成进料机构,保证进料的稳定性和连续性;炉具采用双燃烧室结构,用反烧的方式实现燃料分区低温燃烧,延长反应时间,提高燃烧效率;采用分段配风的方式,设计一二次配风口,既可以保证燃料有足够的氧气供其燃烧,也可以加强燃料与空气的混合。为了验证燃烧炉结构的合理性,采用CFD软件对生物质成型燃料在该燃烧炉内的燃烧过程进行模拟,使用非结构化网格对计算区域进行网格划分,选取DPM离散相模型模拟固相燃烧,选用通用有限速度模型模拟气相燃烧,两者耦合得到模拟结果即温度场、速度场和组分浓度场,并对其进行分析研究,确定一二次配风比为0.7:0.3是燃烧炉的最优工况。根据模拟结果,以直径20mm的玉米秸秆成型颗粒为燃料,对设计的燃烧炉进行燃烧试验,试验结果表明,燃烧炉的额定供热量为12KW,热效率为75.4%;格林曼黑度<1,烟气出口颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳的排放分别为26mg/m、9mg/m、136mg/m、0.07mg/m,符合标准GB/T 13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》的要求。

关键词：生物质成型燃料燃烧机理生物质燃烧炉燃烧模拟

林业抚育剩余物半机械化打捆机设计及仿真分析

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林业抚育剩余物半机械化打捆机设计及仿真分析

作者：朱建国北京林业大学

学位级别：硕士

利用林业抚育剩余物转化为生物质能源是缓解石化能源危机的有效途经之一,但我国目前林业抚育剩余物的收集主要依靠人工,存在效率低,成本高的问题。目前我国还没有这类高效、低成本的林业抚育剩余物收集打捆机械设备,林业生物质资源的收... 详细信息

利用林业抚育剩余物转化为生物质能源是缓解石化能源危机的有效途经之一,但我国目前林业抚育剩余物的收集主要依靠人工,存在效率低,成本高的问题。目前我国还没有这类高效、低成本的林业抚育剩余物收集打捆机械设备,林业生物质资源的收集问题制约了该产业的发展。本文通过对国内外的林业剩余物收集设备现状的调查、总结和分析研究,创新性的提出了机械与手工结合的反转六杆举升机构的林业剩余物枝条收集打捆方式,运用坐标图解法确定了打捆机收集、打捆、卸载灌木枝条三个运动机构的运动关系、各铰接点的位置与零部件的结构尺寸,通过液压设计原理方法设计液压驱动系统,借助Simulation插件对关键零部件进行了静力学分析与优化设计,通过ADAMS软件对液压履带半机械化打捆机的行驶性能与作业过程做了仿真模拟,可知整台机器没有运动死点与干涉现象,液压系统性能稳定,关键零部件受力强度满足使用要求,可实现零转弯半径的功能,举升高度与卸载距离达到设计要求,且行驶性能足够稳定,打捆作业可靠与实用。

关键词：半机械化打捆机液压系统有限元分析虚拟样机仿真

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沙生灌木圆锯片平茬锯切性能研究

沙生灌木圆锯片平茬锯切性能研究

作者：王飞北京林业大学

学位级别：硕士

本研究以更好地利用沙生灌木资源,研制高效的灌木平茬收割设备为目的,对圆锯片的沙生灌木锯切性能进行了初步研究。首先应用北京林业大学工学院承担国家“十一五”科技支撑项目子课题研制的第一代步进手扶圆锯片式割灌木机进行实地灌木... 详细信息

本研究以更好地利用沙生灌木资源,研制高效的灌木平茬收割设备为目的,对圆锯片的沙生灌木锯切性能进行了初步研究。首先应用北京林业大学工学院承担国家“十一五”科技支撑项目子课题研制的第一代步进手扶圆锯片式割灌木机进行实地灌木平茬试验。对灌木圆锯片切割中的劈裂和烧焦现象进行了试验研究。研究发现,在线速度为46.3～51.1 m/s的速度区间内用直径305mm硬质合金锯片进行灌木锯切作业时,劈裂率最高为5.26%,无烧焦现象,切割中出现的少数劈裂现象对次年萌发无明显影响。本研究中设计了以电机为动力,可实现不同进给速度,不同锯片,不同切割速度对灌木试件的锯切,并可对灌木锯切中的切割转速、进给速度和转矩进行测定的模拟灌木平茬切割实验装置。模拟切割实验研究发现,采用不同锯片以不同进给速度对灌木试件进行锯切,具有不同的临界切断速度,可作为平茬设备的速度选择的参考。齿数多,锯料量大,锯齿厚度小,锯齿前面斜角在20°附近的锯片切割相对比较顺畅,切断临界速度较低。功率测定实验数据显示:所用锯片中,前面斜角大的锯片,功率消耗明显较小;齿数为120的锯片在3000rpm及以上高速情况下切割功率明显较高,其原因可能是高速下锯片与灌木间摩擦增大导致的。其它齿数的锯片切割功率基本保持在一定水平内波动。切割中出现的毛刺现象主要是由于齿刃锋利程度低。烧焦现象是由锯齿磨损,锯齿表面粘附的杂质,线速度较高,锯料量小,灌木直径大等原因引起的,可以采用增大锯料量,降低锯片转速来尽量避免。锯片和转速的选择,应以切割顺畅,功耗小,避免劈裂和烧焦为原则。

关键词：沙生灌木圆锯片锯切性能模拟锯切

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食品机械虚拟实验室的研究与开发

食品机械虚拟实验室的研究与开发

作者：盛群刚北京林业大学

学位级别：硕士

随着时代的进步，网络与多媒体的发展，利用虚拟现实技术进行网络教学已经成为现代教育的重要组成部分。食品机械虚拟实验室的建立迎合了教育发展的要求，它对于提高食品机械授课水平，缓解实验资源不足有着重要的作用。该文首先阐述了... 详细信息

随着时代的进步，网络与多媒体的发展，利用虚拟现实技术进行网络教学已经成为现代教育的重要组成部分。食品机械虚拟实验室的建立迎合了教育发展的要求，它对于提高食品机械授课水平，缓解实验资源不足有着重要的作用。该文首先阐述了虚拟现实与虚拟实验室的概念与特性，介绍了虚拟现实的研究现状，分析了开发食品机械虚拟实验室的必要性与可能性。然后结合VRML，Cult3D和Java技术对食品机械虚拟实验室进行了系统功能分析、概要设计和详细设计。最终实现了绞肉机结构与操作方法介绍的Cult3D动画、绞肉机虚拟操纵的Cult3D动画、带碰撞检测的绞肉机虚拟拆装的Java3D动画及高压均质机和实验室场景的网页和交互动画。另外该文还对Cult3D动画与VRML动画进行了对比，对Cult3D与数据库间接相连的方法进行了分析和实现，对Cult3D文件的安全性进行了分析和改进，对圆柱包围盒进行了分析，并且对脚本与Java程序调试方法进行了介绍。

关键词： VRML Cult3D Java3D 圆柱包围盒虚拟实验室食品机械

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对旋式轴流风力灭火机的气动设计与性能研究

对旋式轴流风力灭火机的气动设计与性能研究

作者：张绍全北京林业大学

学位级别：硕士

本文在国家标准中对便携式风力灭火机的技术要求的基础上,通过分析对旋式轴流风力灭火机内部气流流动的压力关系、速度关系、入流与出流的角度关系以及叶轮叶片翼型的阻力、升力,建立了对旋式轴流风力灭火机气动性能的主要关系式,并在... 详细信息

本文在国家标准中对便携式风力灭火机的技术要求的基础上,通过分析对旋式轴流风力灭火机内部气流流动的压力关系、速度关系、入流与出流的角度关系以及叶轮叶片翼型的阻力、升力,建立了对旋式轴流风力灭火机气动性能的主要关系式,并在此基础上对风机的两级对旋叶轮进行气动设计,确定叶片的相关参数。在研究对旋式轴流风机与小型汽油机连接方式、对旋叶轮的具体形式的基础上,设计了传动齿轮箱、叶轮叶片、灭火风筒等,并对小型汽油机进行选型。通过对风机内部气流的流场建立离散的CFD网格模型,在计算流体动力学基本控制方程的基础上,采用k-epsilon湍流模型以及SIMPLE算法,对对旋式轴流风力灭火机的内部流场进行数值模拟分析,同时将其与理论估算的气动性能进行比较,为对旋式轴流风力灭火机的设计及优化提供参考意见。

关键词：对旋式轴流风力灭火机气动性能计算流体动力学

新型柱塞式平模生物质成型机设计及成型影响因素试验

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新型柱塞式平模生物质成型机设计及成型影响因素试验

作者：王青宇北京林业大学

学位级别：硕士

我国生物质压缩成型设备发展迅速但存在能耗高、磨损严重等问题。本文对生物质固化成型原理进行研究,提出了新型柱塞式平模生物质成型机的设计想法,通过柱塞对成型孔正上方的原料进行挤压,提高生物质固化成型过程中的有效做功,避免不必... 详细信息

我国生物质压缩成型设备发展迅速但存在能耗高、磨损严重等问题。本文对生物质固化成型原理进行研究,提出了新型柱塞式平模生物质成型机的设计想法,通过柱塞对成型孔正上方的原料进行挤压,提高生物质固化成型过程中的有效做功,避免不必要的做功与磨损,降低生物质固化成型的能耗与磨损。本文根据成型原理进行建模分析、结构设计及相关试验。试验部分首先以锯末为原料,进行斜盘磨损试验,研究斜盘斜度对斜盘磨损的影响;其次以玉米秸秆和刺槐为原料,进行不同原料挤压试验,简要研究不同成型因素对颗粒成型的影响;最后以竹粉为原料,进行竹粉挤压试验,系统研究不同因素对颗粒密度、机器生产率及柱塞最大挤压压力的影响。新型柱塞式平模生物质成型机的稳定运行,证明了提出的成型原理的可行性。斜盘磨损试验表明斜盘斜度越大,斜盘磨损越快。不同原料挤压试验表明一定条件下原料含水率越低、颗粒度越小、加热温度越低,颗粒成型质量越好;木质类原料成型效果好于秸秆类原料。竹粉挤压试验表明成型套筒长径比越大,颗粒成型质量越好,同时挤压压力越大,甚至出现由于压力过大导致颗粒无法挤出的现象;当原料含水率小于15%时,颗粒密度均大于0.8g/cm3;当原料含水率为20%时,颗粒成型质量极差,容易发生颗粒崩断现象;正常挤压时,柱塞挤压频率对机器生产率影响最明显,二者基本呈线性关系。

关键词：成型机柱塞式平模参数分析试验

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滚刀式草坪修剪机刀片连续成型机研究与设计

滚刀式草坪修剪机刀片连续成型机研究与设计

作者：张雨薇北京林业大学

学位级别：硕士

滚刀式草坪修剪机主要用于足球场、橄榄球场、高尔夫球场等修剪频率较高草坪的修剪作业,多为专业型商用机。滚刀是实现割草的关键部件,而螺旋线状排列在滚刀圆周面的刀片是滚刀的关键零件。因此,螺旋形刀片的成型加工是提高滚刀式草坪... 详细信息

滚刀式草坪修剪机主要用于足球场、橄榄球场、高尔夫球场等修剪频率较高草坪的修剪作业,多为专业型商用机。滚刀是实现割草的关键部件,而螺旋线状排列在滚刀圆周面的刀片是滚刀的关键零件。因此,螺旋形刀片的成型加工是提高滚刀式草坪修剪机生产效率和降低制造成本的关键。通过对需要成型加工的数种刀片原料尺寸范围、原材料力学性能的掌握和分析,设计了刀片原料长度400～800mm、宽23～35mm、厚3.5～6.5mm、扭转角0°～200°可调、成型装置组装式的滚刀刀片成型机,并应用三维造型技术、有限元分析技术以及塑性材料形变分析等方法对整机的造型和功能进行了模拟、仿真,其结果可以达到滚刀刀片成型的要求,设计图纸交由企业进行加工制造。具体研究内容如下:（1）根据滚刀刀片材料的力学性能和尺寸参数范围,对整机需完成的功能进行分析,明确设计要求后确定刀片成型机的设计方案,设计了以液压驱动为动力的包括刀片原料输送装置、成型装置、液压泵站于一体的滚刀式草坪修剪机滚刀刀片成型机;（2）应用Solidworks软件对整机结构进行三维造型,并应用simulation插件对关键零部件进行了静力学分析,进一步完善了刀片成型机的设计;（3）应用Deform-3D软件,对成型机辊压刀片的成型过程进行了虚拟仿真,对刀片在成型过程中所产生的塑性变形状态以及压辊的受力状态进行了分析,证实所设计的辊压机构可实现所用材料刀片的辊压成型。通过上述的设计、研究、分析和设计完善,为滚刀式草坪修剪机滚刀刀片成型机的试制成功提供了技术支撑。

关键词：滚刀式草坪修剪机刀片成型机有限元分析虚拟仿真

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城市园林剩余物削片机的结构设计与分析

城市园林剩余物削片机的结构设计与分析

作者：刘焱北京林业大学

学位级别：硕士

随着环境保护意识的提高,园林绿化成为城市环保工作的重要内容之一。每年通过削片机来对城市园林剩余物进行切削处理使城市产生的大量城市园林剩余物可以通过再堆肥的方式实现回收利用。削片机作为一种新型的农林业机械,可以实现长条的... 详细信息

随着环境保护意识的提高,园林绿化成为城市环保工作的重要内容之一。每年通过削片机来对城市园林剩余物进行切削处理使城市产生的大量城市园林剩余物可以通过再堆肥的方式实现回收利用。削片机作为一种新型的农林业机械,可以实现长条的园林垃圾变为短小条状或者小尺寸颗粒状。目前,国内市面上的园林剩余物削片机适用范围窄、操作复杂、效率低等问题影响了园林剩余资源的充分利用,因此本文的研究重点就是针对园林剩余物削片化处理所需的削片机的研究和设计。根据所针对处理的园林剩余物的实际需求,以及削片机的工作原理及分类特点。在研究国内外已有的削片机的基础上,本文根据城市园林剩余物削片机的实际处理目标、效率等要求,设计了专门用于城市园林剩余物使用的削片机,主要有以下几个重点设计方向:(1)切削刀辊主轴的设计,刀辊主轴上要安装刀辊,为保证剩余物料被完全切开,刀辊主轴的转速、扭矩、连接方式等必须满足使用需求;(2)设计了专用筛网结构,有利于控制切削后剩余物颗粒大小的筛选和控制,如果颗粒物的大小符合要求,就会从出料口掉落排出;未被排出的剩余物被筛网留下进行二次削片;(3)进料推进机构,为了提高工作效率,在削片过程中,将短尺寸物料推进削片刀内,提高削片速度,既保证物料能够完全被切削,又防止后续物料的进入受到妨碍;(4)送料传送装置设计,为了针对园林剩余物的形状大小等特点,设计选型了高效的剩余物传送装置;(5)整机框架的设计,为了保证切片机在高速高效率的正常工作,合理稳定的结构对整体装备非常重要。根据实际的需求,本研究还进行了削片机的整体结构的设计中关键结构零件的选型设计理论计算,并对关键位置的结构和零部件进行了相应的强度计算和校核,利用计算机绘图软件,绘制该削片机的三维设计模型和机械工程图纸,同时利用有限元仿真方法在计算机上对结构部件的所承受的应力、载荷、震动进行了仿真模拟计算。结果证明:(1)设计的刀辊主轴、刀辊、送料装置、离心风机和机架等核心部件完全满足设计结构要求,符合工作条件的强度要求。(2)整机的制造评估和建模仿真测试中,可以证明其具有成本低廉、操作简单、耗能低等优点,是符合现代绿色农业专业化要求和需求的较为先进的设备。

关键词：城市园林剩余物削片机三维设计有限元分析