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脉动燃烧器研究进展及其在病虫害防治中的应用

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中国农机化学报 2024年第3期45卷 51-57页

作者：许林云张爱琪金晶余兵南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京市210037 南京林业大学机械电子工程学院南京市210037

目前,Helmholtz型脉动燃烧器被广泛应用且前景良好。其具有环保节能、燃烧效率高、传热特性佳、热效率高以及排放污染少等诸多优点。将Helmholtz型脉动燃烧器应用于病虫害防治装备的研制,对稳定作物生产、提高作物品质、增加种植效益以... 详细信息

目前,Helmholtz型脉动燃烧器被广泛应用且前景良好。其具有环保节能、燃烧效率高、传热特性佳、热效率高以及排放污染少等诸多优点。将Helmholtz型脉动燃烧器应用于病虫害防治装备的研制,对稳定作物生产、提高作物品质、增加种植效益以及发展科学植保和绿色植保具有重要意义,有助于保障生态可持续。概述Helmholtz型脉动燃烧器的工作原理,梳理脉动燃烧器的研究发展现状,总结Helmholtz型脉动燃烧器在病虫害防治方面的应用研究。目前便携式脉动燃烧病虫害防治装备存在人机工程学缺陷、土壤蒸汽消毒机热动力源耦合关系不明确、脉动燃烧机理研究不够深入且脉动燃烧器结构简单、装备智能化程度低等问题。提出应用现代化技术研究脉动燃烧机理,研制脉动燃烧病虫害防治装备新型结构与机型,运用智能化、现代化技术开发大型车载式病虫害防治机械,发展脉动燃烧病虫害防治机械智能控制模块的发展对策。

关键词：脉动燃烧器绿色植保病虫害防治新型装备

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风力作用下多角度梨树叶片的运动研究

江苏农业科学 2024年第11期52卷 205-215页

作者：武玉柱许林云张超张爱琪金晶南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

针对果园风送喷雾作业时,叶片在气流作用下的运动状态对叶片表面的雾滴沉积效果有重要影响,基于双目高速摄影的方法来研究多种角度类型的叶片在不同风速下的叶片形态变化过程,通过高速相机拍摄并利用TEMA Motion软件追踪叶片上的特定标... 详细信息

针对果园风送喷雾作业时,叶片在气流作用下的运动状态对叶片表面的雾滴沉积效果有重要影响,基于双目高速摄影的方法来研究多种角度类型的叶片在不同风速下的叶片形态变化过程,通过高速相机拍摄并利用TEMA Motion软件追踪叶片上的特定标记点,并利用空间向量计算叶柄弯曲角、叶片迎风角及叶片扭转角形态参数的变化。结果表明,叶片在气流作用下会经历静止状态、抬升至某一位置产生微小幅度的摆动状态、大幅度扭转的复合运动状态,叶片产生扭转复合运动状态的风速为扭转临界风速。当风送气流速度小于扭转临界风速,叶片均保持微幅度摆动或静止状态,当风速超过临界风速,叶片产生大幅度扭转复合运动,此时叶柄弯曲角、叶片迎风角、叶片扭转角均呈现周期性运动变化。通过重复试验6张叶片,叶片产生的运动响应状态较为一致,对叶柄直径、叶片面积、叶柄长度和扭转临界风速进行相关性分析可得:临界风速和叶片单一尺寸参数的相关性较差,实际上叶片运动状态会受到叶片尺寸、叶柄强度、叶片表面平整性、主叶脉两侧对称性等多种因素的共同影响。该结果可为研究最佳风送气流速度提供参考。

关键词：风送喷雾叶片运动形态高速摄影响应状态

土壤蒸汽消毒机的脉动燃烧器喷管结构及工作特性

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 92-99页

作者：张爱琪许林云金晶武玉柱樊凯华南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

为解决因连作障碍等引起的设施园艺中土壤病虫害防治问题,拟开发一种以脉动燃烧器为热动力源的土壤蒸汽消毒机。根据土壤蒸汽消毒机的最小蒸汽量为100 kg/h,确定脉动燃烧器的最小功率为28.2 kW。脉动燃烧器主要由燃烧室与喷管组成,采用... 详细信息

为解决因连作障碍等引起的设施园艺中土壤病虫害防治问题,拟开发一种以脉动燃烧器为热动力源的土壤蒸汽消毒机。根据土壤蒸汽消毒机的最小蒸汽量为100 kg/h,确定脉动燃烧器的最小功率为28.2 kW。脉动燃烧器主要由燃烧室与喷管组成,采用长度为200、400、800、1000 mm的直喷管和800 mm的弯喷管,通过法兰拼接组合成不同长度的直喷管(600、800、1000、1400、1600、1800、2200、2600、2800、3000 mm)和弯喷管(800、1600 mm),研究不同喷管结构对脉动燃烧器启动性能、工作稳定性能等的影响。结果表明:喷管长度在800~2600 mm启动;工作频率与压力振幅呈线性关系,频率高,压力幅值大;同一长度直喷管的燃油消耗率、频率与压力振幅均大于弯喷管的,且油门开度2、3、4时弯喷管燃烧器压力振幅标准差小,具有更好的稳定性;喷管长度为1800 mm左右的直喷管脉动燃烧器性能最佳。故选择喷管长度为1800 mm的弯喷管脉动燃烧器作为土壤蒸汽消毒机蒸汽发生装置热源,既能保证脉动燃烧器的工作特性,又能促使蒸汽发生装置小型化。

关键词：脉动燃烧器土壤蒸汽消毒机喷管结构工作稳定性能启动特性

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基质土壤蒸汽消毒传热试验与分析

中国农机化学报 2024年第6期45卷 277-283页

作者：武玉柱许林云金晶张爱琪戴彬虎杨冬冬南京林业大学机械电子工程学院南京市210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京市210037

土壤消毒是设施种植中直接影响产量和品质的关键环节,而蒸汽消毒是最环保可靠的消毒方式,研究蒸汽在设施基质土壤中的传热效果。在试验过程中通过搭建基质土壤传热性能测试平台,研究出汽孔深度、蒸汽通入时间、蒸汽压力、土壤含水率各... 详细信息

土壤消毒是设施种植中直接影响产量和品质的关键环节,而蒸汽消毒是最环保可靠的消毒方式,研究蒸汽在设施基质土壤中的传热效果。在试验过程中通过搭建基质土壤传热性能测试平台,研究出汽孔深度、蒸汽通入时间、蒸汽压力、土壤含水率各因素对蒸汽在土壤内传热效果的影响,并探究蒸汽从发生装置产生至1 h之间土壤温度随时间的变化规律。研究结果表明:当针头出汽孔深度为160 mm,蒸汽压力为0.4 MPa、通入蒸汽时间为8 min时土壤传热效果最佳,并且土壤含水率越高,其传热效果越好。在最佳因素条件下,通入蒸汽时间为8 min时土壤温度便可以迅速增长到最大值,且30 min后基本能维持在60℃以上同时满足杀毒要求。确定出汽孔深度、蒸汽通入时间、蒸汽压力、土壤含水率最佳参数后,结合实际消毒要求设计出一种与可移动式土壤蒸汽消毒机配套的罩盖式多针头蒸汽盘。

关键词：土壤蒸汽消毒机基质土壤传热性能输送装置多针头蒸汽盘

加速度传感器的质量负载对果树频谱特性的影响

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林业工程学报 2022年第6期7卷 155-163页

作者：金晶许林云张爱琪南京林业大学机械电子工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

在振动采收中准确获取林果树固有动力学动态特性至关重要,试验过程中大多采用接触式传感器,对果树尤其是对柔性树枝所产生的附加质量对果树系统的固有特性影响不可忽略,为提升振动采收试验数值的准确性提供了理论依据与数值参考。基于... 详细信息

在振动采收中准确获取林果树固有动力学动态特性至关重要,试验过程中大多采用接触式传感器,对果树尤其是对柔性树枝所产生的附加质量对果树系统的固有特性影响不可忽略,为提升振动采收试验数值的准确性提供了理论依据与数值参考。基于质量集中法简化果树的动力学模型,推导了多自由度系统的运动微分方程组,获得了加速度传感器的质量负载对果树谐振频率的影响关系。以银杏树为试验对象,在不同树枝等距布置加速度传感器质量块,以无质量负载时测得的频谱曲线及模态特性为基准,分析了传感器数量与位置对样本银杏树频谱特性的影响。通过试验对样本银杏树的共振区与质量负载偏离进行分析,发现测点质量负载会影响谐振频率偏离左半共振区,以测试获取的谐振频率对果树进行激振无法激发起果树共振响应效果,这与理论结果一致。研究结果表明:树枝越细越柔,质量负载对谐振频率的偏移影响越大,即谐振频率偏移灵敏度越大,谐振频率最大偏移程度为无负载时左半共振区带宽的503%,且处于不同枝上的同等质量负载对每一阶谐振频率偏移量存在差异,即各阶谐振频率偏移灵敏度与树枝的柔度不完全一致。

关键词：振动银杏树传感器频谱特性质量负载

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船舶常识

船舶常识

不同尾管数量的全浸入式脉动燃烧器传热特性试验

1991年

作者：张爱琪

交通系统技工学校通用教材:本书10章,包括船舶类型、尺度50吨位、船舶航行性能以及船体结构和船舶主要操纵设备等。

关键词：船舶学科:技工学校学科:教材

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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林业工程学报 2023年第1期8卷 157-164页

作者：金晶许林云张爱琪武玉柱张海锋南京林业大学机械电子工程学院南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

土壤消毒是决定设施栽培产量和品质的关键环节。将高燃烧强度、高传热效率的脉动燃烧技术与无污染、消毒效果佳的土壤蒸汽消毒技术相结合,基于30 kW的单个脉动燃烧器进行结构尺寸设计,在保证燃烧室相同且燃烧器拥有相同总流通面积的前提... 详细信息

土壤消毒是决定设施栽培产量和品质的关键环节。将高燃烧强度、高传热效率的脉动燃烧技术与无污染、消毒效果佳的土壤蒸汽消毒技术相结合,基于30 kW的单个脉动燃烧器进行结构尺寸设计,在保证燃烧室相同且燃烧器拥有相同总流通面积的前提下,确定了包括单管、双管和三管3种尾管数量,设计了一种全浸入式脉动燃烧器传热特性试验装置。试验过程中将脉动燃烧器整体浸没埋入水中,针对主要影响因素包括油门开度、尾管数量以及有无去耦室,分别测量了3种尾管数量下试验装置的油耗、水温、烟气温度、蒸汽量等。试验结果表明:脉动燃烧器油耗随油门开度增加而增大,油耗呈现单管>双管>三管的现象;增大传热面积可明显强化脉动燃烧器的传热特性,三管的烟气侧传热系数为单管的1.10~1.15倍,相同工况下烟气侧脉动流传热系数达到稳态流的5.12~5.66倍,三管蒸汽量为单管的1.32~1.67倍,热效率为单管的1.11~1.13倍,且当油门开度处于中间油门开度450°&450°时脉动燃烧器各项参数达到最优值。尽管去耦室换热性能较弱,但去耦室除降低排烟温度,提高系统热效率,还能有效降低排气噪声和减少油耗量。确定基于土壤蒸汽消毒的全浸入式脉动燃烧器的最佳组合形式为:油门开度为450°&450°、三管和设置去耦室。

关键词：脉动燃烧土壤蒸汽消毒机尾管数量油门开度传热系数

金纳米颗粒/硼掺杂金刚石复合基底制备及表面增强拉曼散射研究

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金纳米颗粒/硼掺杂金刚石复合基底制备及表面增强拉曼散射研究

作者：张爱琪吉林大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(SERS)作为一种高效而灵敏的光谱分析工具已经被广泛应用于物理、化学、生物、和医学分析等灵敏特异性检测。SERS原理主要是通过入射光激发基底的自由电子形成局域表面等离子体共振(LSPR)以增强表面局域电磁场,从而来... 详细信息

表面增强拉曼散射(SERS)作为一种高效而灵敏的光谱分析工具已经被广泛应用于物理、化学、生物、和医学分析等灵敏特异性检测。SERS原理主要是通过入射光激发基底的自由电子形成局域表面等离子体共振(LSPR)以增强表面局域电磁场,从而来放大探针分子的拉曼信号。自20世纪70年代发现SERS现象以来,人们研究的基底材料从最开始发现的贵金属(Au、Ag以及Cu等)、一些碱金属(Na、K和Li等)以及过渡金属(Al、Pd以及Pt等)一直扩展到半导体材料(TiO、SiO和ZnO等)。金属纳米结构作为基底发展的已经较为成熟,但其生物相容性差,化学性质不稳定等缺点仍需要解决;半导体SERS基底虽克服了金属纳米结构的缺点,但其增强效果比较低。硼掺杂金刚石(Boron-doped diamond)作为半导体SERS基底具有带隙可调、化学性质稳定,拉曼散射峰较少等优点,已经被证实为新型单元素半导体SERS基底。本文研究主要是通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备硼掺杂金刚石,并将其作为基底,在其表面通过真空等离子体溅射镀膜以及高温退火等方式修饰金纳米颗粒,形成金纳米颗粒/硼掺杂金刚石(AuNPs/BDD)复合基底,从而获得较好的SERS效果。对AuNPs/BDD复合基底的形貌结构、SERS性能、增强机理等方面做了详细的表征、测试以及讨论,具体内容如下:1.采用MPCVD方法沉积硼掺杂金刚石薄膜,利用真空等离子体镀膜设备在其表面镀金膜,再经过高温退火使金膜变为金纳米颗粒。通过控制镀膜时间(10s、20s和40s)可以得到不同尺寸的金纳米颗粒(10 nm、20 nm和30 nm)。将得到的附有三种尺寸纳米颗粒的复合基底,分别在633 nm激光的激发下,采用亚甲基蓝作为探针分子检测SERS性能,发现当金纳米颗粒尺寸为20nm时SERS增强效果最好,增强因子为10,检测极限达到1088 M。2.对AuNPs/BDD复合基底的增强机理进行了研究。认为该复合基底的良好SERS增强效果归因于BDD的半导体增强与金纳米颗粒的电磁场增强的复合作用。由于金纳米颗粒的尺寸不同,导致了各个样品间的增强效果差异。采用时域有限差分法模拟计算了具有不同金纳米颗粒尺寸的AuNPs/BDD复合基底的电磁场增强分布,发现具有尺寸为20 nm金纳米颗粒的基底电磁场增强效果最佳,与实验结果相吻合。3.采用亚甲基蓝作为探针分子,在633 nm激发光下对AuNPs/BDD复合基底的性能进行了系统表征。在复合基底上随机选取15个点进行SERS测试,不同位置的SERS增强因子差异小于0.2,具有很好的一致性,证明该基底具有良好的均一性;将制备的复合基底在空气气氛下放置120天后再进行SERS测试,并与新制备的样品进行对比,发现二者增强效果并无明显差异,证明基底具有很好的稳定性;将进行过SERS测试的样品在去离子水中超声清洗,去除表面附着的探针分子,然后再次进行测试,如此反复进行四次后,发现测试数据具有良好的一致性,证明了该复合基底结构稳定,可以进行重复性测试。4.使用AuNPs/BDD复合基底对R6G作为探针分子进行进一步研究,该基底具有优异的SERS性能,增强效果明显,可归因于BDD表面金纳米颗粒的电磁场增强效应,并为BDD化学增强相关的电荷转移提供了新通道。本论文将金纳米颗粒与硼掺杂金刚石薄膜结合制备了一种贵金属/半导体SERS基底,通过了一系列研究证明了其作为SERS基底的优异特性。

关键词： SERS 金纳米颗粒硼掺杂金刚石薄膜 FDTD模拟

中华鳖趋化因子CXCL10的分子特征及其对细菌感染的响应

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水产学报 2024年第6期48卷 97-106页

作者：张爱茹黄秋雅吴彬钱国英张海琪徐洁皓浙江万里学院生物与环境学院浙江省淡水水产研究所农业农村部淡水渔业健康养殖重点实验室浙江省鱼类健康与营养重点实验室

为研究趋化因子基因cxcl10的表达特征及其对外源病原微生物的响应，实验以中华鳖为对象，利用生物信息学分析CXCL10蛋白的分子特征及系统进化，通过荧光定量PCR(qPCR)技术检测该基因在健康中华鳖各组织中的表达分布及其在革兰氏阳性菌... 详细信息

为研究趋化因子基因cxcl10的表达特征及其对外源病原微生物的响应，实验以中华鳖为对象，利用生物信息学分析CXCL10蛋白的分子特征及系统进化，通过荧光定量PCR(qPCR)技术检测该基因在健康中华鳖各组织中的表达分布及其在革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌嗜水气单胞菌胁迫下mRNA的表达规律。结果显示，该蛋白分子质量为10.89 ku，等电点为9.62，存在信号肽和磷酸化位点，单链包含1个N端的loop区、1个α螺旋和3个反向平行β折叠；该基因在健康中华鳖的肝脏和心脏中表达量最高，在血细胞中表达量最低；两种细菌的刺激能促使中华鳖组织器官中cxcl10及炎症相关因子基因tnf-ɑ和il-1β mRNA表达量的显著上调。研究表明，cxcl10可能在中华鳖机体抗菌免疫过程中发挥重要作用。本实验可为中华鳖病害防治提供理论基础。

关键词：中华鳖 CXCL10 mRNA表达生物信息学