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玉米亲本种子变幅振动式分级装置研制

农业工程学报 2024年第12期40卷 23-32页

作者：毕于彬宋庆斌赵鹏飞董建鑫黄玉祥付作立周济兴西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 陕西省农业装备工程研究中心杨凌712100 郑州度风科技有限公司郑州450000

针对玉米繁种阶段亲本种子播前分级效率低、筛面自净效果差的问题,该研究提出一种变幅振动筛分方法,并设计了种子分级振动筛装置,对驱动机构和自净清筛装置进行设计与分析。在喂入量2.5 kg/s的条件下,以京科968玉米种子为试验对象,以分... 详细信息

针对玉米繁种阶段亲本种子播前分级效率低、筛面自净效果差的问题,该研究提出一种变幅振动筛分方法,并设计了种子分级振动筛装置,对驱动机构和自净清筛装置进行设计与分析。在喂入量2.5 kg/s的条件下,以京科968玉米种子为试验对象,以分级合格率、作业时间和卡种数量为试验指标,通过四因素(进料口高度、振幅、振动频率和筛面倾角)三水平Box-Behnken试验,建立各因素与试验指标间的回归模型,并对参数进行优化。结果表明,影响变幅振动式分级装置分级合格率的主次因素顺序为振动频率、筛面倾角、振幅和进料口高度,影响作业时间的主次因素顺序为振动频率、振幅、筛面倾角和进料口高度;卡种数量具有较大的随机性,当振幅和振动频率都较低时,筛面卡种数量急剧增多,自净效果极差。最优参数组合为进料口高度19 mm、振幅5 mm、振动频率8.25 Hz、筛面倾角7°,模型优化预测结果为分级合格率88.04%,作业时间40 s。在最优条件下的验证试验结果为分级合格率89.55%、作业时间39 s,平均卡种数量8粒,与预测结果基本一致,较等幅振动式分级装置的分级合格率提高3.25个百分点,作业时间减少4 s,平均卡种数量减少2粒,作业性能优于等幅振动式分级装置。分级装置分级效率达0.33 t/h,各项指标均满足相关设计要求。研究结果可为繁种阶段种子分级装备的设计提供参考。

关键词：农业机械种子分级振动筛玉米

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系统中水含量对锂介导合成氨的性能影响

高校化学工程学报 2024年第2期38卷 265-273页

作者：陈禹志刘永忠康丽霞黄贤坤西安交通大学化工系陕西西安710049 新能源系统工程与装备陕西省高校工程研究中心陕西西安710049

针对锂介导合成氨(LM-NRR)过程中存在的水污染问题,通过对比实验及扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段,探讨了含水量对LM-NRR体系的性能影响及其在反应界面中的作用机理。结果表明,无水条件下的L... 详细信息

针对锂介导合成氨(LM-NRR)过程中存在的水污染问题,通过对比实验及扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段,探讨了含水量对LM-NRR体系的性能影响及其在反应界面中的作用机理。结果表明,无水条件下的LM-NRR体系具有较好的氨合成性能,在反应时间为120 min、N2流速为4 m L·min^(-1)、电流密度为3 m A·cm^(-2)条件下的氨合成速率可达0.0124μg·s^(-1)·cm^(-2),法拉第效率为7.05%。含水量对LM-NRR体系的影响显著,会极大地降低体系的氨合成速率及法拉第效率。这主要是由于反应界面上的水会加剧竞争性析氢反应(HER)、促进电解质中Li BF_(4)的水解以及钝化表面活性锂位点,进而降低了体系的氨反应活性。

关键词：锂介导氮还原反应合成氨水界面反应

高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

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农业机械学报 2024年第6期55卷 91-100,120页

作者：刘芳高筱钧贾宪黄玉祥张崇勤西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 陕西省农业装备工程研究中心陕西杨凌712100 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司潍坊261000

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降... 详细信息

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。

关键词：精量播种机覆土装置阿基米德螺线型弧面双齿盘

元宇宙环境下玉米免耕播种机作业机组仿真与试验

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农业机械学报 2024年第5期55卷 53-62页

作者：万玲胡培钰吴俊杰陈黎卿安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程研究中心合肥230036

针对玉米免耕播种机研发周期长和研发成本高等问题,本文将元宇宙技术应用于玉米免耕播种机作业机组的仿真试验。基于元宇宙系统架构构建仿真平台,在元宇宙环境下,采用标线法和转换法对虚拟农场中场景进行高度还原,构建沉浸式玉米免耕播... 详细信息

针对玉米免耕播种机研发周期长和研发成本高等问题,本文将元宇宙技术应用于玉米免耕播种机作业机组的仿真试验。基于元宇宙系统架构构建仿真平台,在元宇宙环境下,采用标线法和转换法对虚拟农场中场景进行高度还原,构建沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台并进行交互性能测试,验证沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台交互性能。在此基础上,在不同行驶速度下进行播种性能仿真试验,当玉米免耕播种作业机组前进速度不断增大时,播种质量整体呈下降趋势,趋势接近实际田间试验结果,株距合格率大于88.52%、重播率小于6.97%、漏播率小于4.51%。试验结果表明,本文设计实现的元宇宙虚拟播种仿真平台能够用于玉米播种试验,对降低玉米免耕播种机研发成本、缩短玉米免耕播种机研发周期具有重要意义。

关键词：玉米免耕播种机作业机组元宇宙仿真试验

气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

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农业机械学报 2024年第3期55卷 53-63页

作者：王韦韦宋岚洲石文兵魏德华陈永新陈黎卿安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程研究中心合肥230036

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部... 详细信息

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5~10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,能够满足大豆-玉米高速精量密植播种要求。

关键词：玉米双行错置式气吸式排种器 DEM-CFD 气室结构

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玉米大豆兼用腔盘组合孔式排种盘设计与充种性能试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 73-89页

作者：任定林刘涛夏守浩陈永新王韦韦李兆东安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程研究中心合肥230036

针对玉米大豆带状复合种植条件下传统机械式排种器不易实现二者兼用精量排种要求、现有气力式排种器排种速度提高因型孔漏充存在漏播断条等问题,设计了一种具有腔盘组合孔结构的排种盘,分析确定了排种盘关键结构参数,构建了吸附过程和... 详细信息

针对玉米大豆带状复合种植条件下传统机械式排种器不易实现二者兼用精量排种要求、现有气力式排种器排种速度提高因型孔漏充存在漏播断条等问题,设计了一种具有腔盘组合孔结构的排种盘,分析确定了排种盘关键结构参数,构建了吸附过程和吸运过程力学模型。应用EDEM离散元仿真与台架试验相结合的方法进行了排种盘型式优选试验,结果得出:腔盘组合孔式排种盘具有提高充种室种群定向运移平均速度和增大拖拽充种角的作用,有效抑制了型孔漏充率。以安装优选种盘的玉豆兼用排种器为对象,以机组前进速度和工作负压为试验因素,以漏充率和充种合格率为试验指标,采用二因素全因子试验设计开展了充种性能试验,结果表明:当机组前进速度为4.0~7.0 km/h、工作负压在3.0~4.0 kPa时,玉米和大豆种子漏充率均小于3.6%、充种合格率均不小于96%。田间验证试验表明,在机组前进速度为4.0~7.0 km/h、工作负压为3.0~4.0 kPa条件下,腔盘组合孔式排种盘的排种器播种玉米和大豆漏充率分别不大于3.8%、4.2%;当工作负压为3.0 kPa、机组前进速度为7.0 km/h时,自扰动腔盘组合孔式排种盘相比无扰动平面排种盘,播种玉米和大豆漏充率分别下降14.8、12.6个百分点。

关键词：玉米大豆兼用腔盘组合孔气力盘式排种器充种性能

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锂电池的两阶段老化过程经验模型与分析

高校化学工程学报 2024年第1期38卷 113-120页

作者：吕海潮康丽霞刘永忠西安交通大学化工系陕西西安710049 新能源系统工程与装备陕西省高校工程研究中心陕西西安710049 陕西省能源化工过程强化重点实验室陕西西安710049

锂离子电池的老化过程可分为固体电解质界面膜增长和锂沉积机制主导的2个阶段。为了快速准确预测锂离子电池的循环寿命,并快速识别老化过程两阶段的转折点,建立了基于锂电池电化学过程模型的两阶段老化过程经验模型。针对镍钴锰酸锂电... 详细信息

锂离子电池的老化过程可分为固体电解质界面膜增长和锂沉积机制主导的2个阶段。为了快速准确预测锂离子电池的循环寿命,并快速识别老化过程两阶段的转折点,建立了基于锂电池电化学过程模型的两阶段老化过程经验模型。针对镍钴锰酸锂电池的老化过程,基于电池两阶段电化学过程模型获得不同参数条件下两阶段的电池老化数据,采用两步非线性拟合方法获得了锂离子电池两阶段老化过程的经验模型,验证了该经验模型的有效性,并与传统的半经验模型进行了对比分析。结果表明:所建立的电池老化过程经验模型可以有效预测不同参数条件下电池的两阶段老化过程。特别是在电池加速老化阶段,所建立的经验模型明显优于传统的半经验模型。

关键词：锂离子电池容量衰退循环寿命转折点两阶段经验模型

音频技术在禽畜养殖与果蔬种植中的应用研究进展

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农业工程学报 2024年第7期40卷 34-49页

作者：李文伟郑永军杨圣慧江世界赵航行王慧苏道毕力格谭彧中国农业大学工学院北京100083 智能农业动力装备全国重点实验室北京100083 现代农业装备与设施教育部工程研究中心北京100083

随着信息技术的发展,音频技术凭借其快速、准确、成本低,且非接触、无侵入的优点,被广泛应用于现代农业禽畜养殖与果蔬种植等领域,已成为推动农业数字化、智能化的关键技术之一。该文阐述了音频增强技术如传统滤波法、短时谱估计法和小... 详细信息

随着信息技术的发展,音频技术凭借其快速、准确、成本低,且非接触、无侵入的优点,被广泛应用于现代农业禽畜养殖与果蔬种植等领域,已成为推动农业数字化、智能化的关键技术之一。该文阐述了音频增强技术如传统滤波法、短时谱估计法和小波去噪法在禽畜果植中的研究与应用,综述了音频识别技术在农产品无损检测、动物疾病与健康监测、物种识别与病虫害检测等方面的研究成果,同时分析了音频控制技术在果蔬种植和禽畜养殖中的研究进展,在此基础上总结了现阶段禽畜果植音频增强技术、音频识别技术与音频控制技术面临的问题,并指出其未来可能的研究发展方向,以期为禽畜养殖与果蔬种植领域音频技术的研究与应用提供参考。

关键词：禽畜养殖果蔬种植音频增强音频识别音频控制

昭通市农田土壤和蔬菜重金属污染评价及相关性分析

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环境科学 2024年第2期45卷 1090-1097页

作者：张好董春雨杨海婵孙思静韩宇黄祖志张乃明包立云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南省土壤培肥与污染修复工程研究中心昆明650201

以昭通市农田区域为研究对象,采用点对点协同采样的方法对昭通市农田土壤和蔬菜进行采集,测定了As、Pb、Cu、Zn、Cd和Cr这6种重金属含量.使用地累积指数和潜在生态风险指数对土壤重金属污染进行评价,利用健康风险模型评估蔬菜对人体产... 详细信息

以昭通市农田区域为研究对象,采用点对点协同采样的方法对昭通市农田土壤和蔬菜进行采集,测定了As、Pb、Cu、Zn、Cd和Cr这6种重金属含量.使用地累积指数和潜在生态风险指数对土壤重金属污染进行评价,利用健康风险模型评估蔬菜对人体产生的风险情况.结果表明,研究区土壤存在Cu、Zn、Pb、Cd和Cr污染,相较于农用地风险筛选值,超标率分别为34.35%、6.87%、2.29%、80.15%和6.11%;蔬菜存在Pb、Cd和Cr污染,相较于食品中污染物限量,超标率分别为6.87%、15.27%和36.64%.土壤污染评价表明,土壤重金属Cd存在强生态风险,其余重金属存在轻微生态风险.人体健康风险评估模型显示,非致癌风险及致癌风险均超过可接受范围,且对儿童的影响更大.相关性分析表明,土壤中的As对蔬菜吸收Cu和Zn具有拮抗作用,而土壤中Cr对蔬菜吸收Cu和Zn具有促进作用.

关键词：农田土壤重金属蔬菜健康风险评价相关性