当前位置:主页 > 医学论文 > 畜牧兽医论文 >

青贮玉米秸秆螺旋致密成型工艺及压缩过程流变学试验研究

发布时间:2018-03-19 21:22

  本文选题:青贮玉米秸秆 切入点:致密成型 出处:《中国农业大学》2017年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:本研究以青贮玉米秸秆为研究对象,结合青贮玉米田间一体化作业机械化集成需求和青贮玉米秸秆致密成型技术要求,提出了一种机械化螺旋致密成型工艺并设计了螺旋致密成型装置。基于螺旋致密成型工艺搭建试验台,进行了螺旋压缩物料过程中物料流变学规律的相关试验研究。本研究提出了一种螺旋致密成型工艺,基于物料轴、径向力学特性的差异,结合考虑压缩过程能耗、压缩产品稳定性等因素,采用螺旋输送装置调理物料茬口分布的方式理顺秸秆碎料的布置方式,其技术核心是采用螺旋输送装置对物料进行连续分层喂入,并通过螺旋叶片下表面与物料作用理顺物料茬口使物料处于平铺状态进行压缩成型,从而优化压缩方式保证成型质量。搭建青贮玉米秸秆螺旋致密成型试验台,压缩力和径向应力全过程规律试验研究、螺旋压缩单元压缩力变化规律研究;不同含水率(45%、55%、65%)、不同切断长度(20 mm、30 mm、40 mm)和不同压缩密度(400kg/m~3、500kg/m~3、600kg/m~3)条件下,物料松弛特性研究;以及不同机械化加工工艺参数对螺旋压缩装置的功耗影响研究。通过试验得到螺旋压缩全过程物料压缩力变化规律以及最大压缩力、最小变性恢复力变化曲线;采用压缩单元试验方法,发现从压缩力变化规律角度螺旋压缩过程可分为四个阶段,即自然填充阶段、压实阶段、压力下降阶段和快速回弹阶段,并得到了各个阶段物料受压缩力变化规律模型以及不同因素对螺旋压缩单元压缩力的影响;试验结果表明压缩完成后,物料在各个高度梯度内的竖直方向和水平方向均呈明显的应力松弛现象,其松弛模型可表示为两个经典Maxwell模型并联。发生应力松弛前20s时间内,物料内残余应力瞬速衰减,约有80%的残余应力在其间发生衰减。在高度梯度水平上,随距离出料端面的距离越大物料的应力松弛量越大;物料越靠近成型腔底部应力松弛速率越慢,越趋于成型腔顶部松弛速率达到最大。确定了压实密度、物料含水率和切断长度等主要影响因素对应力松弛量、应力松弛率和松弛模量的指标的响应关系。通过正交试验,确定了不同物料含水率条件下,不同机械化加工工艺参数对压缩装置消耗功率的影响模型,在各个含水率条件下,针对螺旋压缩装置总功耗的影响排序为压缩密度行进速度切断长度;得到当压缩密度为400kgh/m~3,切断长度为30mm,含水率为65%,行进速度为0.6m/s时,压缩装置总功耗最小。通过螺旋压缩装置田间生产试验,得到压实密度实际控制范围为316-768kg/m~3;实际生产压缩产品压实密度与预设压力值同一度良好,可达到91.63%;对应压实密度指标的出料效率为:400 kg/m~3条件时出料效率为2.78× 10~3kg/h、500 kg/m~3条件时出料效率为3.36× 103kg/h、600 kg/m~3条件时出料效率为3.49× 10~3kg/h和700 kg/m~3条件时出料效率为2.33× 10~3kg/h。论文的研究对丰富青贮物料压缩方法是一项有益的补充,对于研究螺旋致密成型装置—物料作用关系、深入探讨牧草鲜物料流变特性、完善牧草压缩理论和指导牧草压缩样机研发和生产实践有着重要的意义。
[Abstract]:In this study, corn straw silage as the research object, combined with the integration of the mechanization of silage maize field integrated demand and silage corn straw briquette technology, puts forward a mechanical spiral compact molding process and the design of the spiral compact molding device. The spiral compact molding experiment based on the related experimental research pattern of rheological materials in the process of the compression coil. This study presents a compact spiral forming process, based on the material mechanical properties of radial shaft, difference, considering the energy consumption in the process of compression, compression product stability and other factors, the spiral conveying device of material distribution way to straighten out the conditioning stubble arrangement of straw crushed material, its core technology is adopted spiral conveying device for continuous stratified material feeding, and the role of material surface and through the vane to straighten out the material. Make the material compression molding in flat state, so as to optimize the compression molding quality assurance was set up. The corn silage straw briquette spiral test, experimental study on law of the whole process of compression stress and radial and spiral compression unit variation of compression force; different water content (45%, 55%, 65% (20), different cutting length mm, 30 mm, 40 mm) and different density (400kg/m~3500kg/m~3600kg/m~3) under the condition of relaxation properties of materials; and different mechanical processing parameters on power spiral compression device. By test the whole process of spiral compression material compression force variation and the maximum compressive force, the restoring force curve with minimal degeneration; test method for compression unit that can be divided into four stages from the compression force variation angle spiral compression process, namely natural filling stage, compaction stage, under pressure Drop stage and rapid rebound stage, and each stage of material shrinkage model compression force variation and influence of different factors on the spiral compression unit compression force; test results show that the compression is completed, vertical and horizontal direction of the material in each height gradient in both showed stress relaxation phenomenon, the relaxation model can be said for the two classic Maxwell model should be parallel. 20s time stress relaxation within the material residual stress in the instantaneous velocity attenuation, about 80% of the residual stress attenuation occurs in the meantime. In high gradients, with the distance from the stress relaxation of the material from the end face of the material is more material; near the bottom of the forming cavity stress relaxation rate is slower, more molding cavity top relaxation rate reached the maximum. The compaction density, moisture content and cut off the length of the main influence factors of the stress relaxation quantity, Li Song The relationship between response rate and relaxation relaxation modulus index. Through orthogonal test, to determine the different moisture content under the condition of different process parameters on mechanical compression device power consumption model, in the conditions of various water content, the effect of helical compression device for sorting the total power consumption of compressed density speed cutting length is obtained; when the 400kgh/m~3 compression density, cutting length is 30mm, moisture content is 65%, speed is 0.6m/s, the total power consumption. The minimum compression device of spiral compression device field test, get the actual control of compaction density range is 316-768kg/m~3; the actual production of products of compact density and compression preset pressure value with once well reached 91.63%; corresponding the compaction density index discharge rate: 400 kg/m~3 when the discharge efficiency is 2.78 * 10~3kg/h, 500 kg/m~3 when the discharge efficiency is 3.36 * 103kg/h, 600 Kg/m~3 when the discharging efficiency is 3.49 * 10~3kg/h and 700 kg/m~3 when the discharge efficiency is 2.33 * 10~3kg/h. this research is a beneficial supplement to the compression method for the study of silage material rich, dense spiral forming device - material interaction, in-depth study of the fresh grass material rheological properties, improve the forage compression theory and the significance of forage compression prototype development and production practice.

【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S816.9

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 侯晓;张俊国;董佳佳;;秸秆打捆机研究现状及发展趋势[J];农村牧区机械化;2016年02期

2 邢蕾;董雪;姚嘉;刘新柱;于泳红;焦玉凤;刘向东;;玉米秸秆打捆机的研究现状及发展前景[J];南方农业;2015年36期

3 郭忠羽;马娟;帕合尔鼎;苏剑;赵超;李浩;孔令卓;冯斌;;9YFL-10型秸秆饲草方捆机的研究[J];农村科技;2015年10期

4 高东明;王德成;李杰;刘玉德;乔晓东;;青饲圆捆机对数螺线式成形装置设计与试验[J];农业机械学报;2015年07期

5 史嵩;张东兴;杨丽;崔涛;李克鸿;殷小伟;;基于EDEM软件的气压组合孔式排种器充种性能模拟与验证[J];农业工程学报;2015年03期

6 李剑楠;;青贮技术及其应用的研究进展[J];饲料广角;2014年24期

7 操子夫;赵婉宁;杨雨林;潘世强;;圆捆打捆机研究现状与发展趋势[J];农业与技术;2014年11期

8 万其号;王德成;王光辉;宫泽奇;白阳;;自走式牧草青贮联合装袋机设计与试验[J];农业工程学报;2014年19期

9 赵婉宁;操子夫;杨雨林;潘世强;;玉米秸秆打捆机的研究现状及发展前景[J];农业与技术;2014年09期

10 李旭英;杨明韶;鲁国成;康文彪;丁海泉;;苜蓿压捆过程中压缩与恢复应力传递规律[J];农业工程学报;2014年16期

相关会议论文 前2条

1 李海燕;孟文俊;;用EDEM分析不同充填率对垂直螺旋输送机性能的影响[A];物流工程三十年技术创新发展之道[C];2010年

2 廖娜;韩鲁佳;黄光群;陈龙健;;基于ANSYS的玉米秸秆轴向压缩过程数值模拟研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前2条

1 马晓刚;自走式方草捆压捆机关键部件优化设计与试验研究[D];中国农业大学;2014年

2 杜健民;新鲜草物料压缩过程的流变学研究[D];内蒙古农业大学;2005年

相关硕士学位论文 前8条

1 蒲永锋;9YG-2.0型圆捆打捆机捡拾粉碎装置参数设计与仿真分析[D];吉林大学;2015年

2 侯杰;玉米秸秆力学特性与理化指标及其关联性[D];东北农业大学;2013年

3 高欣;玉米秸秆力学特性试验研究[D];华中农业大学;2013年

4 张捷美;基于物料转速径向变化的垂直螺旋输送过程研究[D];武汉理工大学;2013年

5 陈声显;玉米秸秆力学模型及压缩成型设备研究[D];吉林大学;2011年

6 周晓杰;苜蓿可压缩性及压缩过程中径向压缩力的测试研究[D];内蒙古农业大学;2008年

7 陈锋;大方捆打捆机压缩机构设计及压缩试验研究[D];中国农业机械化科学研究院;2007年

8 张东海;螺旋输送机的优化研究[D];大连理工大学;2006年



本文编号:1636056

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/1636056.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户e05a8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com