科研产出
滚筒筛式膜杂分离装置数值模拟与参数优化
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：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0.032 6 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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气力离心组合式小麦精量排种器设计与试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统小麦播种以无序种流、不定量排出的方式存在脉动性高、均匀性差的问题，设计了一种气力离心组合式小麦精量排种器，采用气力充种和离心清种的方式，种子有序均匀排出。对排种器的关键参数进行设计，建立充种和排种过程的动力学模型，确定充种角和落种角的初始范围。利用气固耦合仿真分析方法DEM-CFD进行排种器单因素试验，仿真结果表明，当充种角范围进一步缩小为36°～56°时，其携种性能较好；落种角范围进一步缩小为43°～63°时，其排种性能较好。在此基础上，以充种角、落种角、排种盘转速为试验因素，以漏播率、重播率、直线落种率为响应指标，进行正交旋转组合试验。试验结果表明，当充种角为47.75°、落种角为52.48°、转速为635.5 r/min时，排种器工作性能最优，此时，漏播率为2.78%、重播率为3.73%、直线落种率为93.46%,验证试验结果与优化结果基本一致。田间试验结果表明，当设置排种盘型孔内侧面充种角为47.8°、下侧面落种角为52.5°、排种盘转速在552～800 r/min范围内时，漏播率低于8.9%、重播率低于4.3%、排种合格率高于88.6%,符合小麦精量播种要求。
关键词： 小麦精量排种器 气力离心组合式 DEM-CFD 正交试验
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金针菇风味乳酸菌饮料的制备及品质分析
《中国果菜 》 2023
摘要：为开发金针菇风味乳酸菌饮料,增加金针菇产品的附加值,本研究以新鲜金针菇为原料制备金针菇浆,加入发酵乳、木糖醇及稳定剂,调配金针菇风味乳酸菌饮料.采用单因素及正交试验优化发酵乳及金针菇风味乳酸菌饮料的配方,并对产品的口味、稳定性、营养成分进行分析.结果表明,发酵乳的最优配方为菌粉接种量0.6%、脱脂奶粉添加量12%、白砂糖添加量13%;金针菇风味乳酸菌饮料的最优配方为发酵乳与金针菇浆比例3:1,稳定剂添加量1.5%,木糖醇添加量5%.该条件制备的金针菇风味乳酸菌饮料呈均匀的乳白色,口感顺滑,酸甜适中,既有金针菇的清香,又有乳酸菌的发酵香味,产品品质良好.
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纽扣式压力补偿灌水器结构优化与性能分析
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统压力补偿灌水器生产工艺复杂、补偿效果不佳的问题,该研究以纽扣式压力补偿灌水器结构为基础进行压力补偿元件的优化与性能分析.基于COMSOL双向流固耦合数值模拟平台,对灌水器多物理场耦合的瞬态过程进行力学建模与数值模拟,确定了球型限位曲面与空间螺旋副流道配合的最佳构型.以流态指数为目标,针对副流道深度、宽度、副流道螺旋角度、压力补偿元件硬度等关键因素开展了单因素水力性能试验与正交试验,得出流态指数影响因素由大到小的次序为副流道宽度、压力补偿元件硬度、副流道深度;经响应面分析获得最优参数为:副流道宽度0.65 mm、副流道深度0.14 mm、压力补偿元件硬度53 HA.验证试验结果表明,所设计的灌水器流态指数为0.067,压力补偿区间为0.075~0.30 MPa,满足流态指数不超过0.1、起调压力不超过0.10 MPa、压力补偿区间大小不小于0.15 MPa的设计要求,压力补偿区间内平均流量为2.32 L/h.研究结果可为灌水器产品的研发提供参考.
关键词： 灌水器 优化 压力补偿 水力性能 瞬态数值模拟 双向流固耦合 正交试验 流态指数
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茶树菇膳食纤维改性及理化性质研究
《食品工业科技 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以茶树菇膳食纤维(DF)为原料,比较改性前后可溶性膳食纤维(SDF)得率以及理化性质,采用纤维素酶和高温高压对膳食纤维改性.在单因素基础上进行正交试验优化,得到两种最佳改性工艺条件.结果表明,纤维素酶改性茶树菇DF的最佳工艺条件为:料液比1:30,纤维素酶用量1.5%,酶解时间2.0 h.在最佳改性条件下,茶树菇SDF得率为4.9%.高温高压改性茶树菇DF的最佳工艺条件:料液比1:30,改性温度125 ℃,改性时间50 min.在最佳改性条件下,茶树菇SDF得率为6.8%.纤维素酶改性和高温高压改性均能改善膳食纤维的理化性质;高温高压法处理的膳食纤维在持水力、膨胀力、阳离子交换力、葡萄糖吸收力上要优于纤维素酶法.扫描电镜分析表明,两种改性方法使膳食纤维结构表面积明显增大且表面疏松多孔,与理化分析的结果一致.
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2BM-4型藜麦覆膜精量播种机设计与试验
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前国内缺乏藜麦专用播种机械的现状,设计了一种藜麦覆膜精量播种机。根据藜麦覆膜精量种植农艺要求采用滴灌管浅埋开沟技术,使用滑刀式开沟器在两侧种行间开出宽45 mm、深20mm的浅沟用于埋设滴灌管;采用随动仿形覆膜装置将地膜铺设于整平装置整平后的地表上;设计了翼勺式取种器,确定了种勺结构和侧孔、容种腔的长度,以实现藜麦精量取种;采用滚筒式穴播器在地膜上打穴播种,采用覆土装置将土壤输送至种行进行覆盖,完成播种过程。以白藜品种"陇藜1号"为试验对象采用三因素四水平正交试验设计方法,试验分析播种机的作业速度、侧孔长度、充种高度对播种性能的影响。结果表明,当播种机作业速度为1.0 m/s、侧孔长度为10 mm、充种高度140 mm时播种机性能指标最佳此时合格指数为85.4%,空穴指数为1.7%漏播指数为5.2%,重播指数为9.4%,播深合格指数为88.1%,各项性能指标均达到了设计要求和相关标准要求,满足藜麦种植的覆膜精量播种要求。
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飞行参数对结荚期花生航空施药雾滴沉积特性的影响
《中国农机化学报 》 2020 北大核心
摘要：花生结荚期是提高花生群体质量、促进产量形成的关键阶段,此时正值高温高湿期,容易遭受病虫害的影响,在这一时期做好病虫害防控对于花生高产具有重要意义。为探究花生结荚期使用植保无人机施药时,飞行参数对雾滴沉积特性的影响,采用三因素五水平的正交试验方法,研究极飞P30植保无人机飞行高度、飞行速度、喷药量对雾滴覆盖率、雾滴沉积密度和雾滴沉积量的影响。极差分析结果表明,飞行高度为2 m、飞行速度为3.5 m/s、喷药量为15 000 mL/hm2时雾滴覆盖率和雾滴沉积量最优,分别为5.48%、0.448μL;飞行高度为2.5 m、飞行速度为3.5 m/s、喷药量为15 000 mL/hm2时雾滴沉积密度最优;并得出飞行参数对雾滴沉积影响的主次顺序。使用SPSS对试验结果进行方差分析,结果表明,喷药量对雾滴沉积特性的影响均为极显著。本试验可为花生结荚期进行植保无人机施药作业参数确定提供参考依据。
关键词： 植保无人机 结荚期花生 航空施药 雾滴沉积 正交试验
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石榴起泡酒二次发酵工艺优化
《山东农业科学 》 2020
摘要：以石榴为原料,采用瓶内发酵法,对石榴起泡酒的工艺进行研究。通过单因素及正交试验确定了石榴起泡酒的最佳工艺条件:每毫升二次发酵酵母接种量为3×10~6个,补糖量为23 g/L,二次发酵温度为12℃。酿造出来的石榴起泡酒酒度为8. 3%vol,呈亮黄褐色,口感清新,酒香和果香口味和谐悦人,酒体透明清亮,泡沫细腻丰富,具有石榴特有的香气,杀口性强。
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毛木耳多糖益生型酸奶工艺的优化及质构特性
《食品工业 》 2019 北大核心
摘要：以毛木耳多糖酸奶为研究对象,选取发酵剂添加量、发酵温度、发酵时间为单因素试验的变量,感官评定得分衡量标准,用正交试验的方法,对毛木耳多糖酸奶的发酵工艺进行优化。其发酵工艺最优参数为发酵剂添加量0.6%、发酵温度42℃、发酵时间10 h,此条件下感官评分可达93.2分。对毛木耳多糖酸奶样品进行TPA测试,得到硬度、黏性、弹性、内聚性的质构特性数据,在最优条件下的毛木耳多糖酸奶的硬度为54.578 g,黏性为0.439 mJ,内聚性为2.857,弹性为9.264。
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