玉米秸秆皮穰叶分离机定向输送喂入装置试验研究

摘要

秸秆是世界上最为丰富的生物质资源之一，每年全世界总的秸秆产量可以达到29亿吨以上，玉米秸秆占其中的35％，其中我国玉米秸秆的年产量为2.5亿吨，但是长久以来没有得到相应的有效利用。近年来，由于我国的经济发展带来的资源紧张以及各种突出的环境问题愈演愈烈，因此对玉米秸秆进行高效综合利用（如用作生物质肥料、饲料、能源和工业原料等），以保护生态环境、促进经济可具有重要的意义。由于玉米秸秆的皮、穰、叶各占一定比例且其化学成分相差较大，因此进行玉米秸秆皮穰叶分离机及其配套机械的研究具有现实意义，为此本文对玉米秸秆皮穰叶分离机定向输送喂入装置进行了设计及试验研究。本文主要研究内容及结论如下: (1)设计了一种玉米秸秆皮穰叶分离机的定向输送喂入装置，经过对其定向输送喂入装置关键机构的设计及试验研究，提出了玉米秸秆定向输送喂入装置。 (2)依据本文设计的定向输送喂入装置，通过对秸秆运动过程理论分析，本文确定影响该装置定向输送喂入效果的主要因素:输送道倾斜角度（试验范围为-6°～6°），限料挡板高度（试验范围为25mm～75mm），U型齿输送辊转速（试验范围为127r/min～318r/min），上、下输出辊的速比（试验范围为0.5～1.5）为试验因素，进行了四因素五水平正交旋转试验，确定了各因素对于生产率、定向输出率、损伤率三个评价指标的回归方程。经试验分析，影响生产率的主要因素为U型输送齿输送辊转速，影响定向输出率的主要因素为限料挡板高度，影响损伤率的主要因素为输送道倾斜角度角度和限料挡板高度的交互作用。 (3)经过综合试验分析，确定玉米秸秆皮穰叶分离机定向输送喂入装置最优参数应为:输送道倾斜角度角度-5.1°，限料挡板高度35mm，U型输送齿辊转速在315r/min，上、下输出辊转速比为1.1。此时输出效率较高，定向输出率在96％左右，损伤率最低为0.3％。 (4)利用高速摄影系统的分析得到不同转速下通过输送辊的玉米秸秆运动轨迹图，通过对玉米秸秆运动轨迹的分析，验证了输送辊转速对于秸秆输送力的正相关影响。对输出口处的观察发现造成秸秆根部损伤的原因，以此修改确定可减少秸秆根部损伤的输出口结构。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．1．1 玉米秸秆的资源情况

1．1．2 玉米秸秆综合利用现状

1．1．3 玉米秸秆利用的发展趋势

1．2 国内外研究现状

1．2．1 玉米秸秆皮穰叶分离加工现状

1．2．2 农作物秸秆输送喂入机械发展现状

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究技术路线

2 试验装置设计及试验准备

2．1 试验装置设计

2．1．1 定向输送喂入装置设计要求

2．1．2 关键机构的设计

2．1．3 定向输送喂入装置整体设计

2．2 实验仪器与试验材料

2．2．1 实验仪器

2．2．2 试验材料

2．3 试验方案

2．3．1 方案设计方法简介

2．3．2 试验方案设计

2．4 评价指标

2．4．1 定向输出率

2．4．2 秸秆损伤率

2．4．3 生产率

3 试验结果与讨论

3．1 试验结果分析

3．1．1 生产率

3．1．2 定向输出率

3．1．3 秸秆损伤率

3．2 试验参数的优化

3．3 小结

4 定向输送机理分析

4．1 输送机理分析

4．1．1 输送过程

4．1．2 上升过程受力分析

4．1．3 水平过程受力分析

4．2 输出机理分析

4．3 玉米秸秆运动规律的研究

4．3．1 高速摄影技术介绍

4．3．2 高速摄影系统和试验条件

4．3．3 高速摄影分析

4．4 小结

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文