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农产品冷藏设备换热表面上的结冰堆积造成能源消耗,并影响了农产品的储藏品质。该文基于水结冰相变过程中的膨胀应力及不同冰点的溶液相变时差对结冰界面稳定性的影响现象,采用带有不同尺寸的凹坑且表面粘附双向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP)的6061铝合金为冻粘基体,探究凹坑直径、凹坑深度及凹坑内的不同质量分数的乙醇溶液对结冰附着强度的影响规律。对试验结果进行方差分析,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,确定防结冰表面对结冰附着强度影响的主次顺序为凹坑深度、乙醇溶液质量分数、凹坑直径,结合响应面分析得到对结冰附着强降低率具有显著作用的工艺参数组合为:质量分数为8.05%的乙醇溶液和直径23.172 mm、深度4.349 mm的凹坑时,表面结冰附着强度的降低率达到了92.72%。利用水冻结成冰的过程中,释放的冻结膨胀能,破坏冰与材料之间接触界面的稳定性,降低了结冰附着强度,提高冷藏设备表面的主动除冰特性,为后期基于相变膨胀进行防\除冰方法的开发提供新思路及试验依据。 相似文献
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利用相变释能的农产品冷藏设备主动防除冰方法 总被引：2，自引：2，他引：0
为减小农副产品冷藏设备表面的结冰危害,提高部件表面的抗结冰能力和设备运转效率,该文提出利用相变释能的主动防除冰方法。试验以带有不同凹坑尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)和6061铝合金作为基体材料,凹坑内填充气体或不同冰点的介质,表面覆盖双向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP)。试验采用水杯制冰法,测量表面结冰附着强度,结合剥离界面的形态,分析相变时差对界面附着强度的影响机理。结果表明:相对于光滑PMMA试样的表面附着强度169.81 kPa,试样(凹坑内分别填充纯净水和体积分数为6%乙醇溶液)表面的附着强度分别降低了100%和82%;对比无凹坑铝合金试样表面的附着强度,凹坑内填充体积分数为15%乙醇溶液低冰点溶液的试样表面附着强度可减小76.52%。因此利用不同水溶液的相变时间差和膨胀释能可减小试样表面的附着强度,并且试验表明试样材料、凹坑尺寸对附着强度的降低作用影响较小。利用相变时差和相变膨胀释能破坏冰在弹性冻结界面的接触稳定性,达到降低结冰表面附着强度的目的,并且水溶液中水的体积分数越大,试样结冰表面的附着强度的越小。研究结果为农产品冷藏领域中的防、除冰方法研究和开发提供参考。 相似文献
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离心泵仿生减阻增效涂层的涂覆工艺参数优化 总被引：1，自引：1，他引：0
仿生减阻功能表面应用于离心式水泵关键零部件的过流部位,可显著提升水泵效率。仿生减阻增效功能表面以海豚皮肤为仿生原形,包含刚性基底和涂层2部分,一般由高黏性聚氨酯在刚性基底表面浇注生成功能表面涂层。涂层厚度对泵效率影响最为显著,由于聚氨酯高黏性特征和传统涂覆工艺技术的限制,很难在叶轮复杂流道表面实现高效、高质的涂覆。针对上述难题,该文利用自制旋转涂覆设备,通过对聚氨酯材料的浇注温度、设备旋转速度、涂覆持续时间的优化控制涂层厚度,建立拟合方程并进行试验验证。试验结果表明,以200QJ50-26水泵叶轮为载体,影响功能表面涂层厚度的主次因素依次为设备旋转速度、浇注温度、涂覆持续时间。通过拟合方程预测出叶轮流道内表面涂层厚度为0.5 mm时的最佳涂覆参数组合:涂覆时间53.7 s、旋转速度401 rad/min、浇注温度90.1℃。涂覆试验检验结果表明,利用上述优化工艺参数控制的功能表面涂层厚度与拟合方程计算厚度相比,误差小于5%,计算结果可靠。研究结果可为离心泵仿生减阻增效功能表面面层材料涂覆的工程化施工提供参考。 相似文献
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模拟径流条件下覆沙黄土坡面产流产沙过程 总被引：1，自引：1，他引：1
基于可调控的放水冲刷试验,模拟风水复合侵蚀区典型覆沙黄土坡面,研究不同径流条件下覆沙黄土坡面产流产沙过程。通过室内放水冲刷试验,采用3个放水流量(5,10,15L/min)和5个覆沙厚度(0,5,15,25,35mm)研究覆沙黄土坡面产流产沙过程。结果表明:覆沙坡面能够延长产流时间,且随覆沙厚度的增大而延长,不同放水流量条件下5,15,25,35 mm覆沙坡面的产流时间较黄土坡面分别延迟了1.29~1.46倍,1.66~2.5倍,2.32~3.76倍和3.64~4.72倍;覆沙坡面相对黄土坡面其产沙贡献率大于产流贡献率,在相同放水流量条件下,覆沙坡面的径流总量是黄土坡面的1.05~1.8倍,而产沙总量是黄土坡面的1.6~7.5倍;覆沙坡面在不同放水流量条件下,产流0~5min内,覆沙坡面产流率增长速率明显高于黄土坡面,而在后25min覆沙坡面与黄土坡面的产流率增长速率基本一致;在整个产流阶段,覆沙坡面的产流率波动程度显著高于黄土坡面。随着放水流量的增大,覆沙坡面的初始产沙强度显著增加;但在同一放水流量前提下,随着覆沙厚度的增大初始产沙强度增强不显著。不同放水流量和不同覆沙厚度条件下坡面产沙强度总体上表现为先剧烈增大后降低然后逐步达到平稳状态,且覆沙坡面产沙强度的波动性明显活跃于黄土坡面。覆沙坡面能够破坏水流的稳定性,在一定程度上加剧了土壤侵蚀。 相似文献
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表面积尘会严重影响光伏组件的发电效率,可涂覆疏水性涂层提高其自清洁能力来降低积尘量。该研究将灰尘颗粒视为规则球体,基于颗粒接触力学理论,建立光伏组件表面与灰尘颗粒的黏附力学模型,简化光伏组件自清洁时灰尘的受力模型。采用不同疏水性涂层来改变光伏组件表面参数,计算得到光伏组件的自清洁性能与灰尘粒径、表面性能间的关系。研究结果表明：1）光伏组件表面自清洁性能与表面材料弹性模量和摩擦系数相关。2）清洁200 μm粒径以下的灰尘,光伏组件的表面弹性模量对自清洁性能起主要作用;清洁200 μm粒径以上的灰尘,则表面摩擦系数起主要作用。3）涂覆不同的疏水性涂层,光伏组件可自清洁不同粒径范围的灰尘。4）以中国西北地区为例,灰尘粒径分布为250～500 μm,可选择涂覆弹性模量在0～2 700 MPa内,摩擦系数为0.1的疏水性涂层以提高光伏组件的自清洁能力。研究结果为旱区光伏电站制备及涂覆疏水性涂层除尘提供理论依据。 相似文献
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淀粉基完全生物降解材料的研究 总被引：14，自引：3，他引：14
将淀粉与大豆渣、PVA等复配制备完全生物降解材料，考察了大豆渣、PVA用量对淀粉基完全生物降解材料力学性能的影响，发现拉伸强度随大豆渣、PVA的增加呈先升后降的趋势，断裂伸长率随大豆渣的增大而逐步下降，随PVA的增加则先升后降。同时还对添加纸粉或碳酸钙对材料力学性能的影响进行了考察，发现两者对材料的增强均不明显，但却显著降低断裂伸长率。当淀粉∶豆渣∶PVA∶甘油∶碳酸钙的比例为60∶10∶6∶10∶2时，所得的淀粉基生物降解材料具有较好的力学性能，其拉伸强度和断裂伸长率分别达到3.5 MPa和60%。所得淀粉基生物降解材料在100%湿度环境中的吸湿率测试表明，加入菜油或硬脂酸单甘酯可使吸湿率有所降低，而试样表面涂覆胶乳层吸湿率降低明显。将所得材料试样在腐殖土上放置7～8 d，试样表面微生物大量生长，菌覆盖率达60%以上。 相似文献
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不同材质仿生凸齿镇压器滚动件的模态分析 总被引：10，自引：9，他引：1
为了探讨由不同材质组成的仿生凸齿滚动件,在镇压作业时对脱土和土壤表面微形貌加工性能的影响,利用Autodesk Algor Simulation软件,对铸铁材料和UHMWPE—铸铁组合材料仿生结构滚动部件进行了模态分析。取前8阶模态,对2种滚动部件的固有频率和最大振幅做出对比,并考察滚动部件不同位置处的振幅。结果表明,UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件在前8阶模态下各阶模态的最大振幅均大于铸铁材料滚动部件,增幅为5.716～30.077mm;UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件更容易在相对较低的频率下获得更大振幅;在靠近辐板圈中部,即传递到牵引机构件处,UHMWPE—铸铁材料滚动部件平均振幅比铸铁材料滚动部件小0.213mm。由此可得出以下结论:相对于铸铁材料滚动部件,UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件可在更好地保证牵引稳定性的前提下,在镇压作业时,能增强其仿生凸齿尖端处的脱土潜力,并保障对土壤表面所加工微形貌的强度。这为仿生凸齿镇压器材料的选择、牵引装置行驶速度的设定以及滚动部件上激励装置的设置提供了参考。 相似文献
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冬季覆海冰对台田盐渍土壤水分和盐分的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
在渤海湾滨海地区,以台田修建技术为基础,将冬季海水(或咸水)冻结而形成较低盐度的海冰(或咸水冰)覆盖至台田土壤表面。研究覆冰的融化过程中台田土壤水分和盐分的时空变化。结果表明:随着覆冰融化,大量的冰融水进入土壤,台田不同土层土壤的含水量得到增加,尤其是表层土壤。当覆冰完全融化,气温的上升,台田0-20cm土壤含水量迅速降低,而深层土壤的含水量趋于稳定。在覆冰完全融化前(3月8日),0-20cm和20-40cm土壤含盐量较初始值分别降低了70%和22.22%;而其它层土壤含盐量轻微地增加。覆冰完全融化后(3月14日),台田0-40cm层土壤含盐量继续降低,40cm以下土壤含盐量也降低了。后期,0-20cm层土壤含盐量趋于稳定,为1.5～2.0g/kg,脱盐率为80%～85%;20-40cm层土壤盐度为3.5g/kg,脱盐率为22.22%;台田40cm以下层土壤盐分和初值比没有变化。试验研究得出,利用台田修建技术+覆冰融化能够使台田耕层(0-40cm)土壤盐分降低,深层土壤盐分没有出现积累现象。 相似文献
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目前香蕉采收处理对蕉穗的夹持一般采用尖锐部件插入果轴的方式,导致卸荷后果轴不能自动脱离夹持器,不利于实现香蕉落梳机械化和自动化。针对上述问题,设计出气动夹持装置和弧形夹持部件,分析了夹持部件与果轴间的相互作用关系,确定了影响夹持部件与果轴间当量摩擦力的关键因素。试验结果表明夹持部件材料、夹持部件内弧面面积、果轴直径和气缸气压4个因素对当量摩擦力具有显著性影响(P0.05);对当量摩擦力影响的主次顺序依次为夹持部件材料、夹持部件内弧面面积、气缸气压、果轴直径。正交试验回归分析表明采用橡胶夹持部件,内弧面面积为1 885 mm~2,气缸气压为0.5 MPa,果轴直径为69 mm时当量摩擦力最大,为359.494 N,实测值为375.975 N,与回归分析结果无显著性差异。该研究可为茎杆类植物体夹持方法和夹持部件的改进与应用提供参考。 相似文献
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重型拖拉机湿式离合器作为动力换挡变速箱的重要执行部件,其摩擦副的磨损失效是导致传动系统整体性能下降的主要原因之一,为减少因其带来的资源和经济损失,进而设计一种耐磨离合器摩擦片。该文从仿生学角度出发,以大树蛙为对象,用扫描电镜观测其趾端,发现树蛙趾端微观结构轮廓形状有四边形、五边形、六边形,六边形结构居多且结构大小均匀其直径约为12μm,微结构的轮廓间为沟槽,沟槽宽度约为1.5μm。研究表明树蛙体表分泌的黏液在围绕着六边形结构的沟槽内循环流动,增强其在潮湿环境下的粘附力,即摩擦系数。树蛙在与湿滑基底接触时表现出很强的黏附力和摩擦力,仿生摩擦片具备这些特点更能满足传递运动和转矩的要求。通过提取树蛙趾端参数,优化摩擦片表面结构,将树蛙趾端的致密六边形沟槽分割结构进一步突出特点、简化结构,对重型拖拉机湿式离合器摩擦片表面的油槽结构进行相似设计,以此为设计思路设计了9种仿生试样并采用激光加工技术制作样件。采用微观摩擦磨损测试仪进行摩擦磨损试验,通过计算摩擦系数对比不同六边形直径与不同沟槽宽度下摩擦摩损效果上的差异。试验结果表明,仿生非光滑结构比光滑结构具有更好的耐磨性特性,且正六边形直径为12 mm,沟槽宽度为1.5 mm时,磨损量最低,摩擦系数相对较高,这因为六边形直径与沟槽宽度综合作用,能够最大限度地降低磨损,提高摩擦片的工作能力和使用寿命。这说明合理地设计摩擦片表面结构,不仅能够满足动力传递的要求,同时可以降低磨损,节省材料,进而达到了改善离合器耐磨性能的要求。 相似文献
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为探讨C36多元醇(简称C36)对C18多元醇(简称C18,对照)包膜材料缓控释性能的影响,该文以C18为对照膜材,将C36与C18分别按照质量比1:2、2:3、1:1共混聚合制备成3种新型包膜材料,在相同工艺下依次制造成包膜厚度均为2.5%(膜材占核芯肥料的百分比)的包膜尿素,分别记作PCU1、PCU2、PCU3、PCU4,其中PCU1为对照。通过坠落撞击前、后包膜尿素的释放率评价C36作为包膜材料的效果。研究结果表明:C36与C18共混聚合包膜尿素的外观及耐撞击性能明显优于对照处理的,表现为包膜层光泽明亮、膜质均匀、膜层韧性好,同期静水培养的颗粒表面积较对照的增加了23%。该文提出了肥效期保持率(tR)的概念,并用其评价包膜肥料耐撞击性能。共混聚合物C36:C18比例为2:3时,包膜尿素耐撞击性能最优,受撞击后肥效期保持率tR可高达88%左右,为对照处理的2.5倍以上。该处理包膜尿素的初期溶出率、微分溶出率最小,与对照PCU1处理的无明显差异。C36嵌入C18共混聚合生成的新包膜材料对包膜尿素肥效期的影响与两者的比例和包膜材料的用量有关,当C36:C18为2:3,包膜材料用量(2.5%)小于常规用量(3%~4%)时,虽然包膜尿素的肥效期没有延长,但是包膜完整、膜层均匀、韧性强,在包膜肥受到强烈撞击的情况下能够很好地保持原有肥料的肥效期,即能保持包膜肥料的缓控释性能。因此,在C18多元醇嵌入适量C36多元醇是改良C18多元醇包膜材料,增加其包膜肥肥效期保持率的有效方法。 相似文献
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丙烯酸树脂包膜尿素肥料研制及其控释效果 总被引：5，自引：1，他引：4
采用丙烯酸树脂为包膜材料,以NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）和DCD（双氰胺）为生化抑制剂,利用流化床对尿素进行涂层生化抑制剂及包膜,制备4种包膜肥料,对这些包膜肥料在水中的控释效果进行了研究。结果表明,采用此技术制备的包膜肥料,表面成膜完整,包膜物质在成膜时分布均匀、与尿素肥心接合紧密,表面光滑。NBPT和DCD与肥心结合严密,包膜层紧覆于抑制剂的外表。包膜可有效控制尿素的溶出,在水中的控释时间为19～30d。初期溶出率远远小于15％,微分溶出率基本上在0．25％～2．5％之间;在水中尿素累积溶出特征符合一元二次方程模型,尿素释放曲线呈“S”形。 相似文献
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Ayaz Mehmood Arshad Hussain Bilal Beig Zaib Jahan Nida Zafar 《Journal of plant nutrition》2019,42(10):1218-1229
To address nitrogen (N)-related environmental pollution, development of an economical, slow-release urea fertilizer is the need of the hour. A study was conducted on the reduction of nitrogen released from granular urea fertilizer by applying sulfur, gypsum, bentonite, and starch as coating material. Paraffin wax was used as a binder. The dissolution rates were studied by changing the composition of coating mixture using high-performance liquid chromatography. SEM was used to study the morphology of coated urea in terms of smoothness and uniformity. The ultraviolet spectroscopy analysis further authenticated the release behavior of coated urea in terms of nitrogen concentration. Coating material reduced the release rate of nitrogen from urea fertilizer, significantly. Mixture of sulfur and gypsum coating on urea gave slowest release rate of nitrogen from urea fertilizer, i.e., 37%, as compared to uncoated urea and thus seems to be the most promising binding material for product development. 相似文献
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改性聚丙烯酸酯包膜控释肥料的控释性能研究 总被引：3，自引：0，他引：3
针对应用流化床包衣设备进行水溶性高分子聚合物包膜肥料中试生产中存在的问题,研究了交联剂用量对膜材料表面结构与疏水性能的影响,以及不同后处理工艺对改善包膜肥料控释性能的作用。结果表明,以水溶性高分子聚丙烯酸乳液为主成分的包膜材料中添加交联剂(氮丙啶)的比例由1%(质量百分数,下同)增加至2%,肥料包膜表面结构变得更加平整致密,疏水性能也有所增强,控释效果显著提升。在40℃静水浸泡的9 d时间内前者释放了90%以上的养分,而后者仅释放了约40%的养分。不同后处理工艺对增强包膜肥料的控释性能作用不一。烘箱加热的效果远好于微波处理,且当交联剂添加比例较低(0.3%)时,在一定范围内(60℃~80℃)升高后处理温度,包膜肥料的控释性能显著增强。而当交联剂添加比例增至1%以上时,升温对其控释性能几乎无影响。 相似文献
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【目的】生物可降解树脂包膜材料用于生产控释肥,以防止传统聚烯烃类树脂包膜材料对土壤造成的潜在危害。研究不同膜材、在不同类型土壤中的降解速度,可以为提高包膜肥料的施用效果和土壤生态环境效应提供技术支持。【方法】本文以聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)两种可生物降解树脂(质量比7∶5)作为尿素包膜材料进行田间土埋试验。用红外光谱、热失重和扫描电镜测定方法测定PPC/PBS包膜尿素膜材料试样在降解过程中质量损失百分率,对样品降解前后的结构和表面形貌变化进行表征,分析膜材料在土壤中的降解特征。【结果】1)红外光谱分析表明,随着土埋时间的延长,在3480 cm-1处的-OH单峰吸收强度先增加后消失,18491543 cm-1处羰基吸收峰强度明显增加,在2363 cm-1和2331 cm-1处出现-C=C=C和-C=C=O等累积双键的不对称伸缩振动吸收峰,说明膜材料链结构经历了先断链、后氧化的过程,且膜材料在降解过程中形成了新物质,降解方式是以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;2)热失重分析表明,膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解,膜材料中随着PPC结构含量的减少,PBS越来越多的发挥其抑制PPC分解的热稳定作用,表现为膜材料的热分解温度移向高温;3)扫描电镜观察发现,初始状态下的包膜尿素的表面致密均一,没有孔洞,随着埋土时间延长,膜材料表面先行降解,膜的表面为由光滑变粗糙,出现孔洞,随时间延长降解程度增加,表面和内部都变得疏松,孔洞逐渐长大并且同时向周围延伸并与其它孔洞贯穿,孔洞增大到20μm左右,膜的厚度变薄,仅为40 50μm,但包膜仍然保持原有的轮廓,说明膜材料在土壤中可以降解,但会延续一定的时间;4)膜材料的土埋降解试验表明,初期降解速度较慢,随着时间的延长,试样生物降解度逐渐增加,在第五个月达到5%失重,之后失重速率明显增快,显示出良好的降解性,到10月份已达到78%的失重率。土壤中的膜材料在12个月内可以被完全降解,对环境友好。【结论】PPC/PBS包膜尿素膜材料降解特征为:包膜表面先行降解;膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解;降解方式以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;膜材料降解速度以1 5月份较慢,6 10月份迅速增快,10月份后减慢,一年之内能够完全降解。 相似文献