揉切后玉米秸秆的压缩试验研究

【摘要】：随着畜牧业的发展,玉米秸秆作为青贮饲料越来越受到农民的青睐。据统计,国内推广秸秆青贮饲料每年约2亿吨,秸秆总饲用率达到30%左右,可节约饲料用粮2000多万吨,为缓解我国粮食供需矛盾做出了贡献。但是,目前秸秆青贮主要采取地下青贮的方式,工序比较多,运输与封存的劳动强度大;需要投资和场地、秸秆浪费较多甚至易发生霉变。如果对揉切后的秸秆能够进行压缩打捆,用塑料薄膜密封后在地上贮存,将会使上述问题得到较好解决。 用压缩的方法对揉切后的玉米秸秆进行处理是玉米秸秆地上青贮的第一步。研究揉切后玉米秸秆压缩过程的流变特性,系统地揭示出揉切后玉米秸秆压缩过程中压力、压缩变形、变形恢复、应力松弛的规律,为开发玉米秸秆地上青贮提供关键性技术支持。为压缩设备参数的确定、压缩设备的优化设计提供理论依据。 本文以自行设计的压缩装置为实验设备,进行了“闭式”压缩试验研究,试验发现揉切后玉米秸秆在闭式容器内的压缩过程可分为松散、过渡和压紧3个阶段。在松散阶段(p:0～0.08MPa)压力与压缩密度的关系为γ=a+bp,表明揉切后玉米秸秆的变形是以克服物料之间空隙为主,随着压力增加揉切后玉米秸秆的密度迅速增大;在过渡阶段(p:0.08MPa～0.2MPa)压力与压缩密度的关系为γ=ap~b,随着压力增加揉切后玉米秸秆压缩密度变化趋缓;在压紧阶段(p0.2MPa)压力与压缩密度的关系为γ=ap~b,揉切后玉米秸秆密度逐渐达到了试验要求。 对压缩装置做相应改进,进行了“开式”压缩试验研究,发现揉切后玉米秸秆状态在压缩室内呈三阶段变化。对第一阶段和第二阶段进行流变特性分析,分析了确定压缩频率的原则,提出了合理抑制第一阶段变形恢复的方法,给出了最大压缩力与秸秆喂入量的关系以及确定最大压缩力的根据。通过计算机模拟,得到了喂入量临界值,得出了最大压缩力随喂人量变化的规律。 通过试验的数据及分析结果,得到了压缩装置主要设计参数。依此为据,进行了压捆机结构设计,重点设计了液压系统。计算了液压元件的基本参数,运行周期为40s,油泵压力为16MPa、排量为40ml。按照草捆的体 【关键词】：玉米秸秆 青贮饲料 压缩 流变特性 压捆机
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S816.53
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-17
• 1.1 课题研究的目的和意义11
• 1.2 国内外研究进展11-16
• 1.3 课题的研究内容和研究方法16-17
• 1.3.1 课题的研究内容16
• 1.3.2 课题的研究方法16-17
• 2 “闭式”压缩试验研究17-24
• 2.1 实验设备、材料与方法17
• 2.1.1 实验材料17
• 2.1.2 实验设备和方法17
• 2.2 揉切后玉米秸秆压缩特性曲线17-19
• 2.2.1 松散阶段压缩特性曲线分析18
• 2.2.2 过渡阶段压缩特性曲线分析18
• 2.2.3 压紧阶段压缩特性曲线分析18-19
• 2.3 揉切后玉米秸秆压力与压缩密度的数学模型19-23
• 2.3.1 松散阶段压力与压缩密度数学模型21-22
• 2.3.2 过渡阶段压力与压缩密度数学模型22
• 2.3.3 压紧阶段压力与压缩密度数学模型22-23
• 2.4 小结23-24
• 3 “开式”压缩试验研究24-44
• 3.1 “开式”压缩过程中一般流变规律的研究24-30
• 3.1.1 实验设备、材料与方法24-25
• 3.1.1.1 实验材料及喂入量的选择24
• 3.1.1.2 实验设备和方法24-25
• 3.1.2 传感器的选择及安装25-26
• 3.1.2.1 压力传感器的选择及安装25
• 3.1.2.2 位移传感器的选择及安装25
• 3.1.2.3 传感器的的标定25-26
• 3.1.3 试验及结果分析26-30
• 3.2 变形恢复的量化研究30-35
• 3.3 应力松弛的研究35-38
• 3.4 压缩装置参数的探索38-42
• 3.4.1 捆包位置的优化38
• 3.4.2 压缩频率的分析38-41
• 3.4.2.1 实验方法及过程39
• 3.4.2.2 试验及结果分析39-41
• 3.4.3 喂入量的优化41-42
• 3.5 压缩装置主要参数的确定42-43
• 3.5.1 产品密度42
• 3.5.2 最大压缩力42-43
• 3.5.3 生产率43
• 3.6 小结43-44
• 4 压捆机的研制44-53
• 4.1 设计思想和整体构思44-45
• 4.2 压捆机的结构设计45-46
• 4.2.1 总体布局45
• 4.2.2 压捆机简图45-46
• 4.3 液压传动系统的设计46-52
• 4.3.1 液压传动系统原理设计47-48
• 4.3.2 参数选择48-52
• 4.3.2.1 液压缸结构参数48
• 4.3.2.2 液压缸性能参数48-51
• 4.3.2.3 液压泵输出功率(P)的计算51
• 4.3.2.4 液压泵排量(V)的计算51
• 4.3.2.5 主压油缸最大推力(P)的计算51
• 4.3.2.6 液压油箱的设计51-52
• 4.4 设计小结52-53
• 5 结论及进一步研究设想53-55
• 5.1 结论53
• 5.2 进一步研究设想53-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间发表论文61

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