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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    穿刺协同乙醇预处理对胡萝卜片热风干燥特性的影响

    索奎杨震峰冯亚斌张扬...
    124-133页
    查看更多>>摘要：干燥效率低导致的能耗高、品质劣变是果蔬热风干燥加工面临的严峻挑战.为改善胡萝卜热风干燥特性,该研究以横切和纵切方式获得的胡萝卜片为研究材料,对其进行穿刺(perforation pretreatment,PT)、乙醇浸渍(alcohol pretreatment,AT)和穿刺协同乙醇浸渍预处理(perforation synergistic alcohol pretreatment,PAT).研究发现:同未预处理的胡萝卜片相比,PT、AT和PAT预处理技术的应用均显著提高了胡萝卜有效水分扩散系数及热风干燥速率,并将干燥时间缩短10.61％～50.00％,其中PAT样品干燥时间最短.相同预处理方式下,纵切的胡萝卜片相比于横切表现出较高的有效水分扩散系数、较快的干燥速率及较短的干燥时间.进一步,提出了 PAT预处理具有较高干燥效率的"三重奏机制":预脱水降低干燥负荷、毛细管流促进水分传质、细胞通透性的增强降低水分传质阻力.在品质方面,PAT预处理显著(P＜0.05)改善了纵切胡萝卜片的体积收缩、复水性、色泽、总类胡萝卜素和抗坏血酸含量、抗氧化活性及风味等品质特性.因此,为高效获得品质相对较优的脱水胡萝卜,可在其纵向切片后进行PAT预处理.该研究为改善胡萝卜热风干燥提供了一种简单有效的预处理技术,同时也为其他果蔬提质、增效、节能干燥提供参考.

    胡萝卜热风干燥干燥效率穿刺协同乙醇预处理品质

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    基于转换点调控的怀山药多相态微波干燥及品质特性

    段续李格格李琳琳任广跃...
    134-143页
    查看更多>>摘要：为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题,同时获得品质较好的干制品,以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying,MMD)研究,通过不同微波功率加载方案实现转换点调控,探究转换点干基含水率(0.36、0.59、0.79g/g)对怀山药干制品品质的影响.并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性(复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构)的影响.结果表明:随着微波功率水平的增加,怀山药MMD转换点干基含水率增大,产品复水性降低,收缩程度增大,硬度变大,细胞结构破损程度增加.MMD方案Ⅰ(转换点干基含水率0.36 g/g)干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3％,能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68％、34％,同时,所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构,其复水比(2.44±0.04)、收缩率(0.88±0.02)、色泽、硬度(4.95±0.45)N、脆度(2.48± 0.51)N与微波冷冻干燥无明显差异(P＞0.05).微波真空干燥虽所需能耗低,但其产品复水性最差,收缩最为严重.综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求,可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工.

    冷冻干燥微波干燥怀山药能耗品质特性微观结构

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    真空冷冻预干燥对压差膨化干燥果蔬脆片质地特性的影响

    刘春菊项可心李越李大婧...
    144-154页
    查看更多>>摘要：为探索预干燥处理对不同果蔬脆片结构及质地特性的影响,该研究采用真空冷冻干燥作为预干燥,并选取了 3个水分转换点(60％、45％、30％),对预干燥过程中6种典型果蔬(苹果,梨,桃,山药,马铃薯,青萝卜)水分状态、细胞结构、收缩率、孔隙度、应力-松弛特性与质地特性进行测定与分析.结果表明,随着预干燥的进行,水分含量逐渐降低,自由水逐渐散失,以不易流动水为主,收缩率逐渐减小,孔隙度逐渐增大,硬度、咀嚼性、弹性模量逐渐增加;水分转换点为60％时不同果蔬脆片具有较高的硬脆度,其中马铃薯与山药脆片硬度较高,桃与梨的脆片脆度较高;水分转换点为30％时,6种果蔬的孔隙度最高,且青萝卜的孔隙度显著高于其他果蔬(P＜0.05);在干燥后期,果蔬样品骨架基本形成,且收缩率较低,致使内部孔隙度变大;由相关性分析可知真空冷冻预干燥过程中水分转换点、孔隙度与果蔬脆片质地特性极显著相关(P＜0.05),研究结果可为预干燥对果蔬脆片质地影响提供参考.

    预干燥真空冷冻干燥压差膨化干燥果蔬脆片质地特性

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    秸秆还田残膜回收一体机振动特性分析与结构优化

    郭俊先刘颖灿魏远俊周军...
    155-163页
    查看更多>>摘要：该研究针对棉花秸秆还田残膜回收一体机振动剧烈、可靠性差等问题开展机具振动特性分析与结构优化.以接近激励源的部位确定机具主要振动测点,安装传感器与连接振动测试仪,获取空转和工作条件下机具振动信息,采用ANSYS Workbènch中的Lanczos Method算法仿真求解机架模态频率和振型,建立机具振动力学模型,通过振动测试仪数据验证仿真模型的准确性,并提出机具结构优化方案.结果表明,仿真结果与实测振动数据有效值的相对误差为9.6％,秸秆粉碎装置与脱膜装置是造成整机振动剧烈的主要部件,田间收获工况下整机振动强度高于空载工况;实测振动频率36.13 Hz接近机架前两阶固有频率且处于外部激励频率范围内.采用正交试验对机架结构进行优化,得到最佳参数组合为侧板厚度12.0 mm,主连接梁管壁厚6 mm,副支撑梁宽度70 mm.优化后机架前两阶固有频率分别提升至50.700和53.322 Hz,避开了外部激励频率,振动测试结果表明,空载工况下,相比优化前主连接梁振动幅值降低48％,侧板振动幅值降低35％,田间收获工况下相比优化前脱膜装置轴承支座振动幅值降低47％.研究结果可为秸秆还田残膜回收联合作业机的振动特性分析与结构优化提供参考.

    农业机械模型模态参数振动频率机架优化

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    荸荠收获机弹簧辊式泥果分离装置研制

    张国忠张清洪刘婉茹李子涵...
    164-175页
    查看更多>>摘要：针对荸荠收获泥果分离难、果实损伤率高的问题,根据旱地环境下荸荠采收作业需求,该研究提出一种由正反旋弹簧并排布置的荸荠收获机弹簧辊式泥果分离装置.通过对荸荠与弹簧辊的相对运动过程动力学分析,确定了影响荸荠收获泥果分离的关键因素为弹簧外径、螺距、相邻弹簧间距、高度差及弹簧转速、线径、作业速度.利用EDEM软件建立泥果混合物离散元模型,对弹簧辊结构参数与工作参数进行单因素试验,分析各因素对泥果分离效果的影响.以荸荠筛分率和土壤筛分率为指标进行二次回归正交试验,得到弹簧辊最佳参数组合为外径100mm、螺距30mm、间距9 mm、转速420 r/min,该参数组合下荸荠筛分率为80.00％,土壤筛分率为80.69％.进行仿真验证试验,对比试验结果与模型预测值,荸荠筛分率平均相对误差为2.09％,土壤筛分率平均相对误差为2.42％.以明果率、伤果率、破皮率、挖净率为指标开展模拟采挖试验,分析不同线径弹簧辊的泥果分离能力,确定12 mm线径弹簧兼具较好的振动筛分性能和较低的损伤率.通过实际收获试验测得作业速度0.21 m/s,作业效率0.19 m2/s,碎土率75.61％,明果率82.42％,伤果率14.73％,破皮率7.01％.研究结果可为荸荠收获机研制和优化改进提供参考.

    农业机械收获荸荠弹簧辊泥果分离

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    渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能

    李善军牛成强万强贾槟源...
    176-186页
    查看更多>>摘要：为解决牵引式果园运输机绳-轮驱动系统驱动轮绳槽磨损严重而导致牵引滑移失效的问题,该研究对基于渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能进行了分析.首先通过ANSYS软件探究了驱动轮表面应力应变随其硬度的变化规律;随后采用热扩散沉积(thermal diffusion,TD)技术对45钢驱动轮进行了渗钒与渗硼处理,并对渗层的显微结构、力学性能和摩擦磨损特性进行了对比分析,最后利用运输机模拟台架对渗层强化后驱动轮的应用性能进行了测试.结果表明:驱动轮渗钒层和渗硼层厚度分别为20.9和97.3 μm,均与基材结合较好;且由于渗层中碳化钒、硼化铁等硬质相的存在,渗钒层与渗硼层硬度分别达到22.08和13.45 GPa,较未处理前提升3～4倍;往复摩擦试验下渗钒层与渗硼层表面摩擦系数分别为0.47、0.44,较45钢分别下降19％、24％.运输机模拟台架应用性能测试表明,干摩擦下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了 88％和81％,其中渗钒驱动轮表面磨损较小;油润滑下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了 92％和85％.综上,热扩散渗钒与渗硼处理均可大幅提高驱动轮抗磨性,其中渗钒层具有更高的硬度与耐磨性,但在应用时需进行实时油润滑,更适合对满足定时维护条件下的驱动轮进行强化;而渗硼层耐磨性虽有所降低,但可在干摩擦下使用,更适合对野外山地环境下无法满足润滑的驱动轮进行强化.该研究结果可为改善牵引式果园运输机驱动轮耐磨性提供可行技术方案.

    农业机械显微结构硬度渗层强化牵引式运输机驱动轮耐磨特性

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    膜杂捆料多级破碎机设计与试验

    严义其坎杂王吉亮陈绍杰...
    187-195页
    查看更多>>摘要：针对棉田机收膜杂捆料中膜-土-秆分布不均、相互裹绕且体积过大,无法直接进行有效破碎的问题,通过分析膜杂捆料的破碎过程,确定了一种先破捆、再破碎的破碎方案,并设计了一种包含均匀喂料装置、直刀破捆装置、Y型甩刀破碎装置的膜杂捆料多级破碎机.以破碎刀辊转速、喂入速度、定刀数量作为主要影响因素,以残膜破碎合格率作为评价指标,进行三因素三水平试验,确定优化参数指标为试验在破碎刀辊转速1 125r/min;喂入速度为0.012 m/s;定刀数量1个的因素水平下,此时膜杂捆料破碎合格率达到75.15％,满足后续加工工艺要求.该装置的研究对残膜资源化利用关键技术问题具有重要意义和应用价值.

    农业机械试验残膜资源化利用膜杂捆料破碎机器

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    基于进气节流耦合后喷策略的柴油机排气热管理

    黄粉莲朱玉万明定申立忠...
    196-207页
    查看更多>>摘要：为研究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)再生升温过程中排气热管理策略对柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度、发动机性能及污染物排放的影响,该研究分别选取低速低负荷、低速中负荷及中速低负荷工况,通过试验研究进气节流和喷油控制参数对DOC入口温度、燃油经济性及排放性能的影响.试验结果表明:通过进气节流、推迟后喷正时和增大后喷油量能够有效提高DOC入口温度,主喷正时和喷油压力对DOC入口温度的影响较小.基于Box-Behnken试验设计与响应曲面法对低速低负荷工况下进气节流耦合后喷策略的排气热管理策略进行多目标优化,以进气量、后喷正时和后喷油量为因子,DOC入口温度、有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)、氮氧化合物(nitrogen oxides,NOx)和烟度排放为优化目标.响应曲面分析结果表明:各因素对DOC入 口温度的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时;对BSFC和NOx排放的影响程度从大到小为后喷油量、后喷正时、进气量;对烟度排放的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时.当后喷正时为上止点后30℃A、进气量为87kg/h、后喷油量为6 mg时,DOC入口温度达到最高,此时BSFC为275.4 g/(kW·h),NOx及烟度排放分别为7.38 g/(kW·h)和1.85mg/m3.优化后最佳进气量、后喷正时和后喷油量分别为87kg/h、29 ℃A和5.4mg,与优化前相比,DOC入 口温度提升43.9 ℃,BSFC增加31.8 g/(kW·h),NOx和烟度排放分别降低18％和29％.研究结果可为DOC入口温度优化控制提供参考.

    柴油机优化氧化催化器排气热管理响应曲面法

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    农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

    陈继锟雷基林刘阳邹梁楠...
    208-216页
    查看更多>>摘要：为解决钢活塞销孔-销摩擦副因同种材料摩擦配副问题以及钢材密度大和导热性能差所带来的润滑特性差的问题,该研究以D25TCIF农用柴油机钢活塞为对象,建立钢活塞连杆组传热模型和热弹性流体动力学模型,并开展钢活塞温度场测试试验与仿真验证.结合单因素扫值法和Box-Behnken多因素优化算法分析了销孔轴承间隙、销孔表面粗糙度和销孔指数型线内外半径增量变化对销孔轴承润滑特性的影响.结果表明:销孔结构对轴承的润滑特性有很大影响,销孔指数型线内半径增量的影响最大,而外半径增量的影响较小.最优参数组合为销孔轴承间隙0.021mm、销孔表面粗糙度0.798 μm、销孔指数型线内半径增量0.008 mm、销孔指数型线外半径增量0.010 mm,此时预测的最小油膜厚度为0.979 μm;最大粗糙接触压力为249.406 MPa,与该方案下仿真值的相对误差小于5％.该研究优化方法效果好,且预测准确,可为后续的钢活塞销孔结构设计提供理论依据.

    柴油机润滑钢活塞销孔轴承油膜厚度粗糙接触压力Box-Behnken试验方法

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    阀板尾迹对离心泵性能的影响

    刘博星卢金玲冯建军王维...
    217-227页
    查看更多>>摘要：离心泵进水管路通常布置阀门供检修时切断水流,这会导致离心泵入流畸变.该研究旨在分析泵前检修阀所诱发的非定常尾迹特征及其对大流量工况离心泵运行特性的影响机理.试验对比了均匀来流和畸变来流条件下离心泵的外特性,数值模拟研究了阀板尾迹涡的流动特征及其对离心泵非稳态内流场的影响,分析了阀板尾迹涡诱发的叶轮径向力.结果表明:两种来流条件下数值模拟与试验得到的离心泵外特性误差在5％以内;对离心泵性能产生主要影响的尾迹涡主要来自阀门阀板一侧的边界层分离与卷吸,入流畸变导致大流量工况下离心泵效率相较于均匀入流下降9.15％,扬程降低1.2 m;阀板尾迹在离心泵入口产生1.9倍转频的脉动频率;尾迹涡的周期性入流导致两个叶片前缘的最大相对液流角由30°分别增大至43°和39°,这两个叶片的压力面脱流加剧,产生逐渐向下游耗散的失速团,叶片承受2倍转频的非稳态激振力;尾迹涡的周期性吸入导致叶轮上的时均径向力增大至均匀入流的4.5倍左右,最大径向力达到均匀入流的7倍左右,径向力矢量发生偏移,离心泵断轴风险加剧.研究结果可为工业现场中离心泵运行稳定性的改善提供理论依据.

    离心泵涡流非定常流动入流畸变径向力

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