發(fā)布時間：2020-05-16 04:40

【摘要】：新疆是地膜覆蓋使用大省,農(nóng)用地膜覆蓋面積和使用量均居全國前列。農(nóng)業(yè)地膜覆蓋可以保墑、保水、保肥、減少作物病害及抑制雜草,但同時也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機。難以降解的殘膜將嚴重破壞土壤整體結構,使水分以及養(yǎng)分運輸受到阻礙,作物種子難以生根發(fā)芽,引起嚴重的“白色污染”。由于薄膜具有膜輕、柔軟、易粘附等特點,在殘膜回收機切斷片狀地膜后,薄膜易纏繞、粘附在殘膜回收機具上,從而殘膜回收機的脫膜環(huán)節(jié)顯得尤為重要。為提高農(nóng)田殘膜回收機脫膜環(huán)節(jié)的脫膜效率以及脫膜可靠性,本課題組以棉花收獲后殘膜回收問題為出發(fā)點,針對脫膜率較低的問題,設計了一種新型的機械與氣力復合脫膜裝置。主要開展了以下研究:(1)通過調(diào)查田間薄膜使用以及滯留現(xiàn)狀,測試厚度為0.01mm的新舊地膜力學性能;對殘地膜進行懸浮速度試驗,尋找其相關性影響因素;根據(jù)離心力試驗探究殘膜吸附力影響因子測定吸附力大小,分析不同材質(zhì)的脫膜葉片對殘膜吸附力大小并選擇最優(yōu)材質(zhì)。(2)結合夾持輸送式殘膜回收機自身特點,分析整體結構、機械脫膜機理以及機械脫膜條件,確定機械脫膜最佳位置點,根據(jù)夾指完全張開狀態(tài)確定機械脫膜葉片尾端運動軌跡。分析當脫膜葉片與切線方向夾角不同時,葉片對殘膜的作用距離大小關系。并設計一種新型獨立葉片式機械脫膜裝置。機械脫膜率的影響因素有脫膜輥轉速、葉片長度以及機具行進速度,通過田間試驗并借助Design expert 8.0.6軟件進行分析優(yōu)化,得出最佳工作參數(shù)。(3)運用空氣動力學對氣力脫膜脫膜機理進行研究分析,分析出風口角度對氣力脫膜的影響,利用ADAMS進行模擬仿真并確定最佳角度。在氣流出口面積一定的情況下,設計結構不同的輸送風道,研究不同輸送風道對氣流均勻性以及出風口風速大小的影響。對輸送風道三維建模,通過ANSYS軟件中的Fluent板塊對不同結構的輸送風道進行流體模擬仿真分析,得出其最佳輸送風道模型。對氣力脫膜裝置進行田間試驗,分析其影響因素,借助Design expert 8.0.6軟件對各變量進行分析優(yōu)化,利用最佳工作參數(shù)進行田間試驗得出氣力脫膜率。(4)對夾持輸送式殘膜回收機機械與氣力復合脫膜裝置進行田間試驗,找出其三個獨立影響因素,根據(jù)影響因素對試驗模型選擇,建立因素編碼表。借助Design expert 8.0.6軟件,得出并分析因素之間的交互作用二維圖與響應曲面圖。對模型進行優(yōu)化,得出最佳工作參數(shù)并得出機械與氣力復合脫膜裝置脫膜率。最后對三種脫膜裝置進行比較分析,結合實際選擇最優(yōu)脫膜裝置。
【圖文】：

難回收的殘膜年增長超過 18kg/hm2，新疆地區(qū)的農(nóng)田作物種植大多采用地膜覆蓋技術（如圖1-1 所示），僅棉花種植使用的農(nóng)用薄膜年增長超過 10 萬 t[4]。棉田春播覆膜種植 棉田收獲后農(nóng)田薄膜圖 1-1 新疆農(nóng)田薄膜使用情況Fig.1-1 Xinjiang farmland film usage新疆農(nóng)田覆膜種植帶來巨大經(jīng)濟效益的同時也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機，因為缺少高效的農(nóng)田地膜以及殘膜回收機具，致使農(nóng)田殘膜沒有及時有效的回收，如果殘膜遺留在田地里難以降解的殘膜將嚴重破壞土壤整體結構，水分以及養(yǎng)分運輸受到阻礙，作物種子難以生根發(fā)芽，難以降解的殘膜越來越多從而引起嚴重的白色污染[5]。圖 1-2 新疆農(nóng)田殘膜污染現(xiàn)狀Fig.1-2 Farmland residual membrane pollution situation in xinjiang1.2 課題研究目的和意義由于農(nóng)業(yè)滴灌技術的廣泛普及，農(nóng)作物收獲后的一段時間是地膜回收最佳時期。面對成片的農(nóng)用地膜，農(nóng)田殘膜回收機作業(yè)工序通常包含五個環(huán)節(jié)：切膜環(huán)節(jié)、起膜環(huán)節(jié)、拾膜環(huán)節(jié)、脫膜環(huán)節(jié)、卸膜環(huán)節(jié)[6-7]。由于薄膜具有膜輕、柔軟、易粘附等特點，在殘膜

膜年增長超過 18kg/hm2，新疆地區(qū)的農(nóng)田作物種植大多采用地膜覆蓋技術（如 所示），僅棉花種植使用的農(nóng)用薄膜年增長超過 10 萬 t[4]。棉田春播覆膜種植 棉田收獲后農(nóng)田薄膜圖 1-1 新疆農(nóng)田薄膜使用情況Fig.1-1 Xinjiang farmland film usage新疆農(nóng)田覆膜種植帶來巨大經(jīng)濟效益的同時也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機，因高效的農(nóng)田地膜以及殘膜回收機具，致使農(nóng)田殘膜沒有及時有效的回收，如果殘在田地里難以降解的殘膜將嚴重破壞土壤整體結構，水分以及養(yǎng)分運輸受到阻種子難以生根發(fā)芽，，難以降解的殘膜越來越多從而引起嚴重的白色污染[5]。
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S223.5

【參考文獻】

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本文編號：2666190