發(fā)布時間：2017-07-18 20:16

  本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機混合機理分析及試驗研究

  更多相關(guān)文章： 全混合日糧 轉(zhuǎn)輪式 混合機 混合機理

【摘要】：隨著我國養(yǎng)牛業(yè)規(guī)模化的發(fā)展,全混合日糧(Total Mixed Ration,TMR)技術(shù)以可使畜產(chǎn)品單產(chǎn)增加、發(fā)病率降低及大幅度提高人均養(yǎng)牛頭數(shù)等優(yōu)點被越來越多的牧場認識和應(yīng)用,而全混合日糧技術(shù)實施的關(guān)鍵是采用TMR混合機。我國對TMR混合機的研究起步較晚,已開發(fā)的幾種TMR混合設(shè)備也大都是跟蹤國外的已有技術(shù),缺少自主性研發(fā)。目前我國大型牧場所使用的TMR混合設(shè)備大部分是從國外進口。本研究根據(jù)國內(nèi)外TMR混合機的發(fā)展現(xiàn)狀及我國國情,研制了轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機試驗樣機,并對其進行深入的研究,可為我國TMR混合機的原創(chuàng)性研發(fā)及深入研究提供理論及技術(shù)支持。本文主要工作及結(jié)論如下:(1)研制了轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機試驗樣機,并對其總體結(jié)構(gòu)及主要部件進行了設(shè)計,并對其核心部件——混合轉(zhuǎn)子進行有限元分析。(2)利用專用設(shè)備或裝置對本研究的試驗物料的特性(剪切模量、泊松比、密度、恢復(fù)系數(shù)、靜摩擦因數(shù)、滑動摩擦因數(shù)及滾動摩擦因數(shù)等)進行了測量分析。(3)對轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機的混合機理進行了分析。為深入分析其混合機理,將物料在混合室三維空間運動分為周向運動和軸向運動,并將主要混合過程按混合室空間平均分為4個區(qū)進行描述,并借助高速攝像技術(shù)分析物料在混合室內(nèi)的混合過程、運動速度,且擬合物料的運動軌跡。通過物料的周向運動分析可知,在不同條件下混合室內(nèi)物料的周向運動軌跡曲線主要有圓弧及拋物線,并且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對物料周向運動影響較大。通過物料的軸向運動分析可知,混合葉板角度及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對物料軸向運動影響較大。只要恰當?shù)倪x擇該機的結(jié)構(gòu)及運行參數(shù),物料在混合室內(nèi)就能夠形成三維空間混合運動,加速物料快速充分的均布進程。通過對混合過程分析得出了其混合過程主要是剪切混合、對流混合和擴散混合交替進行的過程,且在混合過程中伴有物料的滑移運動、瀑布運動和渦流運動。物料在混合室每個區(qū)的主要混合方式為:在混合Ⅰ區(qū)主要是剪切、對流混合,在混合Ⅱ區(qū)主要是剪切、對流、擴散混合,在混合Ⅲ區(qū)主要是剪切、擴散混合,在混合Ⅳ區(qū)主要是剪切、對流混合。(4)基于離散元法利用EDEM軟件對轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機混合過程影響因素進行了仿真分析及試驗。針對本研究中試驗物料的實際情況,對試驗物料的顆粒模型、顆粒數(shù)計算模型及混合均勻度(偏離系數(shù))評價模型進行建模。通過仿真分析,得出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混合葉板角度、充滿系數(shù)及混合時間對物料的混合過程及混合質(zhì)量均有較大影響,通過仿真試驗得出偏離系數(shù)較低時各結(jié)構(gòu)及運行參數(shù)的取值范圍,為試驗因素范圍的確定及參數(shù)優(yōu)化提供參考。從各物料偏離系數(shù)曲線的對比結(jié)果來看,選擇與精料顆粒大小接近的顆粒物料作為示蹤劑,得到的結(jié)果更能接近混合均勻度的實際值,此結(jié)論可為轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機混合均勻度檢測示蹤劑的選擇提供參考。(5)本文以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混合葉板角度、混合時間及充滿系數(shù)為試驗因素,以混合均勻度和單位功耗為評價指標對轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機進行了試驗研究。通過混合試驗分析可知,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混合葉板角度、充滿系數(shù)及混合時間對混合均勻度及單位功耗均有顯著影響,其中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對混合均勻度及單位功耗的影響均最顯著。綜合考慮各因素,本研究的轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機的結(jié)構(gòu)及運行參數(shù)范圍確定為:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速宜取29~30 r/min,混合時間宜取10~11min,充滿系數(shù)宜取51%~53%,混合葉板角度宜取16°~18°。
【關(guān)鍵詞】：全混合日糧 轉(zhuǎn)輪式 混合機 混合機理
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S817.1
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 1 前言14-23
• 1.1 研究的目的和意義14-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-21
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 研究的內(nèi)容和技術(shù)路線21-23
• 1.3.1 研究的內(nèi)容21-22
• 1.3.2 技術(shù)路線22-23
• 2 試驗準備23-32
• 2.1 試驗樣機設(shè)計23-30
• 2.1.1 試驗樣機總體設(shè)計23
• 2.1.2 主要機構(gòu)設(shè)計23-30
• 2.2 試驗儀器及材料30-31
• 2.2.1 試驗儀器30
• 2.2.2 試驗材料30-31
• 2.3 小結(jié)31-32
• 3 試驗物料的特性及測量32-46
• 3.1 玉米秸稈物料剪切模量及泊松比32-36
• 3.2 試驗物料的密度36-37
• 3.3 試驗物料之間的恢復(fù)系數(shù)37-40
• 3.4 試驗物料的摩擦因數(shù)40-45
• 3.4.1 靜摩擦因數(shù)40
• 3.4.2 滑動摩擦因數(shù)40-41
• 3.4.3 滾動摩擦因數(shù)41-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 4 轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機混合機理分析46-64
• 4.1 混合室內(nèi)物料周向混合分析47-58
• 4.1.1 混合Ⅰ區(qū)物料周向混合分析48-51
• 4.1.2 混合Ⅱ區(qū)物料周向混合分析51-55
• 4.1.3 混合Ⅲ區(qū)物料周向混合分析55-57
• 4.1.4 混合Ⅳ區(qū)物料周向混合分析57-58
• 4.2 混合室內(nèi)物料軸向混合分析58-63
• 4.2.1 物料軸向受力分析58-60
• 4.2.2 物料的軸向運動軌跡分析60-62
• 4.2.3 物料軸向混合過程分析62-63
• 4.3 小結(jié)63-64
• 5 混合過程影響因素仿真分析及試驗64-84
• 5.1 顆粒接觸模型及仿真建模65-72
• 5.1.1 顆粒接觸模型65-68
• 5.1.2 仿真建模68-72
• 5.2 混合過程影響因素仿真分析72-79
• 5.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對物料混合過程的影響72-74
• 5.2.2 充滿系數(shù)對物料混合過程的影響74-77
• 5.2.3 混合葉板角度對物料混合過程的影響77-79
• 5.3 轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機仿真試驗79-83
• 5.3.1 混合均勻度評價模型79-80
• 5.3.2 試驗設(shè)計80
• 5.3.3 試驗結(jié)果與分析80-82
• 5.3.4 混合均勻度模擬檢測對比82-83
• 5.4 小結(jié)83-84
• 6 轉(zhuǎn)輪式全混合日糧混合機試驗研究84-99
• 6.1 試驗設(shè)計84
• 6.2 試驗因素范圍的確定84-85
• 6.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速范圍的確定84
• 6.2.2 混合時間范圍的確定84-85
• 6.2.3 充滿系數(shù)范圍的確定85
• 6.2.4 混合葉板角度范圍的確定85
• 6.3 評價指標85-88
• 6.3.1 單位功耗85-87
• 6.3.2 混合均勻度87-88
• 6.4 試驗結(jié)果與分析88-97
• 6.4.1 混合加工對混合均勻度影響88-93
• 6.4.2 混合加工對單位功耗影響93-97
• 6.5 小結(jié)97-99
• 7 結(jié)論和展望99-101
• 7.1 結(jié)論99
• 7.2 創(chuàng)新點99-100
• 7.3 展望100-101
• 致謝101-102
• 參考文獻102-108
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文108

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 耿凡;徐大勇;袁竹林;王宏生;李斌;;滾筒干燥器中桿狀顆�；旌咸匦缘娜S數(shù)值模擬[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

2 凌寶明;余學(xué)蘭;汪漢華;瞿明仁;;奶牛全混合日糧(TMR)飼養(yǎng)技術(shù)[J];飼料工業(yè);2006年03期

3 汪遠銀;馬少鵬;王香;馬沁巍;;基于模糊控制的無線自動泊車系統(tǒng)[J];國外電子測量技術(shù);2011年07期

4 范小玉;乳業(yè):未來畜牧業(yè)發(fā)展新的增長點[J];調(diào)研世界;2003年09期

5 朱雷鳴;吳曉平;李建偉;吳星;;直角坐標系的歐拉旋轉(zhuǎn)變換及動力學(xué)方程[J];海洋測繪;2010年03期

6 劉希鋒;徐冬;譚海林;;全混合日糧(TMR)攪拌機的種類與應(yīng)用[J];農(nóng)機化研究;2006年02期

7 于洪偉;王德福;張建軍;;單軸臥式全混合日糧混合機的試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2007年04期

8 靳飛;朱銳;;牽引型立式飼料混合攪拌機的設(shè)計[J];新疆農(nóng)機化;2011年05期

9 王強;王作勛;;淺析全混合日糧(TMR)混合均勻度的檢測方法[J];中國奶牛;2009年01期

10 劉靜;奶牛全混合日糧[J];中國動物保健;2005年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李洪昌;風(fēng)篩式清選裝置理論及試驗研究[D];江蘇大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉俊鵬;料倉和回轉(zhuǎn)機械卸料過程的離散元仿真模擬[D];華東理工大學(xué);2013年

，

本文編號：559607