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介电式种子分选机理及其设备的研究

作　者: 米双山
导　师: 曹崇文
学　校: 中国农业大学
专　业: 农产品加工工程
关键词: 介电式介电分选机带绒棉种分选滚筒双绕线圈分选试验分析与试验绝缘层电磁场模型种子活力
分类号: S223.12
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

介电分选原理是种子分选中的重要组成部分之一，它具有结构简单、适应性强、分选效果好、可接种子活力进行分级的特点。目前，国内外对其研究及应用的热度越来越高。但是，由于对该原理及其机具的研究起步较晚，许多方面的研究尚不够深入，使介电分选机在生产上未能得到大面积的应用。为此，本文通过理论分析与试验相结合的工艺路线，围绕着为介电分选机的设计开发提供依据这个中心，对介电分选机理及其设备进行了多方面的研究。通过将种子简化为一种复合介质模型，探讨了种子的电特性，分析了影响种子介电特性的各因素以及种子的介电特性与种子活力之间的关系。通过对种子在电场中的极化情况分析，推导出了种子在电场中所受到的极化力方程。在此基础上，建立了种子在双绕线圈滚筒上的分选模型。为合理地确定介电分选机的结构参数和工况参数提供了理论依据。在利用前人将双绕线圈简化成两根无限长平行导线的做法的基础上，将相邻以至远邻电极的影响考虑在内，建立了双绕线圈所产生的电磁场模型。将此模型与前人建立的模型进行了对比分析，并利用它对影响电磁场的各个因素进行了分析，得出了电磁场随各参数变化的规律，并提出了改进分选效果、提高分选机性能的措施。结果表明：新建的模型克服了前人所建立的模型的缺点，更符合于实际情况，它对分析各因素对电磁场的影响规律以及在介电式种子分选机的参数设计时更具有指导意义。通过对分选电极材料和型式的研究，首创了以铝作为芯材并具有双绝缘层的电极型式。该电极的内绝缘层为聚乙烯，主要起绝缘作用；外绝缘层为聚氯乙烯，主要起保护聚乙烯的作用，同时兼顾绝缘作用。通过对电极尺寸的研究，得出了内、外绝缘层的最小厚度。在此基础上，设计了三种不同尺寸的电极，并利用由它们绕制的滚筒对谷子和小麦种子进行了分选试验，得出了“无论是分选大粒种子还是分选小粒种子，都以小直径的电极缠绕的滚筒为佳”的结论。为分选电极的正确选用提供了依据。在将分选滚筒简化成具有电阻的电容器模型的基础上，通过理论分析分别得到了绝缘层为单层介质和双层介质的电极所组成的滚筒的电容计算公式，并通过理论计算研究了影响电容的各因素。同时，对分选滚筒所产生的电磁场的能量转换及滚筒消耗的功率进行了理论分析。在此基础上，进行了试验验证，得出了分选滚筒的电容、能量、消耗的功率随分选电压和生产率等参数变化的规律，为变压器的选型设计及分选机的功率匹配提供了依据。通过理论分析与试验相结合，确定了双绕线圈滚筒式介电分选机的总体结构及参数，并利用试验研究确定了多滚筒介电分选机应配备的滚筒数量。在此基础上，根据带绒棉种的特点，研制了介电式带绒棉种分选机。在国内首次解决了带绒棉种的分选难题，通过利用带绒棉种在不同含绒率水平下进行的分选电压的单因素试验，得出了其分选规律。通过对不同带绒棉种的分选试验以及在生产中的实际应用证明：介电式带绒棉种分选机的研制是成功的，选后种子的各项指标都达到或超过了国家标准要求。

全文目录

第一章绪论  8-20
  1．1 前言  8-9
  1．2 介电分选原理及介电分选机简介  9-11
  1．3 文献综述  11-17
  1．4 研究内容、方法及手段  17-20
第二章介电式种子分选机理的研究  20-48
  2．1 种子的结构及其简化模型  20-21
  2．2 种子的电特性  21-29
  2．3 种子的介电特性与活力之间的关系  29-31
  2．4 种子的介电分选  31-43
    2．4．1 介电分选装置  31
    2．4．2 种子的极化力  31-37
    2．4．3 种子在双绕线圈滚筒表面的分选模型  37-43
  2．5 影响分选效果的因素分析  43-45
  2．6 本章小结  45-48
第三章双绕线圈表面电场的研究  48-59
  3．1 分选滚筒表面的电磁场模型  48-50
  3．2 模型分析——新旧模型对比  50-52
  3．3 电磁场的影响因素分析  52-55
  3．4 双绕线圈表面的电磁场  55-56
  3．5 改进分选效果的措施  56-57
  3．6 本章小结  57-59
第四章分选电极的研究  59-73
  4．1 概述  59
  4．2 电极材料的确定  59-61
  4．3 电极尺寸的确定  61-62
  4．4 试验材料与试验方法  62-63
  4．5 试验结果与分析  63-71
  4．6 本章小结及建议  71-73
第五章分选滚筒的能量转化及功率  73-89
  5．1 分选滚筒的简化模型  73
  5．2 电容的计算  73-76
  5．3 分选滚筒所产生的电磁场的能量转化  76-77
  5．4 分选滚筒的功率  77-78
  5．5 试验材料与试验方法  78-79
  5．6 试验结果与分析  79-87
  5．7 本章小结  87-89
第六章介电分选原理的试验验证及介电分选机总体结构和参数的研究  89-107
  6．1 介电分选原理的试验验证  89-92
    6．1．1 试验材料与方法  89-90
    6．1．2 试验结果与分析  90-92
  6．2 介电分选机总体结构及参数的研究  92-105
    6．2．1 介电分选机的结构参数  92-96
    6．2．2 介电分选机工况参数的选择  96-99
    6．2．3 多滚筒介电分选装置的研究  99-105
  6．3 本章小结  105-107
第七章带绒棉种的分选  107-118
  7．1 概述  107-108
  7．2 喂料机构的研究  108-109
  7．3 介电式带绒棉种分选机的研制  109-110
  7．4 试验材料与试验方法  110-111
  7．5 试验结果与分析  111-114
  7．6 其它分选试验  114-115
  7．7 带绒棉种分选机的性能检测  115
  7．8 应用和建议  115-116
  7．9 本章小结  116-118
第八章介电式种子分选机的开发与研制  118-123
  8．1 介电式种子分选机系列中各机具的特点  118-120
  8．2 介电式种子分选机系列的测试结果  120-121
  8．3 介电式种子分选机系列在生产中的应用情况  121-122
  8．4 使用中存在的问题  122
  8．5 本章小结及建议  122-123
第九章结论  123-128
  9．1 主要成果及结论  123-127
  9．2 进一步研究的建议  127-128

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