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水稻植质钵育秧盘过热蒸汽干燥机理与工艺参数优化研究

作　者: 张义峰
导　师: 汪春
学　校: 黑龙江八一农垦大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 植质钵育秧盘过热蒸汽干燥干燥工艺优化强度传热传质数学模型
分类号: S233.71
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

水稻育秧方式是水稻实现机械化种植的关键，水稻钵育栽植技术由于其抗低温和增产优势非常适合我国北方寒带水稻种植，受到广大稻农的欢迎，为此，我校自主研制了具有低碳高效农业特点水稻植质钵育秧盘及其配套插秧机械。水稻植质钵育秧盘就是利用水稻的秸秆作为原料，采用相应的秧盘成型工艺制成水稻育秧的载体，此项技术水稻增产幅度大，稻米品质高，对于解决水稻高产、稳产，发展水稻高产机械化模式具有广阔的应用前景。植质钵育秧盘是水稻钵育栽植技术的核心环节，但在利用秧盘育秧过程中，发现秧盘易折断，力学强度不够，为克服这种现象，需利用过热蒸汽干燥技术对秧盘进行干燥处理，以提高秧盘的力学强度。为此，研制了植质钵育秧盘过热蒸汽干燥试验台。该试验台成本低、结构简单、性能可靠、易于操作，控制系统精度高，显示直观，易于采集和读取试验数据。通过对比试验研究得知热风干燥的干、湿强度值明显小于过热蒸汽干燥的值，表明过热蒸汽干燥要优于热风干燥；研究讨论了干燥的各个影响因素对秧盘力学强度和干燥速度的影响规律；考虑各个关键影响因素对植质钵育秧盘强度性能的综合影响效果，获得优化的过热蒸汽干燥参数组合方案为：干燥时间为15.4min，干燥温度为145.11℃，质量流量为2.2Kg·m-2·s-1；通过验证试验得到的强度性能指标接近于理论值，表明回归模型可靠。实际强度大于自重模拟强度值，表明强度能满足秧盘不断裂的要求。为了对植质钵育秧盘干燥过程的传热传质规律进行研究，以植质钵育秧盘的片状结构材料作为研究对象，对植质钵育秧盘干燥过程的传热传质进行了理论分析，建立植质钵育秧盘干燥过程传热传质数学模型，确定了模型中的参数，通过试验验证，表明模型具有很好的准确性。对植质钵育秧盘尺寸稳定性进行了研究,研究表明：随着干燥温度的升高，片材干缩率逐渐增大，湿胀率逐渐减小，吸湿率有所下降，因此，提升干燥温度有利于提高尺寸的稳定性和耐水性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
CONTENTS  10-12
第一章绪论  12-32
  1.1 研究的目的和意义  12-14
  1.2 过热蒸汽干燥研究现状  14-23
  1.3 过热蒸汽干燥过程的传热传质研究现状  23-25
  1.4 研究的主要内容和方法  25-32
第二章水稻植质钵育秧盘干燥试验台的设计  32-42
  2.1 植质钵育秧盘过热蒸汽干燥工艺流程  32-33
  2.2 植质钵育秧盘过热蒸汽干燥试验台总体设计  33-37
  2.3 过热蒸汽干燥试验台关键部件设计  37-40
  2.4 小结  40-42
第三章植质钵育秧盘过热蒸汽干燥单因素试验研究  42-66
  3.1 试验设备、材料和方法  42-46
  3.2 热风干燥与过热蒸汽干燥对比试验研究  46-52
  3.3 各因素对秧盘干燥速度和强度的影响  52-64
  3.4 小结  64-66
第四章植质钵育秧盘过热蒸汽干燥工艺参数优化研究  66-84
  4.1 试验设计及试验方案  66
  4.2 各试验因素对秧盘强度影响的统计和效应分析  66-81
  4.3 性能指标的优化  81-82
  4.4 验证试验  82-83
  4.5 小结  83-84
第五章植质钵育秧盘干燥过程的传热传质研究  84-102
  5.1 质热传递理论分析  84-90
  5.2 质热传递模型的数值计算与分析  90-101
  5.3 小结  101-102
第六章植质钵育秧盘传热传质数学模型的验证  102-112
  6.1 试验材料、设备与方法  102-103
  6.2 试验结果  103-106
  6.3 模型结果与试验结果比较分析  106-111
  6.4 小结  111-112
第七章植质钵育秧盘尺寸稳定性研究  112-118
  7.1 试验材料与方法  112-113
  7.2 结果与分析  113-116
  7.3 小结  116-118
第八章结论  118-120
  8.1 结论  118-119
  8.2 创新点  119
  8.3 展望  119-120
参考文献  120-132
致谢  132-133
作者简历  133

水稻植质钵育秧盘过热蒸汽干燥机理与工艺参数优化研究

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