介电式种子分选机理及其设备的研究

介电式种子分选机理及其设备的研究

米双山[1]2000年在《介电式种子分选机理及其设备的研究》文中提出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。

王庆惠[2]2007年在《介电式种子分选机的设计及试验研究》文中指出介电式种子分选机具有结构简单、适应性强、可按种子活力进行分级的特点,吸引了国内外许多学者的研究。但由于对该原理及机具的研究还不够深入,使得介电分选在生产上未能得以大面积的应用。本文对介电式种子分选机的设计和试验进行了研究。通过介绍介电式种子分选机的国内外研究现状和存在的问题,对种子的电生理特性、所受极化力和在滚筒上的运动进行了分析,指出影响种子极化力的因素还与其在滚筒上的姿态、位置,种子存储时间和环境等因素有关。根据介电分选原理和作物自身的特性,采用叶轮式喂入辊,在分选滚筒的正上方放置一刮板,并首次采用由PVC材料制成的隔板式分选滚筒,PVC隔板间夹着两根极性相反的电极导线,相邻的两PVC隔板间形成比种子平均直径略大的沟槽,由理论分析和试验证明了该结构的合理性。该结构解决了种子在分选滚筒上随机分布的问题,保证了每个被分选的种子所处的电场都很均匀,并且具有相同介电常数的种子落入一个电场强度均匀的电场中,提高了分选效果。分别对棉花、苜蓿、油白菜和酱用番茄种子进行分选试验,对影响种子分选效果的主要因素进行正交试验。测量每组分选的种子质量,并与对照组进行比较,得出同一组中每级种子与对照组间的关系。对种子做发芽试验和数据分析,得出以分选电压和滚筒转速为变量的回归方程,并对方程进行检验,经检验回归方程显著,得出不同作物种子的最佳分选参数。

颜克涛[3]2005年在《台面式种子分选机的分选机理和小麦分选试验研究》文中进行了进一步梳理本文主要以丹麦DAMAS公司研制的实验室台面式种子分选机为研究对象,从台面的结构入手,分析了台面的运动参数,得出台面的运动规律(非对称往复运动)。 对台面分选机理的分析,主要从理论分析和试验验证两个方面入手。 理论分析方面,以台面的运动规律为基础,分析了台面上种子颗粒的受力情况和分布情况,根据种子的分布,将种子分为三个区域:与前侧板接触区域、与后侧板接触区域和中间区域。根据不同的区域,分别深入地分析了颗粒的受力情况,得出颗粒的运动参数。通过比较颗粒的运动参数,定性地描述了不同区域内颗粒的运动轨迹。最后,根据颗粒的受力情况以及运动轨迹,阐述了设备可调工作参数(台面倾角θ和电机转速n)对分选结果的影响。 试验验证部分,先对小麦颗粒进行了初步清选,除去灰尘及杂物,得到尺寸大小基本一致的试验物料。通过合理地选择试验因素及试验水平,安排完全分选试验,得到共25组数据。对数据进行极差分析、方差分析,找出工作参数(θ和n)对分选结果的影响;通过曲线图直观分析,找出工作参数的取值范围以及不同分选要求下的较佳取值;最后,通过非线性回归,得出两端出料口物料样品千粒重与对分选结果有直接影响的工作参数(台面倾角θ)之间的拟合关系。

王丽红[4]2005年在《棉种介电分选机理与机具的研究》文中研究表明介电分选设备具有结构简单、适应性强、分选效果好、可实现按种子活力进行分选的特点,吸引了国内外许多学者对此进行研究并取得了大量有价值的研究成果,但对棉种按介电特性进行分选的研究较少,本文通过理论分析与试验研究相结合的工艺路线对棉种介电分选的机理及介电分选设备进行了多方面的研究。 通过对在双绕线圈滚筒上的棉种进行受力分析建立了棉种介电分选的数学模型。 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受到的极化力方程,建立了棉种在双绕线圈滚筒上的分选模型,为合理地确定介电选种机的结构参数和工况参数提供了理论依据。 对不同结构尺寸的电极导线做对比试验后找到了电极对电磁场的影响规律。 通过理论分析与试验研究,确定了棉种介电选种机的总体结构及参数。 对影响分选效果的因素进行分析后发现,除系统因素外,影响分选效果的主要因素是分选电压和滚筒转速。对在不同条件下得到的棉种做室内发芽试验并对试验数据进行回归分析,得到了以分选电压和滚筒转速为变量的回归方程。棉种活力测定试验、室内发芽试验、田间出苗试验以及棉苗参数测定等试验均表明研制的棉种介电选种机分选效果良好。此外,通过理论分析与试验研究得到介电常数和种子活力之间的关系:对于品种和籽粒重量相同的种子,介电常数越大,其活力越低,介电常数越小的种子活力越高。因此,只要将介电常数较大的种子剔除,就可得到高质量的种子,这就为利用介电分选原理实现按种子活力进行分选提供了理论依据。

米双山, 曹崇文[5]2000年在《带绒棉种介电分选的试验研究》文中指出研制了介电式带绒棉种分选机 ,对影响分选效果的各因素进行了分析 ,对不同含绒率的棉种进行了分选电压的单因素试验。结果表明 :分选电压是影响分选效果的主要因素之一 ,随着分选电压的增大 ,种子的分选效果得到提高 ;棉种的含绒率是影响分选效果的另一主要因素 ,为了得到好的分选效果 ,分选前必须将棉种进行剥绒加工 ,使其含绒率为 10左右

坎杂, 谷趁趁, 王丽红, 付威[6]2010年在《脱绒棉种介电分选参数的优化》文中研究说明为优化脱绒棉种介电分选参数,采用二次回归通用旋转组合设计方法,建立介电分选后获选棉种的介电常数、棉种电导率和棉种活力指数分别与分选电压、滚筒转速和棉种含水率3个主要的介电分选影响因素之间关系的数学模型,分析各影响因素对各试验指标的影响,并进行参数优化,确定各影响因素的参数组合为:分选电压6000~6574.43V,滚筒转速30.08~34.38r/min,棉种含水率为4%。

徐江, 谭敏, 张春庆, 李法德[7]2013年在《电晕场与介电分选提高水稻种子活力》文中进行了进一步梳理为研究电晕场和介电分选对水稻种子活力的影响,该文利用弧形芒刺电极与下极板形成的电晕场对水稻种子在不同高压下进行处理,处理时间为4 min,结果显示,处理后水稻种子的活力有显著提高,并在17 500 V(DC)时取得较优值;利用介电分选机在不同的分选电压下对水稻种子进行介电分选,选滚筒转速为25 r/min,结果发现,分选机对水稻种子有较好的分选效果,并且当分选电压为4 000 V(DC)时,分选获得的I级水稻种子的活力最高。在上述最优条件下,先利用电晕场对水稻种子进行电晕场处理,再利用介电分选机对电晕场处理后的水稻种子进行介电分选,结果表明:水稻种子的各活力指标均高于只进行分选时的活力指标,其中Ⅱ级和Ⅲ级种子的活力指标有明显的提高,且Ⅱ级种子的活力指标较对照有显著提高(P<0.01或0.05),这也说明电晕场处理对低活力种子效果较好。同时,通过记录水稻种子每天的发芽数发现,电晕场处理和介电分选都能使水稻种子约提前1天发芽。这对后期研制电晕场与介电分选组合处理机提供了数据支持。

王建刚[8]2005年在《静电种子精选机的设计与试验研究》文中研究表明种子活力进行分级的特点。目前在国内外得到了广泛的应用。本文主要是根据这方面的原理开发出一种新型机具,主要完成的工作是: 通过对影响精选过程的因素的分析,找出了影响分选过程的主要因素; 确定了静电种子精选机合理的转鼓尺寸,特别是通过试验,确定了采用双转鼓为精选部件,显著改善了精选效果; 设计制造了静电式种子精选机的喂料机构,经过反复试验改进,特别是对喂料辊中齿槽尺寸的设计和优化,实现了种子在转鼓上单层铺放的要求,克服了前人设备上的不足; 采用先进的工艺制做精选电极,对电极材料和尺寸等对精选效果的影响进行了试验研究,保证了机具使用可靠,可直接用于生产中; 设计的种子精选机,经过更换部分部件可对各种尺寸的种子进行精选,经试验达到了设计要求; 本文的最后还对该机具的使用经济性进行了分析。

郭守志[9]2015年在《玉米种子电场处理与棉花种子介电分选机的研制》文中研究指明介电分选是根据种子本身活力的大小对种子进行分级,且介电分选装置结构简单、适应性强。本课题首先通过研究棉花种子的介电特性和阻抗特性,发现介电分选后Ⅰ级棉花种子的介电常数小于对照(CK),Ⅱ级棉花种子在频率为0.2 MHz~0.8 MHz测试区间略高于CK,之后又低于CK,Ⅲ级棉花种子的介电常数大于CK,且介电常数和介电损耗因数都随测试频率的升高而增大;阻抗特性实数部分(电阻R)随着测试频率的升高呈先减小后增大的趋势,虚数部分(电抗X)则是随着测试频率的升高而增大,阻抗幅值随着测试频率的升高而不断降低,而阻抗相位角整体呈上升趋势。在分选电压和滚筒转速单因素试验的基础上,利用Deign-expert软件设计正交试验,结果显示:Ⅰ级棉花种子发芽率明显高于CK,且有显著或极显著差异(P<0.01或0.05),Ⅰ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高呈先增大后减小的变化趋势;Ⅱ级棉花种子的发芽率基本高于CK,有显著或极显著差异(P<0.01或0.05),但也有个别处理低于CK,Ⅱ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高也是先增大后减小,但从单因素分析来看,滚筒转速对其影响更大;Ⅲ级棉花种子的发芽率参差不齐,有些较CK有所提高,但基本是低于CK的,Ⅲ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高呈线性关系,且单因素分析表明滚筒转速对其影响较大。利用电晕场对玉米种子进行处理,通过设计正交试验得到最优处理条件:场强350 kV/m,处理时间5.5 min,处理后玉米种子的发芽率较CK提高了10.5%(绝对百分比),有极显著差异(P<0.01)。测量试验过程中的电晕电流和电压波形并进行分析,在前人研究基础上,将电晕电流考虑在内,用处理能量来说明电晕场对玉米种子的影响。验证试验结果表明:最优处理能量为1354.32J,处理后的玉米种子发芽率较CK提高了11.33%(绝对百分比),有极显著差异(P<0.01)。另外,处理能量较小时,电晕场对玉米种子活力的影响不大,但处理能量过大时,电晕场可能对种子的萌发有一定抑制作用,只有适当范围大小的处理能量才有利于其种子活力的提高。在介电分选原理及分选过程中各影响因素分析的基础上,研制了一种新型介电分选装置。整个分选过程是在滚筒内部完成,根据种子的机械物理特性,在分选滚筒的内壁沿圆周方向加工出比棉花种子平均粒径略大的沟槽,以及用来放置电极导线的圆弧形槽。该结构能够保证单粒种子落入分选凹槽内,并且能够保证被分选的种子落入一个强度均匀的电场中。

齐新, 米双山, 王继宁, 滕德福[10]1998年在《带绒棉籽介电分选机理的研究》文中研究说明对带绒棉籽介电式分选机理进行了分析,同时论证了采用交流电进行二级分选作业的可行性。对利用二级滚筒对带绒棉籽进行分选作业的试验结果做了分析。解决的技术关键是利用介电分选原理可以对带绒棉籽进行分选,为实现带绒棉籽丸化工艺或棉籽脱绒前分选加工提供了可行性工艺。

参考文献:

[1]. 介电式种子分选机理及其设备的研究[D]. 米双山. 中国农业大学. 2000

[2]. 介电式种子分选机的设计及试验研究[D]. 王庆惠. 新疆农业大学. 2007

[3]. 台面式种子分选机的分选机理和小麦分选试验研究[D]. 颜克涛. 华中农业大学. 2005

[4]. 棉种介电分选机理与机具的研究[D]. 王丽红. 石河子大学. 2005

[5]. 带绒棉种介电分选的试验研究[J]. 米双山, 曹崇文. 中国农业大学学报. 2000

[6]. 脱绒棉种介电分选参数的优化[J]. 坎杂, 谷趁趁, 王丽红, 付威. 农业工程学报. 2010

[7]. 电晕场与介电分选提高水稻种子活力[J]. 徐江, 谭敏, 张春庆, 李法德. 农业工程学报. 2013

[8]. 静电种子精选机的设计与试验研究[D]. 王建刚. 中国农业大学. 2005

[9]. 玉米种子电场处理与棉花种子介电分选机的研制[D]. 郭守志. 山东农业大学. 2015

[10]. 带绒棉籽介电分选机理的研究[J]. 齐新, 米双山, 王继宁, 滕德福. 河北农业大学学报. 1998

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