【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(guó)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(shí)也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機(jī)。難以降解的殘膜將嚴(yán)重破壞土壤整體結(jié)構(gòu),使水分以及養(yǎng)分運(yùn)輸受到阻礙,作物種子難以生根發(fā)芽,引起嚴(yán)重的“白色污染”。由于薄膜具有膜輕、柔軟、易粘附等特點(diǎn),在殘膜回收機(jī)切斷片狀地膜后,薄膜易纏繞、粘附在殘膜回收機(jī)具上,從而殘膜回收機(jī)的脫膜環(huán)節(jié)顯得尤為重要。為提高農(nóng)田殘膜回收機(jī)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(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),針對(duì)脫膜率較低的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種新型的機(jī)械與氣力復(fù)合脫膜裝置。主要開展了以下研究:(1)通過(guò)調(diào)查田間薄膜使用以及滯留現(xiàn)狀,測(cè)試厚度為0.01mm的新舊地膜力學(xué)性能;對(duì)殘地膜進(jìn)行懸浮速度試驗(yàn),尋找其相關(guān)性影響因素;根據(jù)離心力試驗(yàn)探究殘膜吸附力影響因子測(cè)定吸附力大小,分析不同材質(zhì)的脫膜葉片對(duì)殘膜吸附力大小并選擇最優(yōu)材質(zhì)。(2)結(jié)合夾持輸送式殘膜回收機(jī)自身特點(diǎn),分析整體結(jié)構(gòu)、機(jī)械脫膜機(jī)理以及機(jī)械脫膜條件,確定機(jī)械脫膜最佳位置點(diǎn),根據(jù)夾指完全張開狀態(tài)確定機(jī)械脫膜葉片尾端運(yùn)動(dòng)軌跡。分析當(dāng)脫膜葉片與切線方向夾角不同時(shí),葉片對(duì)殘膜的作用距離大小關(guān)系。并設(shè)計(jì)一種新型獨(dú)立葉片式機(jī)械脫膜裝置。機(jī)械脫膜率的影響因素有脫膜輥轉(zhuǎn)速、葉片長(zhǎng)度以及機(jī)具行進(jìn)速度,通過(guò)田間試驗(yàn)并借助Design expert 8.0.6軟件進(jìn)行分析優(yōu)化,得出最佳工作參數(shù)。(3)運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)氣力脫膜脫膜機(jī)理進(jìn)行研究分析,分析出風(fēng)口角度對(duì)氣力脫膜的影響,利用ADAMS進(jìn)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同的輸送風(fēng)道,研究不同輸送風(fēng)道對(duì)氣流均勻性以及出風(fēng)口風(fēng)速大小的影響。對(duì)輸送風(fēng)道三維建模,通過(guò)ANSYS軟件中的Fluent板塊對(duì)不同結(jié)構(gòu)的輸送風(fēng)道進(jìn)行流體模擬仿真分析,得出其最佳輸送風(fēng)道模型。對(duì)氣力脫膜裝置進(jìn)行田間試驗(yàn),分析其影響因素,借助Design expert 8.0.6軟件對(duì)各變量進(jìn)行分析優(yōu)化,利用最佳工作參數(shù)進(jìn)行田間試驗(yàn)得出氣力脫膜率。(4)對(duì)夾持輸送式殘膜回收機(jī)機(jī)械與氣力復(fù)合脫膜裝置進(jìn)行田間試驗(yàn),找出其三個(gè)獨(dú)立影響因素,根據(jù)影響因素對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x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(yīng)曲面圖。對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化,得出最佳工作參數(shù)并得出機(jī)械與氣力復(fù)合脫膜裝置脫膜率。最后對(duì)三種脫膜裝置進(jìn)行比較分析,結(jié)合實(shí)際選擇最優(yōu)脫膜裝置。
【圖文】：

難回收的殘膜年增長(zhǎng)超過(guò) 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(shù)（如圖1-1 所示），僅棉花種植使用的農(nóng)用薄膜年增長(zhǎng)超過(guò) 10 萬(wàn) 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(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機(jī)，因?yàn)槿鄙俑咝У霓r(nóng)田地膜以及殘膜回收機(jī)具，致使農(nóng)田殘膜沒有及時(shí)有效的回收，如果殘膜遺留在田地里難以降解的殘膜將嚴(yán)重破壞土壤整體結(jié)構(gòu)，水分以及養(yǎng)分運(yùn)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(lái)越多從而引起嚴(yán)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(shù)的廣泛普及，農(nóng)作物收獲后的一段時(shí)間是地膜回收最佳時(shí)期。面對(duì)成片的農(nóng)用地膜，農(nóng)田殘膜回收機(jī)作業(yè)工序通常包含五個(gè)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(diǎn)，在殘膜

膜年增長(zhǎng)超過(guò) 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(shù)（如 所示），僅棉花種植使用的農(nóng)用薄膜年增長(zhǎng)超過(guò) 10 萬(wàn) 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(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也衍生出許多農(nóng)田生態(tài)環(huán)境危機(jī)，因高效的農(nóng)田地膜以及殘膜回收機(jī)具，致使農(nóng)田殘膜沒有及時(shí)有效的回收，如果殘?jiān)谔锏乩镫y以降解的殘膜將嚴(yán)重破壞土壤整體結(jié)構(gòu)，水分以及養(yǎng)分運(yùn)輸受到阻種子難以生根發(fā)芽，，難以降解的殘膜越來(lái)越多從而引起嚴(yán)重的白色污染[5]。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S223.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666190