本文關(guān)鍵詞：水稻種子的干燥特性及其數(shù)學(xué)模擬分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：干燥是水稻種子收獲后的重要處理環(huán)節(jié),水稻種子的干燥對種子活力有顯著影響。如果干燥參數(shù)不合理,干燥后種子品質(zhì)會下降。干燥過程對種子的影響主要是表現(xiàn)在種子發(fā)芽率和活力的降低,高溫干燥可能使得種子蛋白質(zhì)變性,而有裂紋的種子由于胚芽所能獲得的營養(yǎng)物質(zhì)減少,因此發(fā)芽率和活力也會下降。我國對糧食干燥的研究較多,而對種子干燥方面的研究則相對較少。本文為此進行了以下幾個方面的研究：(1)系統(tǒng)研究了水稻種子的干燥特性。由于水稻種子對干燥過程很敏感,要求種子干燥后依然具有旺盛的生命力,它相對于商品糧來說其干燥條件更為嚴格,因此,本文選擇了較低風(fēng)溫對水稻種子進行干燥試驗。在進行干燥試驗前,對文獻中大量的水稻種子數(shù)據(jù)進行了平衡相對濕度和平衡含水率模型的模擬比較分析,發(fā)現(xiàn)改進的Guggenheim-Anderson-deboer (GAB)模型具有最大的決定系數(shù)和最小的誤差,最適合描述不同溫度下水稻種子的吸附和解吸特性,從而繪制了水稻種子的平衡含水率曲線,為在一定相對濕度下水稻種子能達到的干燥終了含水率提供了計算依據(jù)。研究了水稻種子在干燥初始階段和干燥過程中的含水率隨機分布,發(fā)現(xiàn)種子在干燥初始時其含水率隨機分布近似服從正態(tài)分布,而隨著干燥的進行則逐漸偏離正態(tài)分布。研究了不同干燥溫度和干燥風(fēng)速時,水稻種子干燥的特性曲線,并對干燥特性曲線進行了10種比較經(jīng)典模型的擬合,發(fā)現(xiàn)漸進擴散模型是模擬水稻種子干燥時的最佳模型,并通過回歸分析得出了漸進擴散模型中各參數(shù)與干燥溫度和風(fēng)速之間的關(guān)系。(2)通過差示掃描量熱儀(DSC)對干燥后水稻種子的熱學(xué)特性進行了研究,嘗試用較高的加熱速率來提高DSC的檢測信號,但由此也導(dǎo)致了在試驗中水稻種子熱轉(zhuǎn)變特征值的滯后。為了消除由于較高加熱速率對試驗結(jié)果的影響,通過外推法推測到DSC加熱速率為“0”時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,并建立了水稻種子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與含水率之間的線性回歸方程和戈登-泰勒方程。(3)通過動態(tài)機械分析儀(DMA)對干燥后水稻種子的力學(xué)特性進行了研究,分析了水稻種子的粘彈特性和蠕變松弛特性。在種子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處的詳細動態(tài)力學(xué)特性顯示,水稻種子的儲能模量和損耗模量均隨著含水率的增加而降低,且各數(shù)據(jù)間有顯著差異；而力學(xué)損耗因子隨含水率的增加而增大,但是只有在含水率較低以及含水率相差較大的情況下數(shù)據(jù)間才有顯著差異。用五元件和三元件力學(xué)模型對種子的蠕變和松弛曲線進行數(shù)學(xué)模擬分析的結(jié)果表示,水稻種子的含水率和長度共同顯著影響其蠕變特性,但只有含水率顯著影響其應(yīng)力松弛特性。(4)進行了干燥后水稻種子的發(fā)芽試驗,分析了干燥條件對種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響,發(fā)現(xiàn)種子發(fā)芽勢比發(fā)芽率更容易受到干燥條件的影響。簡單分析了水稻種子的劣變機理,并確定了種子發(fā)芽率一階動力預(yù)測模型及其參數(shù),模擬了在干燥過程中水稻種子的發(fā)芽率變化,由此方程可以很好的預(yù)測水稻種子干燥后的發(fā)芽率。(5)通過假設(shè)水稻種子為三層橢球體,建立了水稻種子在干燥過程中顆粒內(nèi)部的熱質(zhì)傳遞規(guī)律,運用有限元法對種子內(nèi)部各節(jié)點的溫度和含水率進行求解。通過計算機模擬和試驗驗證水稻種子的平均溫度和平均含水率,以及模擬種子內(nèi)部各點處的溫度值,發(fā)現(xiàn)種子內(nèi)部溫度梯度最大時是在剛開始干燥的幾分鐘內(nèi),因此提出控制干燥初期的溫度,將有助于減少種子的裂紋,提高種子品質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：水稻種子 干燥 熱力學(xué) 種子活力 數(shù)學(xué)模擬
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 專業(yè)術(shù)語/縮略詞11-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究目的和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 研究目標和主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 水稻種子的干燥特性研究20-47
• 2.1 引言20-25
• 2.2 材料和方法25-27
• 2.3 結(jié)果分析與討論27-46
• 2.4 本章小結(jié)46-47
• 第三章 水稻種子干燥后熱學(xué)和力學(xué)特性研究47-62
• 3.1 引言47
• 3.2 材料和方法47-49
• 3.3 結(jié)果分析與討論49-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 第四章 水稻種子干燥后活力研究62-73
• 4.1 引言62-64
• 4.2 材料和方法64-66
• 4.3 結(jié)果分析與討論66-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第五章 水稻種子在干燥過程中的熱質(zhì)傳遞研究73-89
• 5.1 引言73-74
• 5.2 熱質(zhì)傳遞模型的建立和分析74-83
• 5.3 有限元單元分析83-84
• 5.4 水稻種子的一些物性參數(shù)84-85
• 5.5 模型的計算機模擬85-86
• 5.6 水稻種子熱質(zhì)傳遞模型驗證分析86-87
• 5.7 本章小結(jié)87-89
• 第六章 結(jié)論與建議89-91
• 6.1 主要結(jié)論89-90
• 6.2 本研究的創(chuàng)新點90
• 6.3 對今后研究的建議90-91
• 參考文獻91-101
• 致謝101-103
• 作者簡介103

  本文關(guān)鍵詞：水稻種子的干燥特性及其數(shù)學(xué)模擬分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：267024