隨著國內(nèi)外反芻動物養(yǎng)殖業(yè)規(guī)�；图s化的發(fā)展,以及飼養(yǎng)管理水平的提高,全混合日糧飼喂技術(shù)得到推廣使用,配置日糧混合機是實施日糧飼喂技術(shù)的關(guān)鍵。中國研究日糧混合機的起步較晚,目前主要集中在幾種成熟機型的研發(fā)與試驗研究上,基于日糧混合機理的混合機創(chuàng)新性研究較少,總體上還處于發(fā)展階段�；谥袊雌c動物養(yǎng)殖業(yè)的實際需求以及日糧混合機的研究現(xiàn)狀,提出一種滾筒式日糧混合機,并采用理論分析、仿真分析、高速攝像分析和試驗研究等相結(jié)合的綜合研究方法對其混合機理和混合性能進行深入研究探討。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)試驗日糧各物料組分特性研究。根據(jù)反芻動物所需日糧各物料組分的不同性質(zhì),選擇具有典型代表性的物料組成試驗日糧,并對各物料組分的特性進行測定,獲得了物料組分的濕基含水率、幾何特征、密度、剪切模量、泊松比、碰撞恢復系數(shù)和摩擦因數(shù)等主要特性參數(shù),為建立離散元仿真分析時試驗日糧各物料組分的顆粒模型、以及滾筒式日糧混合機研究提供支持。(2)滾筒式日糧混合機試驗平臺設計。在研究分析的基礎上,提出中空正十棱柱型滾筒式日糧混合機的設計方案,并對其主混合工作機構(gòu)、輔助系統(tǒng)等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行了設計與參數(shù)分析,依此設計了滾筒式日糧混合機試驗平臺,以進行具有代表性的無抄板和有抄板的滾筒式日糧混合機的綜合研究分析,進而開展深入的創(chuàng)新研究。(3)無/有抄板的滾筒式日糧混合機的混合機理分析與混合性能試驗研究。借助理論分析、仿真分析、高速攝像技術(shù)對無抄板和有抄板的滾筒式日糧混合機的混合機理進行分析,研究結(jié)果表明:按無抄板的滾筒式日糧混合機筒體內(nèi)物料顆粒群運動特征可將物料分布區(qū)域劃分為隨動區(qū)、擾動區(qū)、滾落區(qū),其中隨動區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以較弱的剪切混合為主,擾動區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以較弱的剪切混合與擴散混合為主,滾落區(qū)(主混合區(qū))內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以小范圍的剪切混合與擴散混合為主。按有抄板的滾筒式日糧混合機筒體內(nèi)物料顆粒群運動特征可將物料分布區(qū)域劃分為提料區(qū)、拋落區(qū)、回料區(qū),其中提料區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以剪切混合為主,拋落區(qū)(主混合區(qū))內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以剪切混合與擴散混合為主、以對流混合為輔,回料區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運動方式以較弱的剪切混合為主。上述各個運動區(qū)域的位置、大小、形狀受日糧混合機結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)的影響很大。利用滾筒式日糧混合機試驗平臺進行的試驗研究結(jié)果表明:無抄板的滾筒式日糧混合機各試驗因素對變異系數(shù)的影響由大到小依次為物料裝載率、混合時間、筒體轉(zhuǎn)速,各試驗因素對凈功耗的影響由大到小依次為混合時間、筒體轉(zhuǎn)速、物料裝載率;最佳參數(shù)組合方案為筒體轉(zhuǎn)速22 r/min、物料裝載率51%、混合時間12 min,此時變異系數(shù)、凈功耗分別為5.86%、39.75 kJ。有抄板的滾筒式日糧混合機各試驗因素對變異系數(shù)的影響由大到小依次為抄板安裝角、筒體轉(zhuǎn)速、物料裝載率、混合時間、抄板高度,各試驗因素對凈功耗的影響由大到小依次為混合時間、筒體轉(zhuǎn)速、物料裝載率、抄板安裝角、抄板高度;最佳參數(shù)組合方案為筒體轉(zhuǎn)速23.5 r/min、物料裝載率65%、混合時間4 min、抄板安裝角11°、抄板高度109 mm,此時變異系數(shù)、凈功耗分別為2.09%、33.73 kJ。有抄板的滾筒式日糧混合機的混合狀況總體優(yōu)于無抄板的滾筒式日糧混合機。(4)組合槳葉的滾筒式日糧混合機的混合機理與試驗研究。在上述研究工作的基礎上,提出了組合槳葉的滾筒式日糧混合機,并借助理論分析、高速攝像技術(shù)對其混合機理進行分析,研究結(jié)果表明:筒體旋轉(zhuǎn)過程中既由筒體托帶物料顆粒群實現(xiàn)筒體局部小范圍的循環(huán)混合,同時通過筒體與槳葉組合托送物料顆粒群實現(xiàn)筒體上部大范圍的循環(huán)混合,如此反復循環(huán)而較快地實現(xiàn)物料顆粒群的均勻混合。利用組合槳葉的滾筒式日糧混合機試驗裝置與測試系統(tǒng)進行的試驗研究結(jié)果表明:各試驗因素對變異系數(shù)的影響由大到小依次為物料裝載率、筒體轉(zhuǎn)速、混合時間、槳葉回轉(zhuǎn)半徑,各試驗因素對凈功耗的影響由大到小依次為混合時間、筒體轉(zhuǎn)速、物料裝載率、槳葉回轉(zhuǎn)半徑;最佳參數(shù)組合方案為混合時間3.5 min、物料裝載率66%、筒體轉(zhuǎn)速29 r/min和槳葉回轉(zhuǎn)半徑236 mm,此時變異系數(shù)、凈功耗分別為7.02%、32.62kJ。組合槳葉的滾筒式日糧混合機的混合狀況總體優(yōu)于有抄板的滾筒式日糧混合機。研究內(nèi)容在完善滾筒式日糧混合技術(shù)理論方面上具有實際意義,且將為滾筒式日糧混合機的研究、優(yōu)化設計和參數(shù)選擇提供依據(jù)。
【學位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S817.124
【部分圖文】：

圖 1-1 立式單攪龍日糧混合機Fig. 1-1 Vertical single-auger ration mixer圖 1-2 立式雙攪龍日糧混合機Fig. 1-2 Vertical twin-auger ration m圖 1-3 立式三攪龍日糧混合機Fig. 1-3 Vertical triple-auger ration mixer

圖 1-1 立式單攪龍日糧混合機Fig. 1-1 Vertical single-auger ration mixer圖 1-2 立式雙攪龍日糧混合機Fig. 1-2 Vertical twin-auger ration m圖 1-3 立式三攪龍日糧混合機Fig. 1-3 Vertical triple-auger ration mixer

圖 1-3 立式三攪龍日糧混合機Fig. 1-3 Vertical triple-auger ration mixer圖 1-4 臥式水平三攪龍日糧混合機. 1-4 Horizontal triple-auger ration mixer圖 1-5 臥式水平四攪龍日糧混合Fig. 1-5 Horizontal four-auger ration 筒式日糧混合機主要由一組攪龍和一個卷筒構(gòu)成，如圖 1-8 所示。該類機型是轉(zhuǎn)將物料顆粒提升并翻滾下落，形成以剪切混合方式為主的運動過程，并通過的楔入點將物料顆粒移向旋轉(zhuǎn)的攪龍，進入與攪龍相同或相反運轉(zhuǎn)的區(qū)域，使
【參考文獻】

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本文編號：2884497