發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 07:20

　　 隨著國內(nèi)外反芻動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)規(guī)�；�和集約化的發(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(jī)是實(shí)施日糧飼喂技術(shù)的關(guān)鍵。中國研究日糧混合機(jī)的起步較晚,目前主要集中在幾種成熟機(jī)型的研發(fā)與試驗(yàn)研究上,基于日糧混合機(jī)理的混合機(jī)創(chuàng)新性研究較少,總體上還處于發(fā)展階段�；�于中國反芻動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)的實(shí)際需求以及日糧混合機(jī)的研究現(xiàn)狀,提出一種滾筒式日糧混合機(jī),并采用理論分析、仿真分析、高速攝像分析和試驗(yàn)研究等相結(jié)合的綜合研究方法對(duì)其混合機(jī)理和混合性能進(jìn)行深入研究探討。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)試驗(yàn)日糧各物料組分特性研究。根據(jù)反芻動(dòng)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(yàn)日糧,并對(duì)各物料組分的特性進(jìn)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(fù)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(shí)試驗(yàn)日糧各物料組分的顆粒模型、以及滾筒式日糧混合機(jī)研究提供支持。(2)滾筒式日糧混合機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)。在研究分析的基礎(chǔ)上,提出中空正十棱柱型滾筒式日糧混合機(jī)的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)其主混合工作機(jī)構(gòu)、輔助系統(tǒng)等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與參數(shù)分析,依此設(shè)計(jì)了滾筒式日糧混合機(jī)試驗(yàn)平臺(tái),以進(jìn)行具有代表性的無抄板和有抄板的滾筒式日糧混合機(jī)的綜合研究分析,進(jìn)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(jī)的混合機(jī)理分析與混合性能試驗(yàn)研究。借助理論分析、仿真分析、高速攝像技術(shù)對(duì)無抄板和有抄板的滾筒式日糧混合機(jī)的混合機(jī)理進(jìn)行分析,研究結(jié)果表明:按無抄板的滾筒式日糧混合機(jī)筒體內(nèi)物料顆粒群運(yùn)動(dòng)特征可將物料分布區(qū)域劃分為隨動(dòng)區(qū)、擾動(dòng)區(qū)、滾落區(qū),其中隨動(dòng)區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運(yùn)動(dòng)方式以較弱的剪切混合為主,擾動(dòng)區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運(yùn)動(dòng)方式以較弱的剪切混合與擴(kuò)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(yùn)動(dòng)方式以小范圍的剪切混合與擴(kuò)散混合為主。按有抄板的滾筒式日糧混合機(jī)筒體內(nèi)物料顆粒群運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方式以剪切混合與擴(kuò)散混合為主、以對(duì)流混合為輔,回料區(qū)內(nèi)物料顆粒群的混合運(yùn)動(dòng)方式以較弱的剪切混合為主。上述各個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的位置、大小、形狀受日糧混合機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的影響很大。利用滾筒式日糧混合機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行的試驗(yàn)研究結(jié)果表明:無抄板的滾筒式日糧混合機(jī)各試驗(yàn)因素對(duì)變異系數(shù)的影響由大到小依次為物料裝載率、混合時(shí)間、筒體轉(zhuǎn)速,各試驗(yàn)因素對(duì)凈功耗的影響由大到小依次為混合時(shí)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(shí)間12 min,此時(shí)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(jī)各試驗(yàn)因素對(duì)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(shí)間、抄板高度,各試驗(yàn)因素對(duì)凈功耗的影響由大到小依次為混合時(shí)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(shí)間4 min、抄板安裝角11°、抄板高度109 mm,此時(shí)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(jī)的混合狀況總體優(yōu)于無抄板的滾筒式日糧混合機(jī)。(4)組合槳葉的滾筒式日糧混合機(jī)的混合機(jī)理與試驗(yàn)研究。在上述研究工作的基礎(chǔ)上,提出了組合槳葉的滾筒式日糧混合機(jī),并借助理論分析、高速攝像技術(shù)對(duì)其混合機(jī)理進(jìn)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(shí)現(xiàn)筒體局部小范圍的循環(huán)混合,同時(shí)通過筒體與槳葉組合托送物料顆粒群實(shí)現(xiàn)筒體上部大范圍的循環(huán)混合,如此反復(fù)循環(huán)而較快地實(shí)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(jī)試驗(yàn)裝置與測試系統(tǒng)進(jìn)行的試驗(yàn)研究結(jié)果表明:各試驗(yàn)因素對(duì)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(shí)間、槳葉回轉(zhuǎn)半徑,各試驗(yàn)因素對(duì)凈功耗的影響由大到小依次為混合時(shí)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(shí)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(shí)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(jī)的混合狀況總體優(yōu)于有抄板的滾筒式日糧混合機(jī)。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(shí)際意義,且將為滾筒式日糧混合機(jī)的研究、優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇提供依據(jù)。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)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(jī)Fig. 1-1 Vertical single-auger ration mixer圖 1-2 立式雙攪龍日糧混合機(jī)Fig. 1-2 Vertical twin-auger ration m圖 1-3 立式三攪龍日糧混合機(jī)Fig. 1-3 Vertical triple-auger ration mixer

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

圖 1-3 立式三攪龍日糧混合機(jī)Fig. 1-3 Vertical triple-auger ration mixer圖 1-4 臥式水平三攪龍日糧混合機(jī). 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(jī)主要由一組攪龍和一個(gè)卷筒構(gòu)成，如圖 1-8 所示。該類機(jī)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(yùn)動(dòng)過程，并通過的楔入點(diǎn)將物料顆粒移向旋轉(zhuǎn)的攪龍，進(jìn)入與攪龍相同或相反運(yùn)轉(zhuǎn)的區(qū)域，使
【參考文獻(xiàn)】

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