B-Spline曲线聚风装置直线翼垂直轴风力机启动性能数值模拟

1

作者 李岩 马云飞 +2 位作者 佟国强 杨胜兵 肖振军 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期265-272,共8页

为了提升直线翼垂直轴风力机的启动性能,基于B-Spline曲线生成方法,提出一种具有流线型轮廓的聚风装置,将其分别安装在风轮顶端和底端,用以提升风轮附近的来流风速,使风轮汲取更多风能,达到更易启动的特点.选取聚风装置的5个结构参数进... 为了提升直线翼垂直轴风力机的启动性能,基于B-Spline曲线生成方法,提出一种具有流线型轮廓的聚风装置,将其分别安装在风轮顶端和底端,用以提升风轮附近的来流风速,使风轮汲取更多风能,达到更易启动的特点.选取聚风装置的5个结构参数进行设计:聚风装置与风轮间隙距离ΔL、底圆半径R_(1)、顶圆半径R_(2)、入口角度α_(1)和出口角度α_(2).设计方法采用二次旋转正交组合筛选最优模型,通过三维数值模拟研究聚风装置参数对直线翼垂直轴风力机启动性能的影响,获得了最佳外形参数组合.此外,对有无加装聚风装置的直线翼垂直轴风力机进行了静态三维数值模拟.结果表明,通过添加具有外凸流线型轮廓的聚风装置,直线翼垂直轴风力机的启动性能有显著提升.在风速较低的情况下,性能改善更加明显.聚风装置可使直线翼垂直轴风力机的平均启动力矩系数最大增加38.8%,峰值平均启动力矩系数最大可增加31.2%. 展开更多

关键词 垂直轴风力机 聚风装置 B-Spline曲线 启动性能 数值模拟

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结冰粘结特性评估与测试方法研究进展

2

作者 李岩 沈贺 +2 位作者 郭文峰 冯放 田川公太朗 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期291-302,共12页

近年来,全球气候变化加剧,极端天气频繁出现。极寒和结冰等自然灾害给风力机的安全高效运行带来严重影响。探明风力机叶片结冰机理,获得冰与材料之间的粘结特性,是研发经济高效防除冰技术的基础。该文针对目前结冰粘结性的粘结理论、评... 近年来,全球气候变化加剧,极端天气频繁出现。极寒和结冰等自然灾害给风力机的安全高效运行带来严重影响。探明风力机叶片结冰机理,获得冰与材料之间的粘结特性,是研发经济高效防除冰技术的基础。该文针对目前结冰粘结性的粘结理论、评估指标和测试方法进行梳理,对比分析各种测试方法的特点,为风力机结冰机理研究与防除冰技术开发提供依据。 展开更多

关键词 风力机 叶片 冰 粘结 理论 评估 测试方法

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对称翼型前缘积冰粘结强度试验研究 被引量：1

3

作者 沈贺 李岩 +1 位作者 郭文峰 田川公太朗 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第2期230-238,共9页

当飞机在寒冷潮湿的环境中飞行时,机翼前缘有时会出现结冰现象威胁飞行安全。为了发展防冰和除冰技术,有必要对叶片翼型表面覆冰的粘结特性进行研究。本文设计并搭建了叶片翼型覆冰粘结力测量系统,提出了叶片翼型覆冰粘结强度的评估方法... 当飞机在寒冷潮湿的环境中飞行时,机翼前缘有时会出现结冰现象威胁飞行安全。为了发展防冰和除冰技术,有必要对叶片翼型表面覆冰的粘结特性进行研究。本文设计并搭建了叶片翼型覆冰粘结力测量系统,提出了叶片翼型覆冰粘结强度的评估方法,记录和测量了不同条件下NACA0018翼型叶片段上的结冰分布和粘结强度。试验结果表明,结冰时间对冰粘结强度的影响较小。随着环境温度降低,叶片翼型表面冰粘结强度增加,但增长速率减小。此外,随着风速增加,叶片翼型表面冰粘结强度降低。本研究结果为深入探索叶片翼型覆冰粘结机理提供了参考。 展开更多

关键词 飞机 冰 粘结 评估方法 风洞试验

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重叠比对三叶片Savonius风力机启动性能影响研究

4

作者 王江南 佟国强 +2 位作者 冯放 李岩 赵斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期133-139,共7页

为获得相对平稳且非负的启动力矩,针对三叶片Savonius风力机开展研究。首先对比研究两叶片和三叶片Savonius风力机的启动性能和输出功率特性。在此基础上,针对其主要的结构参数重叠比开展研究。针对三叶片的结构特点,提出重叠比和净重... 为获得相对平稳且非负的启动力矩,针对三叶片Savonius风力机开展研究。首先对比研究两叶片和三叶片Savonius风力机的启动性能和输出功率特性。在此基础上,针对其主要的结构参数重叠比开展研究。针对三叶片的结构特点,提出重叠比和净重叠比的定义方式,设置9组不同净重叠比,范围在0~0.36(重叠比范围0.14~0.50)之间。利用数值模拟和风洞试验相结合的方法,研究在不同风速下重叠比对Savonius风力机启动力矩以及输出功率性能的影响。结果表明:净重叠比可消除反向启动力矩,并提升三叶片Savonius风力机的启动性能,平均启动力矩系数最高提升147.06%。净重叠比在0.06~0.11范围内时,对风力机的输出功率有提高作用。 展开更多

关键词 风力机 风洞 数值模拟 叶片重叠比 启动性能

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直线翼垂直轴风力机气动特性研究综述 被引量：22

5

作者 李岩 郑玉芳 +4 位作者 赵守阳 冯放 李建业 王农祥 白荣彬 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期368-382,398,共16页

直线翼垂直轴风力机是当前升力型垂直轴风力机的典型代表,凭借着无需对风、结构简单、造型独特等优点在中小型风能利用领域受到越来越多的关注。但由于其气动特性复杂,且研究时间相对较短,尚有许多问题需要研究,还有很广阔的发展空间。... 直线翼垂直轴风力机是当前升力型垂直轴风力机的典型代表,凭借着无需对风、结构简单、造型独特等优点在中小型风能利用领域受到越来越多的关注。但由于其气动特性复杂,且研究时间相对较短,尚有许多问题需要研究,还有很广阔的发展空间。本文以直线翼垂直轴风力机的气动特性研究为对象,介绍了风力机气动特性研究历程、研究现状、主要工作原理,及气动特性分析理论、常用的研究方法,尤其是对如何改善直线翼垂直轴风力机在低风速下的起动特性问题和高转速下的气动特性发挥问题的国内外研究进展进行了分析和总结,并对今后的研究趋势进行了展望。 展开更多

关键词 直线翼垂直轴风力机 气动特性 研究方法 叶片翼型 风轮结构 研究进展

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生物炭对东北黑土持水特性的影响 被引量：15

6

作者 王忠江 刘卓 +3 位作者 曹振 李一博 张正 王丽丽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期147-153,共7页

为探究生物炭对东北黑土持水特性的影响,系统研究3种添加比例(2%、5%、10%)、3种粒径(0.25、0.5、1mm)的杨木炭和竹炭对3种质地东北黑土(壤土、砂壤土、砂土)田间持水量和含水率的影响规律,构建添加生物炭黑土的水分特征曲线,并采用Van-... 为探究生物炭对东北黑土持水特性的影响,系统研究3种添加比例(2%、5%、10%)、3种粒径(0.25、0.5、1mm)的杨木炭和竹炭对3种质地东北黑土(壤土、砂壤土、砂土)田间持水量和含水率的影响规律,构建添加生物炭黑土的水分特征曲线,并采用Van-Genuchten和Broods-Corey模型进行拟合。结果表明:生物炭能显著提高不同质地东北黑土的持水能力,黑土的田间持水量与生物炭的添加比例呈显著正相关,而与生物炭的粒径呈负相关,0.5mm和1mm粒径的生物炭对黑土田间持水量的影响差异不显著,杨木炭显著优于竹炭,0.25mm、10%添加比例的杨木炭对东北黑土持水能力的提高效果最优,壤土、砂壤土、砂土3种质地黑土的田间持水量和饱和含水率分别可提高64.97%、66.42%、69.39%和47.60%、38.93%、31.18%;Van-Genuchten模型能更精确的模拟添加生物炭黑土的水分特征曲线,最佳离心时间为100min,三次函数曲线能够较好的拟合添加生物炭黑土的体积含水率与离心吸力之间的多元动态关系,为生物炭对各种质地东北黑土水分运动规律的深入研究提供理论依据。 展开更多

关键词 土壤 水分 生物炭 黑土 田间持水量 Van-Genuchten模型

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秸秆与沼肥同步翻埋还田对秸秆腐解特性的影响 被引量：6

7

作者 王忠江 王泽宇 +3 位作者 司爱龙 张正 吴婧 王丽丽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期271-277,共7页

为探讨秸秆和沼肥同步翻埋还田对秸秆腐解的影响规律,在室温条件下,105 d试验周期内,采用网袋法模拟翻埋还田,系统研究添加沼肥和自来水对秸秆腐解的影响,以及添加沼肥后不同土壤类型和不同秸秆长度对秸秆腐解过程各主要参数的影响规律... 为探讨秸秆和沼肥同步翻埋还田对秸秆腐解的影响规律,在室温条件下,105 d试验周期内,采用网袋法模拟翻埋还田,系统研究添加沼肥和自来水对秸秆腐解的影响,以及添加沼肥后不同土壤类型和不同秸秆长度对秸秆腐解过程各主要参数的影响规律。结果表明,沼肥对秸秆腐解具有显著的促进作用,添加自来水组的秸秆降解率为33.61%,而添加沼肥组的秸秆降解率则达到42.37%;配施沼肥后,秸秆的降解主要集中在前70 d,试验结束时各试验组的秸秆降解率均高于42%,秸秆长度20 mm试验组的秸秆降解率高于10 mm秸秆,试验结束时20 mm试验组的秸秆降解率达到52%;秸秆长度对半纤维素的降解影响较明显,而土壤类型则对纤维素和木质素降解具有较显著的影响。 展开更多

关键词 沼肥 秸秆还田 土壤种类 秸秆长度 秸秆腐解

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叶片尾缘加弯板垂直轴风力机转矩特性数值模拟 被引量：6

8

作者 李岩 张婷婷 +3 位作者 田川公太朗 冯放 郑玉芳 公维佳 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期72-79,共8页

文章提出一种在叶片尾缘加装弯板改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场,提高风力机转矩特性的方法。选取NACA0024和NACA0012两种直线翼垂直轴风力机常用翼型,利用数值模拟计算包括不加装弯板在内具有7种弯板长度2叶片直线翼垂直轴风力机... 文章提出一种在叶片尾缘加装弯板改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场,提高风力机转矩特性的方法。选取NACA0024和NACA0012两种直线翼垂直轴风力机常用翼型,利用数值模拟计算包括不加装弯板在内具有7种弯板长度2叶片直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动转矩特性。结果表明,在NACA系列对称翼型尾缘加弯板叶片可在一定程度上改善直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动特性。叶片尾缘加装弯板后可在某些旋转角下改变叶片上下表面压力分布,减少涡旋和流动分离产生,提高叶片气动特性,改善风力机转矩特性。研究发现,弯板长度为弦长40%风力机转矩特性改善效果最好,最大输出转矩系数较无弯板风力机提高17%,静态平均起动转矩提高26.4%。 展开更多

关键词 垂直轴风力机 叶片尾缘 弯板 转矩特性 数值模拟

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生物炭配施沼液对淋溶状态下土壤养分的影响 被引量：8

9

作者 王忠江 张正 +3 位作者 刘卓 王丽丽 司爱龙 曹振 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期260-267,共8页

为探讨生物炭配施沼液对土壤养分淋失的影响,通过室内土柱试验,采用三因素三水平正交试验方法,系统研究了生物炭添加量、淋溶强度、沼液施加量对土壤养分淋失及土壤养分垂直分布的影响规律。结果表明,土壤养分淋失主要集中在前8次,后期... 为探讨生物炭配施沼液对土壤养分淋失的影响,通过室内土柱试验,采用三因素三水平正交试验方法,系统研究了生物炭添加量、淋溶强度、沼液施加量对土壤养分淋失及土壤养分垂直分布的影响规律。结果表明,土壤养分淋失主要集中在前8次,后期淋失量均维持在较低水平并趋于稳定。各因素对氨态氮、速效磷、速效钾淋失的影响由大到小依次为淋溶强度、生物炭添加量、沼液施加量,而对硝态氮淋失量的影响由大到小依次为生物炭添加量、沼液施加量、淋溶强度。添加生物炭能明显减少养分淋失,且添加生物炭的0~20 cm深度土壤的养分明显高于未添加生物炭的20~40 cm土壤,各因素对氨态氮、硝态氮、速效钾在土壤中的含量影响差异显著,而对速效磷的影响则无显著差异。 展开更多

关键词 生物炭 沼液 土壤 养分 淋溶

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偏心风轮结构对垂直轴风力机气动特性影响数值模拟 被引量：5

10

作者 李岩 吴志诚 +4 位作者 田川公太朗 冯放 张婷婷 白荣彬 李建业 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期413-419,共7页

为了改善垂直轴风力机气动特性,提出了一种具有偏心结构的直线翼垂直轴风力机风轮形式,通过增大叶片气动力对转轴的作用半径来改善风力机的起动性能和提高输出功率特性.以采用NACA0018翼型的3叶片风力机为对象,利用数值模拟方法计算了具... 为了改善垂直轴风力机气动特性,提出了一种具有偏心结构的直线翼垂直轴风力机风轮形式,通过增大叶片气动力对转轴的作用半径来改善风力机的起动性能和提高输出功率特性.以采用NACA0018翼型的3叶片风力机为对象,利用数值模拟方法计算了具有6种不同偏心量风轮结构的风力机静态起动力矩系数和输出功率系数,分析了不同偏心量对风力机气动特性的影响规律.计算结果表明:适当的偏心量可消除在某些方位角处的反向力矩,使静态力矩系数波动变得平滑,从而有效改善直线翼垂直轴风力机整体起动性能.同时,适当的偏心量还可有效提高风力机的输出功率特性,最大功率系数可提高12%. 展开更多

关键词 垂直轴风力机 偏心风轮 起动性 气动特性 数值模拟

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Savonius风力机静态流场PIV可视化试验研究 被引量：6

11

作者 李岩 赵守阳 +2 位作者 曲春明 冯放 李奇志 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期159-165,共7页

为了探明Savonius风力机参数对其静态起动性能的影响,以重叠比为研究对象,选取重叠比分别为0,0.2,0.5这3种Savonius风力机模型,利用PIV测试系统对一定雷诺数、不同方位角下模型叶片周围流场进行试验,同时利用CFD计算软件对相应模型叶片... 为了探明Savonius风力机参数对其静态起动性能的影响,以重叠比为研究对象,选取重叠比分别为0,0.2,0.5这3种Savonius风力机模型,利用PIV测试系统对一定雷诺数、不同方位角下模型叶片周围流场进行试验,同时利用CFD计算软件对相应模型叶片进行数值模拟计算,分析模型叶片的力矩特性和周围流场特征.通过对比试验结果和计算结果来揭示具有不同重叠比的Savonius风力机在不同方位角条件下涡的分布情况以及能量利用规律.试验结果表明,当Savonius风力机叶片之间存在重叠比时可以消除叶片附着面附近的涡,使流动更加稳定,提升转矩系数,从而提高Savonius风力机的静态起动性能;然而当重叠比过大时会导致气流在间隙处的流向不明显,易产生新的涡使其静态起动力矩减弱,适当的重叠比有利于改善Savonius风力机静态. 展开更多

关键词 Savonius风力机 起动性能 PIV 数值模拟 流场

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中温和高温发酵沼液营养源对半连续培养小球藻生长的影响 被引量：4

12

作者 王忠江 司爱龙 +3 位作者 刘卓 李泽 王丽丽 王贵祥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第18期235-241,共7页

为了解中温发酵沼液和高温发酵沼液培养微藻的系统性性能,选用FACHB-5和FACHB-8 2种小球藻,采用总氮2 417.63至2 554.37 mg/L,总磷13.44至16.91 mg/L的中温35℃和高温55℃鸡粪厌氧发酵后沼液为营养源,在微藻培养液每天更新率10%的半连... 为了解中温发酵沼液和高温发酵沼液培养微藻的系统性性能,选用FACHB-5和FACHB-8 2种小球藻,采用总氮2 417.63至2 554.37 mg/L,总磷13.44至16.91 mg/L的中温35℃和高温55℃鸡粪厌氧发酵后沼液为营养源,在微藻培养液每天更新率10%的半连续培养条件下,研究更新的培养液中沼液添加比例为10%、20%和30%时2种沼液对微藻培养的影响。研究结果表明,添加比例为10%和20%时,2种小球藻均能很好地适应各自的培养环境,试验结束时,各试验组的OD680均维持在2.40至2.69;但当沼液添加比例为较高的30%时,2种小球藻的生长均受到明显抑制,且FACHB-5与FACHB-8相比对高浓度沼液培养环境的适应能力更强,试验结束时,FACHB-5试验组的OD680维持在1.98至2.15,FACHB-8试验组的OD680维持在1.79至1.92。高温沼液各试验组的OD680均高于各自对应的中温沼液试验组0.13以上,高温55℃厌氧发酵后沼液更利于微藻培养。 展开更多

关键词 发酵 生长 沼液 小球藻 半连续培养 添加比例

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面向风力机叶片的平板超声微振动除冰 被引量：5

13

作者 李岩 董笑宇 +1 位作者 郭文峰 张影微 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期204-210,共7页

为了利用超声波产生的微振动研究叶片除冰,采用仿真和试验的手段对平板超声除冰进行研究.基于ANSYS仿真分析了铝板结冰体1阶振型固有频率随冰层厚度的变化规律.谐响应分析了在不同冰层厚度条件下冰层黏着面最大剪应力随激励频率的变化情... 为了利用超声波产生的微振动研究叶片除冰,采用仿真和试验的手段对平板超声除冰进行研究.基于ANSYS仿真分析了铝板结冰体1阶振型固有频率随冰层厚度的变化规律.谐响应分析了在不同冰层厚度条件下冰层黏着面最大剪应力随激励频率的变化情况,分析了激励电压对冰层黏着面剪应力和除冰面积的影响规律.在此基础上,设计并搭建了超声振动除冰试验系统,测量了在超声振动作用下的冰层黏着力.仿真结果表明,当冰层黏着面剪应力呈均匀且正负交替分布规律时,除冰面积比最大,适用于超声波振动除冰.试验结果表明,超声振动可以显著减小冰层黏着力,最小黏着力仅为无超声振动条件下的23.7%.研究可为超声微振动技术在风力机除冰领域的应用提供理论与试验基础. 展开更多

关键词 风力机叶片 除冰 超声微振动 仿真 剪应力

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叶片数对尾缘加弯板垂直轴风力机功率影响数值模拟 被引量：4

14

作者 李岩 赵守阳 +2 位作者 姜禹 冯放 张婷婷 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期215-222,共8页

为了探究叶片数量对叶片尾缘加装弯板直线翼垂直轴风力机气动特性的影响,通过不同叶片数量下直线翼叶片尾缘加弯板对垂直轴风力机叶片周围流场改善情况的对比,分析其气动特性变化.选取NACA0018直线翼型作为研究对象,利用数值模拟计算7... 为了探究叶片数量对叶片尾缘加装弯板直线翼垂直轴风力机气动特性的影响,通过不同叶片数量下直线翼叶片尾缘加弯板对垂直轴风力机叶片周围流场改善情况的对比,分析其气动特性变化.选取NACA0018直线翼型作为研究对象,利用数值模拟计算7种弯板长度下,2,3,4这3种叶片数量下的直线翼垂直轴风力机动态输出特性和静态起动特性.研究结果显示:该类升力型垂直轴风力机的气动特性受到叶片数量和弯板长度的综合影响,弯弦比的增加能够提升风力机的阻力性能,但会弱化因叶片数量增加导致风力机产生的功率系数的差别;在不同叶片数量下,适当弯板长度对风力机静态起动性能具有优化作用,但其起到优化作用的方位角不同,且2叶片时优化效果最佳,平均转矩系数提升40%.该研究为垂直轴风力机叶片尾缘的设计与优化提供依据. 展开更多

关键词 垂直轴风力机 叶片数 叶片尾缘 弯板 功率特性 数值模拟

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杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响 被引量：3

15

作者 王丽丽 曹振 +3 位作者 刘卓 徐名汉 李一博 王忠江 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期295-305,共11页

为探究杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响,明晰其吸附机理,选取杨木炭和壤质、砂质两种黑土,以活性炭作为标准比较炭,系统研究活性炭、杨木炭的粒径及添加比例、初始质量浓度、振荡时间、温度对黑土吸附、解吸猪粪沼液中氨态... 为探究杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响,明晰其吸附机理,选取杨木炭和壤质、砂质两种黑土,以活性炭作为标准比较炭,系统研究活性炭、杨木炭的粒径及添加比例、初始质量浓度、振荡时间、温度对黑土吸附、解吸猪粪沼液中氨态氮、硝态氮特性的影响规律,并拟合等温吸附模型和吸附动力学模型。结果表明:黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力随着活性炭和杨木炭粒径的减小、添加比例的增加而显著增加;当粒径为0.25 mm、添加比例10%时,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土的氨态氮、硝态氮的吸附量为224.8、107 mg/kg和212.4、104 mg/kg,比空白纯黑壤土和黑砂土提高388.7%、296.3%和453.13%、333.33%,比添加活性炭的黑壤土和黑砂土降低19.71%、10.08%和12.38%、7.14%,但添加杨木炭比添加活性炭对吸附平衡后沼液中氨态氮、硝态氮浓度变化影响的差异均不超过2.5%;添加活性炭黑土、杨木炭黑土、空白纯黑土和纯炭对猪粪沼液中氨态氮的吸附过程为吸热反应,而对硝态氮的吸附过程为放热反应,且所有吸附过程均经历快速、缓慢、趋于平衡3个阶段,硝态氮快速吸附的时间更短;Freundlich、Langmuir模型和准二级模型均能较好描述其等温吸附过程和吸附动力学过程,Freundlich模型比Langmuir模型相对更优,吸附反应过程同时存在不均匀的多分子层表面物理吸附和均匀的单分子层化学吸附;添加活性炭、杨木炭黑土对沼液中氨态氮、硝态氮的吸附量越大,解吸率也越大,但解吸量远小于有效吸附量,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土对氨态氮、硝态氮的有效吸附量比添加活性炭的黑壤土和黑砂土减少14.57%、9.19%和5.34%、5.74%。杨木炭在提高黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力、减少猪粪沼液氮素损失方面的效果优良,可为杨木炭和猪粪沼液在东北黑土改良方面的深入研究提供理论依据。 展开更多

关键词 杨木炭 东北黑土 猪粪沼液 氮素 等温吸附特性 吸附动力学特性

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尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学研究 被引量：6

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作者 王忠江 邹舰洋 +3 位作者 曹振 王丽丽 刘卓 李一博 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期321-328,共8页

为探究尿素预处理玉米秸秆降解木质素的动力学特性,解析尿素对玉米秸秆木质素的作用规律,研究了总固体质量分数(10%、30%、50%和70%)和尿素添加比例(1∶100、1∶20、1∶10、1∶2和7∶10)对玉米秸秆木质素含量的影响,并进行模型拟合,获... 为探究尿素预处理玉米秸秆降解木质素的动力学特性,解析尿素对玉米秸秆木质素的作用规律,研究了总固体质量分数(10%、30%、50%和70%)和尿素添加比例(1∶100、1∶20、1∶10、1∶2和7∶10)对玉米秸秆木质素含量的影响,并进行模型拟合,获得了尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学模型。结果表明:总固体质量分数在50%以内时,随着尿素添加比例的增加,玉米秸秆的木质素去除率先增加、后降低,总固体质量分数为70%时木质素去除率随着尿素添加比例的增加而增加,当总固体质量分数为10%和70%、对应尿素添加比例为1∶20和7∶10时,获得的最大木质素去除率分别为71.05%、68.69%;不同预处理条件下,玉米秸秆的残余木质素质量与总固体回收量均呈现较好的线性关系,在整个尿素预处理过程中脱木质素选择性系数稳定在0.32~0.48 g/g之间;尿素预处理玉米秸秆的脱木质素过程符合初始脱木质素、大量脱木质素和残余脱木质素3个阶段连续一阶动力学模型,大量脱木质素阶段的最大可脱除木质素质量比可达0.71,在低、高总固体含量下,尿素转化的液态铵和气态氨对玉米秸秆均具有较好的脱木质素作用。 展开更多

关键词 尿素 玉米秸秆 木质素 动力学模型

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生物炭对混施沼肥秸秆还田腐解特性的影响 被引量：2

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作者 王忠江 王泽宇 +3 位作者 张正 林贵英 刘卓 崔峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期279-285,共7页

为提高秸秆与沼肥同步翻埋还田的腐解效果,在室温条件下,秸秆中混施沼肥,采用网袋法模拟翻埋还田,在105 d的试验周期内,探讨在土壤中配施生物炭对秸秆与沼肥同步翻埋还田腐解的影响规律。结果表明,在土壤中配施生物炭能显著提高秸秆各... 为提高秸秆与沼肥同步翻埋还田的腐解效果,在室温条件下,秸秆中混施沼肥,采用网袋法模拟翻埋还田,在105 d的试验周期内,探讨在土壤中配施生物炭对秸秆与沼肥同步翻埋还田腐解的影响规律。结果表明,在土壤中配施生物炭能显著提高秸秆各指标的降解速度,且不同土壤之间玉米秸秆的降解率表现为砂土组大于壤土组,添加生物炭组大于未添加生物炭组,试验结束时,壤土组、壤土+生物炭组、砂土组、砂土+生物炭组的降解率分别为69.96%、74.63%、78.19%和79.14%;腐解前49 d为秸秆各组分的快速腐解期,后期腐解速率逐渐变慢;秸秆的降解率与纤维素降解率具有显著的相关性,添加生物炭对木质素的降解具有显著的促进作用,且木质素的降解与有机碳的降解呈正相关性。 展开更多

关键词 生物炭 秸秆 沼肥 翻埋还田 腐解率

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具有叶片尾缘弯板结构垂直轴风力机气动特性研究 被引量：2

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作者 李岩 赵守阳 +2 位作者 曲春明 田川公太朗 冯放 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期338-346,共9页

以采用NACA0018翼型的两叶片直线翼垂直轴风力机为对象,在叶片尾缘部分安装弯板以改善其气动特性。利用数值模拟方法对弯板的主要结构参数进行研究,计算具有7种弯板长度、7种弯板宽度和5种弯板弯曲度风力机的动态输出功率特性和静态启... 以采用NACA0018翼型的两叶片直线翼垂直轴风力机为对象,在叶片尾缘部分安装弯板以改善其气动特性。利用数值模拟方法对弯板的主要结构参数进行研究,计算具有7种弯板长度、7种弯板宽度和5种弯板弯曲度风力机的动态输出功率特性和静态启动特性。选取其中具有最优弯板结构的风力机,对其在不同方位角下的受力情况和动静态流场进行分析。结果表明,当弯板长度在30%~40%叶片弦长,宽度在5%~15%叶片弦长,弯曲方向与叶片弦长夹角在20°~40°时对风力机气动特性的改善效果最佳。 展开更多

关键词 风力机 翼型 数值模拟 叶片尾缘 弯板

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堆肥废气余热回用对寒区好氧堆肥的影响 被引量：3

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作者 王丽丽 许雷 +3 位作者 姚纪宇 王一豪 孙东升 王忠江 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期237-244,共8页

黑龙江地处高寒地区,好氧堆肥存在自然升温、高温维持困难、增温设备能耗高、堆肥周期长等问题。该研究在传统好氧堆肥设备中增设板翅余热换热系统,利用堆肥废气热能预热通风空气,系统研究不同环境温度时堆肥废气余热回用对好氧堆肥增... 黑龙江地处高寒地区,好氧堆肥存在自然升温、高温维持困难、增温设备能耗高、堆肥周期长等问题。该研究在传统好氧堆肥设备中增设板翅余热换热系统,利用堆肥废气热能预热通风空气,系统研究不同环境温度时堆肥废气余热回用对好氧堆肥增温效果及堆肥品质的影响。结果表明:通风量、通风频率分别为16 L/min、每间隔2 h通风20 min时更有利于堆体升温;回收堆体排出废气的余热预热通风空气能够显著提升好氧堆肥堆体的温度(P<0.05),环境温度分别为11.4~13.4℃和7.1~8.6℃时,堆体最高温度可分别达到63.8和62.4℃,50℃以上可分别维持7.15和5.61 d,而且在含水率、有机质、C/N、pH值、电导率(Electrical Conductivity,EC)等堆肥效果方面也更具优势,有机质含量可分别降到53.28%和55.06%。该余热回收系统实际可行,且当环境温度为7.1~8.6℃及以下时,好氧堆肥必须采取余热回用措施才能维持正常的堆体温度,达到无害化标准要求。研究结果可为北方高寒地区好氧堆肥技术的应用及推广提供支撑。 展开更多

关键词 堆肥 通风 温度 有机质 余热回用 板翅换热器

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高固体负荷下尿素预处理对玉米秸秆主要成分和结构的影响 被引量：1

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作者 王丽丽 李一博 +3 位作者 许雷 王忠江 王一豪 隋宇航 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期204-211,共8页

该研究将尿素作为单独预处理试剂,利用大豆粉中的脲酶促进尿素向NH3的转化,预处理过程中采用较高固体负荷,试图在相对较低温度下通过尿素的转化实现玉米秸秆的气态NH3预处理,系统研究预处理过程中的总固体负荷(Total Solids,TS)、大豆... 该研究将尿素作为单独预处理试剂,利用大豆粉中的脲酶促进尿素向NH3的转化,预处理过程中采用较高固体负荷,试图在相对较低温度下通过尿素的转化实现玉米秸秆的气态NH3预处理,系统研究预处理过程中的总固体负荷(Total Solids,TS)、大豆粉与秸秆质量比、尿素与秸秆质量比、预处理温度和预处理时间对玉米秸秆的主要成分及其表面形态结构和基团结构的影响,获得高TS下尿素预处理玉米秸秆的较优条件。结果表明,质量分数50%TS的尿素预处理能够很好的保护秸秆中的糖类;大豆粉中的脲酶可以显著提高尿素预处理秸秆中葡聚糖和阿拉伯聚糖的含量;秸秆葡聚糖的含量随着尿素与秸秆质量比、预处理温度和预处理时间的增加而增加,而木质素、木聚糖和阿拉伯聚糖含量的差异不显著;质量分数50%TS、1∶20大豆粉与秸秆质量比、1∶1尿素与秸秆质量比、80℃预处理温度、10 d的预处理效果最优,预处理后玉米秸秆木质素、葡聚糖、木聚糖和阿拉伯聚糖的质量分数分别达到14.20%、51.75%、20.67%和4.23%;尿素预处理秸秆过程中,C-O基(1 032cm^(-1))波动最显著,木质素和羟基肉桂酸键破裂明显,证明了高TS下,利用尿素实现气态NH3预处理玉米秸秆的可行性,为尿素预处理理论体系的研究提供基础。 展开更多

关键词 玉米 秸秆 尿素预处理 木质素 葡聚糖 木聚糖 阿拉伯聚糖

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