轴流式玉米脱粒装置运行因素对损耗和能耗的影响外文文献翻译、中英文翻译

轴流式玉米脱粒装置运行因素对损耗和能耗的影响外文文献翻译、中英文翻译,轴流,玉米,脱粒,装置,运行,因素,对于,损耗,消耗,以及,能耗,影响,外文,文献,翻译,中英文 轴流式玉米脱粒装置运行因素对损耗和能耗的影响Waree Srison,Somchai,Chuan-Udom,Khwantri,Saengprachatanarak孔敬大学工程学院农业工程系，泰国孔敬 40002 孔敬大学东北重点作物应用工程研究所，泰国孔敬 40002 摘要研究了影响轴流式玉米脱粒装置损耗和能耗的的运行因素。脱壳装置长 0.90 米，钉齿末端直径 0.30 米。 这些因素包括三个级别的水分含量（MC），三个层次的进料速率（FR），以及三级转子速度（RS）。实验基于响应面方法和 23 因 子设计进行。研究结果表明，MC 显著影响颗粒破碎和功率消耗，但不影响脱壳 装置的损耗。增加 MC 可提高晶粒破碎率和耗电量。FR 影响了电耗，但不影响脱 粒装置的损耗和谷物的破碎。增加 FR 增加了能耗。RS 对脱粒单元损失、粮食破 碎和耗电量均无明显影响，增加 RS 值增加了晶粒破碎率和耗电量，但降低了脱 粒单位损失。在多元线性模型的基础上建立了经验模型。 关键词 玉米脱粒装置 ；水分含量；进给速率；转子转速 引言玉米是对畜牧业来说很重要的饲料原料（Farjam 等人，2014）。玉米生产是 基于其多样性，另外，收获机制是玉米生产过程中最重要的组成部分之一（参考 文献）（(Chuan-Udom，2013 年)。 Kunjara 等人(1998 年)讨论了泰国的玉米脱壳问题，从中获得以下信息。玉 米脱粒机自从 1929 起就被使用和改良。玉米脱粒机的开发主要是由当地的制造 商来进行，大部分玉米脱粒机采用的是纹杆脱粒机和钉齿脱粒机。这些脱粒机已 经过测试和评估，以确定其最佳操作性能，直到累计损失（谷物损失和颗粒破碎） 低于 1.5。然而，用纹杆式脱粒机时发现，残留在凹形表面上的破碎作物部件 降低了谷物分离的有效性，而钉齿脱粒机的能耗和剥落滚筒速度是纹杆式脱粒机 的两倍(Kunjara 等人，1998 年)。 玉米脱粒装置最初是以小麦脱粒装置为基础研制而成的，但粮食破碎率较高（农业部，1996）。Chuan Udom（2013）对泰国脱粒机影响玉米脱壳损失的操作 因素进行了研究，发现轴流式脱粒机具有高效、易清洗、粮食破碎少等特点，对 调整脱粒玉米是经济的，并且只需要简单的修改。此外，轴流脱壳装置的原理适 用于泰国和亚洲国家的情况（Singhal 和 Thierstein，1987; Chuan-Udom，2011）。 Chuan-Udom 和 Chinsuwan（2009）对泰国轴流式水稻联合收割机的运行和调整进行的研究表明，转子速度，导叶倾斜度，谷物含水率，进料速度和颗粒物质 对脱粒装置损失都有明显的影响。Chinsuwan 等人（2003）研究了转子切向速度 和进给速度对脱粒装置损失和稻谷破损的影响。结果表明，当转子切向速度增大 时，脱粒单元损失减小，损伤增大。安德鲁斯等人（1993）研究了联合收割机操 作参数对水稻收获损失的影响，并介绍了喂入率、料谷比、颗粒含水量、旋翼转 速、凹间隙等因素对脱粒装置损失的影响。Gummert 等人（1992）报道了转子转 速、进给速度和百叶窗倾角对脱粒单元损失的影响，以及转子转速对颗粒损伤的 影响。 合适的玉米脱粒机需要研究影响损耗和能耗的重要因素，即转子转速，进料 速率和谷物含水率。因此，本研究的目的是研究轴流式玉米脱壳装置的运行因素 对损失和能耗的影响。 材料与方法玉米脱粒装置 本研究利用泰国农业研究开发机构（公共组织）提供的轴流玉米脱壳装置进 行，如图 1 所示，脱粒装置长为 0.90 米，直径端面距钉齿末端 0.3 米，具有可控的转子速度。功率测量装置如图 2 所示，轴流式玉米脱粒装置由圆柱钉齿构成， 圆筒下面的凹板由弯曲钢筋制成，导叶的倾角是可调的。脱粒装置下的谷物溜槽 分为九个槽，进给速度可通过控制物料输送带速度进入脱粒装置来调节。实验是 在实验室内成规模进行的。本试验采用先锋 B-80 玉米品种进行。 影响因素和实验设计 如表 1 所示，影响轴流式玉米脱壳装置损失和功耗的操作因素范围包括水分 含量（MC），进料速率（FR）和转子速度（RS）。在进行了因素实验设计之后，需 要大量因素和程度来确定材料和实验单元的数量。 因此，应用 2 3 析因实验设计， 如图所示表 2，减少材料的使用和测试时间（伯杰和 Maurer，2002). 测试方法 每次测试使用 10 公斤玉米，通过输送带将玉米送入脱粒装置的入口，从玉米籽粒和玉米棒出口取样，直到只剩下玉米颗粒，称重并从原来的 10 千克玉米 中减去籽粒，结果被认为是脱粒单位损失（TL）。 为获得颗粒破碎率，随机从斜 槽中取出两个 1 公斤的样品，用手工分离破碎籽粒并记录破碎籽粒的重量。在该 实验中，使用具有应变计的扭矩传感器（KFG-2-350-D2-11L1M3R; Sokki Kenyujo Co.Ltd。; Tokyo，Japan）。 扭矩计安装在气缸轴上以测量扭矩并计算功耗（P）。 数据分析 从所获得的参数中，使用术语 TL，GB 和 P 构建多个线模型。 然后，模型是 表 1 自变量及其因子水平 变量范围和级别（编码）-0+X1; 含水量（湿基）142128X2; 进给率（t / hr）0.51.52.5X3; 转子转速（m / s）81012表 2 实验装置基于一个 2 3因子设计，用于变量水分含量（X1），进料速率（X2）和转子速度（X3）的轴流式玉米脱粒装置的损失和功耗。 实验编号X1X2X31-2+-3-+-4+-5-+6+-+7-+8+9000100001100012000表 3 水分含量（MC），进料速率（FR）和转子速度（RS）对脱粒单元损失， 籽粒破碎和功耗的影响。 实验编号MC（湿基）FR(t/hr)RS(m/s)脱壳单位损失(%)谷物破损率 (%)功耗(W)114(-)0.5(-)8(-)2.320.611529.73214(-)0.5(-)8(-)2.930.371439.82314(-)0.5(-)8(-)3.240.181417.35428(+)0.5(-)8(-)2.432.261979.24528(+)0.5(-)8(-)2.892.222046.66628(+)0.5(-)8(-)3.332.472024.19714(-)2.5(+)8(-)2.600.182271.42814(-)2.5(+)8(-)2.880.192316.37914(-)2.5(+)8(-)3.060.252316.371028(+)2.5(+)8(-)2.902.203058.061128(+)2.5(+)8(-)2.892.132990.631228(+)2.5(+)8(-)2.652.683058.061314(-)0.5(-)12(+)1.600.942069.141414(-)0.5(-)12(+)1.570.712046.661514(-)0.5(-)12(+)1.521.302091.611628(+)0.5(-)12(+)1.112.202361.321728(+)0.5(-)12(+)1.902.362338.841828(+)0.5(-)12(+)1.602.472428.741914(-)2.5(+)12(+)1.540.492653.502014(-)2.5(+)12(+)1.531.062541.122114(-)2.5(+)12(+)1.570.792631.022228(+)2.5(+)12(+)1.582.223215.392328(+)2.5(+)12(+)1.542.683215.392428(+)2.5(+)12(+)1.472.203215.392521(0)1.5(0)10(0)2.361.062586.072621(0)1.5(0)10(0)2.221.262653.502721(0)1.5(0)10(0)2.031.522563.602821(0)1.5(0)10(0)2.561.612586.07括号中的数字表示范围和级别的代码; -低，0 中等，+高。 应用响应面法和 2 3 析因设计分析参数对损耗和功耗的影响，使用设计专家软件确定每个参数对测定系数（R2）的影响（版本 7; Stat-Ease 公司;明尼苏达 州明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国）。采用方差分析法对影响 TL 的设计因素进 行回归分析，在 P0.05 时进行籽粒破碎和功耗检验。 指标值 指标值 TL，GB 和 P 是根据评估玉米脱粒机的程序计算出来的（亚洲经济社 会委员会和太平洋农业机械地区网络 1995）。 结果与讨论 MC，FR 和 RS 对 TL，GB 和 P 的影响如表 3 所示。 影响脱粒装置损失的操作参数 影响脱壳装置损失的操作参数的方差分析结果如表 4 所示。结果表明，RS 对脱壳单元损失有显著影响，而 MC、FR、MCxFR、MCxRS、FRxRS 和 MCxFRxRS 对 脱壳单元损失的影响不显著。 确定操作参数对脱壳装置损失的影响的回归方程如公式（1）： TL = 5.44 - 0.32RS （1） 其中 TL 是脱粒损失（百分比），RS（米每秒）是转子转速，方程（1）中 R2和 R2 的调整值分别为 0.87 和 0.87。 基于公式 （1）中，表示 MC 和 RS 对 TL 的影响的响应曲线图如图 3。 从图 3 中可以看出，增加转子转速（RS）减少了与 Simonyan（2009）的研究有关的脱粒单位损失（TL），其增加跳动导致脱粒能力增加减少脱粒单位损失。 影响籽粒破碎的操作参数 表 5 显示影响籽粒破碎的操作参数的方差分析结果。结果表明，MC、RS 和MC X RS 对籽粒破损有显著影响，而 FR，MC X FR，FR X RS 和 MC X FR X RS 对 籽粒破碎没有统计学影响。用于确定操作参数对籽粒破碎的影响的回归方程如方 程 (2): GB =-3.40 + 0.22MC + 0.28RS - 9.85 X 10-3MC X RS (2) 其中 GB 是籽粒破碎率（百分比），MC 是含水量（百分比），Rs 是转子速度（米每秒），R2 和调整后的 R2 值分别为 0.96 和 0.94。 基于公式 (2)，开发了响应面图以显示 MC 和 RS 的影响（图 4）以及 MC 和 FR（图 5）在 GB 上。 如图 4 和图 5 所示，增加 RS 倾向于增加 GB，这与 Rostami 等人的研究有关（2009 年），在这种情况下，跳动加剧导致损失加剧。 MC 的增加导致 GB 的增加趋势（Chuan-Udom,2013,Mahmoud 和 Buchele， 1975），因为谷物的高含水量更加灵活，使得谷物在被击打时更容易破碎。 表 4 影响脱壳装置损耗的变异操作参数分析 资源平方和DF均方根F 值p 值 Prob F模型10.1571.4518.770.0001模型是重要的MC1.93x10-0.00511.93x10-0.0052.49x10-0.0040.9876FR1.82x10-0.00311.82x10-0.0030.0240.8796RS9.5719.57123.93 F模型19.5471.4551.620.0001模型重要MC16.80116.80310.70 F模型6.59x100.00679.42x100.005580.580.0001模型重要MC1.53x100.00611.53x100.006944.000.0001FR3.93x100.00613.93x100.0062422.030.0001RS8.74x100.00518.74x100.005535.670.0001MCxFR86,211.76186,211.7653.160.0001MCxRS57,765.05157,765.0535.620.0001FRxRS86,211.76186,211.7653.160.0001MCxFRxRS1.54x100.00515388.243.320.0841纯粹的错误36,202.20191621.79相关总数6.95x100.00627MC 为含水量，FR 为进给速率，RS 为转子速度（RS），DF 为自由度。 图 6.当转子速度（RS）为 10 m / s 时，功率消耗（P）的响应曲线图显示进料速率（FR）和 含水量（MC，以重量为基准测量百分比）的影响。图 7.当进料速度为 1.5 t / hr 时，功率消耗（P）的响应曲线图显示了含水量（MC，以重量基 准测量百分比）和转子速度（RS）的影响。图 8.功率消耗（P）的响应曲线图，显示当潮湿含量为 14时进料速率（FR）和转子速度（RS） 的影响。致谢 作者感谢：泰国农业研究开发机构（公共组织）; 东北重要作物应用工程系，泰国孔敬孔敬大学; 以及泰国曼谷高等教育委员会采后技术创新中心提供研究支持。参考文献 1Andrews, S.B., Siebenmorgen, T.J., Vories, E.D., Loewer, D.H., Mauromoustakos, A., 1993. Effects of combine operating parameters on harvest loss andqualityin rice. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 36, 1599-1607.2Berger, P.D., Maurer, R.E., 2002. Experimental Design with Applications in Man- agement, Engineering, and the Sciences. Belmont, CA, USA.3Chuan-Udom, S., 2011. Grain Harvesting Machines. Khon Kaen University, Khon Kaen, Thailand (in Thai).4Chuan-Udom, S., 2013. Operating factors of Thaithreshersaffectingcorn shelling losses. Songklanakarin J. Sci. Technol. 35, 63-67.5Chuan-Udom, S., Chinsuwan, W., 2009. Effects of concave rod clearance and number of concave bars on threshing performance of a axial ow rice threshing unit for Chainat 1 variety. KKU Res. J. 14, 1037-1045 (in Thai).6Chinsuwan, W., Pongjan, N., Chuan-udom, S., Phayom, W., 2003. Effects of threshing bar inclination and clearance between concaverodonperformance of axialow rice thresher. Thai Soc. Agric. Eng. J. 10, 15-20 (in Thai). 7Department of Agriculture, 1996. Agricultural Machines 50th Year Celebrations: 1996. Department of Agriculture, Bangkok, Thailand (in Thai).8Economic and Social Commission for Asia and the Pacic Regional Network for Agricultural Machinery, 1995. Test Code and Procedure for Power Grain Thresher: RNAM. Test Code & Procedures for Farm Machinery. Bangkok, Thailand, second ed. 9Farjam, A., Omid, M., Akram, A., Fazel Niari, Z., 2014. A neural network based modeling and sensitivity analysis of energy inputs for predicting seed and grain corn yields. J. Agric. Sci. Technol. 16, 767-778.10Gummert, M., Kutzbach, H.D., Muhlbauer, W., Wacker, P., Quick, G.R., 1992. Perfor- mance evaluation of an IRRI axial-ow paddy thresher. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 23, 47-58.11Kunjara, B., Wijarn, C., Therdwongworakul, A., 1998. Testing and evaluation of locally-made maize sheller. J. Natl. Res. Counc. Thail. 20, 41-57.12Mahmoud, A.R., Buchele, W.F., 1975. Distribution of shelled corn throughput and mechanical damage in a combine cylinder. Am. Soc. Agric. Eng. 1, 448-452. 13Rostami, M.A., Azadshahraki, F., Najanezhad, H., 2009. Design, development and evaluation of a peanut sheller. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 40, 47-49. 14Saeng-Ong, P., Chuan-Udom, S., Saengprachatanarak, K., 2015. Effects of guide vane inclination in axial shelling unit on corn shelling performance.Kasetsart J. Nat. Sci. 49, 761-771.15Singhal, O.P., Thierstein, G.E., 1987. Development of an axial-ow thresher with multi-crop potential. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 18, 55-65.16Simonyan, K.J., 2009. Development of motorized stationary sorghum thresher. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 40, 47-55