粉碎秸秆类生物质原料物理特性试验.pdf

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1、第28卷第1l期农业工程学报2012年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，oI．28No．1lJun．2012189粉碎秸秆类生物质原料物理特性试验霍丽丽1，一，孟海波2田宜水2，赵立欣2，侯书林1※(1．中国农业大学工学院，北京100083；2．农业部规划设计研究院，北京100125)摘要：为分析秸秆类生物质原料的物理特性，该文选取自然晾晒后(全水分8％左右)的6种不同地区玉米秸秆和5种不同种类秸秆，细粉(粒度0410mm)后进行物理特性研究。结果表明，粉碎秸秆的自然和振实堆

2、积密度范同分别在37．43～140和48．40～200kg／m3之间，静态和动态堆积角分别在44。～5lo和170～3l。之间，与金属、橡胶材料的最人静摩擦系数分别存0．45～0．55和0．5l～O．62之问，内摩擦系数在0．53～O．73之间。不同地区乇米秸秆和不同种类秸秆的堆积密度和堆积角均不同，秸秆品种和原料的均匀度对堆积密度有影响，不同种类秸秆堆积密度差异较大。原料的全水分越高，堆积角越大。摩擦特性和流动特性无明显差异。这说明在秸秆原料的压缩、输送、储存等相，)乏装备及工艺路线的设计中，应充分考虑不同地区、不同种类的秸秆原料堆积特性的差异性。该研究为秸

3、秆类生物质原料的利用提供基础数据支撑。关键词：秸秆，物理特性，试验，堆积密度，堆积角，摩擦系数，流动特性doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．11．031中图分类号：TK6文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一11—0189-07霍丽丽，孟海波，田宜水，等．粉碎秸秆类生物质原料物理特性试验[J]．农业工程学报，2012，28(11)：189--195．HuoLili，MenHaibo，TianYishui，eta1．Experimentalmudyonphysicalpropertyofsmashedcropst

4、raw[J]．TransactionsoftheChin雠SocietyofAgriculturalEngineering(Transactionsoft．heCSAE)，2012，28(11)：189—195．inChinesewithEnglishabstract)0引言中国的秸秆资源十分丰富，据相关调杏研究显示，2006年全国主要农作物秸秆的理论资源量为4．33亿t。其中，可利用资源量约1．76亿tDl。如何将农作物秸秆有效利用已成为一项重要研究课题。目前，秸秆的能源化、饲料化、基料化和肥料化等利用方式是研究热点【2叫。而这些都离不开秸秆的基本物理特性，

5、其为秸秆类生物质原料的加工、储存、输送等提供必需的基础数据。目前，秸秆类生物质原料绝大多数都是将其粉碎预处理后再进行利用，不同利用方式其粉碎粒度差别较大，本研究主要针对秸秆类生物质颗粒燃料(颗粒直径6～10ram)，原料的粉碎粒度小于等于10mrrl。粉碎后的秸秆类生物质原料属于松散原料。国内外对松散原料物理特性的研究中，针对农业粮食作物种子和谷粒研究较多，如小麦、玉米、大豆等作物⋯01。还有针对木屑的研究，如木质散碎物料研究得出物料的水分对堆积密度和堆积角有一定影响[11-13】。关于秸秆，孟海波、孙占峰等对整根秸秆的压缩、弯曲和剪切等力学特性进行分析Il“

6、“，为收获机械和粉碎机械等提供基础参数；饶应昌给出外摩擦系数参考数值，内容只分粗细2种秸秆原料，并没有给出具体粒度【16】：隋美丽获得粒度在10～30mm范围收稿日期：2011．07．1l修订}j期：2012-05．02基金项目：公盏性行业(农业)科研专项(201003063-03)作者简介：霍昕晤(1985一)，女，博士生，主要从事生物质资源开发利用方向研究。北京中国农业大学工学院，100083。Email：huolili666@126toni※通信作者；侯书林(1959--)，男，博士生导师，主要从事机械设计与制造方面研究。北京中国农业大学工学院，lO00

7、83。Emil：hsl010@126．cA)in内玉米秸秆的粒度与堆积角、内摩擦角和滑动摩擦角的变化规律，以及静堆积角、内摩擦系数、滑动摩擦系数的范围[17]；李永军发现陶瓷颗粒和玉米秸秆粉混合物和斜管的滑动摩擦系数与各成分的体积系数旱线性关系f181。田宜水对粒度为5～30mill的切碎秸秆进行了理化特性研究[19】。现有的研究十分有限，且内容不够具体。本试验选取5种不同种类秸秆和6个不同地区的玉米秸秆作为研究对象，分别对堆积密度、堆积角、原料与外界物的外摩擦系数、原料内部之间的内摩擦系数、流动特性等物理特性进行试验研究，为秸秆类生物质原料的压缩、输送、储存

8、等系统设计、设备设计和选型提供基础性参