水力采收睡莲块茎工艺参数优化.pdf

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1、第28卷第14期2882012年7月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgnculturalEngineering、，01．28NO．14Jul．2012水力采收睡莲块茎工艺参数优化吴传宇，方文熙※，张德晖(福建农林大学机电工程学院，福州350002)摘要：为研究睡莲水力采收工艺参数对采收的影响，根据高压水射流冲刷原理，研究高压水射流各个参数对水力采收睡莲块摹的影响。利用k(34)正交表设计睡莲块茎水力采收工艺参数：水射流压力、喷嘴直径、前进速度、射流冲刷角度的试验，分析各相关因素对水力采收效果影响。结果表明4个参数都是影响水力采收的显

2、著因素，其中射流的压力和射流流量足影响水力采收的主要因素。通过方差分析得出较优的参数组合：喷嘴直径D为15mm、前进速度矿为0．71m／min、冲刷角度为0、射流压力为0．20MPa。射流压力和射流流星增加都能显著提高采收效果，其中提高流量比提高压力所消耗的功率显著，因此在功率一定的情况下应优先保证较高的射流压力。关键词：优化，参数评估，水力设备，正交试验，水力采收，睡莲，方差分析doi：10．3969，j．issn．1002—6819．2012．14．044中图分类号：$225．7文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一14—0288一05吴传宇，方文熙，张德辉

3、．水力采收睡莲块茎工艺参数优化[J]．农业工程学报，2012，28(14)：288--292．WuChuanyu,FangWcnxi．ZhangDehui．ProcessparametersoptimizationofNymphaea7shydraulic-gathering[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(14)：288--292．(inChinesewithEnglishabstract)0引言睡莲又称水百合，属睡莲科多年生宿根

4、性水生植物，有耐寒和喜温2类品种，喜阳光充足和含丰富腐殖质的粘土，是花、叶俱美的水生观赏植物[1．3l。睡莲不仅有很高的欣赏价值还有丰富的食用价值和药用价值，是维吾尔医常用的抗病毒药药中的主要成分14l，用睡莲为原料的睡莲酒在市场上也很受欢迎。凼此睡莲的种植越来越广泛，在中国的长江中下游及福建等地区都出现了规模化的种植。睡莲的采收是睡莲规模化种植过程中的瓶颈，严重制约着睡莲规模化种植的发展。传统的睡莲采收方法是：当年12月份～次年4月份由工人下田手工将睡莲的块茎挖出、清洗、保存。随着社会经济的发展，劳动条件要求的不断提高，睡莲采收人工越来越紧张，急需发展一种可以代替人工采收的睡莲

5、采收设备，以促进睡莲的规模化种植。传统的块茎采收设备已经发展的比较完善了，如甜菜、马铃薯收获机等。这些设备主要利用挖掘铲将块茎与土层一起铲起，经过输送机构和分离机构对块茎与土层进行分离、收集【5-61。但睡莲块茎植于泥面以下15cm左右且分布随机性大，很难确定其具体位置，同时睡莲块茎的强度、硬度较低，与金属等材料发生硬碰撞会降低睡莲块茎的品质17J。因此传统的块茎采收方法并不收稿H期：2011-lI．09修订}1期：2012．05．29基金项目：福建省教育f『科技项目编号(JB05146)作者介绍：吴传宇(1976一)，男，福建省建阻市人。工程师。研究方向农业机械化。福州福建农林

6、大学机电工程学院．350002。Enmih360626964@,qq．coal※通信作者：方文熙(1950一)，男。福建省莆田市人，教授；研究方向为现代农业准备技术。福州福建农林大学机电工程学院．350002。适用睡莲块茎的采收。由于块摹密度低于水，没有外力束缚时会漂浮于水面，因此采用水力采收，即利用高压水射流冲击扩散睡莲块茎周围的土壤，睡莲块茎在浮力的作用下浮出水面，由人工辅佐收集睡莲块茎，是一种可行的睡莲采收方法。利用一定压力的水射流作为执行机构，在石油工程、水力采煤、水利丁程等领域已得到广泛应用，取得较好的效果睁BI。水力采收莲藕、睡莲设备在国内已有少量应用【I41，但对水

7、力采收睡莲的各个工艺参数的研究还未见报道。影响睡莲块茎水力采收效果的因素很多，如：水射流的压力、流量、冲刷时间、冲刷角度等。该研究采用L。(34)正交试验的方法，对睡莲块茎的采收的工艺参数进行试验。以期为设计睡莲水力采收设备提供依据。1研究方法1．1试验设备及方法为了模拟睡莲的生长环境，设计制作了一个长×宽×高为2m×1m×0．7m的土槽，如图l，在土槽里填350cm深黏壤七，保持水深10cm，并在水面上放些睡莲茎叶。土槽上方安装一导轨车，导轨车上有一可往复摆动的摆杆，喷嘴固定于