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《中国农业大学》 2000年
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介电式种子分选机理及其设备的研究

米双山  
【摘要】: 介电分选原理是种子分选中的重要组成部分之一,它具有结构简单、适应性强、分 选效果好、可接种子活力进行分级的特点。目前,国内外对其研究及应用的热度越来越高。 但是,由于对该原理及其机具的研究起步较晚,许多方面的研究尚不够深入,使介电分选 机在生产上未能得到大面积的应用。为此,本文通过理论分析与试验相结合的工艺路线, 围绕着为介电分选机的设计开发提供依据这个中心,对介电分选机理及其设备进行了多方 面的研究。 通过将种子简化为一种复合介质模型,探讨了种子的电特性,分析了影响种子介电 特性的各因素以及种子的介电特性与种子活力之间的关系。通过对种子在电场中的极化情 况分析,推导出了种子在电场中所受到的极化力方程。在此基础上,建立了种子在双绕线 圈滚筒上的分选模型。为合理地确定介电分选机的结构参数和工况参数提供了理论依据。 在利用前人将双绕线圈简化成两根无限长平行导线的做法的基础上,将相邻以至远邻 电极的影响考虑在内,建立了双绕线圈所产生的电磁场模型。将此模型与前人建立的模型 进行了对比分析,并利用它对影响电磁场的各个因素进行了分析,得出了电磁场随各参数 变化的规律,并提出了改进分选效果、提高分选机性能的措施。结果表明:新建的模型克 服了前人所建立的模型的缺点,更符合于实际情况,它对分析各因素对电磁场的影响规律 以及在介电式种子分选机的参数设计时更具有指导意义。 通过对分选电极材料和型式的研究,首创了以铝作为芯材并具有双绝缘层的电极型式。 该电极的内绝缘层为聚乙烯,主要起绝缘作用;外绝缘层为聚氯乙烯,主要起保护聚乙烯 的作用,同时兼顾绝缘作用。通过对电极尺寸的研究,得出了内、外绝缘层的最小厚度。 在此基础上,设计了三种不同尺寸的电极,并利用由它们绕制的滚筒对谷子和小麦种子进 行了分选试验,得出了“无论是分选大粒种子还是分选小粒种子,都以小直径的电极缠绕 的滚筒为佳”的结论。为分选电极的正确选用提供了依据。 在将分选滚筒简化成具有电阻的电容器模型的基础上,通过理论分析分别得到了绝缘 层为单层介质和双层介质的电极所组成的滚筒的电容计算公式,并通过理论计算研究了影 响电容的各因素。同时,对分选滚筒所产生的电磁场的能量转换及滚筒消耗的功率进行了 理论分析。在此基础上,进行了试验验证,得出了分选滚筒的电容、能量、消耗的功率随 分选电压和生产率等参数变化的规律,为变压器的选型设计及分选机的功率匹配提供了依 据。 通过理论分析与试验相结合,确定了双绕线圈滚筒式介电分选机的总体结构及参数, 并利用试验研究确定了多滚筒介电分选机应配备的滚筒数量。在此基础上,根据带绒棉种 的特点,研制了介电式带绒棉种分选机。在国内首次解决了带绒棉种的分选难题,通过利 用带绒棉种在不同含绒率水平下进行的分选电压的单因素试验,得出了其分选规律。通过 对不同带绒棉种的分选试验以及在生产中的实际应用证明:介电式带绒棉种分选机的研制 是成功的,选后种子的各项指标都达到或超过了国家标准要求。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:S223.12

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