1. 研究目的与意义
稻谷是我国最主要的粮食作物之一,在我国,水稻的播种面积约占粮食作物总面积的1/4,产量约占全国粮食总产量的1/2,产区遍及全国各地。稻谷是我国播种面积最大、总产最多、单产最高的粮食品种,在粮食生产和消费中历来处于主导地位。在过去30年中,水稻面积占我国粮食总面积的30%左右,稻谷产量占粮食总产量的40%左右,占谷物总产量的45%左右,占商品粮的50%左右。我国是世界上的水稻生产大国,稻谷面积居世界第二位、总产居第一位、单产居第十位。自1980年以来,我国水稻种植面积约占全球的23%,稻谷产量占全球的30%以上。可以说,稳定了水稻的生产,在很大程度上就稳定了我国的粮食供给,发展了水稻产业,就极大地发展了我国粮食产业。因此,稻谷的研究对于我国粮食产业发展具有重大的意义。稻谷堆的压缩密度是指稻谷堆某处在压应力的作用下单位体积的质量,它是压应力的函数。稻谷堆的压缩密度与稻谷堆的性质结构息息相关,而稻谷堆在压缩过程中性质结构的变化又直接影响其储藏、运输、装卸,甚至是粮仓的工程建设。长期以来,国内外对于粮食颗粒压缩特性的研究步伐从未停歇,但大多倾向于大豆、小麦、菜籽等结构相对固定的作物,而稻谷存在结构复杂、孔隙率大、压缩性大等问题,对于其压缩密度的研究较少涉及。除此之外,随着粮食品种的不断更新,粮食的物理特性也必将随之变化,因此,有必要对粮食的压缩密度进行系统研究,建立起自己的有关各种粮食物料的压缩密度知识体系,积极开展该领域的研究与技术开发,不断提高我国农业现代化装备水平,增强我国农业生产和农产品加工能力,推动农业现代化的快速发展。
2. 研究内容和预期目标
研究内容、拟解决的关键问题:1、不同压力对稻谷堆密度的影响与关系
2、不同水分含量对稻谷堆密度的影响与关系
写作提纲:
前言
3. 国内外研究现状
从二十世纪六十年代开始,国内外就对粮食颗粒的压缩特性有一定研究。Altuntas等在长轴、中轴和短轴三个方向上对红豆籽粒进行压缩,得到了不同水分下的平均最大破坏力、最大破裂形变和最大破坏能。张洪霞等通过应力松弛试验对稻米籽粒的应力松弛特性的力学指标进行测定,发现了稻米籽粒的松弛模量随含水率的增加而减小,并建立了其应力松弛各力学指标随含水率变化关系的数学模型,且其粘弹性还与温度有关。Sadeghi等运用压缩实验,测定了两个稻谷品种在不同含水率下的平均最大破坏力、最大破坏能、弹性模量和韧性,并且发现水分和稻谷品种对稻谷的力学性质有显著影响。张克平等在材料力学万能试验机上对冬小麦籽粒进行了压缩试验,随着稻谷含水率的增加密度有明显下降趋势。近年来也报道有一些关于粮堆压缩特性的研究,石翠霞等利用回弹模量仪测定了小麦堆的密度和无侧向膨胀压缩体变模量,得到了随着平均压应力的增大,小麦堆密度增大,并拟合出平均压应力与小麦堆体变模量的关系方程。
国内外对粮食颗粒的压缩特性研究较多,对粮堆的压缩密度研究较少,目前还没有任何关于稻谷堆的压缩密度的报道。本文利用应变控制式三轴仪对稻谷的密度进行了相关测定与实验研究,分析含水率与围压对稻谷堆密度的影响规律。
4. 计划与进度安排
2022/01/14-2022/03/31:形成论文全部工作的计划表。查找相关资料,了解国内外研究进展状况、课题的可行性以及意义等必要地准备工作,并形成论述部分的初稿。
2022/04/01-2022/04/10:查找相关资料,设计实验方案。
2022/04/11-2022/04/30:试验阶段。
5. 参考文献
[1] 石翠霞. 筒仓内小麦、玉米堆的压缩特性、仓壁压应力及储粮总重量的研究[D].南京:南京财经大学,2011.
[2] Altuntas Ebubekir, Karadag Yasar. Some physical and mechanical properties of sainfoin, grasspea and bitter vetch seed [J]. Journal of Applied Sciences, 2006, 6 (6) : 1373-1379.
[3] Sadeghi M., Araghi H. Ashtiani, Hemmat. A. Physico-mechanical properties of rough rice (Oryza sativa L.) grain as affected by variety and moisture content [J]. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 2010, 12 (3): 129-136.
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