試析移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞研制與應(yīng)用

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1、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞研制與應(yīng)用姓名:榮姣鳳申請學(xué)位級別:博士專業(yè):農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程指導(dǎo)教師:高煥文20040601中陶農(nóng)業(yè)^學(xué)博l學(xué)位論史摘要摘要近十兒年米,我國沙塵暴曰黼猖獗,對國}t經(jīng)濟(jì)建設(shè)年¨人氏生活造成嚴(yán)重危害。專家學(xué)者研究沙:&暴發(fā)生的原岡認(rèn)為,我國沙漠化士地面積日益擴(kuò)人是沙塵暴發(fā)生的重要岡素,而十地沙漠化的首要環(huán)’盯趨十壤風(fēng)蝕。世界備圓治理沙塵暴的經(jīng)驗表明,農(nóng)田推行保護(hù)性耕作可以有效地控制地表十壤沙塵的揚(yáng)起,防治t壤風(fēng)蝕,抑制土地沙漠化的擴(kuò)展趨勢,撮終實(shí)現(xiàn)治理沙塵暴的日的。中國農(nóng)業(yè)人學(xué)住河北豐’j2曲!上建立農(nóng)田實(shí)驗

2、區(qū),進(jìn)行自然風(fēng)蝕觀察,表明與傳統(tǒng)耕作(秋翻地)相比,保護(hù)性耕作可以減少土壤風(fēng)蝕量77%,進(jìn)一步研究保護(hù)性耕作的防風(fēng)蝕效應(yīng)和機(jī)理,探索防治土壤風(fēng)蝕的措施,需要對農(nóng)田風(fēng)蝕進(jìn)行系統(tǒng)而全面的研究。但是,自然風(fēng)蝕的觀測受到時間、風(fēng)力、地表等多種因素局限,難以進(jìn)行系統(tǒng)的、深入的研究,特別是在短時期內(nèi)完成土壤風(fēng)蝕規(guī)律性的研究。因此.設(shè)計和制作移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞.用風(fēng)洞作為有力的工具,開展保護(hù)性耕作減少土壤風(fēng)蝕,防治沙塵暴的研究就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)意義。為此本文進(jìn)行了下列工作:1.研制了我國第一座使用拖拉機(jī)為動力的移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞,風(fēng)洞風(fēng)速為2~28m/s,且

3、連續(xù)可調(diào),風(fēng)洞總長lIm,實(shí)驗段長6m,為無底矩形截面,1.0m高、O.8m寬。通過試驗驗證,風(fēng)洞實(shí)驗段具有穩(wěn)定的氣流場,且風(fēng)速廓形滿足對數(shù)規(guī)律。符合自然大氣近地面層的風(fēng)速特征,說明風(fēng)洞滿足風(fēng)蝕試驗要求。風(fēng)洞設(shè)計有以F優(yōu)點(diǎn):(1)風(fēng)洞設(shè)計為分體結(jié)構(gòu),不但風(fēng)洞再段能夠拆開,而且實(shí)驗段可拆開為9塊鋼板,被拆開后的風(fēng)洞可以全部裝在一輛北京1041汽車上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)穆和運(yùn)輸。(2)使用拖拉機(jī)為動力,機(jī)動靈活,實(shí)驗時.使用一根傳動軸連接拖拉機(jī)和風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)動力傳遞,實(shí)驗后脫開連接不影響拖拉機(jī)其它方面的使用,同時,拖拉機(jī)配備簡易的吊裝架后利用液壓懸掛可以吊裝風(fēng)洞,從

4、而不必為風(fēng)洞配備專用吊裝設(shè)備。2.分析目前使用集沙儀存在的問題是集沙效率低.其主要原因是不滿足等動力性,為此進(jìn)行了以F兩方面研究:(1)研究了集沙儀排氣口大小對等動力性的影響.結(jié)果表明影響顯著。(2)研究了集沙儀的排氣口位置和進(jìn)沙口的高寬比對其等動力性的影響,結(jié)果表明捧氣口布置在頂面和降低進(jìn)沙13的高寬比使集沙儀在相等排氣口大小時的等動力性能夠更接近滿足a上述排氣口位置和進(jìn)沙[]高寬比對等動力性的影響為首次研究。3.按照等動力性原則設(shè)計了配套本文風(fēng)洞使用的風(fēng)洞集沙儀一狹縫采樣器.進(jìn)行了性能標(biāo)定,結(jié)果表明狹縫采樣器具有非選擇性.集沙效率為91.3

5、%。這種結(jié)構(gòu)形式的新型狹縫采樣器設(shè)計具有創(chuàng)新性。4使州本文風(fēng)洞和風(fēng)洞集沙儀研究了北京市保護(hù)性耕作地和翻耕地的風(fēng)蝕情況,研究得出翻耕地的風(fēng)蝕量是保護(hù)性耕作地的兒倍至幾十倍,說明保護(hù)性耕作防治土壤風(fēng)蝕效果顯著。5使用本文風(fēng)洞和風(fēng)洞集沙儀,針對河北豐寧壩上魚兒山鎮(zhèn)農(nóng)田進(jìn)行了麥茬高度和起聾方向?qū)︼L(fēng)蝕的影響研究,研究得出為實(shí)現(xiàn)大幅度減少土壤風(fēng)蝕的目標(biāo).小麥留茬高度應(yīng)在25cm以上,起蘋方向應(yīng)與自然主風(fēng)向成900。上述壟向?qū)︼L(fēng)蝕的影響為首次研究。關(guān)鍵詞:移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞風(fēng)洞集沙儀沙塵暴土壤風(fēng)蝕保護(hù)性耕作AbstractIntherecentdecades,s

6、andstorminourcountryisrampantincreasingly,whichhascausedseriousharmtothenationaleconomyconstructionandthepeople’sdailylives.Analyzingthesandstorm,theexpeasandscholarsinOUrcountryhaverecognizedthat,themainreasonofsandstormhappensistheincreasingexpansionofdesertificationlandan

7、dtheprimarysectorformingdesertificationoflandisthesollwinderosionTheexperiencesofcontrollingsandstormintheworldindicatethat,promotingconservationtillagecaneffectivelycontroltheraisingofdustonsoilsurface,preventsoilfromwinderosion,restrainthetrendoflanddesertification,andulti

8、mately,realizethepurposeofcontrollingsandstorm.ChinaAgriculturalUniversitye

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