高浓度臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果及动力学模型

采用新型螺旋切割器作为气液分散装置制备的高浓度臭氧水作为杀菌剂,以年糕等米制品中难以杀灭的巨大芽孢杆菌作为研究对象,分析不同初始浓度、不同温度以及不同pH值的臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果。试验结果表明:初始浓度为10 mg/L,温度为15℃,pH为5,杀菌时间为6 min时,臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌数值可高达5.63 lg CFU/g。应用Weibull模型、Dose-response模型、一级动力学Linear模型对臭氧水在不同初始浓度下杀菌所得的试验数据进行拟合,并运用独立试验数据验证模型的准确度因素Af、偏移因素Bf、根平均方差RMSE和决定系数R2。通过对这三种模型的拟合参数的比较,结果表明在臭氧水初始浓度低于5 mg/L时适宜使用Weibull模型,在臭氧水初始浓度高于5 mg/L时使用Dose-response模型更合适。     

LPG罐车爬壁射流清洗小车力学特性研究

根据LPG罐车内壁清洗工作要求,设计了一种融合高压水射流与机械刮刷两种清洗技术的爬壁射流清洗小车。通过建立小车附壁清洗的静力学和动力学模型,推导出小车可靠吸附所需最小吸附力方程以及小车稳定运行和转向的最小驱动力方程。对不同壁面倾角下的算例分析表明:静止吸附时主要失稳形式为沿壁面下滑,在壁面倾角为120°时稳定性最差,所需最小吸附力约为51. 8 N;稳定运行时主要失效形式为差速转向,最危壁面倾角为50°,所需最小驱动力矩约为2. 95 N·m。经样机实验证明,研究结果可靠,为LPG罐车自动化清洗设备的开发及相应技术研究提供了一定的理论依据。     

数据驱动的机床等待过程节能方法研究

为了降低机床等待过程中的能耗，提出了一种实时数据驱动的机床等待时间预测与节能控制方法。首先，建立了射频识别驱动的生产进度评估方法，并以生产进度数据作为输入，构建了基于堆栈降噪自编码的机床等待时间预测模型；其次，依据预测的机床等待时间，提出了机床状态切换方法，以降低机床能耗；最后，通过一个电梯零部件制造车间的案例分析，表明该方法的预测误差仅为4.1%，同时将机床等待过程能耗降低了57%，实现了制造车间的节能减排。     

牛顿型黏性物料转盘离心雾化成粒特性

针对转盘离心雾化器,研究松香—石蜡混合物的成粒特性,分析工艺参数对纤维数量、纤维直径、界面波波长和颗粒粒径的作用机理,建立无量纲预测模型。结果表明:纤维数量由韦伯数与稳定数决定,低黏度物料的纤维数量主要受表面张力影响。因离心拉伸,纤维断裂的界面波波长为纤维直径的3.56倍,但其断裂仍为短波模式。完全纤维状成粒的纤维数量维持不变且与流量无关,流量的增加主要通过纤维直径和长度的延伸来体现。颗粒粒径主要由纤维直径和界面波波长决定,高转速时液膜与转盘间切向速度滑移增大,颗粒粒径不再明显减小,可以采用如增大转盘直径或者改善转盘表面拓扑结构等途径调控颗粒粒径,而非无限加大转盘转速。     

一种机械臂最优时间-冲击轨迹优化算法

针对工业机械臂执行效率以及运动过程中的冲击产生振动、机械磨损的问题,提出了一种机械臂的最优时间-冲击轨迹规划方法,优化机械臂关节运动时间和加加速度(冲击)两个耦合且矛盾的运动性能指标。通过逆运动学可以将机械臂执行的运动轨迹转换为在关节空间中的位置-时间序列,采用5次非均匀B样条函数在关节空间内构造插值曲线,用各阶B样条曲线控制顶点的约束代替机械臂的运动约束,利用NSGA-II(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)对目标函数进行优化。仿真结果表明,采用5次非均匀B样条函数插值,对运动时间和冲击进行优化的运动轨迹,提高了机械臂的执行效率,保证了运动过程中产生较小的冲击,使得机械臂的运动控制性能得到了提高。     

芋头的介电特性

利用矢量网络分析仪和末端开路的同轴探头,测量了30~3 000 MHz频段内含水(以质量分数表示)分别为25%、40%、55%、70%、85%的芋头片在20、40、60℃和80℃下的介电特性。研究表明:介电常数与介质损耗因子随频率的增加而降低,介电常数随着含水率的增大而增大;介电常数与介质损耗因子都随着温度的升高而减小;915 MHz下介电常数与介质损耗因子的数学模型的显著水平均小于0.000 1,可预测芋头的含水率;同一含水率与温度的芋头片穿透深度随频率的增加而降低,一定频率下的芋头片的穿透深度随温度的增加而增加。     

基于温度和功率控制的微波干燥研究

基于一种可自动连续调节微波功率和自动控温的微波干燥系统,以土豆片为原料,采用3种不同温度和功率控制组合的干燥模型。对3种干燥模型的产品进行品质分析和能耗计算以寻求优良的土豆片微波干燥工艺。研究表明,无温度控制的微波干燥在干燥后期易发生过热现象使产品焦糊,基于预定功率分布的可变微波功率与反馈温度控制相结合,可以得到最佳的温度控制效果和产品质量;同时,干燥系统采取可变微波功率的控温方案比固定微波功率的控温方案要节约35%的能耗。