残膜压缩成型的试验研究

发布时间：2020-10-18 12:02

　　 新疆农田残膜污染问题已严重威胁到农业生产环境的可持续发展,开展机械化残膜回收研究工作势在必行。目前有关残膜回收机械的研究多关注于如何将残膜从地表捡拾回收,往往忽略了残膜回收后的二次处理问题:机收残膜质地松散、储运成本高,为残膜的集中处理带来了不便。为此,本文提出对收后残膜进行压包成型处理,并对残膜自身压缩成型理论进行深入研究,旨在为机收残膜后续处理机械的研发提供理论与实践参考。本文统计分析了残膜物料的成分构成,明确了纯净残膜和各种杂质的占比分布。针对残膜物料对象设计加工了7组不同形状、截面尺寸的压缩模具,并分别配置了简易适配的脱膜机构。本文通过试验研究了残膜的压缩特性,残膜成型块的松弛特性和耐久性,并用Origin和MATLAB软件对试验数据进行回归分析、曲线拟合和数学建模。揭示了影响残膜压缩特性和成型块品质的主要因素及其影响规律。主要研究成果包括:(1)残膜压缩成型过程可分为松弛阶段、过渡阶段、非弹性形变(紧实)阶段。残膜压缩成型过程中圧缩应力与压缩位移之间的数学关系呈指数规律分布。(2)在残膜成型块松弛过程中松弛密度与松弛时间之间的数学关系符合分母为二阶、分子为三阶的比例函数。残膜成型块的快速松弛阶段基本在2 min内完成。(3)当最大压缩应力≥4 MPa后,随着压缩应力增加,残膜压缩位移变化缓慢;当最大压缩应力≥7 MPa,松弛时间达1 h后,残膜松弛比≥30%,松弛试验后能够得到紧实、形状规整的残膜块。(4)随着残膜压缩截面积的减小,残膜成型所需压缩应力降低,成型块稳定后松弛密度变大、松弛比变大、形变量减小、耐久性和稳定性增强;增大成型压缩应力和提高杂质含量均能使残膜成型块松弛比增大,形变量减小,耐久性增强;增加残膜中的含土率和含水率(≤21.8%),会使残膜成型块的松弛比变小,形变量变大,但耐久性能和稳定性变差;在压缩模具一定条件下,随着喂入量的增加,残膜成型块稳定后的松弛密度和松弛比增大显著,耐久性亦增强。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S223.5
【部分图文】：

残膜压缩成型的试验研究第一章 绪论 选题的背景及研究的意义塑料地膜在掀起棉花种植“白色革命”的同时，伴随而来的“白色污染”也在逐年加表明，我国地膜覆盖面积已经达 1700 万 hm2，长期覆盖的农田土壤地膜残留量260 kg/ hm2 [1-8]。据测算，连续三年没有清理残膜的地块，棉花产量下 10% 2产量下降 10% 16%，玉米产量下降 11% 23%[9-14]。在地膜覆盖技术带来显著的同时，残膜污染也已严重威胁到新疆农业生产的可持续性发展，因此，开展治理工作刻不容缓。

图 1-2 人工捡拾残膜Figure 1-2 Manual picking up residual plastic film图 1-3 残膜焚烧Figure 1-3 Residual film incineration 国内外研究现状1 国内外残膜压缩成型技术研究现状国外使用的地膜一般会添加抗老化剂，且厚度一般较厚，韩国的为 0.012 mm

图 1-3 残膜焚烧Figure 1-3 Residual film incineration 国内外研究现状1 国内外残膜压缩成型技术研究现状国外使用的地膜一般会添加抗老化剂，且厚度一般较厚，韩国的为 0.012 mm为 0.014 mm。欧美、日本等发达国家一方面推广强度高、耐老化、可以重复膜，另一方面，积极研发新材料，使地膜在使用过程中能自动降解[22-23]。因此膜回收作业简单易行且回收彻底，不存在打包成型的需求，故鲜有文献报道。国内使用的地膜与国外存在较大差别，厚度较薄，一般在 0.008 mm 以下[24-25 2014 年 12 月 1 日起才强制实施农用地膜自治区地方标准（禁用 0.008mm 以，但多年来农民大量使用 0.008 mm 以下的超薄地膜，再加上地膜回收再利用系等因素，已使农田残膜污染愈发严重[26]。国内于 1982 年开始研究残膜回收机研制开发了 20 多种机型。按照农艺要求和作业时间，目前国内的残膜回收机
【参考文献】

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本文编号：2846273