高原性能

2024-07-20

高原性能（共6篇）

高原性能篇1

摘要：通过柴油机高原性能模拟试验,分析了柴油机的动力性、经济性随海拔高度的变化规律,以及高原环境对柴油机起动性能和热平衡性能的影响,提出了高原增压、供油系统调整及优化、低气压低温起动、热平衡控制、电控柴油机高原标定等提升车用柴油机高原性能的技术对策,为研究进一步提高柴油机的高原环境适应性提供了参考。

关键词：高原环境,柴油机,模拟试验,性能提升

0 引言

高原环境适应性是制约高原地区车辆、工程机械、农业机械、柴油发电机组等以柴油机作为动力源的动力机械及设备性能发挥的重要因素之一[1]。由于受内燃机工业技术的制约及缺乏相关的高原环境适应性技术,大多数柴油机在论证、设计、研制和定型时未充分考虑高原环境适应性,导致其不能满足高原地区的使用要求,造成了巨大的经济损失和严重的环境污染等问题[2,3,4]。因此,研究高原环境对柴油机性能的影响规律,对研究和提高柴油机的高原环境适应性具有非常重要的意义。本文针对车用柴油机在高原使用中存在的问题,通过理论分析及高原环境模拟试验,系统分析和研究了高原低气压、低温环境条件对柴油机各主要性能的影响规律和机理,提出了提高柴油机高原适应能力的技术措施。

1 柴油机高原性能模拟试验装置

柴油机高原性能模拟试验是柴油机研制、定型、选型、使用等过程中的一项重要基础性工作,也是验证柴油机高原环境适应性的重要手段。为了考察柴油机性能随海拔高度的变化规律,在军事交通学院军用动力机械高原环境实验室,对4种不同排量、不同类型的柴油机进行了高原模拟试验研究。

图1为柴油机高海拔(低气压)模拟试验台示意图。试验台主要由柴油机高海拔(低气压)模拟系统、环境温度控制系统、CW260电涡流测功机、油耗仪、进排气压力传感器、温度传感器、空气和冷却水流量计等仪器设备组成。

.测功机2.柴油机3.真空泵4.排气稳压箱5.进气稳压箱6.压力调节阀7.空气流量计8.数据采集系统

试验台利用进气节流和排气抽真空的方法模拟柴油机在低气压下的工作状态,模拟海拔范围为0~6000m;环境温度范围为-41~30℃。模拟试验中气压和空气密度与海拔高度的关系见表1。

2 高原环境对柴油机性能的影响

2.1 高原环境对柴油机动力性能的影响

在不同模拟海拔高度下对4种不同排量及类型的柴油机进行了外特性试验,图2所示为柴油机的额定功率及最大扭矩随海拔高度的变化关系。试验表明,尽管不同类型柴油机在不同海拔高度(气压)下的动力性随海拔变化规律存在一定差异,但它们之间的变化规律基本是一致的。

随着海拔的升高,气压和空气密度降低,进气量减少、燃烧恶化等导致柴油机的功率和扭矩下降。海拔高度每升高1000m,非增压柴油机的额定功率约下降3.2%~17.7%,增压柴油机的额定功率约下降0.16%~10.8%;当海拔达到5000m时,相对于平原而言,柴油机的额定功率下降了3.6%~38.9%,最大扭矩下降了5.5%~37.8%。由此可见,非增压型柴油机的动力性随海拔高度增加呈明显下降的趋势;涡轮增压器通过压缩空气来增加柴油机进气量,具有自动补偿柴油机高原功率下降的能力。因此,增压型柴油机的高原适应性明显优于非增压型柴油机,其动力性随海拔高度增加下降较为缓慢。

在海拔3000m以下,柴油机的额定功率随海拔升高缓慢下降;当海拔超过3000m时,额定功率随海拔升高下降明显。当海拔超过2000m时,柴油机的最大扭矩随海拔升高下降明显;海拔3000m以上时,最大扭矩随海拔升高急剧下降。对于各种不同类型的柴油机而言,海拔3000m是柴油机动力性能发生突变的“拐点”。因此,对柴油机进行海拔3000m性能试验可以评价柴油机的高原适应性,通过其动力性能指标的变化验证柴油机是否满足高原使用要求。

2.2 高原环境对柴油机经济性能的影响

图3所示为柴油机最低燃油消耗率随海拔高度的变化关系。随着海拔的升高,气压减小,空气密度下降,进入气缸内的空气量减少,导致燃烧过程变差,柴油机有效热效率减小,从而使柴油机燃油消耗率随着海拔的升高而增加[5]。相对于平原而言,当海拔达到5000m时,柴油机的油耗增加了4.3%~49.4%。海拔为0~3000m时,柴油机的油耗随海拔变化不明显;当海拔超过3000m时,非增压柴油机的油耗量明显增大;电控柴油机由于没有进行高原标定,油耗量明显增大;较大排量柴油机的供油系统进行了调整,油耗量随海拔升高缓慢增大。

2.3 高原环境对柴油机起动性能的影响

高原地区海拔高、空气含氧量少、昼夜温差大、寒冷季节长,柴油机机体、冷却液、机油、燃油和蓄电池电解液等都处于低温状态,导致柴油机起动阻力和摩擦阻力增大。柴油机的进气温度和流量同时下降,造成柴油机缸内压缩终了的温度和压力下降,导致缸内混合气及燃烧条件达不到柴油机点燃和续燃要求[6]。此外,蓄电池的电量由于低温骤减[7](-40℃时,电量约下降50%),导致柴油机起动系统功率下降,使柴油机起动转速低于起动必需的最低转速。

以上因素的共同作用造成柴油机在高原低温条件下冷机起动十分困难。通过高原地区车辆装备的低温起动试验得知,即使采用传统冷起动措施,约75%的柴油机在海拔3000m以上、气温低于-15℃的环境条件下不能顺利起动,给高原地区车辆装备的使用造成许多不便。

2.4 高原环境对柴油机热平衡性能的影响

柴油机的热平衡性能与环境气压和温度条件密切相关。在高原地区,气压、空气密度和进气氧含量降低,这使得柴油机的过量空气系数下降,导致柴油机燃烧不充分,后燃现象严重,使柴油机热负荷增大。另外,水的沸点及冷却系统空气质量流量随着海拔的升高逐渐下降,导致冷却系统的散热能力变差[8]。这些因素共同作用导致柴油机排温升高,冷却水和润滑油温度偏高,柴油机热负荷过大。图4所示为不同海拔高度下柴油机排气温度随转速的变化趋势。海拔每升高1000m,柴油机的排气温度约平均升高8~25℃。

在平原地区运行良好的柴油机,在高原地区运行过程中出现了一系列热平衡问题,如车辆在高海拔地区行驶或爬长坡时,柴油机热负荷加剧,严重时导致“开锅”、汽缸垫和排气管烧损、拉缸等现象,最终导致柴油机不能正常工作。出现这些问题的根本原因是设计冷却系统时未充分考虑高原环境对柴油机热平衡性能的影响,导致冷却系统的高原环境适应性差,柴油机的热平衡性能不能满足高原地区的使用要求。

3 柴油机高原性能提升技术措施

为了全面提升柴油机的高原性能,恢复柴油机的功率,提高柴油机的经济性、起动性能和热平衡性能,降低柴油机的排放,可以采用高原增压技术、供油系统调整及结构优化技术、低气压低温起动技术、热平衡控制技术和电控柴油机高原标定技术。

3.1 高原增压技术

增压技术是柴油机在高原地区进行功率恢复、性能提升最有效的技术措施[9]。柴油机匹配涡轮增压器后,可以提高柴油机的进气密度、增大进气量,改善燃烧过程,提高柴油机的动力性和经济性。但是,目前柴油机大多针对固定的海拔高度进行增压匹配,当柴油机工作海拔发生变化时,柴油机与增压器的匹配性能发生变化,性能会发生急剧下降[10]。同时,涡轮增压器在高原运行时容易出现超温和超速现象,影响了涡轮增压器的正常使用。

目前,国际上最先进的内燃机增压技术主要有可变截面涡轮增压技术、二级增压技术和高增压技术[11]。这3种增压技术各有优缺点,将可变截面涡轮增压技术与二级增压技术结合在一起使用,即采用可调二级增压技术,可以实现增压比的可调,具有瞬态响应特性好的特点,满足柴油机在不同海拔高原地区及运行工况下的增压需求。因此,从增压技术先进性和变海拔适应性来看,可调二级增压技术是未来高原车辆柴油机首选的增压技术。

3.2 供油系统调整及结构优化技术

调整柴油机供油系统参数,如供油提前角、循环喷油量、喷油压力等,可以解决柴油机高原功率恢复问题。但是这种方法会增大燃油消耗量,降低柴油机的燃油经济性。因此,供油系统调整一般仅作为一种辅助手段使用。

柴油机结构优化主要包括:(1)排气管优化,对排气管的长度、截面积等进行优化,提高废气能量的利用,进而提高增压器效率;(2)燃烧室结构优化,提高压缩比,进而实现柴油机高原燃烧优化;(3)燃油系统结构优化,通过对高压油泵和喷油器结构参数进行优化,优化喷油参数、提高燃油雾化质量,改善燃烧过程[9]。

3.3 低气压低温起动技术

目前,我国高原地区使用的柴油机几乎都装备有冷起动辅助措施(加注启动液、电热塞、进气预热装置等),但行之有效的柴油机低气压低温起动措施还很少。传统的柴油机冷起动辅助措施均不能使柴油机在高原极端环境条件(5500m、-41℃)下顺利起动。

近几年,液体循环加热装置(如燃油加热器)、蓄电池保温装置、胶体蓄电池、蓄电池并联超级电容等柴油机冷起动辅助装置及新型起动电源得到了广泛应用[7,8]。将燃油加热器作为柴油机预热系统,通过加热循环冷却液来提高柴油机机体、机油、燃油或蓄电池的温度,可实现柴油机在热机状态下的起动。同时,将蓄电池保温装置、胶体蓄电池或蓄电池并联超级电容作为起动电源,可以彻底解决普通蓄电池的高原适应性问题。采用燃油加热器与新型起动电源相结合的组合式柴油机冷起动辅助措施,既提高了柴油机的起动能力,又不降低柴油机的可靠性和耐久性,能够彻底解决高原寒区柴油机的冷起动问题。

3.4 热平衡控制技术

传统的柴油机冷却系统采用蜡式节温器、机械驱动冷却水泵和冷却风扇,无法按柴油机的冷却需求调节冷却介质的流速和流量,难以使柴油机在最佳的温度下工作,甚至导致柴油机出现热平衡问题。

柴油机热平衡控制技术也称为柴油机热管理技术,是解决柴油机高原热平衡问题的有效措施[12]。柴油机热平衡控制技术通过采用电控节温器、电控风扇、电控水泵,可以根据环境条件(气压和环境温度)、运行工况及冷却液的温度来动态调整冷却风扇转速、水泵流量、节温器的开启等,进而控制柴油机的冷却量,最终实现冷却系统的电控化和智能化,解决柴油机在高原地区的热平衡问题,保证柴油机冷却系统不过热、不“开锅”,提高柴油机冷却系统的高原环境适应能力。

3.5 优化标定技术

随着能源危机及排放法规的日趋严格,电子控制技术在柴油机上的应用越来越广泛。为了最大限度地满足柴油机在高原运行时的动力性、经济性、起动性能和排放性能等要求,必须对电控柴油机进行精确的匹配标定,以确定各控制参数和调节参数(喷油量、喷油定时、喷油压力、喷油速率等)的最优值。电控柴油机的标定已经成为柴油机开发和整车匹配中不可缺少的重要环节[13]。

通过电控柴油机高原优化标定,可以大大地改善柴油机的高原使用性能,提高柴油机的动力性、经济性及运转稳定性,改善柴油机的低温起动性能和排放性能,使柴油机获得很宽的海拔高度使用范围,提升柴油机的高原适应能力。

4 结语

通过不同排量及类型的车用柴油机高原性能模拟试验,研究分析了海拔高度对柴油机动力性、经济性和冷起动等性能的影响。试验表明:低气压和低温是影响柴油机高原性能的主要环境因素;当海拔高度超过3000m时,柴油机的各项性能指标均明显下降;柴油机高原性能的下降是导致车辆装备性能下降的主要原因。在提升车用柴油机高原性能的关键技术中,高原增压技术、供油系统调整及结构优化技术、低气压低温起动技术、热平衡控制技术、电控柴油机高原标定技术是车用柴油机高原动力性、经济性、起动性、热平衡等综合性能提升的关键技术。

高原鼢鼠的危害及其繁殖性能研究篇2

据调查,青海省果洛州鼢鼠分布面积可达64. 3万hm2,占全州可利用草场总面积的10. 88% ;危害面积为41. 87万hm2,最高新鲜土丘群数为34个 / hm2,平均新鲜土丘群数为16. 87个/hm2。有关据资料报道,每只高原鼢鼠每年平均推出地面的土丘为250. 2个/hm2,仅向地面推出土壤的干重就达1 043. 2 kg,对草地的覆盖面积达23. 4 hm2,呈带状或零星分布[2]。主要分布地区随高原鼢鼠密度的增加、鼠害的加重,不仅组成植物群落的物种趋于贫乏,而且每种植物的相对丰富度也在下降,植物群落由优势种 - 次优势种、杂类草向次优势种和毒杂草演替,结构从复杂走向简单; 草场类型由高寒草甸类草原向高寒荒漠类草原演变。高原鼢鼠不仅啃食植物草根、茎,与家畜争夺优良牧草,降低草地载畜量,而且终年打洞造穴、挖掘草根、推出土丘、破坏草皮,造成地表塌陷与水土流失。高原鼢鼠危害的土地轻者地表千疮百孔,杂毒草丛生,草地逐步退化变质; 重则地表土层剥蚀,形成寸草不生的次生裸地。高原鼢鼠的主要食物在金露梅( D. fruiieosa L. Rgolb) - 珠芽蓼( P. riviparuml) + ( 杂类草) 草地、矮嵩( K. humilis C. A. Mey seyg) + 线叶嵩草( K. capillifarmislran) - ( 杂类草) 草地,该类草地鼠害最严重[3]。若按高原鼢鼠日食鲜草205 g,危害期180 d计算,那么,果洛州高原鼢鼠土丘群系数为0. 491 6。由此推算,每年因高原鼢鼠损失鲜草可达4 558. 8万kg,损失极大、触目惊心[4]。

1 调查区自然概况

果洛州位于青海省东南部、青藏高原腹地、黄河源头,东经97°54' ~ 120°50',北纬32°31 ~ 35°40',全州辖6县51个乡( 镇) ,总面积为76 312 km2,其中可利用天然草场面积占88. 9% 。气候高寒缺氧,气温低,光辐射强,昼夜温差大,年均气温为 - 4 ℃,牧草生长季为156 d左右,全年无绝对无霜期。年降水量为400 ~ 760 mm,多集中在6 — 9月份,年蒸发量为2 571. 6 mm,光照充足。草场地势高亢,土壤随海拔从高到低依次为高山荒漠土、高山草甸土、山地草甸草原土、灰钙土、黑钙土和栗钙土。

2 试验设计

2013年3—11月份果洛州处于解冻到封冻之间,采用实地调查,平均海拔3 564 m地段草群植物种类较多,优势种为小嵩草( Kobresia Pygmaea) 、线叶嵩草( Korbresia Capillifolia) 、矮嵩草 ( Kobresia humilis) 、细叶苔草 ( Carex rigescens ) ,主要伴生种有垂穗披碱草 ( EJymus nutans Griseb) 、圆穗蓼 ( Polygonum macrophullum) 、珠芽蓼( Polygonurm uiuiparum) 、鹅绒委陵菜 ( Potentillaanserina) 、星状风毛菊 ( Saussurea stella) ,美丽马先蒿 ( Pedicularis bella) 等。样地面积为100 hm2,在久治县白玉乡2个、班玛县多贡麻乡2个、玛沁县当洛乡2个,共6个样方,样方面积为0. 5 hm2,使用人工弓箭捕获样地内所有鼢鼠,解剖统计雌雄比例、怀孕仔数。

上述每个乡为1组,每组材料相同,时间同步进行。准备100 m测绳1根、5 m钢卷尺1个、铲子2把、铁锨1把、标杆10个、马蹄形鼠夹50个、天秤1台、镊子2把、放大镜1个、剪刀1把、胶皮手套10双、刀架2把、刀片20个、消毒喷壶1个、酒精3 kg、来苏儿3 kg。在研究地不同地形、不同草地随地取样,重复6次,把每天捕捉的高原鼢鼠用喷壶消毒液现场喷洒消毒后,带回实验室解剖。

3 结果

3. 1 在危害期,土丘群系、高原鼢鼠体重体长等测定结果

高原鼢鼠危害草地植被每年有2个季节性活动高潮。先是在4 — 6月份,处于繁殖产仔活动期,6月底结束; 另一个高潮在8—10月份,至地面结冻为止。每年11—3月份间的5个月高原鼢鼠在土层深处靠储藏的草根维持生活。高原鼢鼠土丘群系、密度、体重、体长测定结果见表1。

3. 2 解剖测定结果( 见表 2)

3. 3 毛色

只

高原鼢鼠的毛色大部分是黑灰色,也有部分灰棕色,还有极少棕红色。

4 小结

1) 生态环境的保护与建设。生态环境保护工程是功在当代、利在千秋、惠及子孙后代的大事,不仅关系到果洛州畜牧业可持续发展,而且关系到西部大开发的成败,同时也是整个黄河、长江、澜沧江流域长治久安的关键所在。据测算,青海三江源自然保护区行政区域包括玉树、果洛、海南、黄南四个藏族自治州的16个县和格尔木市的唐古拉乡,总面积为30. 25万km2,约占青海省总面积的43% ,占16县1乡总面积的97% 。有鼠兔、高原鼢鼠3. 5亿只,每年被鼠兔、高原鼢鼠啃食减损的牧草鲜草达45. 2亿kg。应在集中连片、整体推行的前提下,实行“保重点”政策,对果洛州6县境内的鼠害重灾区优先安排防治,重点突破,利用鼠害繁殖活动的两个高峰期,拉网式地采用生物毒素灭治和人工捕捉、捕打法进行大面积春季集中防治、连续扫残,真正做到防治一片、成功一片、巩固一片。

2) 大力推进退牧还草。退牧还草工程的实施为推动牧区以农牧业为主的各项社会事业起到至关重要的作用,给高原草地以“休养生息”的机会,生态环境得到有效保护和建设,草地植被和草地生产力有了一定的提高,局部地区草地生态环境得到基本好转,遏制项目区生态环境继续恶化的趋势,草地生态压力得以减轻,退化的态势明显减弱,水源涵养功能增强,使生态系统结构逐渐趋于合理。

3) 建设畜棚、推广人工种草。制订一套完整的种草计划,使农户种植饲草,收获干草,加上越冬饲料贮备,使每户基本具备抗御中等以下雪灾能力。另外,大力倡导中国科学院植物研究所在内蒙古浑善达克进行的“1 /10递减治理模式”,实现“退牧还草”,把传统的粗放经营向集约、半集约化经营转变,走规模化、集约化、标准化、产业化、市场化的新路子。

4) 强化鼠害预测预报工作,提高科学防治水平。完善预测预报体系建设,建立县级测报站,形成测报网络,强化定位观察,提高预测预报的准确率[5]。加强与大中专院校、科研院所的合作,积极开展科学研究,掌握鼠害种群数量的长期规律,防止鼠害反弹,控制鼠害数量,提高科学防治水平。

摘要：为了准确掌握青海省果洛州高原鼢鼠的危害程度,根据农业部的部署,按照青海省有关部门的要求,试验从2013年3—11月份对果洛州高原鼢鼠进行了监测与繁殖性能调查。结果表明:高原鼢鼠一年有两个繁殖高峰,分别为4—6月份和8—10月份,雄鼠数量占雌鼠数量的39.8%,雄鼠体长为20.11 cm,体重为263.90 g;雌鼠占雄鼠体重的88.02%,雌鼠体长为19.57 cm,体重为232.28 g;每只雌鼠每次平均产仔4只,有的高达7只,空胎率低,成活率高,破坏力强。

高原地区混凝土徐变性能控制研究篇3

随着西部大开发战略的实施以及开发进程的加快,青藏铁路的建设带动了新一轮高原地区连续刚构桥的建造热潮,许多重大工程已在我国西部如火如荼地开展。

大跨径连续刚构桥以其跨越能力强、施工便捷、桥面连续且行车舒适等优点而得到愈加重视。然而,大跨径连续刚构桥容易出现的最大问题则是随着运营时间的增加,其跨中挠度明显,我国虎门大桥辅桥建成6年后跨中挠度达22.2cm,黄石长江大桥建成七年后最大跨中挠度达到30.5cm,严重影响结构的安全性及耐久性, 大大降低其使用寿命。从目前的研究来看,混凝土的收缩徐变是造成大跨径连续刚构桥跨中挠度不断增加的主要原因之一, 国内外学者也对此作了大量的研究[1,2]。影响混凝土收缩徐变的因素众多且繁杂,主要有水灰比、骨料类型、环境温湿度、构件厚度、张拉龄期、持续加载时间等[3,4]。

高原地区气候环境恶劣, 具有昼夜温差大、日照时间长、太阳辐射强烈、干旱少雨等特点,这些因素都会加剧混凝土的收缩徐变,从而影响结构的整体性能。因此,本文将基于高原地区的环境特征,研究环境对于混凝土徐变的影响,同时提出混凝土徐变的控制措施。

1原材料及试验方法

1.1原材料

采用青海某公司生产的P·Ⅱ52.5级水泥,密度为3100kg/m3;粗骨料为5~20mm连续级配 ,表观密度2.69g/cm3,含泥量0.4%,吸水率0.42%;细骨料为中砂,细度模数2.86,表观密度2.650g/cm3, 含泥量1.2%;减水剂为西宁某公司生产的HA-HPC聚羧酸高性能减水剂,掺量1.5%时,减水率为31.5%。

C50混凝土配合比见表1。

1.2试验方法

本试验采用的弹簧式徐变装置中选择了弹性限度为300k N、弹性系数为3k N/mm的弹簧组,混凝土试件尺寸为100mm×100mm×300mm,每台装置加载两个试件 , 加载值为棱柱体28d抗压强度的40%。主要通过徐变度评价混凝土徐变性能。

2环境温湿度对混凝土徐变的影响

高原地区由于其海拔原因,昼夜温差大、阴阳面温差大、气候干燥,这些因素会对桥梁混凝土的徐变带来影响。高原高海拔地区阴阳面的温差往往能达到5~10℃左右,温度的不同会带来混凝土徐变的差异,从而影响到结构的整体性能;而气候干燥时混凝土的收缩徐变也会明显提高。因此,有必要研究环境温湿度对于混凝土徐变的影响规律,从而提出相应的改善措施。

2.1温度对混凝土徐变的影响

图1是不同温度下龄期对混凝土徐变的影响。从图中可以看到,随着养护温度的升高,混凝土徐变度明显增大。可见温度对于混凝土的徐变有着明显影响。这是由于温度升高时,混凝土失水的速率加快,干燥收缩加快,而徐变中往往包括了干燥所引起的干燥徐变,因此,徐变也随着温度的升高而增大;而徐变与水泥浆中水的运动有关,温度的升高降低了水泥浆的黏滞性, 也加剧了混凝土的徐变。由此可见,由于阴阳面较大的温差会导致桥梁混凝土阴阳面混凝土的徐变存在较大的差别,从而影响到桥梁结构整体性能。

2.2湿度对混凝土徐变的影响

图2是不同湿度下龄期对混凝土徐变度的影响。由于高原地区湿度较小,通常都在40%左右,而GB∕T 50082—2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中规定的徐变试验标准环境养护湿度为(60±5)%,因此,所取湿度为40%、60%。从图中可以看到, 当养护湿度由60%减小到40%时, 混凝土的徐变度提高了20%左右。湿度越大混凝土的徐变越小,有研究表明,处于干燥中的混凝土发生的徐变比处于恒定干燥或者湿润状态下的混凝土的徐变量要大,相对湿度50%时的徐变能达到相对湿度100%时的2~3倍。这是由于湿度愈大,吸附水的蒸发量愈小,水泥的水化程度愈高,水泥凝胶体的密度愈高,混凝土结构也更加密实,因而其收缩和徐变也愈小。

2.3小结

高原环境下阴阳面温差较大,导致混凝土阴阳面的收缩徐变会有明显差异,带来结构应力的复杂性,而高原环境的低湿度更会导致混凝土后期徐变的明显提升,带来桥梁(尤其是大跨径连续刚构桥) 的长期下挠。因此,有必要采取一定的措施,抑制混凝土的徐变,保证混凝土结构的质量。

3高原环境下混凝土徐变的控制

高原地区的低湿度带来混凝土收缩徐变的提高,而混凝土结构所处的环境是无法改变的,因此, 必须从两方面着手进行控制,第一,从混凝土本身质量提升着手,如配合比优化,原材料质量控制等; 第二,从施工角度进行控制。本文将从混凝土的早期养护、加载龄期以及配合比设计的角度进行研究分析,从而提出合适的控制措施。

结合桥梁上部结构施工的实际情况,将混凝土试件置于高原环境中,采用表2所示的养护措施进行试验。

3.1加载龄期对混凝土徐变的影响

不同养护条件(高原环境自然养护、标准养护) 下,混凝土试件3d、7d龄期时进行加载的徐变性能规律见图3。

从图3可以看到,3d、7d加载对混凝土的徐变度有明显影响, 以标准养护组来看,7d后即对混凝土试件加载,320d徐变度则为46.85×10-6MPa-1, 而3d后即对混凝土试件加载320d的徐变度达到53.26×10-6MPa-1,提高了13.7%。而比较早期无养护以及早期标准养护组混凝土的徐变度发展规律来看,相同加载龄期时,无养护条件相比标准养护条件下,徐变度提高了20%左右。分析原因,3d龄期时进行加载,混凝土的强度较低,抵抗变形的能力较低,因此,徐变较大;而高原地区气候恶劣,气温低、温差大,环境湿度低,因此,相比标准养护环境下的混凝土早期强度大大降低, 微观结构变得疏松,弹性模量较低,因此,徐变大大提高。

3.2早期养护方式对混凝土徐变的影响

采用表2中的方案4~8进行混凝土的徐变试验,变化规律见图4。

从图4可以看到,相比不采取养护措施,采取一定的早期养护后,混凝土的徐变度明显减小。从养护效果来看,仅采取暖棚加热法进行养护时效果相对较差, 而配合以洒水措施后养护效果明显改善,混凝土徐变显著降低;而早期采取适当的包裹措施,同时保持洒水、保证湿度时,混凝土的徐变也能得到有效的控制。混凝土表面涂刷专用养护剂, 对于混凝土内部水分的保持具有良好的效果,混凝土的徐变度大大降低,相比不采取养护措施时减小了24.5%。由此可见,对于高原地区的混凝土,保证早期养护湿度,例如定期洒水、涂刷专用养护剂等, 能够有效减小混凝土的徐变, 提升混凝土的质量。同时,早期养护湿度保持时间越久,对于混凝土内部结构的形成越有利,对于控制混凝土的徐变效果越好。

4配合比参数对混凝土徐变的影响

水胶比、粉煤灰、砂率对混凝土徐变度的影响见图5~图7。

由图5可见,混凝土水胶比越大,徐变度越大, 水灰比为0.31时320d徐变度相比0.35时减小了约20%。

图6为水胶比0.35, 粉煤灰掺量分别为0、 15%、30%时混凝土徐变度的变化规律。由图6可知,当粉煤灰掺量为15%、30%时,相比不掺时徐变度明显减少,粉煤灰对于徐变的抑制效果较好。不过有研究表明[5],粉煤灰掺量达到60%时 ,混凝土的徐变反而大大提高,这和粉煤灰与基体界面结合的情况有着直接的关系,因而粉煤灰掺量不宜过大。

图7为水胶比0.35, 砂率36%、39%、42%时混凝土徐变度的发展规律。由图7可见,砂率对混凝土的徐变度有着一定的影响,但是相对水胶比以及粉煤灰来说影响程度较小。一般而言,砂率越小,混凝土中粗骨料的比例相对越大,而粗骨料作为混凝土的骨架,其含量越大,对混凝土收缩徐变的抑制作用也越大,混凝土徐变越小。

从各配合比参数对混凝土徐变的影响来看,水胶比的变化对混凝土的徐变影响最大,而粉煤灰在一定的掺量下也能明显抑制混凝土的徐变。因此, 在高原地区桥梁混凝土配制时,需从水胶比、粉煤灰掺量以及砂率的角度综合考虑, 降低水胶比、掺入适量粉煤灰、适当减小砂率,控制混凝土徐变,保证桥梁混凝土质量。

5结语

(1)对混凝土过早加载容易导致混凝土的徐变明显增加,因而对于预应力混凝土宜适当延长其张拉时间。

(2 ) 早期养护对混凝土的徐变有很大影响 , 尤其是在高原地区环境湿度较低的情况下, 因而保证早期养护的湿度对混凝土徐变的控制有着良好的效果。

(3 ) 从配合比设计的角度来看 , 降低混凝土水胶比效果最好,同时,可以掺入适量粉煤灰、适当减小砂率, 都能够有效地控制徐变, 保证混凝土的质量。

摘要：混凝土的徐变容易导致大跨径连续刚构桥的长期变形,而高原地区较低的湿度会加剧混凝土的徐变,影响混凝土结构的性能。本文结合高原地区的环境特点,考察大气温湿度对于混凝土徐变的影响规律,从混凝土配合比参数、加载龄期以及早期养护方式的选择等角度进行了研究分析。结果表明,减小水胶比、掺入粉煤灰、减小砂率、延长加载龄期、保证早期养护湿度能够有效控制混凝土的徐变,提升混凝土结构的质量。

高原性能篇4

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用海东鸡来自青海省海东地区的主产地之一互助县的松多等海东鸡较为集中的乡村,饲养方式为放牧加补饲,随机在各养殖户中选择年龄相近、体格结构匀称,体重相似的成年鸡21只,其中公鸡11只,母鸡10只,带回青海大学实习牧场,准备屠宰和采样。

1.2 试验方法

1.2.1 屠体性能测定

屠宰前停饲12 h后进行空腹称重,将活鸡带到实验室,颈静脉放血处死后,测定屠体重、全净膛重、半净膛重并计算出屠体率、半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率等屠体性能指标。

1.2.2 肉质特性测定

采用常规方法测定新鲜胸肌和腿肌(无肌腱、脂肪)的p H值(宰后45 min内和24 h后p H值)、嫩度、系水率、熟肉率等肉质特性指标。

1.2.3 营养成分测定

采集新鲜胸肌和腿肌(无肌腱、脂肪)进行初水分、粗蛋白质、粗脂肪的测定。水分含量采用烘干箱在60~70℃干燥至恒重后计算;粗蛋白含量的测定采用凯式半微量定氮法;粗脂肪含量的测定采用索式测定脂肪法。

1.3 数据处理及统计分析

数据表示为平均数±标准误(mean±SE),采用两个独立样本均值t检验进行分析。

2 结果与分析

2.1 海东鸡的屠宰性能分析

海东鸡的屠宰性能测定结果见表1。

注:同列中肩标不同大写字母表示差异极显著(P<0.01);不同小写字母表示差异显著(P<0.05),无字母表示差异显著(P>0.05),下同。

由表1可以看出,海东鸡活重、屠体率、全半净膛率、半净膛率、胸肌率在两性别之间差异不显著。但腿肌率公鸡显著高于母鸡(P<0.05);腹脂率母鸡极显著高于公鸡(P<0.01)。可以看出海东鸡体型小,生长较慢,但肌肉发达,腿肌率较高,与AA肉鸡的活重(2.12 kg)、屠体率(92.00%)、全净膛率(65.77%)、半净膛率(78.76)、胸肌率(25.70%)相比,均低于AA肉鸡,而腿肌率高于AA肉鸡(20.04%)[2]。

2.2 肉质特性分析

海东鸡的肉质特性分析结果见表2。

由表2可见,海东鸡的失水率、胸肌嫩度、熟肉率、屠宰后45 min内及24 h后的p H值在公、母鸡不同部位的肌肉间差异不显著(P>0.05)。总的来看,海东鸡的失水率较低,保水力强,胸肌嫩度值大,屠宰24 h后肌肉偏酸性。海东鸡与AA肉鸡腿肌和胸肌的失水率(26.59%和30.75%)、胸肌嫩度(14.69 N)、屠宰24 h后的胸肌和腿肌p H值(6.40和6.03)相比偏低,而与AA肉鸡腿肌的嫩度(26.28 N)及宰后45 min内胸肌和腿肌p H值(6.50和6.60)相差不大[2]。

2.3 营养成分分析

海东鸡肉的营养成分测定结果见表。

由表3可以看出,海东鸡肉中初水分、蛋白质含量在两性别间无显著差异(P>0.05),而脂肪含量公鸡明显低于母鸡,差异显著(P<0.05),海东鸡和AA肉鸡的蛋白质含量(23.87%)无差别,而脂肪含量海东鸡低于AA肉鸡(1.60%)[2]。

3 讨论

笼养能提高鸡的全净膛率、半净膛率和腹脂率,放养有利于腿肌率和胸肌率的增加,海东鸡体型小,活重、屠体率、全半净膛率、半净膛率、胸肌率等指标在两性别之间差异不显著。但与AA肉鸡相比较,除腿肌率外,其他各项指标均低于肉鸡品种。由于海东鸡多放养于山坡,林地,这可能也是导致屠体率、半净膛率和全净膛率低的原因,另一方面,近几年海东鸡群体过小,多年自繁,近交现象严重,导致初生重、活重,屠宰性能下降。本研究表明海东鸡的屠宰性能较低,但海东鸡具有食量小、耐粗放饲养、抗病性强、适应高寒、缺氧的气候环境等特点。

宰后鸡肉内p H的下降是由于肌糖原的无糖酵解产生的乳酸以及ATP分解产生的磷酸根离子等造成的,通常当p H降到5.4左右时,就不再继续下降[3]。陈冬梅等[4]试验发现,屠宰后鸡肉的p H值开始下降,1 h后降低至6.2~6.4。本试验表明,海东鸡在屠宰后p H值开始下降,24 h后下降至5.85,肉的保水性与p H有密切关系,当p H从7.0下降到5.0时保水性也随之下降,在极限p H时肉的保水性最差。由本试验可以看出在屠宰后24 h海东鸡具有较高的保水性。海东鸡体型细长,胸不宽,但肌肉发达,因此与肉鸡品种相比胸肌率相差不大,而腿肌率较高,腿肌嫩度也较高,海东鸡属低脂类型,腹脂率低于其他鸡,失水率也较低。海东鸡肉中初水分、蛋白质含量在两性别间无显著差异,而脂肪含量公鸡明显低于母鸡,与肉鸡的蛋白质含量相差不大,但脂肪含量较低,比较符合现代消费者的需求。

综上所述,海东鸡在生产性能、肉质等方面有许多优良特性,是生产高档特色优质鸡肉和生态放养鸡最适合的鸡种。目前,海东鸡在青海省海东地区均有分布,存栏数量约2万只[5,6],主要存在于气候寒冷、海拔高、经济条件差、交通不便的脑山地区[7],当前,海东鸡生产规模还很小,主要以保种为主,生产性能相对落后,今后在生产上应根据当地的特点,利用不同的保种方法,建立和健全海东鸡的保种措施,保护种质资源,同时建立海东鸡的不同品系,利用各种专门化品系,进行配套杂交或经济杂交,加快遗传资源的利用。本试验结果为进一步开发利用及保护青海地方土鸡品种资源——海东鸡提供参考依据。

参考文献

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[3]周光宏.畜产品加工学[M].中国农业出版社,2002.

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[6]祁守忠,师延清,祁维寿.互助县海东鸡调查报告[J].青海省畜牧兽医杂志,2006,185(5):28-29.

高原性能篇5

藏羊体尺及生产性能数据直接反映了藏羊体格大小、体躯结构及发育状况, 与抗病力以及对外界环境条件的适应能力密切相关。目前, 学者对甘南草地型藏羊[2,3]、欧拉型藏羊[4,5]、大尾寒羊[6]、祁连高原型藏羊[7]、白藏羊[8]、小尾寒羊[9]等的选育做了大量研究。本研究通过测定杂多县高原型藏羊不同年龄、性别的核心群和基础群的体尺指标及生产性能, 并参照青海省藏羊选育地方标准对核心群藏羊进行评价, 初步掌握高原型藏羊的本品种选育情况和品种资源现状, 为科学开展藏羊本品种选育提供科学参考。

1 试验动物

2014年7月上旬从杂多县高原型藏羊繁育核心群 (试验组) 及基础群 (对照组) 中各随机选取3月龄、1周岁、3周岁公、母羊各30只, 共计360只, 进行体尺及生产性能的测定。

2 方法

体高、体长、胸围、产毛量和体重采用直接测定法;屠宰率 (%) =胴体重/宰前活重×100%, 净肉率 (%) =净肉量/宰前活重×100%[10]。每个指标重复测定3次。

3 数据处理

采用SPASS 18.0对数据进行方差分析和Dunacan’s差异显著性分析, 结果以“平均值±方差”表示。

4 结果与分析

4.1 本品种选育对体尺体重的影响 (见表1)

注:同列数据肩标小写字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

由表1可知, 不同年龄段藏羊核心群 (试验组) 与基础群 (对照组) 相比, 体高、体长、胸围、管围、体重均提高。核心群体高、胸围、管围、体重与基础群差异显著 (P<0.05) , 体长3月龄母羊差异不显著 (P>0.05) 。不同年龄、性别藏羊与青海省地方选育标准比较均达到了一级藏羊标准, 基础群多数低于二级标准。

4.2 本品种选育对生产性能的影响 (见表2)

注:同列数据肩标小写字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

由表2可知, 本品种选育显著提高了藏羊的生产性能, 核心群剪毛量、胴体重显著升高 (P<0.05) , 屠宰率母羊显著提高 (P<0.05) , 净肉率公羊、母羊均差异不显著 (P>0.05) 。

5 结论

本研究测定了杂多县高原型藏羊3月龄、1周岁、3周岁公羊和母羊的体尺体重, 并对1周岁、3周岁公羊和母羊的生产性能进行了测定。结果表明:不同年龄、性别核心群藏羊体尺及生产性能与基础群藏羊相比差异显著 (P<0.05) , 体尺及生产性能显著提高, 达到高原型藏羊一级选育标准;核心群剪毛量、胴体重显著升高 (P<0.05) , 屠宰率母羊显著提高 (P<0.05) , 净肉率均差异不显著 (P>0.05) 。说明高原型藏羊可以依赖自身优秀基因的遗传性显著提高产毛量及产肉性能。说明本品种选育有效地提高了藏羊的体尺及生产性能, 是藏羊自身优秀基因传承的重要措施, 本品种选育措施及方法有待进一步研究。

参考文献

[1]闫忠心, 靳义超, 白海涛, 等.藏羊本品种选育研究现状与展望[J].青海畜牧兽医杂志, 2014, 44 (4) :55.

[2]牛小莹, 郭淑珍, 杨树猛, 等.甘南欧拉型藏羊杂交改良半农半牧区本地藏羊效果[J].畜牧与兽医, 2013, 45 (8) :39-42.

[3]杨勤, 石红梅, 马桂琳.甘南草地型藏羊的保种与开发利用[J].畜牧兽医杂志, 2008, 27 (3) :107-109.

[4]张玉珍, 马忠涛, 郭淑珍, 等.欧拉羊种羊选育技术研究[J].畜牧与兽医, 2014, 46 (1) :54-56.

[5]阎明毅.欧拉型藏羊良种公羊培育效果[J].畜牧与兽医, 2013, 45 (2) :103-104.

[6]白俊艳, 庞有志, 王永伟.大尾寒羊体重与体尺的回归分析[J].安徽农业科学, 2007, 35 (15) :4537-4538.

[7]金鑫燕, 乔海生.祁连高原型藏羊核心选育群生产性能分析[J].黑龙江畜牧兽医, 2011 (08上) :62-63.

[8]李措毛.祁连县白藏羊生产性能测定与通径分析[J].黑龙江畜牧兽医, 2012 (04上) :79-80.

[9]王振来, 赵德明.本品种选育对小尾寒羊生长和生产性能的影响[J].黑龙江畜牧兽医, 2009 (7) :58-59.

高原性能篇6

生物柴油作为一种新型的能源,它是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等以及动物脂肪、餐饮废油等为原料油,通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。它闪点较高,运输储存使用的安全性好;十六烷值高,燃烧性能好;硫、芳烃含量低,含氧量高;燃烧残炭低,发动机废气排放少;可再生等优点;可以直接在柴油机上使用或与柴油以任意比例混合使用。研究表明,随海拔高度的不同,大气温度、湿度及压力发生变化,由此引起柴油机压缩终点缸内的压力、温度、混合气密度及含氧量相应变化,将不同程度地影响着内燃机的运行性。因此,展开对高原环境下的柴油机燃用生物柴油的性能研究有重要的意义。

1试验装置及试验方法

1.1试验装置

试验以云内动力股份有限公司生产的一款高压共轨柴油机为研究机型,试验用生物柴油制取于废弃餐饮用油,试验用仪器有:AFA Drive 250/4—8交流电力测功机、AVL733连续油耗仪、AVL CEBⅡ直采式废气分析仪、AVL439消光式烟度仪、Inca-COM电控标定系统等。

1.2试验方法

试验严格按国家标准GB/T 18297—2001,在内燃机试验室进行了大气压力81 kPa(昆明地区)下柴油机燃用纯柴油(B0)及掺烧不同比例生物柴油(B10,B20,B30,B50)的外特性、负荷特性、烟度对比测量试验。

2试验结果及分析

发动机动力性和经济性是评价柴油机性能的主要技术指标,随着生物柴油掺混比例的不同,会一定程度影响着柴油机的运行性能。深入研究和比较高压共轨柴油机燃烧不同掺比混合燃料的动力性、经济性就显得非常重要。

2.1燃用不同掺比生物柴油的经济性分析

图1为掺烧不同比例生物柴油在昆明地区(81 k Pa)进行了不同转速下燃油消耗率试验,掺烧生物柴油后,燃油消耗率增加;并且随着掺烧比例的增加,柴油机的油耗率呈上升趋势,与B0相比,B10,B20,B30,B50平均增幅分别是1.68%,2.87%,4.14%,6.21%;这主要是由于生物柴油的热值低于石化柴油,且生物柴油的密度大于石化柴油;相比较其它负荷,高速时增幅最大,B10,B20,B30,B50增幅分别是3.57%,B206.21%,6.83%,7.52%;这主要是由于高速时,缸内的过量空气系数减小;试验地点处于高原环境下,由于海拔高造成空气中的氧含量较平原地区有所下降,该情况进一步加剧了缸内燃烧恶化。

图2,图3,图4分别是转速3 200 r/min,2 400 r/min,1 600 r/min下不同掺比(B0,B10,B20,B30,B50)燃油消耗率。柴油机燃用B10,B20,B30,B50 四种燃料的油耗率在各个负荷下的变化趋势与燃用B0燃料(石化柴油)变化规律相同。3 200 r/min时,B10,B20,B30,B50平均增幅分别是1.45%,1.64%,4.41%,6.5%;2 400 r/min时,B10,B20,B30,B50平均增幅分别是1.11%,2.42%,3.53%,6.61%;1 600 r/min时,B10,B20,B30,B50平均增幅分别是1.89%,4.21%,6.06%,8.70%。由上三组数据可以看出:(1) 随着掺烧比例增加,燃油消耗率增加;(2)油耗在低负荷工况下增幅较大,一方面由于低负荷时,燃料喷入量较少;另一方面由于缸内温度较低,混合气形成和燃烧不好,使得燃烧效率有一定的降低,所以在低负荷时燃油消耗率增幅较大。

2.2 发动机燃用不同掺比生物柴油的动力性分析

图5和图6可见,燃用生物柴油后,输出功率略有下降,输出扭矩有所降低。与B0 相比,燃用B10、B20、B30、B50 的四种混合燃料输出功率和扭矩变化不大,B10、B20、B30、B50相对B0功率平均降幅分别为2.59%、3.45%、4.38%、8.15%;B10、B20、B30、B50相对B0扭矩平均降幅分别为2.59%、3.45%、4.38%、8.15%;这主要是由于生物柴油的热值较石化柴油低;但是该机是电控共轨喷油系统,其喷油量、喷油率等参数不仅取决于发动机转速和负荷,还会根据燃油的密度、进气压力和温度等参数进行调整,因此生物柴油配比较低时,对动力性能影响较小。

2.3 发动机燃用不同掺比生物柴油的烟度分析

由图7可以看出掺烧生物柴油后,烟度排放降低,并且随着掺烧比例的增加,烟度排放呈现降低趋势。B10、B20、B30、B50的烟度相对于B0的平均减少了13.9%、24.9%、34.6%、42.2%。这主要是因为:生物柴油是含氧燃料,增加了缸内氧浓度,使得燃烧充分;在燃烧过程中形成的碳烟颗粒与氧充分燃烧,从而减少了碳烟排放;生物柴油中含芳香烃和硫等易形成碳烟的成分极少;生物柴油的十六烷值高,且不含芳香烃,改善了燃料的着火性能,缩短了滞燃期从而减少了烟度的排放。

高转速时烟度排放下降非常明显,特别是B50下降最大,可高达57.1%,由于高速时缸内过量空气系数减小,使得燃烧不能充分,而生物柴油富含氧,随着掺比的增大,含氧增多,很大程度改善了高速时燃烧恶化的状况。

3 结论

(1) 发动机燃用不同掺烧比例生物柴油时,发动机燃油消耗率随掺烧比例增加而增加;B10,B20,B30,B50平均增幅分别是1.68%,2.87%,4.14%,6.21%;

(2) 发动机燃用掺烧生物柴油的混合燃料时,该机动力性有所下降,动力性随掺烧比例增加而降低;功率、扭矩都降低幅度接近;与B0相比燃用生物柴油后,B10,B20,B30,B50功率和扭矩平均增幅分别是2.59%、3.45%、4.38%、8.15%;

(3) 发动机燃用生物柴油混合燃料后,该机的碳烟排放下降,下降幅度随着生物柴油混合比例的增加而增大;B10,B20,B30,B50功率和扭矩平均增幅分别是13.9%、24.9%、34.6%、42.2%;

(4) 综合该机燃用生物柴油后的动力性、经济性及排放特性,B10,B20既能保证该机的动力性和经济性,又能明显降低碳烟排放,由此可见,生物柴油适合于低比例使用。

参考文献

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