李丹
- 作品数：10 被引量：79H指数：6
- 供职机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院（水利水电科学研究院）更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国际科技合作与交流专项项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 太阳能平移式喷灌机行走驱动系统配置与性能研究被引量：5
- 2016年
- 对太阳能平移式喷灌机的行走驱动系统进行方案设计与理论计算,比较不同工况下喷灌机行走所需驱动功率,确定机组在不同工况下的驱动电机选型与光伏配置。该研究以一日累计作业时间为太阳能驱动平移式喷灌机的技术评价指标,预测陕西关中及宁夏地区晴天和阴天或雾霾天气下的机组续航能力;并得到各工况下喷灌机行走速度和行走坡度与一日累计工作时间的关系:一日累计作业时间随机组运行速度的提高与爬坡角度的增大而降低;相同工况下,晴天一日累计作业时间为阴天或雾霾天气的1.5倍。研究结果表明,以独立光伏发电系统作为平移式喷灌机的驱动能源是可行的,能够满足机组日常行走作业的需求。该研究结果可为太阳能平移式喷灌机行走驱动系统方案设计提供参考。
- 陈昕朱德兰葛茂生李丹
- 关键词：平移式喷灌机太阳能
- 太阳能平移式喷灌机光伏优化配置被引量：7
- 2017年
- 针对喷灌机季节性用电需求,提出了一种轻小型太阳能平移式喷灌机光伏配置方法,以负载亏电率和能量溢出比为约束指标,以系统全寿命周期成本最小为目标,结合杨凌地区气象资料,对自主研发的太阳能平移式喷灌机驱动行走系统和取水加压系统进行光伏系统的优化配置,得到不同负载亏电率下的供电能量配置组合和全寿命周期成本,并寻求机组光伏阵列最佳布设倾角及系统蓄电池和光伏电池容量的最优配置组合.结果表明:杨凌地区光伏阵列最佳布设倾角为15°左右;太阳能喷灌机阴雨天不灌溉或者少灌溉,配置12块光伏组件和3组蓄电池组,能基本满足作物灌水周期4 d的要求;太阳能喷灌机推广应用时,可适当提高负载亏电率以降低机组造价成本.该方法可用于太阳能平移式喷灌机能量配置系统方案设计和优化,为太阳能在农业机械领域的应用提供参考.
- 蔡仕彪朱德兰葛茂生刘柯楠李丹
- 关键词：平移式喷灌机太阳能全寿命周期成本优化配置
- 灌溉对中国西北地区冬小麦产量及水分利用效率影响的Meta分析被引量：7
- 2019年
- 灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响的研究一般为定点小区试验,研究结果受时空差异、降水量等条件的限制,难以反映出不同地区与降雨水平下灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响的一般规律。以冬小麦为研究对象,对已发表的相关田间试验数据进行检索与整合,基于Meta分析方法定量研究灌溉对我国西北地区冬小麦产量与水分利用效率的影响。研究结果表明:在我国西北地区,灌溉条件下冬小麦产量较不灌溉平均提高27.9%(95%置信区间23.1%~32.8%),水分利用效率提高6.1%(置信区间0.1%~12.7%)。灌溉的累积平均增产率随灌溉定额逐渐增大,随灌溉定额的增加,累积增产率高达32.1%,累积相对水分利用效率变化率却减小至4.1%。不同降雨年型的亚组分析表明,灌溉条件下的冬小麦产量均得到显著提高,丰水年和枯水年的灌溉可提高冬小麦水分利用效率,但平水年内的灌溉使冬小麦水分利用效率降低。该研究结果可为我国西北地区冬小麦不同降雨年型下灌溉方案的科学制定提供参考依据。
- 武亚梅朱德兰葛茂生葛茂生
- 关键词：灌溉水分利用效率META分析冬小麦
- 不同类型灌水器在硬水滴灌条件下的堵塞特征被引量：14
- 2018年
- 为确定硬水滴灌条件下影响灌水器堵塞的主要特征参数,研究6种灌水器在硬水滴灌条件下的平均相对流量和堵塞率的变化规律,通过有序回归方法分析影响灌水器堵塞的特征参数,灌水结束后解剖并观察灌水器内的堵塞情况。结果表明:硬水滴灌条件下6种灌水器的平均相对流量均发生了不同程度的下降,其中灌水器E1和E6因具有较大的过流截面尺寸而表现出了较好的抗堵塞性能;SPSS回归分析显示,显著影响灌水器的抗堵塞性能(P<0.01)的特征参数为灌水器内过流截面宽W和深H中的最小者min(W,H),且灌水器发生堵塞所需要的时间与min(W,H)成正相关关系;解剖灌水器发现,堵塞主要发生在灌水器内具有min(W,H)的截面处。建议硬水滴灌时选择内部过流截面尺寸较大的灌水器,且灌水器内部应避免易引发固体颗粒沉积附着的截面形状和过流结构。
- 刘燕芳李丹吴普特张林朱德兰陈俊英
- 关键词：灌水器硬水滴灌
- 基于Meta分析的中国灌溉冬小麦产量及水分利用效率影响因素研究被引量：5
- 2020年
- 【目的】目前针对灌溉冬小麦产量与水分利用效率影响因素的研究大多集中于某一特定区域,研究结果零散,针对上述问题,揭示宏观尺度下灌溉冬小麦产量和水分利用效率的影响因素。【方法】综合已发表的田间试验数据,采用Meta分析方法得出灌溉在不同地区的增产效应和水分效应,在异质性检验的基础上,通过Meta亚组分析探究灌溉定额、降雨量和平均气温等对冬小麦产量和水分利用效率的影响机制。【结果】与生育期不灌溉相比,灌溉使冬小麦总体增产39.34%,水分利用效率提高3.39%;增产率随灌溉定额的增加而增大,增幅最终趋于稳定,水分利用效率随灌溉定额的增加呈先增加后减少的趋势,当灌溉定额>240 mm时,冬小麦相对水分利用效率变化率显著降低11.29%;随着生育期平均温度上升,灌溉冬小麦增产效应显著提高,生育期均温>9℃时,冬小麦增产率高达45.81%;生育期降雨量对灌溉冬小麦产量影响显著,生育期降雨量处于干旱年份时灌溉增产效应最明显,增产率为72.48%。【结论】灌溉定额为60~120 mm更有利于提高冬小麦产量和水分利用效率。
- 武亚梅朱金铤朱德兰李丹
- 关键词：冬小麦水分利用效率META分析灌溉定额气象因子
- 卷盘式喷灌机牵引装置油光互补供电系统配置优化被引量：5
- 2019年
- 针对卷盘式喷灌机灌溉准备工作中拖拉机牵引喷头车及供水管时存在的压实土壤、破坏作物、能耗浪费及灵活性差等问题,基于光伏板、蓄电池、汽油发电机互补供电技术,提出了一种电动牵引装置。根据牵引装置动力需求,以供电系统年费用为目标函数,以负载亏电率、蓄电池荷电状态为约束条件,以光伏板、蓄电池数目和汽油发电机额定功率为决策变量建立优化模型,利用基于罚函数的粒子群算法(Particle swarm optimization algorithm,PSO)求解,并在陕西省杨凌地区气候条件下进行了优化模型应用,得到年费用最低的供电系统配置:光伏板数目为2块、蓄电池数目为4块、汽油发电机额定功率为3 kW,此配置下年费用为2 740.69元。通过不同配置方案的对比,对模型优化结果进行了验证。最后,以最优方案配置供电系统进行了为期3 d的田间运行试验,结果表明:不同时段、不同天气类型下系统发电量始终大于耗电量,系统累计发电量为5.01 kW·h,负载累计耗电量为4.71 kW·h,所选试验条件下优化配置满足牵引装置运行要求。
- 李丹朱德兰朱德兰武亚梅赵航王蓉
- 关键词：卷盘式喷灌机优化配置田间试验
- 降雨对黄土裸坡坡面形态影响的室内模型试验被引量：9
- 2013年
- 黄土高原坡面的侵蚀主要发生在降雨集中的6—9月,坡面会遭到严重破坏,更甚者造成滑坡。建立了黄土裸坡的室内模型并模拟人工降雨,通过综合监测来观察降雨过程中坡面形态的变化并分析降水入渗对黄土滑坡的影响。试验结果表明:(1)降水入渗速率由快到慢;径流量/入渗量的值随时间先增长,再减小,最后稳定;坡顶的降水入渗速率始终大于坡面;(2)坡顶首先产生贯通的拉裂缝,然后坡体内部产生局部微小竖向裂缝,位移方向为坡顶下方竖直向下,坡面下方略大于45°;(3)坡面侵蚀经历了"片蚀—沟蚀—沟间坡面面蚀向深切和侧蚀发展"的过程,最终沟岸发生崩塌,坡面因受侵蚀呈整体下降趋势;(4)坡面崩滑从坡趾处自下而上发展。
- 武彩萍骆亚生陈伟李丹
- 关键词：黄土降雨入渗滑坡
- 太阳能驱动喷灌机组行走动力和光伏功率匹配设计与试验被引量：13
- 2017年
- 为明晰太阳能驱动喷灌机组动力匹配设计理论和方法,促进太阳能喷灌机组推广应用,解决能源短缺地区的灌溉动力问题。文章以课题组研发的太阳能驱动喷灌机组为平台,通过对机组工作方式和行走驱动理论进行分析,构建了一种太阳能驱动喷灌机组动力需求与光伏功率匹配设计方法。通过试验对机组行走驱动需求功率计算理论进行了验证,并以夏季典型晴天下机组累积最大工作时长和设计日标准工作时间为标准,分别从纵向和横向上对机组日工作能力和光伏系统供电性能进行了分析。结果表明:喷灌机组行走驱动功率实测值与理论计算值基本吻合,最大相对误差为7.3%,进一步验证了行走驱动功率理论计算的可靠性;夏季典型晴天下,机组累积最大工作时间随机组喷灌功率和运行速度减小而变长,以试验当天为例,当机组以最大设计流量、最大运行速度处于最大负荷工况下时,最大工作时间接近20 h,表明机组工作能力较强;以机组设计日8 h工作时间为准,在2016年7月进行了为期一个月的光伏供电监测,从横向上对系统供电能力进行分析,结果显示在为期一个月的检测过程中系统总缺电时数8.75 h,占系统总供电时长的3.5%,表明光伏供电系统可靠性较高。该研究为实现太阳能与农业机械相结合、太阳能喷灌机组驱动系统方案设计与优化,促进太阳能驱动喷灌机组在实际工程中的推广应用,解决能源短缺地区灌溉动力问题提供了参考。
- 刘柯楠吴普特朱德兰代文凯李丹蔡仕彪
- 关键词：太阳能灌溉喷灌机组
- 平移式喷灌机行走阻力的确定及验证被引量：5
- 2019年
- 行走阻力对平移式喷灌机的动力配置具有重要影响,为了确定不同土壤条件下喷灌机的行走阻力,为机组提供合理的动力配置依据。针对黄绵土和塿土2种土壤类型,以土壤含水率和容重为因素,选取表征机组行走阻力的5个土壤力学参数即土壤黏聚变形模数、摩擦变形模数、沉陷指数、黏聚力和内摩擦角为指标,采用二元二次通用旋转组合试验设计,通过平板沉陷试验与直接剪切试验,建立了2种土壤类型含水率、容重与5个参数间的回归模型,从而得出喷灌机所需行走阻力,并以此为依据对喷灌机行走驱动系统进行配置和田间行走试验。结果表明,含水率、容重和二者交互作用对2种土壤的5个参数均有显著影响(P<0.05);随着含水率和容重增加,黄绵土黏聚变形模数呈减小趋势而塿土呈先增大后减小趋势,且2种土壤的摩擦变形模数均减小,沉陷指数均呈先减小后增大趋势,黏聚力与内摩擦角均增大。采用上述方法进行的驱动系统配置满足喷灌机动力需求,由5个参数的回归模型所得驱动功率计算值与田间试验功率实测值最大相对误差分别为6.43%、7.73%,模型合理。研究可为平移式喷灌机动力配置提供依据。
- 李丹李丹朱德兰王方同祝鹏
- 关键词：喷灌机含水率土壤容重动力配置
- 积灰和光照强度对光伏组件输出功率的影响被引量：17
- 2019年
- 针对农业光伏设备积灰严重导致发电量降低的问题,该文采用人工布灰的室内试验方式,利用太阳能全自动模拟跟踪装置,研究灰尘粒径、积灰密度和光照强度对光伏组件输出功率的影响规律,建立了输出功率减小率预测模型,并在室外自然光照下进行模型验证。结果表明:光伏组件输出功率减少率随积灰密度的增大而增大,但增长速度逐渐变缓;当积灰密度相同时,光伏组件输出功率减小率随灰尘粒径的增大而减小,当光照强度为18 300 lux、积灰密度为10 g/m2时,0～38、38～75、75～110和110～150μm粒径组对应输出功率减小率分别为15.96%、12.51%、8.16%和5.39%。双因素方差分析结果表明,灰尘粒径、积灰密度及两者交互作用对输出功率减小率影响显著,光照强度对输出功率减小率影响不显著。通过理论分析,提出了基于遮挡效果相同的不同颗粒级配灰尘的等效粒径的概念和计算公式,进一步利用多项式拟合,建立了光伏组件输出功率减小率随积灰密度和等效粒径变化的计算模型(R2=0.986)。利用太阳能水肥一体化装置对计算模型进行验证,误差绝对值均小于1.5%,表明模型具有很好的实际应用价值。该模型可为光伏农业设备中供电系统的优化配置提供设计依据。
- 杨亚林朱德兰李丹李丹陈囡囡
- 关键词：光伏发电光照强度输出功率
