移動(dòng)式風(fēng)蝕風(fēng)洞研制與應(yīng)用.pdf

1、近十幾年來,中國沙塵暴日益猖獗,對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活造成嚴(yán)重危害.專家學(xué)者研究沙塵暴發(fā)生的原因認(rèn)為,中國沙漠化土地面積日益擴(kuò)大是沙塵暴發(fā)生的重要因素,而土地沙漠化的首要環(huán)節(jié)是土壤風(fēng)蝕.世界各國治理沙塵暴的試驗(yàn)表明,農(nóng)田推行保護(hù)性耕作可以有效地控制地表土壤沙塵的揚(yáng)起,防治土壤風(fēng)蝕,抑制土地沙漠化的擴(kuò)展趨勢,最終實(shí)現(xiàn)治理沙塵暴的目的.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在河北豐寧壩上建立農(nóng)田實(shí)驗(yàn)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

2、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(shí)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(shí)期內(nèi)完成土壤風(fēng)蝕規(guī)律性的研究.因此,設(shè)計(jì)和制作移動(dòng)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.為此該文進(jìn)行了下列工作:1.研制了中國第一座使用拖拉機(jī)為動(dòng)力的

3、移動(dòng)式風(fēng)蝕風(fēng)洞,風(fēng)洞風(fēng)速為2~28m/s,且連續(xù)可調(diào),風(fēng)洞總長11m,實(shí)驗(yàn)段長6m,為無底矩形截面,1.0m高、0.8m寬.通過試驗(yàn)驗(yàn)證,風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)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(yàn)要求.風(fēng)洞設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn):(1)風(fēng)洞設(shè)計(jì)為分體結(jié)構(gòu),不但風(fēng)洞各段能夠拆開,而且實(shí)驗(yàn)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)移和運(yùn)輸.(2)使用拖拉機(jī)為動(dòng)力,機(jī)動(dòng)靈活

4、,實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一根傳動(dòng)軸連接拖拉機(jī)和風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞,實(shí)驗(yàn)后脫開連接不影響拖拉機(jī)其它方面的使用,同時(shí),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,從而不必為風(fēng)洞配備使用吊裝設(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(dòng)力性,為此進(jìn)行了以下兩方面研究:(1)研究了集沙儀排氣口大小對等動(dòng)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(dòng)力性的影響,結(jié)果表明排氣口布置在頂面和

5、降低進(jìn)沙口的高寬比使集沙儀在相等排氣口大小的等動(dòng)力性能夠更接近滿足.上述排氣口位置和進(jìn)沙口高寬比對等動(dòng)力性的影響為首次研究.3.按照等動(dòng)力性原則設(shè)計(jì)了配套該文風(fēng)洞使用的風(fēng)洞集沙儀—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﹪.這種結(jié)構(gòu)形式的新型狹縫采樣器設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性.4.使用該文風(fēng)洞和風(fēng)洞集沙儀研究了北京市保護(hù)性耕作地和翻耕寺的風(fēng)蝕情況,研究得出翻耕地的風(fēng)蝕量是保護(hù)性耕作地的幾倍至幾十倍,說明保護(hù)性