机采籽棉压缩特性及可压缩性研究

摘要

【目的】棉花是重要的纺织原料,机械化采收后的籽棉面临运储工序复杂、成本大。因此,机采籽棉常被压缩成一定形状、密度与尺寸,便于运储。为揭示机采籽棉压缩成型机理,获取机采籽棉压缩成型有关数据,开展机采籽棉压缩特性及可压缩性研究。【方法】以新疆石河子地区主栽机采棉品种惠远720为研究对象,对不同初始条件的机采籽棉进行单轴闭式压缩试验,分析压缩过程中各因素对机采籽棉压缩力与体积模量的影响规律。【结果】机采籽棉压缩过程中压力、体积模量与压缩密度可由幂函数(P<0.01,R^(2)>0.988)和指数函数表示(P<0.01,R^(2)>0.958),随压缩密度的增大,压力、体积模量不断增大,机采籽棉可压缩性逐渐变差。当机采籽棉达到相同压缩密度时,压缩速度、初始密度、含水率、含杂率与机采籽棉压缩过程中压力、体积模量均显著相关(P<0.01):其中压缩速度、含杂率与压力、体积模量呈正相关关系,含水率、初始密度与压力、体积模量呈负相关关系;当压缩密度为200 kg/m^(3)时,初始密度、含水率与压力、体积模量呈线性关系(P<0.01);压缩密度大于200 kg/m^(3)时,压力、体积模量与压缩速度、含杂率的线性关系增强(P<0.05);与初始密度、含水率呈指数递减关系(P<0.01),随压缩密度的增大指数关系愈加显著。【结论】通过回归拟合建立了机采籽棉压缩过程中压力、体积模量与压缩密度的数学模型,得到了压缩速度、初始密度、含水率、含杂率对机采籽棉压缩过程中压力、体积模量均有显著影响。研究成果对机采棉收获、运输、储存及加工设备的设计具有理论研究价值和现实意义。