风送式变量喷雾机多流道喷头设计及性能研究

发布时间：2020-07-09 22:20

【摘要】：在果园喷雾机的作业中,减少药液的浪费一直是现在喷雾机研究的重要方向。在喷雾机发展中,精确喷雾一直是趋势。本文介绍了风送式喷雾机以及相关喷雾机械的研究情况和发展状况以及国内外研究现状。在经济方面、作业效率方面等分析了现在喷雾机械的优劣之处,对其中的不足之处进行了分析,尤其是现在部分喷雾机的效率低下、浪费严重,本文指出了需要改进之处。通过这些情况分析以及项目的要求,明确了本次研究的任务,所需要做的工作。确立了本次关于多流道喷头设计的研究的方向和研究的方法。本文针对精确喷雾的要求设计了三种不同结构的多流道喷头,分别为四指喷头、五指喷头、六指喷头,并在风速流场和雾化性能方面对它们进行了仿真模拟和试验研究。通过仿真模拟得到三者的风速变化比较相似,四指喷头的风速最大,五指喷头其次,六指喷头最小。四指喷头的流道数比较少,每个流道的孔径有比较大,所以在风送过程中,风速损失比较小。在进口风速为20m/s的时候,得到多流道喷头的内部风速的变化情况,并且得出他们的风速损失情况,其中六指喷头风速损失最大,四指喷头最小。最后通过插值计算得出他们的流道轴向最远风送距离,四指喷头在距离1.963m的地方,五指喷头在距离1.848m的地方,六指喷头在距离1.847m的地方,四指喷头的风送距离最大,五指喷头的风送距离最小。通过仿真模拟得到三者的风送状态下的雾滴运动情况,其中四指喷头的雾滴运动速度最快,六指喷头的雾滴运动速度最小。通过风速流场试验得出三种喷头的单个喷头以及四个四指喷头同时作用的出口流场云图和出口风速,得出四指喷头的出口风速和风送距离都是最大,五指喷头其次,六指喷头最小。由于风机转速参数都是相同的,可以得出四指喷头的内部风速损失最小,五指喷头其次,六指喷头最小。通过雾化试验研究雾滴粒径与各参数的关系以及雾滴分布于各参数的关系。得出用四指喷头喷雾的时候,在不同的风机转速和喷雾距离的下,它的各个点的喷雾覆盖率均为最大。研究了三种喷头的雾滴粒径和雾滴分布情况。通过雾滴粒径试验研究了雾滴粒径大小和风速、压力以及喷嘴喷雾角的关系,而且研究了三种喷头之间的异同,并建立了拟合方程以便更进一步的研究。利用水敏纸进行了雾滴分布试验,得出了不同喷头的雾滴分布情况,以及与风机转速的关系,比较了他们的异同,为以后进一步的分析奠定了基础。
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S491;TH122
【图文】：

均匀分布,风送,喷雾机,罩子

风送喷雾机的高度是固定，不能随着果树的高度而调整，所以当有时果树高度高于塔送喷雾机时，喷雾无法完全到达果树的上端部分，当果树高度低于塔式喷雾机时，喷雾时候会有部分的药液喷射到空中，从而造成大量的浪费[17, 18]。（3）加农炮式喷雾机，如图 1-3，加农炮风送式喷雾机的特点是出口风速比较大，原因是由于的它的出口结构的设计将气流能够变成圆柱型的形式喷出。由于其出口风速比较大，它的喷雾射程更远，能够比较距离目标作物比较远的进行喷雾。其果树由于其的巨大风速，也获得较高的覆盖率。它在体积上，小于传统的风送式喷雾机，机动性能较好,缺点是外界环境变化对它的影响较大,由于外界的影响它的作业效果容易不均匀[19, 20]。（4）隧道式喷雾机,如图 1-4 隧道式循环喷雾机高度比较小，一般作用于高度比较小的果树，其局限性较大。隧道式喷雾机在工作的时候，它用一个 U 型的罩子将果树罩住，喷嘴均匀分布于罩子上，药液从罩子上直接喷射到果树上。在作业过程，会有未落在果树上的药液，其中隧道式喷雾机会有一个收集槽，这些未落在果树上的药液会最终汇集到收集槽中，最终实现了药液的回收再利用，极大程度上减少了浪费。该喷雾机体积较大，机动性能差，由于它的罩子外形对于果树的外形有着很大的局限性，在工作的时候产生问题的情况比较高。（5）多导流管风送喷雾机，如图1-5，该喷雾机由于多个风送出口，其出口气流比较强，雾滴穿透性较强，喷雾距离大，适合密集栽植果园。

均匀分布,喷雾机,风送

加农炮,喷雾机

图 1-3 加农炮式啧雾机Fig.1-3 Cannon sprayer图 1-4 隧道式喷雾机Fig.1-4 Tunnel sprayer图 1-5 多导流喷雾机Fig.1-5 sveral pipe sprayer以前很多的喷雾机类型无法按照林木的尺寸和密度对喷雾的量进行有效的控制，在机器进行作业的时候，只会按照喷雾之前调的参数进行作业，喷雾量是固定的，无法进行调

【参考文献】