飘移控制喷雾喷头的设计与试验仿真

发布时间：2020-07-07 23:16

【摘要】：我国目前是世界上最大的农药使用国,大量化学农药的使用虽然使粮食得到了持续稳定的增产,但也给环境带来了严重的污染,每年受农药所污染的土地占全国耕地面积的1/7以上。农药的过量使用,不仅给自然环境造成了巨大的危害,而且给人类的生存发展带来了严重的威胁。喷施方法落后、施药装置及制作工艺不完善是导致农药过量使用的主要原因。农药使用过程中,大多以药液雾化喷洒方式为主,而喷雾喷头对药液雾化具有决定性的作用,其性能的优劣直接影响到喷雾的质量,关系到整个植保机具和全系统运行的可靠性、经济性。与发达国家相比,目前我国制造的植保喷头,品种少,质量差,“跑、冒、滴、漏”现象严重。喷头内腔直径、V形槽角和相对切深是喷头内部的重要结构因素,对喷头喷雾性能有着重要的影响。本文按照此三种结构因素分成三组,保证每组其中两个因素不变改变另外一个因素,通过对比研究各因素对喷雾性能的影响。以扇形喷头为基础,使用Solidworks软件建立了具有不同结构因素的三维模型,并使用3D打印技术,选用高精度的打印材料进行了喷头实物制作。使用计算流体动力学(CFD)仿真软件Fluent对喷嘴内部流场进行了模拟仿真。在Fluent的前处理软件Gambit中进行网格划分,将划分好网格的mesh文件模型导入Fluent中,设置好各项条件参数后得出各喷头中心面上的压力场与速度场图像。为了更好地进行比较,提取喷头中心线上的压力与速度数据,使用Matlab软件将各组喷头中心线上的压力与速度曲线绘制在同一图形中,仿真结果表明随着内腔直径的增大,喷头内部压力先减小后增大,内部流体速度先增大后减小然后又有增大的趋势；随着V形槽角的增大,喷头内部压力逐渐减小,内部流体速度逐渐增大；相对切深对喷头内部的压力和速度影响较大,随着相对切深增加,喷头内部压力急剧减小,速度明显增大。最后将各喷头安装在喷雾试验台上通过试验验证。通过图像法测量了各喷头的喷雾角,然后在试验台上对各喷头的流量进行了测量；使用V形集雾槽,采用分布变异系数对各喷头的喷雾均匀性进行了检测；最后通过网格采样纸采样的方式,使用农药沉积光学测定仪测量了各组喷头喷雾飘移沉积均匀性。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S49

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