基于感应充电的机采棉静电喷雾机设计

发布时间：2020-08-19 15:38

【摘要】：植保喷洒作业是棉花种植生产的重要环节,喷洒质量的好坏直接影响着棉花品质的高低。随着机采棉棉花种植面积的不断扩大,传统的以小型喷雾器为主的人工喷洒方式,喷雾器品种单一,喷洒效率低,农药利用率低,农药浪费污染现象严重,难以满足机采棉棉田喷洒要求,喷洒效果不理想的问题日益突出,设计以小型机器为载体,以机采棉种植模式与大田种植格局为基础,适用于机采棉药液喷洒的喷施机械意义重大。本文以小型四轮拖拉机作为动力来源,提出一种药液附着程度高、环境污染少,符合机采棉棉田药液喷洒要求的小型机采棉静电喷雾机。利用气流辅助喷雾技术,不但减少了喷洒作业过程中雾滴的漂移,使雾滴二次雾化,而且使棉花植株叶片不断翻动,增加了雾滴喷洒的有效性与穿透性,与此同时,利用静电喷雾特有的“静电回绕”现象,增加了棉花植株叶片与棉花植株隐蔽部分的雾滴附着率与均匀性。具体工作如下:机采棉静电喷雾主要由悬挂系统、喷雾系统、风送系统,静电系统等组成,以拖拉机为主要动力源,带动各系统进行工作。其主要零件有悬挂支架、药液箱、隔膜泵、输液管道、喷头、离心风机、输风风道、高压静电发生装置、感应线圈等,各个零件的确定均在分析与计算的基础上完成。利用三维设计软件Solidworks对各个零件与整机进行三维实体图形的绘制,使设计更加形象直观。利用ANSYS软件对悬挂架进行力学分析,不但使整机承载可靠性不断增加,而且减少了设计周期,节约了成本。为了得出输风风道气体流场分布图,确定相对合理的输风风道结构,利用CFD分析软件Fluent,通过对机采棉静电喷雾机主要零件之一的输风风道气体流动区域仿真,确定了相对合理的输风风道结构,利用棉花植株顶端的风速条件,确定了输风风道的入口风速。利用计算机分析软件COMSOL Multiphysics,对机采棉静电喷雾机输液管路内部流动的药液进行了感应电场模拟仿真,得到了管路内部流体电场分布图,确定了相对合理的输液管道结构以及感应线圈的结构,研究了不同电压下管路内部流体电场变化情况,确保了药液在管道内部流动到达喷头时感应充电的有效性,减少了电荷的衰减,保证了雾滴的感应带电效果,为雾滴均匀而高效的附着于植株表面奠定了基础。.
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S49
【图文】：

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基于感应充电的机采棉静电喷雾机设计第一章绪论1.1 研究背景与意义1.1.1 棉花种植现状棉花是新疆的主要经济作物之一，据有关部门统计，2013 年，新疆棉花种植面积169.19 万公顷，其中地方棉花种植面积110.33 万公顷，生产建设兵团棉花播种面积 58. 8万公顷[1]。与此同时，棉花所带来的经济效益已成为新疆农民经济收入的重要来源，棉花经济收益收入约占新疆农民经济收入的 35 %左右[2]，棉田棉花形态如图 1-1 所示。

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基于感应充电的机采棉静电喷雾机设计.4 本章小结本章主要论述机采棉静电喷雾机的研究背景及研究意义，阐述了国内外有关喷雾究现状，并围绕喷雾机原理，介绍了关于机采棉静电喷雾机的研究现状。针对目前外机采棉静电喷雾机棉花大田作业喷洒雾滴喷洒不均匀，阐述了本文的主要研究内技术路线等。

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第二章机采棉静电喷雾机设计2.1 机采棉静电喷雾机整体方案设计本文旨在研制一种与拖拉机配套的适用于棉花催熟脱叶剂喷洒的机采棉静电喷雾机，动力由拖拉机提供，具有结构简单，操作简便，转动灵活，成本较低，易于推广，喷施效率高，喷雾喷洒均匀性好，农药使用效率高等优点，能够满足机采棉催熟脱叶剂的各种作业喷洒要求，可以减少雾滴的飘移，降低喷洒药液对于环境的污染。在对国内外的机采棉静电喷雾机械与大型风送式喷雾机的调查研究基础上，以及对相关机采棉喷雾机械相关资料的广泛收集，并对国内外的喷雾机械进行了剖析与对照，最终设计出一种适宜喷洒大型棉田催熟脱叶剂的机采棉静电喷雾机，该静电喷雾机与小型拖拉机后三点悬挂连接，设计喷幅为 10 m，理论作业速度为 5 ~ 8 km/h，适用于大型机采棉棉田催熟脱叶剂的喷洒。整机主要组成部分包括喷拖拉机、药液箱、悬挂架、风机、药液泵等，整机结构示意图如图 2-1 所示。

【参考文献】