苗木对靶喷雾机风送系统设计及流场分析

发布时间：2020-09-24 17:07

　　苗圃和林果特点是不同种类树形变化大、树间距大,传统的喷雾技术喷洒的农药只有不到30%能够沉积在树冠上,大量的药液流失到地面或飘移到空中,存在药液利用率低、农药浪费严重、环境有污染等突出问题。风送喷雾技术利用风机产生的高速气流将雾滴雾化并输送至靶标,增加了雾滴穿透性,有效减少了雾滴飘移。随着环保要求的不断提高,具有对靶仿形喷雾特点的苗木对靶喷雾机被广泛应用,但是它的风送系统仍缺少相关结构优化的研究,与其他形式的风送喷雾机相比,在气流风速和喷雾射程上的优势不大。本文对苗木对靶喷雾机的风送系统进行结构设计及流场分析,完成对离心风机的参数选择,设计了风管支架、多出口装置及风路管道,重点对多出口装置和风路管道的内部流场进行数值模拟分析,研究有利于气流传输的风送系统结构特点,并结合风送系统内部和外部气流场风速、风压和喷雾距离的试验,对不同风送系统气流传输性能进行具体的对比分析,研究气流场的分布规律。本文主要研究内容和分析结果如下:(1)设计了风送系统的整体结构,对风管支架进行可靠性分析,通过数值模拟研究得出多出口装置和风路管道结构的设计要点如下:出口位置应避免与入射气流方向的偏转角度过大;沿气流方向容积逐渐缩小的内部流道结构更有利于气流传输;各出口通道应布置紧凑,防止气流因流道阻挡而产生回流;风管分岔后会改变各分支风管内的气流速度,分岔次数越多,各风管出口风速的差异越大;分岔的角度不能太大,防止产生局部涡流;风管应尽量避免大曲率弯曲,保持气流传输平稳。(2)对不同风送系统的内部气流场进行数值模拟对比分析。风机转速对风送系统内部气流场速度分布影响较小;多出口装置出口的较高风速出现在前排中部及右侧出口,较低风速出现在前排左侧及后排右侧出口;F-Ⅲ-6型装置各出口风速分布最均匀,A-Ⅱ-8型装置各出口风速相差最大。(3)分析不同风送系统的离心风机出口、多出口装置出口和风管出口风速和风压数据,在相同风机转速下,F-Ⅲ-6型装置各出口风速分布最均匀;D-Ⅲ-8型风送系统各风管出口风速分布差异最大,F-Ⅲ-6型和A-Ⅱ-8型风速分布差异较小;D-Ⅲ-8型风送系统的风管风压损失率最低,风管出口处的风速与风压损失率呈负相关;风管越短,风压损失率越低,风管对出口风速影响越小;同一种风送系统,随着风机转速提高,风管各出口高低风速分布差异呈现变大的趋势。(4)对风送系统单风管和多风管外流场风速和喷雾距离试验数据对比分析。单风管外流场喷雾距离受风管出口风速的影响,气流纵向宽度边界和风管出口风速无关;多风管外流场在各风管气流的互相混合叠加下,气流动能变大,风速衰减的速度较慢;在相同的风管高度间隔和风机转速下,八出口风送系统虽然整体风速比六出口低,但是气流场覆盖的范围更广;不同高度的气流风速差距随喷雾距离增加呈现缩小的趋势,整体气流风速趋于均匀;F-Ⅲ-6型风送系统风管出口风速高的优势会随着喷雾距离增加而逐渐变小,在3m之后基本与八出口气流场风速大小一致。风管越多,多风管外流场的风速边界范围越大。
【学位单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S491
【部分图文】：

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图 1-1 传统果园风送喷雾机图 1-2 塔式果园喷雾机图 1-3 加农炮式果园喷雾机Fig.1-1 Traditional orchard sprayer Fig.1-2 Tower orchard sprayer Fig.1-3 Cannon orchard sprayer

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图 1-1 传统果园风送喷雾机图 1-2 塔式果园喷雾机图 1-3 加农炮式果园喷雾机Fig.1-1 Traditional orchard sprayer Fig.1-2 Tower orchard sprayer Fig.1-3 Cannon orchard sprayer

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图 1-1 传统果园风送喷雾机图 1-2 塔式果园喷雾机图 1-3 加农炮式果园喷雾机Fig.1-1 Traditional orchard sprayer Fig.1-2 Tower orchard sprayer Fig.1-3 Cannon orchard sprayer

【参考文献】