基于空中回路的航空静电喷雾系统设计与试验研究

发布时间：2023-03-02 11:17

　　利用航空静电喷雾技术喷洒农药不受地形制约,作业效率高,静电力的“同性相斥”原理使雾滴雾化和沉积更加均匀、雾滴粒径更小,“异性相吸”原理增加雾滴在农作物靶标的沉积,尤其是可以吸附沉积到叶片背面,减少了农药流失,提高了利用率。本文以提高靶标背面雾滴沉积为目标,构建室内和基于六旋翼无人机的航空静电喷雾系统,基于试验提出空中回路航空静电喷雾静电学物理模型,为实现更加精准的雾滴吸附提供理论依据。具体研究内容如下:(1)对静电喷雾的雾滴荷电、雾化、静电学、动力学基本理论进行了分析。(2)构建航空静电喷雾系统,并搭建室内悬挂试验台,以植株靶标和自制的模拟靶标为喷施对象进行不同喷雾方式的探究试验。通过对比试验,电流的形成及方向,得出空中回路的形成是导致水平靶标背面大量雾滴沉积的重要原因。提出空中回路航空静电喷雾静电学物理模型,证明了模型的可行性。(3)使用数码相机、高速摄像机对荷电雾滴运动进行拍摄,并在Phantom软件中进行雾滴轨迹捕捉及其轨迹线的绘制,对雾滴运动状态进行了分类。经过分析,在水平靶标上雾滴运动方向90～180度的改变,证实了本文中航空静电喷雾系统的雾滴吸附强度,展示了航空静电喷雾的静...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国外航空静电喷雾技术发展现状
    1.3 国内航空静电喷雾技术发展现状
    1.4 主要研究内容及研究目标
    1.5 研究技术路线
第二章 静电喷雾理论分析
    2.1 雾滴荷电理论
        2.1.1 感应荷电
        2.1.2 接触荷电
        2.1.3 电晕荷电
    2.2 雾滴雾化理论
        2.2.1 机械雾化
        2.2.2 静电二次雾化
    2.3 运动学分析
    2.4 静电学分析
    2.5 本章小结
第三章 航空静电喷雾试验台构建
    3.1 航空静电喷雾系统基本组成
    3.2 高压静电发生器
        3.2.1 高压静电发生器原理
        3.2.2 高压静电发生器选型
    3.3 时间继电器与开关控制电路
    3.4 水箱的选择
    3.5 喷嘴的选择
    3.6 本章小结
第四章 空中回路航空静电喷雾理论研究
    4.1 静电感应吸附基本原理
    4.2 空中回路航空静电喷雾静电学物理模型
    4.3 理论验证试验
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 靶标的设计与选择
        4.3.3 雾滴测试方法
        4.3.4 试验结果与分析
    4.4 荷电雾滴轨迹探究试验
        4.4.1 高速摄像机
        4.4.2 材料与方法
        4.4.3 试验结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 航空静电喷雾沉积效果影响因素探究
    5.1 试验设计
        5.1.1 试验仪器与设备
        5.1.2 试验变量及水平
    5.2 喷雾时间试验
        5.2.1 试验过程
        5.2.2 结果分析
    5.3 充电电压试验
        5.3.1 试验过程
        5.3.2 充电电压对雾滴沉积的影响分析
        5.3.3 充电电压对雾滴粒径的影响分析
    5.4 喷雾高度试验
        5.4.1 试验过程
        5.4.2 结果分析
    5.5 本章小结
第六章 接触式静电喷雾的二次雾化现象与喷嘴选择试验
    6.1 基本原理
        6.1.1 红外热成像仪的原理与应用
        6.1.2 静电二次雾化
    6.2 试验设计
        6.2.1 试验目的
        6.2.2 材料与方法
    6.3 常规喷雾与静电喷雾红外成像对比
    6.4 喷嘴材质对雾化角的影响分析
    6.5 喷嘴孔径对雾化角的影响分析
    6.6 本章小结
第七章 无人机静电喷雾系统设计与试验
    7.1 无人机静电喷雾系统设计
    7.2 田间试验
        7.2.1 试验目的
        7.2.2 材料与方法
        7.2.3 试验设计
        7.2.4 试验结果
        7.2.5 结果分析
    7.3 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 创新性
    8.3 展望
参考文献
在读期间的研究成果
致谢



本文编号：3752299