固定翼静电喷头雾滴运动轨迹数值模拟与试验研究

发布时间：2023-03-05 20:36

　　随着人们对生态环境和植物保护的关注,植保作业要求高效、安全、省药、低污染,而航空静电喷雾技术可提高农药的沉积量和利用率,已成为植保领域的研究热点。但静电雾滴与靶标是如何发生吸附作用,进而提高雾滴沉积量的原因未知。为了探究航空静电雾滴的沉降过程,分析雾滴的运动轨迹,提高固定翼航空静电喷头的荷电能力,本文在分析静电雾滴沉降影响因素的基础上,通过CFD仿真模拟结合高速摄影技术,对固定翼使用的静电喷头的雾滴运动轨迹进行了仿真模拟及试验验证,为进一步分析、研究航空静电喷雾技术提供一种新方法。(1)通过理论分析确定了影响雾滴沉降的主要因素是充电电压、雾滴下落距离、气流速度。根据雾滴的受力分析得到雾滴在下落过程中,其运动速度与充电电压成正比,与运动距离成反比。雾滴的最佳充电电压为14kv,最大荷质比为1.04mC/kg,平均粒径209.77μm。(2)采用CFD方法建立了雾滴运动轨迹仿真模型,以喷雾角和雾滴粒径为评价指标,对不同条件下的雾滴运动轨迹进行仿真模拟。结果表明:随着充电电压的增加,雾滴运动轨迹的偏转程度先增大后减小,静电雾滴的运动速度大于非静电雾滴的运动速度,静电加快了雾滴向靶标作物的运动...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外静电喷雾技术现状
        1.2.2 国内外雾滴运动轨迹研究现状
    1.3 相关研究中存在的问题
    1.4 本文研究目的、主要内容及技术路线
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容与方法
        1.4.3 技术路线
2 静电雾滴运动的影响因素分析
    2.1 雾滴荷电理论
    2.2 静电雾滴沉降的影响因素分析
    2.3 雾滴荷电量衰减规律研究
    2.4 单个雾滴的受力分析
    2.5 本章小结
3 静电喷头喷雾特性的试验研究
    3.1 静电喷头的荷质比测试
        3.1.1 试验目的
        3.1.2 试验装置与设备
        3.1.3 试验过程
        3.1.4 试验结果与分析
    3.2 雾滴粒径谱的测量与分析
        3.2.1 试验目的
        3.2.2 试验装置与设备
        3.2.3 试验过程
        3.2.4 试验结果与分析
    3.3 静电雾滴运动轨迹的预试验
        3.3.1 试验目的
        3.3.2 试验仪器与设备
        3.3.3 试验过程
        3.3.4 试验结果与分析
    3.4 本章小结
4 静电雾滴运动轨迹的仿真分析
    4.1 基于CFD软件的雾滴运动轨迹仿真分析
        4.1.1 CFD软件介绍
        4.1.2 喷雾边界条件的设定
    4.2 静电雾滴运动轨迹模型的建立
        4.2.1 雾滴运动仿真模型的建立
        4.2.2 划分计算模型网格
        4.2.3 计算DPM引入电场UDF
    4.3 雾滴运动轨迹模型的验证
        4.3.1 喷头雾锥角仿真结果的验证
        4.3.2 雾滴粒径仿真结果的验证
    4.4 雾滴运动轨迹变化规律研究
        4.4.1 不同喷雾高度雾滴运动轨迹的仿真分析
        4.4.2 不同充电电压雾滴运动轨迹的仿真分析
        4.4.3 不同侧向风速雾滴运动轨迹的仿真分析
        4.4.4 静电雾滴与非静电雾滴运动规律对比分析
    4.5 本章小结
5 雾滴运动轨迹的试验验证与结果分析
    5.1 雾滴运动轨迹的试验验证
        5.1.1 试验装置的搭建
        5.1.2 试验方案
        5.1.3 试验过程
        5.1.4 试验结果与分析
    5.2 静电雾滴运动轨迹试验分析
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验装置及设备
        5.2.3 试验过程
        5.2.4 试验结果与分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历
附录



本文编号：3756875