倾斜喷杆喷雾沉积特性与喷杆高度在线探测调控方法研究
发布时间：2021-08-04 11:38
农作物病虫害防治措施主要依赖化学农药,喷杆喷雾机是大田农药喷施应用最广泛的机具,而宽幅喷杆在田间应用过程中会出现大幅度倾斜转动现象,导致农药分布不均,降低农药喷施效果,甚至威胁农作物安全生产。由于缺乏倾斜喷杆雾滴沉积特性研究,不能为倾斜喷杆的调控提供理论基础,难以开展喷杆高度调控系统设计研究,无法满足现代农业生产对宽幅喷杆喷雾机的使用要求。喷杆高度在线探测及调控技术是保持喷杆高度的有效手段,本文以宽幅喷杆为研究对象,以提高喷杆田间作业时的高度稳定性为目标,开展了倾斜喷杆雾滴沉积分布特性、喷杆高度在线探测方法、田间喷杆高度变化特性及喷杆高度调控方法研究。主要研究内容包括5个部分:（1）基于CFD离散相模型的扇形喷嘴喷雾特性模拟及试验。基于CFD离散相模型构建了四种液膜结构并对扁平扇形喷嘴的喷雾特性进行了模拟和试验,结果显示液膜长度对扇形喷嘴模拟喷雾中的雾滴粒径影响较大,在模拟喷雾中液膜长度需要根据喷雾压力进行计算设定;相比其它三种结构,sec-model液膜结构的模拟雾滴R-R分布直径de误差最小,其相对误差低于12%;构建了扇形喷嘴sec-model液膜结构参数方...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
喷杆动力学模型垂直面内的形变
西北农林科技大学博士学位论文4（a）喷杆末端水平运动（b）喷杆末端垂直运动图1-3大型固定喷杆末端运动特性Fig.1-3Movementcharacteristicsoftheendinlargefixedboom农业农村部南京农业机械化研究所的崔龙飞等（2017a）以大型喷杆及其悬架为研究对象，采用第二类拉格朗日方法建立喷杆-悬架转动运动模型，如图1-4所示，对模型进行瞬态及频率响应分析，研究喷杆在垂向及翻滚运动激励下的运动特性，并通过喷杆试验台对模拟结果进行验证。研究结果表明喷杆翻滚运动频率响应特性的模拟值与试验值均方根误差为0.146，垂向频率响应特性的模拟值与试验值的均方根误差为0.203，数学模型的模拟结果精度较高；研究还表明摆式悬架系统的频率响应特性曲线峰值随阻尼系数减小而增大，而其随刚度系数的增大而增大。对主被动悬架式大型喷杆的动力学研究（崔龙飞等2017b）结果表明喷杆被动悬架系统能够有效降低高频激励，但对于倾斜地面，其不能使喷杆跟随地面的变化而变化；在系统中增加主动控制元件可以驱动喷杆对坡度变化的地面进行仿形跟踪。1.支架2.单摆机构3.浮动架4.托架5.垂向减震器6.倾斜减振器7.喷杆注：N表示喷杆质心位置，J表示单摆结构的转动中心图1-4悬架-喷杆结构Fig.1-4StructureoftheSuspension-Boom上海交通大学的吴吉麟和苗玉彬（2012）针对宽幅喷杆式喷雾机建立了带有弹簧阻尼器的悬架-喷杆数学模型，如图1-5所示，对宽幅喷杆的悬架-喷杆结构模型进行优
悬架-喷杆结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]土地流转对农业农村经济发展的影响[J]. 赵俊芳. 农业工程技术. 2019(29)
[2]喷杆喷雾机拨禾板固定支架优化设计[J]. 雷哓晖,吕晓兰,李雪,张美娜,顾炀. 江苏农业科学. 2019(14)
[3]草地贪夜蛾对化学农药和Bt作物的抗性机制及其治理技术研究进展[J]. 吴超,张磊,廖重宇,吴孔明,萧玉涛. 植物保护学报. 2019(03)
[4]自走式喷杆喷雾机行业现状与发展趋势[J]. 冯耀宁,裴亮,李晔,陈小兵,龚艳,陈晓. 中国农机化学报. 2019(06)
[5]植保机械应用现状及发展趋势[J]. 刘霞. 农业装备技术. 2019(03)
[6]环境中有机磷农药污染状况、来源及风险评价[J]. 丁浩东,万红友,秦攀,刘晓晖,刘涛,南岚,国晓春,毕斌,杨勇,卢少勇. 环境化学. 2019(03)
[7]水田喷雾机喷雾装置设计与动态分析[J]. 王金武,白海超,孙小博,王金龙,唐汉,周文琪. 农业机械学报. 2019(03)
[8]粮食产业发展助推乡村振兴[J]. 郑学良. 粮食科技与经济. 2018(11)
[9]大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析[J]. 庄腾飞,杨学军,董祥,张铁,严荷荣,孙星. 农业机械学报. 2018(S1)
[10]扇形喷头结构和压力对微生物农药雾滴分布及活性的影响[J]. 刘冬梅,周宏平,茹煜,曲荣佳. 农业工程学报. 2018(21)
博士论文
[1]大型高地隙喷雾机喷杆悬架设计与控制方法研究[D]. 薛涛.中国农业大学 2018
[2]果园靶标在线探测方法及风送变量喷雾技术研究[D]. 翟长远.西北农林科技大学 2012
硕士论文
[1]3WF-1000型喷杆式喷雾机关键技术与试验研究[D]. 王腾.东北农业大学 2017
[2]山东省粮食生产影响因素的分析与对策[D]. 姬萌.山东农业大学 2016
[3]棉花分行冠内冠上组合风送式喷杆喷雾机的设计与试验[D]. 邵菁.江苏大学 2016
[4]喷杆高度自动调节系统设计与试验研究[D]. 王松林.西北农林科技大学 2014
本文编号：3321629
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
喷杆动力学模型垂直面内的形变
西北农林科技大学博士学位论文4（a）喷杆末端水平运动（b）喷杆末端垂直运动图1-3大型固定喷杆末端运动特性Fig.1-3Movementcharacteristicsoftheendinlargefixedboom农业农村部南京农业机械化研究所的崔龙飞等（2017a）以大型喷杆及其悬架为研究对象，采用第二类拉格朗日方法建立喷杆-悬架转动运动模型，如图1-4所示，对模型进行瞬态及频率响应分析，研究喷杆在垂向及翻滚运动激励下的运动特性，并通过喷杆试验台对模拟结果进行验证。研究结果表明喷杆翻滚运动频率响应特性的模拟值与试验值均方根误差为0.146，垂向频率响应特性的模拟值与试验值的均方根误差为0.203，数学模型的模拟结果精度较高；研究还表明摆式悬架系统的频率响应特性曲线峰值随阻尼系数减小而增大，而其随刚度系数的增大而增大。对主被动悬架式大型喷杆的动力学研究（崔龙飞等2017b）结果表明喷杆被动悬架系统能够有效降低高频激励，但对于倾斜地面，其不能使喷杆跟随地面的变化而变化；在系统中增加主动控制元件可以驱动喷杆对坡度变化的地面进行仿形跟踪。1.支架2.单摆机构3.浮动架4.托架5.垂向减震器6.倾斜减振器7.喷杆注：N表示喷杆质心位置，J表示单摆结构的转动中心图1-4悬架-喷杆结构Fig.1-4StructureoftheSuspension-Boom上海交通大学的吴吉麟和苗玉彬（2012）针对宽幅喷杆式喷雾机建立了带有弹簧阻尼器的悬架-喷杆数学模型，如图1-5所示，对宽幅喷杆的悬架-喷杆结构模型进行优
悬架-喷杆结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]土地流转对农业农村经济发展的影响[J]. 赵俊芳. 农业工程技术. 2019(29)
[2]喷杆喷雾机拨禾板固定支架优化设计[J]. 雷哓晖,吕晓兰,李雪,张美娜,顾炀. 江苏农业科学. 2019(14)
[3]草地贪夜蛾对化学农药和Bt作物的抗性机制及其治理技术研究进展[J]. 吴超,张磊,廖重宇,吴孔明,萧玉涛. 植物保护学报. 2019(03)
[4]自走式喷杆喷雾机行业现状与发展趋势[J]. 冯耀宁,裴亮,李晔,陈小兵,龚艳,陈晓. 中国农机化学报. 2019(06)
[5]植保机械应用现状及发展趋势[J]. 刘霞. 农业装备技术. 2019(03)
[6]环境中有机磷农药污染状况、来源及风险评价[J]. 丁浩东,万红友,秦攀,刘晓晖,刘涛,南岚,国晓春,毕斌,杨勇,卢少勇. 环境化学. 2019(03)
[7]水田喷雾机喷雾装置设计与动态分析[J]. 王金武,白海超,孙小博,王金龙,唐汉,周文琪. 农业机械学报. 2019(03)
[8]粮食产业发展助推乡村振兴[J]. 郑学良. 粮食科技与经济. 2018(11)
[9]大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析[J]. 庄腾飞,杨学军,董祥,张铁,严荷荣,孙星. 农业机械学报. 2018(S1)
[10]扇形喷头结构和压力对微生物农药雾滴分布及活性的影响[J]. 刘冬梅,周宏平,茹煜,曲荣佳. 农业工程学报. 2018(21)
博士论文
[1]大型高地隙喷雾机喷杆悬架设计与控制方法研究[D]. 薛涛.中国农业大学 2018
[2]果园靶标在线探测方法及风送变量喷雾技术研究[D]. 翟长远.西北农林科技大学 2012
硕士论文
[1]3WF-1000型喷杆式喷雾机关键技术与试验研究[D]. 王腾.东北农业大学 2017
[2]山东省粮食生产影响因素的分析与对策[D]. 姬萌.山东农业大学 2016
[3]棉花分行冠内冠上组合风送式喷杆喷雾机的设计与试验[D]. 邵菁.江苏大学 2016
[4]喷杆高度自动调节系统设计与试验研究[D]. 王松林.西北农林科技大学 2014
本文编号：3321629
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