植保无人机在水稻喷施中的雾滴沉积机理及作业参数研究

发布时间：2022-01-10 02:24

　　目前,我国植保无人机对水稻航空喷施作业还处于初步阶段,在植保无人机航空喷施应用过程中,各种因素对雾滴沉积分布特性的影响机理不明,理论基础缺乏,导致植保无人机航空喷施实际作业缺乏相应的试验方法指导和规范。针对这一现状,本文提出了植保无人机在水稻喷施中的雾滴沉积机理及作业参数研究,通过理论分析和田间试验相结合,研究了植保无人机作业参数、雾滴粒径以及旋翼下方风场对航空喷施雾滴沉积分布的影响机理,并通过大量试验对植保无人机的飞行参数、飞行质量及有效喷幅进行了比较和分析。主要研究工作和创新成果如下:在研究植保无人机作业参数对航空喷施雾滴沉积分布的影响试验中,以单旋翼植保无人机搭载微轻型机载北斗定位系统来获取作业参数,分析了作业参数对雾滴沉积分布的影响。结果表明:作业高度和作业速度对靶区内雾滴平均沉积率影响均显著。3次试验中,靶区内雾滴沉积率随着高度的增加而减少;在作业高度为1.92 m时雾滴沉积均匀性最佳,且雾滴飘移量最少。另外,第一、二条采集带上靶区内雾滴沉积率均明显多于作业速度较大的第三条采集带上的雾滴沉积率;且由于外界风场的影响,作业航线下风向的雾滴沉积率和飘移距离均大于作业航线上风向的雾... 

【文章来源】：华南农业大学广东省

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

015年各省市植保无人机实际作业面积分布

国最有前景的喷施作业模式，图 1.1 为 2015 年各省市植保无人飞机作业面积分布图，图 1.2 为植保无人机针对不同农作物进行喷施作业。图 1.1 2015 年各省市植保无人机实际作业面积分布Figure 1.1 Actual operating area distribution of plant protection UAV in various provinces in 2015

这些高速运动的雾滴会使周围的环境空气一起卷入运动并产生一种流和空气之间的动量不断交换，导致这个流场会越来越强，并影响着这些接沉降；另外，航空喷施设备与环境空气的相对运动会产生一个侧向流越快，侧向流场越强；与自然风风场一起影响着细小的雾滴沉降，使其积在农作物的表面，而是飘移和沉降到作业区域以外的区域。究表明，雾滴沉积运动是一项非常复杂的三维运动，雾滴群中雾滴之间对单个的受力产生影响。从雾滴在沉降过程中的受力情况来看，当离散的流体介质中运动时，由于雾滴和介质之间存在速度差以及流体粒子的用力将会影响雾滴的运动加速度，雾滴在沉降过程中会受到很多力的共来非常复杂。为了突出主要力的作用特征，同时方便人们理解其雾滴运我们假设单个雾滴是球状粒子，不考虑雾滴的蒸发和气流对雾滴的干扰程中只考虑重力、空气曳力和浮力的作用。


本文编号：3579881