锥形气流辅助装置喷雾性能的试验研究
发布时间：2021-07-26 08:44
目前,针对病虫害的治理主要是依靠化学防控,其中大田施药主要是通过喷杆喷雾机进行作业。由于作业过程中农药的利用率低、雾滴飘移严重,从而导致农药浪费以及环境污染等问题。因此,在国家提出的减农药减化肥的背景下,气流辅助式喷雾技术以其高效、省药的作业优势发展迅速。本文通过研究气流辅助二次雾化原理,在丹麦哈滴公司生产的F-110扇形喷头的基础上,设计了一种锥形气流辅助装置。通过探究该锥形气流辅助装置的性能以及对喷雾质量的影响规律,获得各因素的影响程度,从而减少雾滴飘移,提高农药利用率。本研究的主要成果如下:（1）通过对气流辅助二次雾化原理进行分析,设计了一种锥形气流辅助喷雾装置。利用Fluent软件对其出风口处气液两相流场进行仿真模拟,分析在自然风及锥形辅助气流耦合作用下雾滴群的运动趋势。结合高速摄影拍摄分析,验证雾滴二次雾化理论。（2）利用激光粒度仪对雾滴粒径进行测量。通过喷雾压力、喷雾流量以及辅助气流流速对雾滴粒径影响的单因素、多因素正交试验,探究不同工况下各因素对雾滴粒径的影响规律。通过SPSS统计学分析软件对试验数据的拟合结果分析得出:喷雾流量（即喷头型号）是影响雾滴粒径的主要因素,其次...
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
气流辅助二次雾化原理及雾滴群运动仿真模拟132.1.2雾滴的碰撞模型由于本文研究的锥风气流辅助喷雾系统由多个喷头组成，相邻的喷头喷出的雾滴之间难免会发生碰撞。在辅助气流作用下，雾滴的沉降速度增大，由于液体雾化成的雾滴大小有所差异，使雾滴所获得的的加速度也不相同。因此，为了更加精确、全面的分析喷雾过程，所以需要考虑到雾滴由于速度差异产生的碰撞现象。液滴发生碰撞是一个瞬态的过程，碰撞后的形式主要有以下三种（如图2-1所示）：一是擦过（两个雾滴碰撞之后速度和方向发生改变）；二是合并（两个雾滴碰撞之后聚合成一个大液滴）；三是分离（两个雾滴融合之后分裂）。当雾滴的表面张力占据主导作用时发生合并现象，当雾滴动能占据主导作用时发生分裂现象。擦过合并分离图2-1雾滴碰撞的三种形式Fig.2-1ThreeFormsofdropletCollision由动量守恒定律可知，合并碰撞后的雾滴速度为：212211mmmumuunew（2-4）合并后的雾滴大小为：313231rrrnew（2-5）其中1m和2m是两雾滴发生碰撞时的质量，单位：kg；1u和2u是两雾滴发生碰撞时的速度，单位：m/s；r1和r2是两雾滴发生合并时的粒径，单位：μm。2.2气流辅助锥形罩的设计本节在已有气流辅助技术研究的基础上，根据喷雾机在作业过程中的喷雾要求设计一种气流辅助锥形罩。并对其进行结构及尺寸参数确定与建模，为喷雾特性的研究奠定基矗
式中：—锥形风道的长度，；h —液膜的高度，cm； —喷雾雾锥角，°。图 2-2 雾化过程空心液膜 图 2-3 锥形气流辅助装置实物图Fig.2-2 Hollow liquid film during atomization Fig.2-3 Physical drawing of conical airflow auxiliary
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物科学种植及病虫害防治技术浅析[J]. 梁春艳. 农家参谋. 2020(01)
[2]新型扇形雾射流喷头雾滴沉积和飘移潜力特性研究[J]. 窦硕. 中国农业科技导报. 2020(01)
[3]中国植保机械与施药技术研究进展[J]. 何雄奎. 农药学学报. 2019(Z1)
[4]液滴撞击大豆叶片表面研究[J]. 崔迎涛,秦超彬,张志,刘道奇,董慧锋,张开飞,李赫. 大豆科学. 2018(06)
[5]航空静电雾滴荷质比影响因素研究[J]. 李宇飞,胡军,李庆达,赵明明. 农机化研究. 2019(02)
[6]不同侧风和风幕风速对风幕式喷杆喷雾飘移的影响[J]. 贾卫东,申彬,周慧涛,欧鸣雄,龚辰,陈志刚. 农机化研究. 2018(07)
[7]风幕式喷杆喷雾雾滴漂移距离计算方法研究[J]. 贾卫东,李信,周慧涛,龚辰,欧鸣雄. 农机化研究. 2018(08)
[8]气力雾化风送式果园静电弥雾机的研制与试验[J]. 王志强,郝志强,刘凤之,王孝娣,张敬国,王海波. 果树学报. 2017(09)
[9]泵站锥形侧向进水前池水流流动特性分析[J]. 顾春雨,薛士平,杨晓红. 江苏水利. 2017(02)
[10]风机在农林植保机械中的应用研究现状及展望[J]. 王杰,陶振洋,茹煜,周宏平. 中国农机化学报. 2016(09)
博士论文
[1]同轴旋转可压缩气体中液体射流及单液滴内空化气泡稳定性研究[D]. 吕明.北京交通大学 2016
[2]植保机械喷头雾滴撞击植物叶面过程试验测试及仿真研究[D]. 董祥.中国农业机械化科学研究院 2013
[3]风机性能测试系统的设计与研究[D]. 周海燕.中国农业机械化科学研究院 2009
硕士论文
[1]斜置式风幕喷杆喷雾流场的数值分析与试验研究[D]. 毛广阳.江苏大学 2019
[2]辅助气流作用下棉花冠层茎叶变形及雾滴沉积性能试验研究[D]. 武民庆.山东农业大学 2019
[3]高温燃油柱塞泵配流副空化特性分析[D]. 张鹤然.浙江大学 2019
[4]密植作物用植保机械分禾装置的研究[D]. 潘佛雏.石河子大学 2018
[5]扇形雾喷头性能参数仿真与试验研究[D]. 侯俊花.内蒙古农业大学 2018
[6]压气机叶片的多学科设计优化[D]. 张遂川.电子科技大学 2018
[7]辅助气流作用下高郁闭度作物冠层孔隙率变化研究[D]. 陈荣康.山东农业大学 2017
[8]风幕式高地隙喷杆喷雾机的研制与试验[D]. 吴彦强.山东农业大学 2017
[9]风幕式喷杆喷雾雾滴飘移和穿透特性研究[D]. 申彬.江苏大学 2017
[10]风幕式喷杆喷雾流场计算及喷雾参数优化研究[D]. 李信.江苏大学 2017
本文编号：3303235
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
气流辅助二次雾化原理及雾滴群运动仿真模拟132.1.2雾滴的碰撞模型由于本文研究的锥风气流辅助喷雾系统由多个喷头组成，相邻的喷头喷出的雾滴之间难免会发生碰撞。在辅助气流作用下，雾滴的沉降速度增大，由于液体雾化成的雾滴大小有所差异，使雾滴所获得的的加速度也不相同。因此，为了更加精确、全面的分析喷雾过程，所以需要考虑到雾滴由于速度差异产生的碰撞现象。液滴发生碰撞是一个瞬态的过程，碰撞后的形式主要有以下三种（如图2-1所示）：一是擦过（两个雾滴碰撞之后速度和方向发生改变）；二是合并（两个雾滴碰撞之后聚合成一个大液滴）；三是分离（两个雾滴融合之后分裂）。当雾滴的表面张力占据主导作用时发生合并现象，当雾滴动能占据主导作用时发生分裂现象。擦过合并分离图2-1雾滴碰撞的三种形式Fig.2-1ThreeFormsofdropletCollision由动量守恒定律可知，合并碰撞后的雾滴速度为：212211mmmumuunew（2-4）合并后的雾滴大小为：313231rrrnew（2-5）其中1m和2m是两雾滴发生碰撞时的质量，单位：kg；1u和2u是两雾滴发生碰撞时的速度，单位：m/s；r1和r2是两雾滴发生合并时的粒径，单位：μm。2.2气流辅助锥形罩的设计本节在已有气流辅助技术研究的基础上，根据喷雾机在作业过程中的喷雾要求设计一种气流辅助锥形罩。并对其进行结构及尺寸参数确定与建模，为喷雾特性的研究奠定基矗
式中：—锥形风道的长度，；h —液膜的高度，cm； —喷雾雾锥角，°。图 2-2 雾化过程空心液膜 图 2-3 锥形气流辅助装置实物图Fig.2-2 Hollow liquid film during atomization Fig.2-3 Physical drawing of conical airflow auxiliary
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物科学种植及病虫害防治技术浅析[J]. 梁春艳. 农家参谋. 2020(01)
[2]新型扇形雾射流喷头雾滴沉积和飘移潜力特性研究[J]. 窦硕. 中国农业科技导报. 2020(01)
[3]中国植保机械与施药技术研究进展[J]. 何雄奎. 农药学学报. 2019(Z1)
[4]液滴撞击大豆叶片表面研究[J]. 崔迎涛,秦超彬,张志,刘道奇,董慧锋,张开飞,李赫. 大豆科学. 2018(06)
[5]航空静电雾滴荷质比影响因素研究[J]. 李宇飞,胡军,李庆达,赵明明. 农机化研究. 2019(02)
[6]不同侧风和风幕风速对风幕式喷杆喷雾飘移的影响[J]. 贾卫东,申彬,周慧涛,欧鸣雄,龚辰,陈志刚. 农机化研究. 2018(07)
[7]风幕式喷杆喷雾雾滴漂移距离计算方法研究[J]. 贾卫东,李信,周慧涛,龚辰,欧鸣雄. 农机化研究. 2018(08)
[8]气力雾化风送式果园静电弥雾机的研制与试验[J]. 王志强,郝志强,刘凤之,王孝娣,张敬国,王海波. 果树学报. 2017(09)
[9]泵站锥形侧向进水前池水流流动特性分析[J]. 顾春雨,薛士平,杨晓红. 江苏水利. 2017(02)
[10]风机在农林植保机械中的应用研究现状及展望[J]. 王杰,陶振洋,茹煜,周宏平. 中国农机化学报. 2016(09)
博士论文
[1]同轴旋转可压缩气体中液体射流及单液滴内空化气泡稳定性研究[D]. 吕明.北京交通大学 2016
[2]植保机械喷头雾滴撞击植物叶面过程试验测试及仿真研究[D]. 董祥.中国农业机械化科学研究院 2013
[3]风机性能测试系统的设计与研究[D]. 周海燕.中国农业机械化科学研究院 2009
硕士论文
[1]斜置式风幕喷杆喷雾流场的数值分析与试验研究[D]. 毛广阳.江苏大学 2019
[2]辅助气流作用下棉花冠层茎叶变形及雾滴沉积性能试验研究[D]. 武民庆.山东农业大学 2019
[3]高温燃油柱塞泵配流副空化特性分析[D]. 张鹤然.浙江大学 2019
[4]密植作物用植保机械分禾装置的研究[D]. 潘佛雏.石河子大学 2018
[5]扇形雾喷头性能参数仿真与试验研究[D]. 侯俊花.内蒙古农业大学 2018
[6]压气机叶片的多学科设计优化[D]. 张遂川.电子科技大学 2018
[7]辅助气流作用下高郁闭度作物冠层孔隙率变化研究[D]. 陈荣康.山东农业大学 2017
[8]风幕式高地隙喷杆喷雾机的研制与试验[D]. 吴彦强.山东农业大学 2017
[9]风幕式喷杆喷雾雾滴飘移和穿透特性研究[D]. 申彬.江苏大学 2017
[10]风幕式喷杆喷雾流场计算及喷雾参数优化研究[D]. 李信.江苏大学 2017
本文编号：3303235
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/3303235.html
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