發(fā)布時間：2020-05-11 18:00

【摘要】：研究液滴運動和植株葉面的關(guān)系,對增加農(nóng)藥噴霧液滴在植物葉面上的附著率有著指導性的意義。本文提出適用于植保領(lǐng)域的壓電式單液滴發(fā)生裝置,實現(xiàn)50~300μm粒徑的液滴產(chǎn)生。同時,研究液滴粒徑的影響因素,通過單液滴發(fā)生裝置實際產(chǎn)生的液滴粒徑對裝置的穩(wěn)定性進行評價。本文通過對國內(nèi)外液滴發(fā)生裝置的發(fā)展現(xiàn)狀研究提出了壓電式單液滴發(fā)生裝置的設(shè)計思路,并且基于壓電驅(qū)動器振動模型分析和圖像處理技術(shù)對裝置的工作效果進行了研究。其具體的研究有以下四個方面:(1)設(shè)計并制作了壓電式單液滴發(fā)生裝置首先對壓電式單液滴發(fā)生裝置的壓電驅(qū)動器的振動過程建立了物理模型,并且對其相關(guān)參數(shù)進行設(shè)計。接著對壓電驅(qū)動器的驅(qū)動源裝置進行選擇,集成了壓電式單液滴發(fā)生裝置。研究得到當采用0.16mm的噴頭,在輸入梯形波、壓電驅(qū)動頻率為30HZ和電壓在50~80V的范圍內(nèi)時,裝置產(chǎn)生了0.15~0.28mm的液滴;(2)通過ANSYS14.5的fluent模塊對單液滴的下落空氣過程進行了數(shù)值模擬通過在fluent模塊中的VOF模型輸入UDF函數(shù),研究了正弦波信號對下落液滴的影響。同時對下落液滴在液流場、速度場和壓力場中進行分析,發(fā)現(xiàn)液滴于空氣中的下落過程,液滴內(nèi)部的速度和壓力一直在做調(diào)整,直到速度和壓力均布于液滴內(nèi)部,液滴能夠在空氣腔中穩(wěn)定并均勻下落;同時將液滴的下落過程分為了拉伸生長、頸縮成半月形、液柱斷裂、液滴下落振蕩和液滴成球五個階段。(3)壓電驅(qū)動信號輸入和液滴形成的關(guān)系研究用任意波信號發(fā)生器給壓電驅(qū)動器輸入了四種波形來進行輸入驅(qū)動波形對壓電驅(qū)動器振動位移影響的探究,用激光位移傳感器對壓電驅(qū)動器振動位移進行測量。研究發(fā)現(xiàn)梯形波比較適合做單液滴發(fā)生器的驅(qū)動波形,并通過研究壓電驅(qū)動器最大位移產(chǎn)生和液滴形成的時間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)液滴在梯形波的驅(qū)動下的形成的確經(jīng)歷拉伸生長、頸縮成半月形、液柱斷裂、液滴下落振蕩和液滴成球五個階段,驗證了仿真的結(jié)果。同時,減小梯形波高電平保持的時間可以提高單液滴發(fā)生裝置的工作效率。(4)液滴粒徑的影響因素(1)對比高速攝像機自帶軟件和MATLAB圖像處理得到液滴粒徑的方法,發(fā)現(xiàn)MATLAB圖像處理得到液滴粒徑的方法誤差率低7%,在液滴的微小粒徑測量過程中,可采用MATLAB圖像處理來得到液滴粒徑;(2)通過建立液滴粒徑和噴頭參數(shù)擬合曲線,雖然噴頭長徑比對液滴粒徑的影響比較的比較小,但是液滴粒徑隨著噴嘴長徑比的增大而增大;液滴粒徑隨著噴頭內(nèi)徑的增大而逐漸增大;(3)在電壓輸入幅值的影響中,在50~80V時,液滴粒徑隨著電壓幅值的增大而不斷增大;在壓電輸入頻率中,在30Hz~80Hz時,液滴粒徑隨著壓電輸入幅值的增大而逐漸減小;(4)當輸入壓力增加時,液滴在空氣腔中的下落速度增大,使得液滴粒徑隨著下落速度增大而慢慢增大;如果壓力過大,則輸入的壓力取代壓電驅(qū)動器的振動使得液滴將形成射流;(5)通過理論和實際發(fā)現(xiàn),當液滴粒徑大于1.9倍液滴產(chǎn)生前的液柱粒徑時,會有衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。
【圖文】：

（a）單液滴連續(xù)發(fā)生技術(shù)示意圖[7](b) 單液滴按需發(fā)生技術(shù)圖 1.2 單液滴發(fā)生技術(shù)分類Fig.1.2 The classification of single droplet generation technologies單液滴發(fā)生技術(shù)主要分為單液滴連續(xù)發(fā)生技術(shù)和單液滴按需發(fā)生技術(shù)

(a) 側(cè)噴式 (b) 頂噴式圖 1.3 熱泡式單液滴按需發(fā)生技術(shù)Fig.1.3 Thermal single-droplet-on-demand jet technology
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S49

【參考文獻】

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本文編號：2658851