【摘要】：射流分裂霧化技術(shù)在化工、醫(yī)療、動力工程等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系對果園植保提出的環(huán)保、節(jié)藥、精準(zhǔn)和高效等技術(shù)要求，適用于不同作業(yè)對象的新型植保機械急需研發(fā)。目前，通用的風(fēng)送式打藥機和普通噴桿式打藥機直接用于新建果園均會帶來大量藥液浪費和農(nóng)藥污染，本文工作對農(nóng)藥噴灑的多方向射流分裂霧化機理進行研究，并用于指導(dǎo)設(shè)計可用于苗圃和幼齡果園的新型仿形噴霧機構(gòu)。 為了充分了解果樹對不同尺寸霧滴的吸收效果，掌握霧化裝置的作業(yè)參數(shù)和霧化過程，做到農(nóng)機與農(nóng)藝相結(jié)合，應(yīng)用噴霧性能綜合試驗臺對不同噴頭的噴霧性能進行了粒徑測試、霧錐角測試、噴霧量測試以及噴霧均勻性測試等噴霧性能實驗，選擇一種適合果園噴灑作業(yè)的噴頭。根據(jù)所選噴頭噴灑的寬幅，確定噴霧空間尺寸，建立了霧滴單軌跡運動的物理模型和歐拉—拉格朗日計算模型，在GAMBIT中對霧化場進行建模并合理劃分網(wǎng)格。在FLUENT中選擇離散型模型，將試驗獲得的噴霧性能參數(shù)設(shè)置為各相流體的物理屬性以及噴灑模型的邊界條件，進行噴灑工況模擬。 首先從單一射流方向的液體分裂霧化進行探究，然后進行了單、雙噴頭噴灑工況的模擬計算，得出了霧化場中霧滴的軌跡、速度、密度以及湍動能等數(shù)據(jù)云圖。模擬結(jié)果顯示：在噴灑方向為水平時的霧化場中，重力會對霧滴軌跡有較大影響；由于射流引起的擾動不僅作用于空氣也會反作于霧滴運動；霧錐交叉區(qū)域的大部分霧滴相互碰撞后發(fā)生了液滴的結(jié)合并且霧滴速度有所提高。在此基礎(chǔ)上對多方向射流過程中藥液的分裂霧化機理進行分析，利用AIP特征造型軟件設(shè)計了多關(guān)節(jié)噴霧仿形臂，基于噴霧作業(yè)中調(diào)節(jié)噴頭位置與靶標(biāo)間距，對9種典型作業(yè)工況進行了CFD模擬計算，結(jié)果顯示：噴霧作業(yè)中噴桿夾角最佳調(diào)節(jié)范圍為為0~40°。在增大仿形臂相鄰兩噴桿夾角的過程中，能夠使五個噴頭噴灑過程中的噴霧量一致性由豎直的“一字型”轉(zhuǎn)變?yōu)橐罉湫巫兓摹罢劬�型”，使得各噴頭工作時更接近靶標(biāo)，增大噴霧精準(zhǔn)度。 本文應(yīng)用噴霧性能綜合試驗臺和CFD相結(jié)合的手段對藥液射流分裂霧化機理進行了分析，為果園仿形噴桿式噴霧機的設(shè)計提供理論依據(jù)。根據(jù)三優(yōu)果園蘋果樹的生長樹貌，確定仿形臂的尺寸以及噴頭的布置方式。在CFD中對仿形臂作業(yè)工況進行模擬，確定仿形臂作業(yè)中最佳角度調(diào)節(jié)范圍。論文工作對提高果園打藥的準(zhǔn)確度，減少霧滴的漂移和沉降造成的藥液浪費，指導(dǎo)研發(fā)新型噴霧仿形機構(gòu)具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S491
【圖文】：

不同的作業(yè)方式需要不同霧化方式，對藥液霧化機理進行研究首先要了解霧業(yè)的對象和作業(yè)方式�，F(xiàn)階段我國常用施藥機械仍是手動或機動噴霧噴粉機，包動背負(fù)式噴霧器、手動壓縮式噴霧器、背負(fù)式噴霧噴粉機、擔(dān)架式機動噴霧及小動噴煙機等[21]。果園噴霧作業(yè)的主要目的是防治果樹病蟲害發(fā)生，作業(yè)對象是果果樹品種的多樣化和果樹年齡的不同，導(dǎo)致果樹形貌的不規(guī)則化。針對不同樹貌樹進行噴霧作業(yè)，作業(yè)方式是不同的�，F(xiàn)代果園中常用的噴霧作業(yè)方式主要分為類：風(fēng)送式、液力式。2.1.1 風(fēng)送式噴霧現(xiàn)在我國用于林果業(yè)的風(fēng)送式噴霧機主要有遠射程、自走式和牽引式風(fēng)送式機三種。遠射程風(fēng)送式噴霧機如圖 2-1（a）所示，主要用于高度較高的綠化林木藥噴灑；自走式風(fēng)送式噴霧機如圖 2-1（b）所示，其主要用于籬架類作物的農(nóng)藥噴整機靈活小巧，可在籬架間行間穿行作業(yè)；牽引式風(fēng)送噴霧機如圖 2-1（c）所示種噴霧機的藥箱容量較大，與配套動力機械一起作業(yè)整體體積較大，需要果園有的空間以方便機具轉(zhuǎn)彎穿行，其作業(yè)對象主要是中、低型果樹。

應(yīng)用于低矮的林業(yè)和果園，也可以用于茶園噴霧作業(yè)；噴桿式噴霧機如圖 2-2（c）所示，它分為活動噴桿式和固定噴桿式兩種，前者一般可用于果園噴霧，可以調(diào)整噴桿角度和方向，后者一般只用于苗圃噴霧，相對于背負(fù)式和擔(dān)架式噴霧機，噴桿式噴霧機的噴幅要寬很多，而且整個作業(yè)過程動力來自于配套機械，因此更加節(jié)約勞動力，作業(yè)效率更高。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 張少峰;宋立麗;;壓力旋流噴頭霧化性能的仿真[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年17期

2 王立華;空氣阻力對自由落體運動的影響[J];滄州師范�？茖W(xué)校學(xué)報;2000年02期

3 雷小龍;馬榮朝;雷順波;關(guān)安祿;秦莉平;;自控式植保噴霧機械的研制[J];中國農(nóng)機化;2011年04期

4 孫慧娟;張海濱;白博峰;;霧化錐角對噴霧在橫流中蒸發(fā)摻混的影響[J];固體火箭技術(shù);2013年01期

5 徐海珍;;“三優(yōu)”蘋果園建園及栽后管理技術(shù)[J];河北果樹;2012年03期

本文編號：2717659