錐形氣流輔助裝置噴霧性能的試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-26 08:44
目前,針對(duì)病蟲害的治理主要是依靠化學(xué)防控,其中大田施藥主要是通過(guò)噴桿噴霧機(jī)進(jìn)行作業(yè)。由于作業(yè)過(guò)程中農(nóng)藥的利用率低、霧滴飄移嚴(yán)重,從而導(dǎo)致農(nóng)藥浪費(fèi)以及環(huán)境污染等問(wèn)題。因此,在國(guó)家提出的減農(nóng)藥減化肥的背景下,氣流輔助式噴霧技術(shù)以其高效、省藥的作業(yè)優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速。本文通過(guò)研究氣流輔助二次霧化原理,在丹麥哈滴公司生產(chǎn)的F-110扇形噴頭的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種錐形氣流輔助裝置。通過(guò)探究該錐形氣流輔助裝置的性能以及對(duì)噴霧質(zhì)量的影響規(guī)律,獲得各因素的影響程度,從而減少霧滴飄移,提高農(nóng)藥利用率。本研究的主要成果如下:(1)通過(guò)對(duì)氣流輔助二次霧化原理進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了一種錐形氣流輔助噴霧裝置。利用Fluent軟件對(duì)其出風(fēng)口處氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬,分析在自然風(fēng)及錐形輔助氣流耦合作用下霧滴群的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。結(jié)合高速攝影拍攝分析,驗(yàn)證霧滴二次霧化理論。(2)利用激光粒度儀對(duì)霧滴粒徑進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)噴霧壓力、噴霧流量以及輔助氣流流速對(duì)霧滴粒徑影響的單因素、多因素正交試驗(yàn),探究不同工況下各因素對(duì)霧滴粒徑的影響規(guī)律。通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果分析得出:噴霧流量(即噴頭型號(hào))是影響霧滴粒徑的主要因素,其次...
【文章來(lái)源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
氣流輔助二次霧化原理及霧滴群運(yùn)動(dòng)仿真模擬132.1.2霧滴的碰撞模型由于本文研究的錐風(fēng)氣流輔助噴霧系統(tǒng)由多個(gè)噴頭組成,相鄰的噴頭噴出的霧滴之間難免會(huì)發(fā)生碰撞。在輔助氣流作用下,霧滴的沉降速度增大,由于液體霧化成的霧滴大小有所差異,使霧滴所獲得的的加速度也不相同。因此,為了更加精確、全面的分析噴霧過(guò)程,所以需要考慮到霧滴由于速度差異產(chǎn)生的碰撞現(xiàn)象。液滴發(fā)生碰撞是一個(gè)瞬態(tài)的過(guò)程,碰撞后的形式主要有以下三種(如圖2-1所示):一是擦過(guò)(兩個(gè)霧滴碰撞之后速度和方向發(fā)生改變);二是合并(兩個(gè)霧滴碰撞之后聚合成一個(gè)大液滴);三是分離(兩個(gè)霧滴融合之后分裂)。當(dāng)霧滴的表面張力占據(jù)主導(dǎo)作用時(shí)發(fā)生合并現(xiàn)象,當(dāng)霧滴動(dòng)能占據(jù)主導(dǎo)作用時(shí)發(fā)生分裂現(xiàn)象。擦過(guò)合并分離圖2-1霧滴碰撞的三種形式Fig.2-1ThreeFormsofdropletCollision由動(dòng)量守恒定律可知,合并碰撞后的霧滴速度為:212211mmmumuunew(2-4)合并后的霧滴大小為:313231rrrnew(2-5)其中1m和2m是兩霧滴發(fā)生碰撞時(shí)的質(zhì)量,單位:kg;1u和2u是兩霧滴發(fā)生碰撞時(shí)的速度,單位:m/s;r1和r2是兩霧滴發(fā)生合并時(shí)的粒徑,單位:μm。2.2氣流輔助錐形罩的設(shè)計(jì)本節(jié)在已有氣流輔助技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)噴霧機(jī)在作業(yè)過(guò)程中的噴霧要求設(shè)計(jì)一種氣流輔助錐形罩。并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)確定與建模,為噴霧特性的研究奠定基矗
式中:—錐形風(fēng)道的長(zhǎng)度,;h —液膜的高度,cm; —噴霧霧錐角,°。圖 2-2 霧化過(guò)程空心液膜 圖 2-3 錐形氣流輔助裝置實(shí)物圖Fig.2-2 Hollow liquid film during atomization Fig.2-3 Physical drawing of conical airflow auxiliary
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]農(nóng)作物科學(xué)種植及病蟲害防治技術(shù)淺析[J]. 梁春艷. 農(nóng)家參謀. 2020(01)
[2]新型扇形霧射流噴頭霧滴沉積和飄移潛力特性研究[J]. 竇碩. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2020(01)
[3]中國(guó)植保機(jī)械與施藥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 何雄奎. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào). 2019(Z1)
[4]液滴撞擊大豆葉片表面研究[J]. 崔迎濤,秦超彬,張志,劉道奇,董慧鋒,張開(kāi)飛,李赫. 大豆科學(xué). 2018(06)
[5]航空靜電霧滴荷質(zhì)比影響因素研究[J]. 李宇飛,胡軍,李慶達(dá),趙明明. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(02)
[6]不同側(cè)風(fēng)和風(fēng)幕風(fēng)速對(duì)風(fēng)幕式噴桿噴霧飄移的影響[J]. 賈衛(wèi)東,申彬,周慧濤,歐鳴雄,龔辰,陳志剛. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(07)
[7]風(fēng)幕式噴桿噴霧霧滴漂移距離計(jì)算方法研究[J]. 賈衛(wèi)東,李信,周慧濤,龔辰,歐鳴雄. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(08)
[8]氣力霧化風(fēng)送式果園靜電彌霧機(jī)的研制與試驗(yàn)[J]. 王志強(qiáng),郝志強(qiáng),劉鳳之,王孝娣,張敬國(guó),王海波. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2017(09)
[9]泵站錐形側(cè)向進(jìn)水前池水流流動(dòng)特性分析[J]. 顧春雨,薛士平,楊曉紅. 江蘇水利. 2017(02)
[10]風(fēng)機(jī)在農(nóng)林植保機(jī)械中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王杰,陶振洋,茹煜,周宏平. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(09)
博士論文
[1]同軸旋轉(zhuǎn)可壓縮氣體中液體射流及單液滴內(nèi)空化氣泡穩(wěn)定性研究[D]. 呂明.北京交通大學(xué) 2016
[2]植保機(jī)械噴頭霧滴撞擊植物葉面過(guò)程試驗(yàn)測(cè)試及仿真研究[D]. 董祥.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2013
[3]風(fēng)機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 周海燕.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2009
碩士論文
[1]斜置式風(fēng)幕噴桿噴霧流場(chǎng)的數(shù)值分析與試驗(yàn)研究[D]. 毛廣陽(yáng).江蘇大學(xué) 2019
[2]輔助氣流作用下棉花冠層莖葉變形及霧滴沉積性能試驗(yàn)研究[D]. 武民慶.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]高溫燃油柱塞泵配流副空化特性分析[D]. 張鶴然.浙江大學(xué) 2019
[4]密植作物用植保機(jī)械分禾裝置的研究[D]. 潘佛雛.石河子大學(xué) 2018
[5]扇形霧噴頭性能參數(shù)仿真與試驗(yàn)研究[D]. 侯俊花.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[6]壓氣機(jī)葉片的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 張遂川.電子科技大學(xué) 2018
[7]輔助氣流作用下高郁閉度作物冠層孔隙率變化研究[D]. 陳榮康.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[8]風(fēng)幕式高地隙噴桿噴霧機(jī)的研制與試驗(yàn)[D]. 吳彥強(qiáng).山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[9]風(fēng)幕式噴桿噴霧霧滴飄移和穿透特性研究[D]. 申彬.江蘇大學(xué) 2017
[10]風(fēng)幕式噴桿噴霧流場(chǎng)計(jì)算及噴霧參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 李信.江蘇大學(xué) 2017
本文編號(hào):3303235
【文章來(lái)源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
氣流輔助二次霧化原理及霧滴群運(yùn)動(dòng)仿真模擬132.1.2霧滴的碰撞模型由于本文研究的錐風(fēng)氣流輔助噴霧系統(tǒng)由多個(gè)噴頭組成,相鄰的噴頭噴出的霧滴之間難免會(huì)發(fā)生碰撞。在輔助氣流作用下,霧滴的沉降速度增大,由于液體霧化成的霧滴大小有所差異,使霧滴所獲得的的加速度也不相同。因此,為了更加精確、全面的分析噴霧過(guò)程,所以需要考慮到霧滴由于速度差異產(chǎn)生的碰撞現(xiàn)象。液滴發(fā)生碰撞是一個(gè)瞬態(tài)的過(guò)程,碰撞后的形式主要有以下三種(如圖2-1所示):一是擦過(guò)(兩個(gè)霧滴碰撞之后速度和方向發(fā)生改變);二是合并(兩個(gè)霧滴碰撞之后聚合成一個(gè)大液滴);三是分離(兩個(gè)霧滴融合之后分裂)。當(dāng)霧滴的表面張力占據(jù)主導(dǎo)作用時(shí)發(fā)生合并現(xiàn)象,當(dāng)霧滴動(dòng)能占據(jù)主導(dǎo)作用時(shí)發(fā)生分裂現(xiàn)象。擦過(guò)合并分離圖2-1霧滴碰撞的三種形式Fig.2-1ThreeFormsofdropletCollision由動(dòng)量守恒定律可知,合并碰撞后的霧滴速度為:212211mmmumuunew(2-4)合并后的霧滴大小為:313231rrrnew(2-5)其中1m和2m是兩霧滴發(fā)生碰撞時(shí)的質(zhì)量,單位:kg;1u和2u是兩霧滴發(fā)生碰撞時(shí)的速度,單位:m/s;r1和r2是兩霧滴發(fā)生合并時(shí)的粒徑,單位:μm。2.2氣流輔助錐形罩的設(shè)計(jì)本節(jié)在已有氣流輔助技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)噴霧機(jī)在作業(yè)過(guò)程中的噴霧要求設(shè)計(jì)一種氣流輔助錐形罩。并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)確定與建模,為噴霧特性的研究奠定基矗
式中:—錐形風(fēng)道的長(zhǎng)度,;h —液膜的高度,cm; —噴霧霧錐角,°。圖 2-2 霧化過(guò)程空心液膜 圖 2-3 錐形氣流輔助裝置實(shí)物圖Fig.2-2 Hollow liquid film during atomization Fig.2-3 Physical drawing of conical airflow auxiliary
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]農(nóng)作物科學(xué)種植及病蟲害防治技術(shù)淺析[J]. 梁春艷. 農(nóng)家參謀. 2020(01)
[2]新型扇形霧射流噴頭霧滴沉積和飄移潛力特性研究[J]. 竇碩. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2020(01)
[3]中國(guó)植保機(jī)械與施藥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 何雄奎. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào). 2019(Z1)
[4]液滴撞擊大豆葉片表面研究[J]. 崔迎濤,秦超彬,張志,劉道奇,董慧鋒,張開(kāi)飛,李赫. 大豆科學(xué). 2018(06)
[5]航空靜電霧滴荷質(zhì)比影響因素研究[J]. 李宇飛,胡軍,李慶達(dá),趙明明. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(02)
[6]不同側(cè)風(fēng)和風(fēng)幕風(fēng)速對(duì)風(fēng)幕式噴桿噴霧飄移的影響[J]. 賈衛(wèi)東,申彬,周慧濤,歐鳴雄,龔辰,陳志剛. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(07)
[7]風(fēng)幕式噴桿噴霧霧滴漂移距離計(jì)算方法研究[J]. 賈衛(wèi)東,李信,周慧濤,龔辰,歐鳴雄. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(08)
[8]氣力霧化風(fēng)送式果園靜電彌霧機(jī)的研制與試驗(yàn)[J]. 王志強(qiáng),郝志強(qiáng),劉鳳之,王孝娣,張敬國(guó),王海波. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2017(09)
[9]泵站錐形側(cè)向進(jìn)水前池水流流動(dòng)特性分析[J]. 顧春雨,薛士平,楊曉紅. 江蘇水利. 2017(02)
[10]風(fēng)機(jī)在農(nóng)林植保機(jī)械中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王杰,陶振洋,茹煜,周宏平. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(09)
博士論文
[1]同軸旋轉(zhuǎn)可壓縮氣體中液體射流及單液滴內(nèi)空化氣泡穩(wěn)定性研究[D]. 呂明.北京交通大學(xué) 2016
[2]植保機(jī)械噴頭霧滴撞擊植物葉面過(guò)程試驗(yàn)測(cè)試及仿真研究[D]. 董祥.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2013
[3]風(fēng)機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 周海燕.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2009
碩士論文
[1]斜置式風(fēng)幕噴桿噴霧流場(chǎng)的數(shù)值分析與試驗(yàn)研究[D]. 毛廣陽(yáng).江蘇大學(xué) 2019
[2]輔助氣流作用下棉花冠層莖葉變形及霧滴沉積性能試驗(yàn)研究[D]. 武民慶.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]高溫燃油柱塞泵配流副空化特性分析[D]. 張鶴然.浙江大學(xué) 2019
[4]密植作物用植保機(jī)械分禾裝置的研究[D]. 潘佛雛.石河子大學(xué) 2018
[5]扇形霧噴頭性能參數(shù)仿真與試驗(yàn)研究[D]. 侯俊花.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[6]壓氣機(jī)葉片的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 張遂川.電子科技大學(xué) 2018
[7]輔助氣流作用下高郁閉度作物冠層孔隙率變化研究[D]. 陳榮康.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[8]風(fēng)幕式高地隙噴桿噴霧機(jī)的研制與試驗(yàn)[D]. 吳彥強(qiáng).山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[9]風(fēng)幕式噴桿噴霧霧滴飄移和穿透特性研究[D]. 申彬.江蘇大學(xué) 2017
[10]風(fēng)幕式噴桿噴霧流場(chǎng)計(jì)算及噴霧參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 李信.江蘇大學(xué) 2017
本文編號(hào):3303235
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