一种新型实用的超声雾化器的研制

针对普通高频超声雾化器的缺点,设计了一种新型实用的雾化器。该雾化器采用郎之万型换能器,稳定性好,可靠性高,可大功率作业,提高了单个雾化头的雾化量。并且人为地打破了雾滴粒径与工作频率的约束关系,虽然频率降低了,但仍然能实现超细雾化,具有很好的实用价值。测试结果表明,该雾化器产生的雾滴粒径小于100μm,并且粒径在5μm左右的雾滴占28%,雾滴在空中停留时间超过1min。本文还找到一种控制雾滴粒径的简单有效方法,即采用一层金属丝网作为雾化面,可根据实际需要产生理想粒径的雾滴。     

风送转盘式生物农药离心雾化喷头的性能

针对专门喷施生物农药的器械较少的现状,设计制造了风送离心式雾化装置,并通过改变风送离心雾化转盘的结构参数（外径、齿数、斜角）以及操作参数（流量、转速、风速）进行雾滴粒径、生物农药活性以及小菜蛾Plutella xylostella防治药效试验。得出的主要结论有:转盘外径越大,雾滴粒径越小;斜角度数越大,雾化粒径越小;齿数越多,雾滴粒径越小。由此推荐了针对不同环境下的作物,风送转盘式生物农药离心雾化喷头的最佳结构参数组合,转盘外径、转盘斜角、转盘齿数对于生物农药活性的影响都不大,满足病虫害防治要求。综合各因素,提出了风送转盘式生物农药离心雾化喷头操作参数的优化设置为:流量为40 L·h-1,转速为6 000 r·min-1,风速为5 m·s-1;从药效上看,各种结构参数和操作参数组合小菜蛾的死亡率都在90%以上,满足使用要求。     

无人机喷雾粒径对水稻冠层雾滴沉积效果的影响

为了解无人机喷雾粒径对水稻冠层雾滴沉积效果的影响,以丽春红2R为示踪剂,检测了粒径分别为218、200、178、145μm的雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积分布。结果表明:雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积量之间差异显著,下部的雾滴沉积量高于上部和中部;不同粒径雾滴沉积量之间差异极显著,即喷雾粒径显著影响雾滴在靶标上的沉积量。不同粒径雾滴的小区试验中,采样点平均单位面积药液沉积量具有随喷雾粒径减小而增大的趋势,粒径218μm喷雾的冠层中部单位面积平均沉积量最小,为0.52μL/cm~2,粒径145μm喷雾的冠层下部的平均单位面积沉积量最大,为0.99μL/cm~2。粒径145μm喷雾在植株上、中、下部冠层采样点沉积量变异系数最低,分别为8.40%、17.86%、14.92%,粒径218μm喷雾的冠层采样点沉积量变异系数最高,分别为33.86%、32.04%、34.06%。以上结果说明,雾滴在水稻冠层的分布均匀性和穿透性都较好,且雾滴粒径越小,水稻冠层单位面积药液沉积量越大,分布均匀性越好。     

磁场对异丙甲草胺除草剂溶液表面张力与雾滴粒径的影响规律

【目的】研究磁化作用对除草剂溶液表面张力及除草剂喷雾雾滴粒径的影响规律,探索新型除草剂喷雾雾滴粒径控制方法。【方法】设计磁化除草剂溶液表面张力试验和磁化喷雾雾滴粒径试验,记录不同磁场强度和磁化时长2个影响因素下除草剂溶液表面张力和喷雾雾滴粒径,观测数据变化规律;并对数据进行拟合,给出符合数据变化的函数关系式。【结果】在磁场强度为50～500 mT、磁化时长为5.0～25.0 min范围内,溶液表面张力和喷雾雾滴粒径均随磁场强度和磁化时长的增加呈现先下降后回升的趋势;当磁场强度为350 mT、磁化时长为15.0 min时,表面张力和雾滴粒径下降幅度最大,表面张力为54.0 m N/m,下降14.96%,喷雾雾滴粒径为108.75μm,下降11.20%。对表面张力数据进行拟合,洛伦兹拟合函数的决定系数(R²)为0.816 4,调整后R²为0.794 0,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为1.105 9;雾滴粒径数据拟合中,多项式拟合函数的R²为0.833 6,调整后R²     

高射远程杨树静电喷雾机的研制

为满足杨树病虫害防治的需要,采用压力雾化与风力雾化相结合,利用风机强力气流将含药雾滴风送到远处,再采用低量喷雾、静电喷雾技术,增加雾滴附着性能,成功研制了一种适用于农用车车载的高效杨树静电高射远程喷雾机。结果表明,该机水平射程达45m,垂直射程达22m;防治作业速度快、劳动生产率高,射高作业时,喷雾速率为32.4km2/h,水平喷射时,纯喷雾速率为392.7km2/h。     

植保无人机棉田喷洒农药沉积分布研究

采用3WQF120-12型油动单旋翼植保无人机进行喷雾试验,探索植保无人机在棉花上喷洒的雾滴沉积分布规律。以吡虫啉(imidacloprid)和丁硫克百威(carbosulfan)为试验药剂,在2种施药量(常规剂量和减量20%)、2种喷雾量(12、15L/hm~2)条件下喷雾,以诱惑红水溶液为药剂沉积指示剂,采用雾滴测试卡检测雾滴沉积分布情况,并利用图像分析软件DepositScan分析雾滴沉积分布状况。试验结果显示:喷液量对吡虫啉在棉花冠层的雾滴沉积分布影响较大,90g/hm~2吡虫啉施药时,采用12、15L/hm~2的喷液量进行无人机喷雾,在棉花冠层的沉积量分别为99.64、128.04μg/cm~2;按照72g/hm~2剂量喷雾时,2种喷液量处理在棉花上的沉积量分别为75.09、101.32μg/cm~2。施药量影响丁硫克百威在棉花上的沉积,喷液量为12L/hm~2时,施药量为480、600g/hm~2的喷雾处理在棉花上的沉积量分别为613.92、801.59μg/cm~2;喷液量为15L/hm~2时,2种施药量处理在棉花上的沉积量分别为620.17、870.64μg/cm~2。雾滴沉积分布结果显示,15L/hm~2的喷雾处理在棉花叶片背面的雾滴沉积密度较大,为0.8~238.9个/cm~2;12L/hm~2的处理在叶片正面和背面的雾滴密度较小,分别为1.4~65.9、1.1~110.7个/cm~2;上述2种喷雾处理在棉花叶片正面的雾滴粒径较大,分别为83~441、113~418μm,而在棉花叶片背面的雾滴粒径较小,仅为72~242、102~252μm。     

基于雾化粒径调控的猕猴桃花粉粒靶向沉积量研究

【目的】研究猕猴桃授粉雾化粒径对花粉粒沉积分布的影响,探寻授粉适宜的雾化粒径范围,为建立猕猴桃液体授粉方法提供理论支持。【方法】构建双流式喷雾试验平台,在雾化气压为0.025～0.150 MPa、花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s、喷雾距离为350 mm的喷雾控制参数下进行试验。采用自制雾滴收集器,用称质量法测定单次喷射体积,分析雾化气压对单次喷射体积的影响;用激光粒度仪测量雾化粒径值,建立雾化气压与雾化粒径的关系;用雾滴环形采集片代替花朵采集花粉悬浊液雾滴,通过显微镜分区计数法,明确花粉粒沉积数量在花蕊区和花瓣区的沉积特征;以充分授粉需求花粉粒数为判断标准,确定适宜双流式雾化授粉的花粉液雾化粒径控制范围。【结果】猕猴桃花粉液单次喷射体积与单次喷出的花粉粒数均随雾化气压的增大而减小,当雾化气压为0.150 MPa时,花粉液单次喷出体积最小,为185.9 μL,单次喷出花粉粒数也最小,为15.7万粒;雾化粒径与雾化气压呈非线性负相关关系,雾化气压为0.025～0.150 MPa时对应的雾化粒径为92.8～28.2 μm;花蕊区和花瓣区花粉液雾滴沉积质量都随雾化粒径的增加而减小,且更集中于花蕊区,花蕊区沉积质量占单次喷射质量的比例最高可达10.6%;花蕊区花粉粒数量随雾化粒径的增加而减小,当雾化粒径小于33.7 μm时,花蕊区沉积花粉粒数量可满足充分授粉的需求。【结论】在花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s的工况下,猕猴桃授粉的适宜雾化粒径为28.2～33.7 μm,雾化气压为0.125～0.150 MPa。     

喷雾压力对远射程及宽喷幅风送式喷雾机雾滴粒径的影响

雾滴参数是衡量喷雾效果的重要指标,为了解喷雾压力对远射程及宽喷幅风送式喷雾机雾滴参数的影响,分别以远射程及宽喷幅风送式喷雾机为试验平台,利用激光粒度仪分别测量6种喷雾压力下2种喷雾机的雾滴参数,分析雾滴粒径的大小、分布及均匀性随喷雾压力变化的规律。结果表明,喷雾压力对2种喷雾机的雾滴参数均有一定的影响。远射程风送式喷雾机射程方向7 m处没有50μm的小雾滴,400μm粗雾滴出现的比例随喷雾压力的增加而变小,粗雾滴出现的比例0.400%。雾滴扩散比随压力的增大而增大,介于0.62～0.68。喷雾压力的增加有利于喷雾质量的提升。宽喷幅风送式喷雾机射程方向2.5 m处的雾滴中,50μm小雾滴出现的比例为4.772%～22.603%,没有出现400μm的粗雾滴。雾滴扩散比介于0.77～0.88。喷雾压力的改变对喷雾质量的影响不明显。     

静电喷雾对农药飘移及沉积分布的影响

【目的】旨在揭示静电技术对喷雾雾化性能、理化性质和沉降等方面影响,为静电喷雾技术在作物病虫草害防控应用提供依据。【方法】采用激光粒度系统比较分析静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,采用铂金环法和座滴法分别评测静电喷雾和非静电喷雾雾滴的表面张力和其与稗草叶片的接触角,在开放式风洞中采用麦拉片、相片纸中收集不同喷雾方式的地面飘移量及靶标的沉积量,评价静电喷雾技术对飘移沉积分布和靶标沉积量的影响。【结果】在0.3 MPa喷雾压力下,比较静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,发现静电喷雾的体积中径D₅₀高于非静电喷雾的,雾滴直径D₉₀却低于非静电喷雾的,但差异不显著;分布跨度S显著低于非静电喷雾的,两者的ΦVol_<150μm差异不显著,而静电喷雾粒径分布更加均匀。比较两者的理化性质发现,静电喷雾雾滴的表面张力及其与稗草叶片在200、400和600 ms的接触角均显著低于非静电喷雾。进一步采用Depositscan分析比较相片纸上飘移沉积规律,喷雾方式对飘移沉积雾滴D₅₀的影响均达到显著水平,且非静电喷雾...     

EPEC-B1型高压静电喷雾器喷雾性能试验

摘要：采用纸卡法在室内对TEPEC-B1型高压静电喷雾器进行了雾滴大小,喷雾距离,喷雾密度和喷雾量的测试,同时与常规喷雾器进行了比较。测试结果表明：TEPEC-B1型高压静电喷雾器荷电喷雾的雾滴密度显著高于非荷电喷雾,在靶标背面的雾滴密度明显增大。荷电喷雾的雾滴粒径只有常规喷雾雾滴粒径的1/3～1/4,且粒径谱较常规喷雾器窄,雾滴均匀度较高。TEPEC-B1型高压静电喷雾器通过不同档位调节可以控制喷雾量和喷雾距离,适于保护地不同类型蔬菜的病虫害防治。     

风速、喷雾压力和静电电压对雾滴沉积性的影响

为提高农药喷洒过程中雾滴的沉积效果,在试验基础上研究不同风速、喷雾压力和静电电压下雾化靶标荷电效果和沉积效果的综合影响,优化选配影响因素的参数。试验结果表明,荷质比在4 k V之后趋于稳定,当风速为0 m/s,喷雾压力为0. 3 MPa,静电电压达到6 k V时,雾滴粒径达到最小值137. 79μm,荷质比达到最大值0. 128 m C/kg,靶标背部在荷电电压大于4 k V以后出现雾滴沉积,在0. 3 MPa以后沉积率增大幅度趋于平缓。正交试验得出,风速、喷雾压力和静电电压均对雾滴沉积率有显著影响,影响主次顺序分别是静电电压、喷雾压力、风速。本系统喷雾的最佳组合是风速为0 m/s喷雾压力为0. 4 MPa和静电电压为6 k V,总沉积率达到最大值48. 01%。研究结果为进一步研究喷雾技术参数优化选配和提高喷雾沉积效果提供了依据。     

热水解剩余污泥离心除沙试验研究

[目的]研究离心机转速的差异对热水解剩余泥沙分离效果的影响。[方法]两种不同含固率(TS)的热水解污泥(TS分别为13.22和29.42)分别在转速12 000、8 000、4 000、3 000、1 500 r/min条件下离心20 min,取上清液、污泥层和沙粒层样品测定含固率TS和挥发性固体VS。[结果]随着转速的提高,热解泥的泥水分离效果和泥沙分离效果逐渐变好。在离心转速达到8 000 r/min时,两种含固率的热解泥无机沙粒层的TS分别达到77.49%和78.22%,而相应的有机质含量(VS)则分别降为4.05%和5.13%。[结论]研究表明经8 000 r/min离心除沙即可取得较好的效果,因此经济合理的离心条件为转速8 000 r/min,持续时间20 min。     

基于Venturi效应的两相流雾化喷嘴设计与性能试验

现有的两相流雾化喷嘴普遍存在着出口气流速度低、雾滴粒径大且雾滴粒径分布不均匀等缺点,不适合应用于设施农业的植物防治。为解决上述问题,结合Venturi阀芯可以产生高的气液两相速度差和负压吸水的效应,设计了一种基于Venturi效应的两相流雾化喷嘴。运用CFD数值模拟的方法分析了Venturi式两相流雾化喷嘴的流场密度、压力、速度及喷嘴出口平面速度分布规律,数值仿真结果表明,气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,对应的出口速度分别为338、410、426 m/s;对试制的雾化喷嘴的物理样机进行性能试验,主要测试喷嘴的出气口风速和雾滴粒径大小与分布,探究不同气压对Venturi式喷嘴雾化性能的影响规律。试验结果表明,气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,对应的出口速度分别为345.5、425.7、437.4 m/s,喷嘴出口速度的实测值与仿真值得相对偏差在5%以内;当气压在0.2、0.3 MPa时,Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径在3～65μm内,达到85%以上,而当气压达到0.4 MPa时,雾滴粒径在3～65μm内,达到98%;气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,分别为45.64、43.16、36.75μm,可以得出Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径细小,达到烟雾级且分布均匀;在相同水压下,随着气压的增大,雾滴粒径的D_(10)、D_(50)、D_(90)和Dav均呈现减小趋势。该研究可为Venturi式两相流雾化喷嘴在植物保护领域的应用提供参考。     

多旋翼植保机扇形静电喷雾头的设计与试验

为了提高多旋翼植保机对棉花后期施药的沉积量,将防风电极板施药与静电施药技术相结合,设计了扇形静电喷头(总长度为100mm)安装于植保机电机正下方。双电极板在植保机水平飞行时有效减少自然风对雾滴沉积的影响,并通过静电发生器为电极板供电,使雾化后的雾滴带电荷,进一步减小雾滴直径,提高雾滴沉积量,经计算,在棉花上层、中层、下层正面的沉积密度平均值分别增加24.68、21.18和9.91滴/cm~2,各层背面的雾滴沉积密度平均值分别增加20.62、15.01和9.93滴/cm~2。田间试验表明,与普通施药相比,电极板的加入在一定程度上改善了施药效果,雾滴沉积密度分别增加9.04、7.56和1.91滴/cm2;有静电时,各层靶标的雾滴沉积密度都有所提高,背面最为明显,约提高50%;各层雾滴都发生二次雾化,直径减小,各层正面的雾滴中直径平均值分别减小52.45、58.68和38.37μm;各层背面的雾滴中直径分别减小48.96、51.15和23.87μm。     

静电喷雾雾滴飘移相关影响因素及烟用喷雾罩减飘试验研究

为了研究静电喷雾雾滴飘移规律,减少喷杆静电喷雾雾滴飘移潜力,以水敏纸雾滴飘移测试框架为采集方法,进行雾滴飘移田间试验,定量分析了2种烟株高度(0.2、0.4 m)与3种喷雾速度(0.4、0.6、0.8 m/s)条件下,3种侧风区间(0.1～0.4、0.5～0.8、0.9～1.2 m/s)对静电喷雾雾滴飘移潜力与烟用喷雾罩减少雾滴飘移效果的影响.结果表明:侧风风速1.0 m/s、喷雾速度0.4 m/s条件下,烟株高度为0.2 m时与0.4 m时相比,雾滴飘移潜力增幅最大为97％;烟株高度0.2 m时,侧风风速与雾滴飘移潜力极显著相关(P<0.01);侧风风速与雾滴飘移潜力的二次函数拟合决定系数大于0.93;风速0.6～1.0 m/s条件下,烟用喷雾罩减飘效果显著,雾滴飘移潜力减少率为72％～88％;喷雾速度0.4 m/s时,喷雾罩减飘效果最好.     

一种农用气液两相喷头的设计与喷雾特性仿真

基于文丘里原理设计了一款农用气液两相喷头,并采用k-ε湍流模型,利用FLUENT和CFX求解器对喷头内部气流场进行了计算流体力学(CFD)仿真和试验验证。结果表明:喷头出口平面中心区域的气流速度达到亚音速和超音速,喷头出口的气流速度随着两相压力的增加而增加;当气相入口压力一定时,液相入口压力的增大可使喷头下方两侧气流朝喷头轴向集中,喷口中心区域气流速度的实测值与仿真值的相对偏差≤10%,仿真结果真实可靠。雾滴粒径测试结果表明:在0.05 MPa的恒定水压下,雾滴粒径随着气压的增高而降低;在常用工作气压下,距喷头喷射距离1.6 m处,粒径65μm以下的雾滴比例≥85%,雾滴体积中径(D_(50))50μm。所设计的喷头雾化性能优异,可获得烟雾级雾滴,适用于在设施农业中进行整棚弥散性喷雾防治病虫害。     

变量喷施技术及其雾化特性评价方法综述

综述了变量喷施技术的研究背景和研究现状,表明,必须继续深入研究变量喷施技术及其雾化特性,以提高农药利用效力、减小环境污染。概括并提出了一套适用性较广的研究变量喷雾雾化特性的研究思路和评价方法,即在建立变量喷雾控制装置后,先设计确定标准工况和随流量变化的各测量工况,在各工况下测量喷雾流量、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径和雾滴速度,用统计方法拟合各雾化特性参数随流量的变化规律,从流量调节范围、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径、雾滴速度、喷雾比能和喷雾动能中值直径等方面综合评价此种变量喷雾装置的喷雾特征和适用场合。     

小型树枝粉碎机关键部件的设计

为将山地果园和其他园林场所修剪废弃的直径小于30mm的树枝,粉碎成长度小于30mm、粒径小于5mm的木屑,设计了一种厚锤片单通道喂料辊喂料非重复式粉碎的可移动小型树枝粉碎机。根据锤片式粉碎原理,设计时改进喂料装置、转子总成和锤片的尺寸结构与工作方式。检测试验结果表明:改进设计的粉碎机最佳主轴转速范围为2 050~2 200r/min,在2 100r/min主轴转速时生产率可达0.851m3/h,单位能耗低至3.162kW·h/m3;机器参数水平理想,粉碎效果良好。     

雾滴密度及大小对氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟效果的影响

【目的】分析不同剂量条件下,雾滴密度和雾滴大小对氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟效果的影响,为稻田农药的高效施用提供科学依据。【方法】采用自动行走式喷雾塔模拟田间喷液量,通过添加表面活性剂使不同浓度的氯虫苯甲酰胺药液在水稻叶面上有同等润湿展布能力,利用图像处理方法计算水敏纸上收集到的雾滴密度。【结果】氯虫苯甲酰胺剂量为2.00 mg•m-2,增加雾滴密度能显著提高防治效果。剂量增加到4.00 mg•m-2,雾滴体积中径VMD 200 μm和VMD 75 μm的雾滴密度在分别达到26.06和66.96 个/cm2后,防治效果即可与高密度处理效果相当。VMD 200 μm的雾滴密度为82.09 个/cm2时,剂量从4.00 mg•m-2减少至2.00 mg•m-2,防治效果没有显著降低。VMD 75 μm的雾滴密度为140.06 个/cm2,剂量从4.00 mg•m-2减少至2.50 mg•m-2,防治效果同样没有显著降低。相同喷液量条件下喷施相同浓度的氯虫苯甲酰胺药液,VMD 75 μm的喷头增加了雾滴密度,提高了防治效果。【结论】氯虫苯甲酰胺低用量时,雾滴密度与防治稻纵卷叶螟的效果密切相关。雾滴密度超过一定数量,减少氯虫苯甲酰胺剂量仍可保证对稻纵卷叶螟的防治效果;低容量喷雾时,可通过减小雾滴粒径,增加雾滴密度提高氯虫苯甲酰胺的防治效果。     

蜂蜜喷雾干燥过程的模拟与仿真

研究了蜂蜜混合料液在离心喷雾干燥塔内的运动及水分蒸发情况,结合蜂蜜物性和喷雾干燥的特点,运用Fluent软件建立了离心雾化器的雾化模型及喷雾干燥室内气固2相运动、蒸发等CFD模型。对蜂蜜喷雾干燥过程进行了仿真试验,得到了喷雾干燥室内气流的温度分布、雾滴的运动轨迹和蒸发情况等。并通过试验验证了该模型的适用性,得到了蜂蜜喷干的最佳工艺条件。