植保无人飞机发展现状及建议

植保无人飞机由于作业效率高、节水省药、具有航迹规划与全地形作业能力等优势，在国内市场快速发展。介绍了植保无人飞机的发展背景，高速发展的原因、市场新格局的形成，技术路线选择、作业性能和适用范围，相关政策、行业标准、亟待解决的问题，并提出了发展建议，为行业规范、健康发展提供参考。      

基于CFD的多风道风送喷雾流场数值分析与试验研究

为研究果园喷雾机的气流和雾滴沉积分布情况，通过数值分析与试验相结合的方法，研究了一种适用于果园植保的多风道风送喷雾系统气流场和气液两相流场分布规律。研究结果显示，该多风道风送喷雾系统的外部气流场分布较为均匀，喷射出风口出口处的气流速度试验值与仿真值相对误差＜13.7%，随着测量距离增大，气流速度逐渐衰减，其绝对误差基本在0~2 m/s。雾滴场在-0.6~0.6 m喷雾区域内雾滴沉积量（百分比）的仿真值和试验值相对误差＜14%，数值分析结果较为准确地反映风送喷雾系统的气流分布和雾滴沉积特征。      

喷头性能测试系统的研制

本文设计的喷头性能测试系统,用于喷头喷雾压力、流量、雾量分布均匀性测定及组合喷头性能参数的测定。系统采用先进喷杆精准定位技术,数据同步采集技术、自动化控制技术(PLC技术和PCI总线控制技术),可实现多参数精密同步测定及数据自动处理功能。试验结果表明,系统实现高度自动化,测试精度高、方法先进,能够准确评定喷头喷雾特性。     

基于遥控的温室喷雾机自适应控制系统设计与试验

在地面存在障碍及施药隐患的温室环境里,为避免喷雾机碰撞墙面或作物,防止重喷漏喷,要求喷雾机与作物之间始终保持近似平行,以保证施药效果。为此,基于串口通信,设计了无线遥控及自适应行走的实时运动控制系统。在喷雾机车体两侧及前端共布置了5个超声波测距传感器,分别用来实时检测车体到作物行两边的距离和前方路况,并设计了一种对作物行两侧距离检测的去最值平均值算法,以根据测量数据对喷雾机进行实时调整。给出了样机总体结构,介绍了运动控制系统的组成、原理及自适应调节方法,详细阐述了控制系统的软硬件设计方法,并对遥控与自适应实时运动控制系统及算法的调节性能分别进行了室内场地试验和温室环境试验。试验结果表明:自适应控制系统及算法可使喷雾机实时快速调整并沿作物行中心线行走,喷雾机实际偏移道路中心线的距离平均值为6cm,遥控系统灵敏、安全、可靠。     

果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统

按照风送式喷雾机国家标准规定的试验方法,设计了果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统。测试系统采用V型槽式集液装置和排放系统。测试系统能自动完成数据的采集、计算和处理,实现了测试过程的自动化,能够准确获得喷雾机垂直喷雾流量分布情况。实验结果表明:喷雾压力增大使喷雾流量增加,但对喷雾药液分布均匀性没有明显影响;提高喷雾机驱动电动机的转速,增加风速,能够使垂直方向上药液分布更加均匀,提高垂直喷雾均匀性。测试系统能够获得喷雾机在垂直方向上的喷雾量分布特性。     

出口角对离心泵内固液两相流动影响

采用欧拉多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件Fluent,对3台不同叶片出口安放角的离心泵内的固液两相湍流进行了数值模拟,分析了叶片出口安放角对泵内部固液两相流场的影响.计算结果表明：在叶轮流道内,固体颗粒的相对运动方向比液相更偏向叶片压力面,大叶片出口角叶轮内两相速度的夹角较大.通过对比不同叶轮内压力分布及固体颗粒体积浓度分布,得出以下结论：大出口安放角的叶轮压力面附近聚集了更多的颗粒,导致大量颗粒与叶片尾部的压力面相撞;叶片出口安放角增大使得叶轮出口压力增大.     

盐析液固两相流对化工泵性能的影响

为解决卤水输送过程中普遍存在的盐析现象,减少由于盐析物质堵塞泵的内部流道而给相关工业生产带来的不良后果,采用卤水中常见的硫酸钠作为溶质,利用动态盐析实验台测量了不同流速、不同温度下的延迟时间,研究了延迟时间随着流速和温度的变化规律.结果显示：初始温度降低,延迟时间缩短;流速小于1 m/s时,延迟时间随速度增加而增加;流速大于1 m/s时,延迟时间变化不明显.研究了化工泵的性能随着盐析过程发生的变化,分析了扬程、功率以及效率随系统运行时间的变化规律,并运用晶体动力学和两相流体力学理论对相关结果进行了检验.     

小型联合收获机旋风分离系统清选性能试验

为了解决小型联合收获机清选装置谷糠分离不彻底和损失率较高的问题,利用高速摄影装置研究了吸杂风机转速、扬谷器风机转速和通气孔直径对清选性能的影响机理,以小麦籽粒、颖糠、茎秆混合物料为对象,利用研制的旋风分离系统试验台,选取气孔排布方式、通气孔直径、吸杂风机转速和扬谷器风机转速为试验因素,清洁率和损失率为试验指标,进行了单因素和多因素清选性能试验。单因素试验结果表明,气孔排布方式为螺旋形时,清选效果较好,随着吸杂风机转速、扬谷器风机转速和通气孔直径的增加,清洁率先上升后降低,损失率则逐渐增加,最大损失率不超过2%;正交试验表明:吸杂风机转速为1 900 r/min、扬谷器风机转速为1 100 r/min、通气孔直径为8 mm时,清洁率平均值大于93%,损失率平均值低于1.5%,损失率比优化前降低了25%。     

气流辅助防飘移流场三维数值模拟

采用离散相模型、标准k-ε湍流模型与Couple算法,应用计算流体力学软件Ansys Fluent,对气流辅助喷雾流场进行了三维数值模拟.研究气流辅助的防飘移机理,分析不同条件气流辅助喷雾对雾滴飘移的影响.计算结果表明:气流辅助通过改变自然气流运动方向,胁迫雾滴运动,可以明显减少雾滴的飘移量;风量越大,产生的飘移越小;气流方向与垂直方向成30.时,产生的雾滴飘移率最小;喷头越接近辅助气流,产生的飘移越小.自然风速小于5m/s时,辅助气流能够有效地防止雾滴飘移;自然风速大于5m/s时,雾滴飘移率大于40％.     

大型高地隙喷雾机喷杆模态分析与试验

针对高地隙喷雾机在田间地面激励下喷杆振动大的问题，对悬浮挂接喷杆进行模态特性研究。通过Inventor建立喷杆三维模型，利用ANSYS Workbench对喷杆模型进行动力学模态仿真分析，得到各振动方向有效质量参与量0.85以上时，喷杆前60阶固有频率均在120 Hz以下，振型主要集中在垂直方向振荡和翻转。采用锤击法对喷杆进行动力学模态试验，对比仿真分析和试验结果得出:喷杆前10阶模态频率差均＜7%，各阶振型对应的MAC均＞0.9，喷杆模态仿真模型正确和结果可信。研究结果可为喷杆振动特性和振动性能分析提供依据。