单旋翼无人机流场分布特征及作业性能试验研究

为探究Z-3N单旋翼油动无人机在梨园进行病虫害防治作业的适用性,对其旋翼流场进行流体仿真并在梨园进行喷雾试验。结果表明:旋翼下压风场分布较为均匀,压强分布为上层>中层>下层,下层最低压强为3.54 N/m2,说明旋翼下压风场可以较好地穿透到果树下层,下层最小风速≥3 m/s,有助于雾滴到达梨树叶面叶背。单旋翼油动无人机喷雾作业后的梨树冠层雾滴沉积覆盖率上层叶面平均覆盖率为9.31%,叶背为1.34%;中层叶面平均覆盖率为10.79%,叶背为3.46%;下层叶面为2.47%;叶背为1.58%。靶标果树冠层叶面的平均体积中值直径为上层>中层>下层,叶背的平均体积中值直径为中层>上层>下层,雾滴均匀分布为中上层优于下层。田间试验表明单旋翼油动无人机的旋翼下压风场分布和药液雾滴沉积覆盖率适用于梨园的病虫害防治作业。     

果园风送喷雾机风送系统研究现状与发展趋势

在果园管理工作中,病虫害防治是极其重要的一环。近些年,我国果园风送式喷雾机得到了巨大发展,有效提高了农药利用率,降低了农药对农作物的影响,减小了环境污染问题。本文阐述了果园风送喷雾机研究进程,分析了喷雾机风送系统,以期为我国果园风送喷雾机的研发提供参考。     

单旋翼油动无人机与圆形果园风送喷雾机作业性能对比试验研究

为验证单旋翼油动无人机在丘陵山地果园的喷雾效果，将单旋翼油动无人机与圆形果园风送喷雾机在矮砧密植苹果园进行喷雾性能对比试验，结果表明:单旋翼油动无人机喷雾作业的果树上中下层雾滴沉积覆盖率分别为0.66%~21.98%、1.20%~16.17%、0.38%~3.96%，雾滴平均体积中值直径大小顺序依次为上层>中层>下层；圆形果园风送喷雾机喷雾作业的果树上中下层雾滴沉积覆盖率分别为5.68%~24.94%、2.64%~34.61%、3.15%~21.78%，雾滴平均体积中值直径大小顺序依次为下层>中层>上层；单旋翼油动无人机喷洒的雾滴在果树中上层的沉积效果显著，圆形果园风送喷雾机则为中下层效果显著。排除机具故障等不确定因素影响，无人机作业的工作效能与节水省药性能优于喷雾机；在果园生产抢农时和病虫害应急处理中，无人机表现出较好的实用性能。     

农业机械化和农机装备产业转型升级发展方向探讨

为加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级,各省(自治区、直辖市)依据自身情况,结合2018年国务院42号文件,相继制定了符合自身实际的指导意见。本文依据国务院及各省发出的关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见,从农业机械化总的发展目标、全程全面机械化发展目标、农机装备产业转型升级主要发力点等3个维度综合分析各省(自治区、直辖市)的农业机械化及农机装备产业转型的发展方向,为农机企业及相关涉农行业的农机研发、选型及推广等工作的开展提出依据。     

果园多风机风送喷雾机聚风筒聚风特性的试验研究

针对传统果园多风机风送喷雾机存在风能利用率低,出风口到靶标之间喷雾四散飘移的问题,对风机配置聚风筒(直筒式、渐缩式、渐开式)的风送喷雾系统的聚风喷雾性能进行研究。通过对聚风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性。设计单因素试验和响应面参数优化试验分析风筒类型、聚风筒长度和风机转速对聚风特性的影响并确定聚风筒的最佳参数设计组合。试验结果表明:有聚风筒的风送喷雾系统对雾滴的胁迫作用明显显著优于无风筒的,且呈现了较好的聚风雾化作用,渐缩式风筒的性能尤为明显;气流集中性能由高到低排序为渐缩式、直筒式、渐开式、无风筒,聚风筒胁迫雾滴的横向穿透性能由高到低为渐缩式、直筒式、渐开式;风筒长度在30~70 cm范围内,长度越长,聚风性能越好;随着转速呈倍数的增加,风场速度峰值也呈倍数增加,转速的改变不影响速度峰值的位置。聚风筒最佳参数设计组合为风筒类型为渐缩式,风筒长度为70 cm,风机转速1 440 r/min,此组合下的风速为4.156 m/s,风场纵向幅宽为1 585.32 mm。     

喷雾机风送式环形喷管喷雾装置设计与试验优化

针对喷雾机传统风送喷雾系统难以精准控制风量致使漂移现象严重、药液利用率低下的问题,设计了一种将轴流风机与环形喷头相配合的喷雾系统。通过对风机风场进行计算流体力学CFD流体仿真、对标试验、环形喷管内流场仿真确定了环形喷管尺寸参数与喷头安装位置。设计单因素与多因素正交试验来研究风机端口风速、扇形喷头型号与喷头安装倾角对喷雾效果的影响进而确定最佳喷雾参数组合。结果表明：环形喷管应设置在轴流风机出口端面中心位置,3个喷头呈120°均布在环形喷管上;在风机气力作用下,雾滴沉积量的峰值处于距风机端口0.5~1.5m的范围,风送喷雾装置与靶标果树的作业距离不应超过1.5m;风机气力有助于细化雾滴,但出口风速不宜大于等于8m/s;喷雾总体性能与喷头倾角呈极显著相关（P<0.01）,喷头安装倾角60°性能最优;雾滴沉积密度随扇形喷头型号的增大呈先增大后减小的趋势,雾滴的体积中值直径随扇形喷头型号的增大而增大;最优配置参数风机风速为6m/s、喷头型号为02型、喷头安装倾角为60°。此参数组合下雾滴沉积量为5.08μL/cm2,表明优化模型可靠。     

果园风送喷雾机蝶型导流结构设计仿真与试验

针对传统风送喷雾机风道气流分布不均匀的问题，设计1种蝶型导流结构，对不同进风口直径、风道倾斜角度、涡轮转速等结构参数，利用Flow simulation软件对导流结构内部气流场进行模拟仿真，监测6个出风口风速，并计算其速度均值和标准差，并通过正交实验法，以均值和标准差为优化响应值，得出最优配置参数为进风口直径535 mm、风道倾斜角度90°、风机转速190 rad/s。对调整风道参数后的导流结构内部气流场模拟仿真，分析其速度云图和相对压力云图，6个出风口风速分别为20.394、22.232、25.799、20.159、22.446、23.732 m/s，风速均值为22.627 m/s，标准差为1.93，风速分布较均匀，压力分布均匀。通过试验验证，出风口风速真实值与模拟值误差不超过5%，叶面叶背雾滴沉积密度在20滴/cm²以上，变异系数不超过10%，雾滴分布均匀，蝶型导流结构设计符合要求。     

3WPZ-300喷杆喷雾机甘蓝地施药作业性能试验研究

为探究喷杆喷雾机在甘蓝菜园的喷雾效果、作业防效、漂移性能、雾滴大小及均匀度，以‘中甘二十一’甘蓝为试验对象，采用水敏纸检测喷雾雾滴，试验分析3WPZ-300喷杆喷雾机在地膜覆盖甘蓝菜园药液喷洒作业的各项性能指标。结果表明：喷雾机的纯工作小时生产率约是3.32 hm²/h，用水量约是389.81L/hm²，比电动喷雾器节水13.4%，可满足大面积甘蓝种植园的植保作业需求；雾滴在甘蓝叶面覆盖率均值为39.82%，叶背为19.21%，可实现药液的均匀覆盖；经喷杆喷雾机施药作业，对甘蓝的有效防护天数平均为7.8 d，满足防效要求。     

葡萄茎秆切割装置作业参数优化与试验

为探究露地酿酒葡萄茎秆对机械化切割力的影响关系，通过力学特性试验测定修剪期葡萄茎秆弹性模量与抗压强度，确定葡萄茎秆断裂时的抗剪强度在5.0~9.0 MPa。对切割器—葡萄茎秆建立几何模型进行动力学仿真，借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析往复式切割器切割过程，得到葡萄茎秆修剪过程中位移云图、等效应力云图、能量曲线和切割力曲线。在此基础上进行三因素三水平仿真试验，得到切割装置工作参数对切割力的影响从大到小排序为切割倾角、液压马达转速、行进速度，运用Design-Expert12.0软件优化分析得到切割装置最优参数组合：切割倾角为9°、液压马达转速为700 r/min、行进速度为1.5 m/s。运用最优参数组合进行田间试验，结果表明：往复式葡萄茎秆修剪机的漏剪率为5.4%，撕裂率为4.6%，葡萄茎秆切割装置最优作业参数可满足葡萄园茎秆修剪作业要求。     

远射程喷雾机喷雾参数优化与试验

针对远射程喷雾机作业参数选择不当导致施药过程中药液在果树冠层附着率低及浪费等问题，以3WF-100型远射程喷雾机为试验平台，研究喷雾距离、喷射角度、喷雾压力3个因素对果树药液附着性能的影响。通过单因素试验确定3个因素取值范围，利用三因素三水平的Box-Behnken Design响应面试验分析得到了优化的远射程喷雾机喷雾参数。结果表明：当喷雾压力为0.3～0.5MPa时，雾滴沉积覆盖率达到峰值，叶面为52.5%～71.8%,叶背为27.6%～32.4%;喷射角度为30°～60°时，雾滴流可覆盖果树冠层范围；喷雾距离为2.5～3.5m时，果树药液附着均匀性及雾滴沉积密度均较高。响应面试验方差分析得知：3个因素与喷雾效果呈极显著相关(P<0.01),远射程喷雾机对果树施药作业的优化参数组合为喷雾距离2.5m、喷射角度54°、喷雾压力0.48MPa时雾滴沉积量为7.09μL/cm²,提升了远射程喷雾机的施药效果。