旋动射流混药器扩散角对脂溶性农药混合效果的影响

旋动射流混药器扩散管的扩散角是混药器的重要结构参数之一,当给定扩散管扩散度后,扩散角和扩散管长度成反比,因此为了减小扩散管的长度,只有通过增大扩散角来实现。根据扩散角增大和扩散管长度减小的比例,选择扩散角为10°、14°、18°来研究其对脂溶性农药的混合性能。经过试验验证,通过均方根误差(root-mean-square error,简称RMSE)和灰度值分布图对试验提取图像进行数据处理。结果表明,扩散角为10°时的RMSE最小,为1. 106 3,灰度值分布图分布均匀,而扩散角为14°、18°时的RMSE分别为1. 595 1、1. 833 1,灰度值分布图不均匀。因此,扩散角为10°的旋动射流混药器能够实现脂溶性农药和水的均匀混合,此时,扩散管长51. 44 mm,混药器有效长度为98 mm。     

植保机在线混药系统的设计及混药性能试验

为提高植保机喷雾作业中的农药利用率,设计了一种在线混药系统。混药系统主要包括取水单元、取药单元、混合器和控制单元。系统工作时,控制单元控制取水单元和取药单元抽取水溶液和农药,注入混合器混合,混合液经隔膜泵加压后经过喷头喷施。基于计算流体力学理论,建立内置7块扰流板且注药口和注水口沿边壁垂直分布并正对第1块扰流板的圆柱形静态混合器模型,运用Fluent软件对模型进行数值分析,结果常压(0.1MPa)时,混合器出口处药水混合均匀性变异系数为2.2%,药水混合效果最佳,但注药口有药剂回流现象,故提出药剂加压的模拟方案。药剂加压1MPa时,注药口无药剂回流现象,药水混合均匀性变异系数为2.0%,药水混合效果优于常压。用胭脂红溶液替代农药进行试验,加压状态下,混药系统喷头处混药稳定性最大相对误差为4.301%,药水混合变异系数最大,为3.989%,混药性能优于常压,与仿真结果基本吻合;对在线混药系统进行隔膜泵变工况试验,结果水流量在35～140 L/min时,药水配比为(1∶300)～(1∶3 000)时,在线混药系统混合均匀性系数最大,为4.670%。     

基于图像处理的农药在线混合均匀性分析

农药喷洒是进行病虫防治,提高农业产量的有效途径,但由于施药技术落后,农药浪费以及环境污染问题日趋严重,为了提高农药使用效率,农药在线混合均匀性值得研究。由于水和含有荧光物质的农药亮度差异比较明显,利用图像处理方法研究农药的在线混合均匀性。搭建农药在线混合图像采集系统,通过差值预处理并选择出面积百分比最大的图像,使用了轴向和径向像素分析方法和均方根误差分析方法对混合均匀性进行定量分析。在此基础上基于Matlab编写了数据分析软件,并对三种不同性质农药的混合均匀性进行分析,其中水溶性农药均方根误差百分比(β)为13. 389%,高于乳化性农药(9. 280%)和脂溶性农药(9.996%),说明相对于乳化性和脂溶性农药,水溶性农药在线混合均匀性较好。且通过对浓度一定但流量不同的7组试验利用该方法对脂溶性农药流体图像进行了数据处理,发现当流量从1 390 m L/min减小到880m L/min时,均方根误差百分比(β)从11.029%减小到8.737%,均匀性逐渐变差。结果表明,利用图像处理方法研究农药在线混合均匀性是可行的,可以方便、直观地分析混药器结构及性能参数对混合效果的影响,为农药在线混合的图像处理方法及混合效果定量分析奠定基础。     

基于CFD两级注入式射流混合器设计与试验研究

为解决射流混合器混合比小且不精确的问题,设计了一种两级注入式射流混合器。采用计算流体力学方法对两级注入式射流混合器内部的药水流动特性进行数值模拟。根据文丘里管的设计标准,借助CFD模拟计算不同喷嘴直径,获得最佳混合的喷嘴直径分别为9和21 mm。利用四因素四水平仿真设计,探究了喉管长度、扩收管短轴长度和扩散管角度对混合器出口面均匀度的影响。模拟结果表明,在一级喉管长度45 mm、 二级喉管长度80 mm、一级射流扩收管短轴长度26 mm、二级射流扩散管角度7°时,变异系数最小,混合均匀度最佳。进一步仿真分析了不同混药比对混合器混合变异系数的影响,得出两级混合器可以在不同的混合比下达到相同混合效果。根据优化仿真结果,选取不同的流量与混药比对混合器进行对比试验,结果表明,同一混合比的试验值与实际值的最大误差为3.5%,且混合变异系数均在0.041 2以下,证明混合器在300∶1~3 000∶1时,均能达到较好的混合效果。同一混合比的模拟值与试验值的最大误差为12.1%,证明两级注入式射流混合器符合设计需求。     

植保机械在线混合系统质量评价体系与研究

植保机械的混合均匀性直接影响施药质量,而施药质量对农药的使用效果有着密切的联系.该文提出了混合度的理论与测定方法,避免了用轨迹研究方法研究混合均匀性的烦杂的计算,比以往用均匀性来评定混合效果更科学合理,同时,对植保机械在线混合用的混合器与射流混合系统等进行了研究评估.     

基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程，针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器；通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量，并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量，有效储肥体积为目标函数的数学模型，利用遗传算法对排肥器进行结构优化，并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验，在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题，优化后的排肥器排肥均匀性更好，排肥量更大，且可实现转速变化控制精量施肥。     

基于离散元法的螺旋式排肥器性能模拟试验

为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。     

基于DEM仿真与试验验证的双轴螺旋输送机结构优化分析

针对螺旋输送机的输送效率问题,对双轴螺旋输送机输送颗粒物料的过程进行离散元法数值计算,并与单轴螺旋输送机输送物料的试验和模拟结果进行对比。在试验验证了仿真模型和参数正确的基础上,对双轴螺旋输送机的轴距和螺距2个参数与质量流速率(■)间的定量关系进行二元二次多项式拟合,得到拟合优度R~2=0.964 6的回归方程。研究结果表明:1)双轴的相对转动方向对■没有影响;2)螺距和轴距对■均有明显影响。■随着轴距的增大显著增大,大螺距时会在达到极值后趋于稳定或略有下降;■随着螺距的增大先增大至峰值后下降;3)双轴的螺距和轴距对颗粒运动影响显著。两轴中间位置颗粒的最小轴向平动速度与轴距呈现近似线性的递减关系,且螺距越大,其减小趋势越明显。     

螺旋盘管成型工艺的研究

螺旋盘管的成型是利用中频感应效应使管子在小区域内快速加热，被加热的管子在其塑性变形范围内，按预先设定的轨道以一定的速度向前推动达到成型。分别对螺旋盘管工艺流程中的各支轮、压轮和靠轮位置、螺旋盘管管的弯曲推力（F）、弯曲力矩（M)及螺旋盘管的螺距（h）与平面圆弯曲半径（R）的关系进行了分析，指出提高螺旋管的质量与控制加热圈的位置、加热温度、螺旋盘管的推进速度、焊口质量及管材自身直度和两根管对接直度等因素密切相关。     

气吹集排式分肥器的研究

针对传统的机械式排肥器排肥不均匀、 单排低效性、 稳定性较差等弊端,设计了一种新型的多行气吹集排式分肥装置,且主要分为供肥、混肥、分肥、排肥4个工作过程.该排肥器利用高速气流使气肥混合物在混合区域充分混合,肥料流动性较好,混肥性能可靠;利用分配器的作用将气肥混合物均匀的输送到各排肥管,使分肥更加稳定;利用一器多行作业,...     

不同粒度的粉料对卧环式混合机性能的影响

为探讨不同粒度的物料对混合均匀度、混合时间、卸料时间、留存量及机内“死区”的影响,本文用甲基紫法,通过采用3种不同粗细玉米粉作试料,对卧式螺旋环带型混合机机进行了试验研究。结果表明,在一定的粒度范围内,混合均匀度受物粒粒度的影响不大,在转速n=400rpm,混合2分钟皆可使变异系数CV小于5％,随着物料粒度的增在,最佳混合时间、卸料时间和留存量均明显减小,过度混合的分离现象也就越严重。此外,还发现混合细料时机内有“死区”存在。     

HLG-55型基质混料机主要技术特征参数研究

[目的]确定HLG-55型基质混料机主要技术参数。[方法]着重分析HLG-55型基质混料机的混合均匀度、生产率和可靠性系数等性能指标。[结果]该设备装载量为0.55 m3/批,生产能力为3.5～5.5 m3/h,混合均匀度达到95%;基质混合均匀,生产率高,使用可靠,操作方便,劳动强度低。[结论]HLG-55型基质混料机不仅能将一定配比的各种基质原料均匀混合,而且可根据需要在搅拌的同时喷淋适量的水,使基质达到适宜的含水率。     

摆管式石灰撒施机构的设计与试验

针对离心式撒肥机或气流喷射式撒肥机在稻田施用生石灰粉尘污染的问题,设计了加装在旋耕机上的摆管式石灰撒施机构,该机构主要由料箱、螺旋送料装置、摆动装置、传动系统组成。以石灰撒施横、纵向均匀性变异系数为评价指标,对影响石灰撒施均匀性的机具前进速度、摆管倾角、摆管的频率3因素进行单因素和响应曲面试验,确定了机构的最优参数。试验结果表明,影响石灰撒施均匀性变异系数因素的大小依次为摆管频率、机具前进速度、摆管倾角;当摆管频率为3 Hz,摆管倾角为45°,机具前进速度为0.97 m/s时,石灰撒施的横向均匀性变异系数为9.1%,纵向均匀性变异系数为13.9%,能够满足石灰撒施的要求。     

水稻不同穗型群体冠层光分布的比较研究

根据颈穗弯曲度将水稻划分为直立、半直立和弯曲三种穗型,并将弯曲穗型进一步分为穗弯曲型和颈穗弯曲型。穗型主要影响群体中上部的光分布。直立穗型群体中上部光照条件好,光的分布比较均匀;半直立和弯曲穗型群体穗位以下的光照条件远不如直立穗型群体。不同穗型群体下部光分布的差异不大。弯曲穗型在一定程度上降低了穗在群体中的相对位置,有利于上层叶片的光合作用,因而可能优于半直立穗型。穗型也是影响消光系数的重要因素之一,在比较不同穗型品种的冠层特征时,以消光系数作为综合指标有一定局限性。此外,还讨论了株形与光能利用的关系和直立穗型的利弊。     

基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

利用κ—ε双方程湍流模型对自行设计的射流式增氧机内部流场进行了模拟,得到了流场内部各个参数的分布图,揭示了混合管内部的流动状态,为射流式增氧机的参数优化和性能预测提供了可靠的手段。通过对射流器仿真数据的分析,得出混合管与喷嘴截面积比的最佳值为2．33,并通过增氧试验验证,证明仿真结果与试验结果相吻合。     

Analysis of Mixing Principle and Optimization of Parameter on the Single-shaft Horizontal Total Mixed Ration Mixer

The main structure and working principle of the single-shaft horizontal total mixed ration mixer was discussed. For studying the mixing principle, the analysis of force and motion of the material on the paddle were made, and paddle angle and rotational speed of the rotor were determined by the experiment, the main mixing ways were explained.     

两种穗型品种粒重和结实率在穗上不同粒位的分布差异

为了探索不同穗型品种米质差异形成的原因,研究了3个直立穗型和3个弯曲穗型粳稻品种,两种不同穗型水稻穗上不同粒位籽粒粒重和结实率的差异。结果表明:直立穗型品种和弯曲穗型品种的穗部性状差异明显,穗型特征与品种间的粒重和结实率高低没有较大联系,因品种而异。同一稻穗内不同籽粒间的粒重和结实率高低与其颖花在穗上的开花顺序有密切联系;不同部位间籽粒相比,粒重和结实率基本都表现为上部中部下部;不同枝梗间相比表现为一次枝梗二次枝梗;同一枝梗不同着粒部位相比,一次枝梗上6个粒位籽粒的粒重和结实率基本以第4、5、6粒位较高,第2粒位最低,二次枝梗上3个粒位以第1粒位最高,第2粒位最低。一次和二次枝梗与上部、中部和下部枝梗这两类粒位之间的互作对粒重有显著影响。直立穗型品种单一稻穗不同粒位间粒重和结实率的变异大于弯曲穗型品种。     

莲藕施肥机无轴双螺旋供肥装置性能分析与试验

针对藕田施肥过程中存在的劳动强度高、施肥稳定性及均匀性较低的问题,设计了一种水力喷射式莲藕施肥机,其主要分为供肥装置和水肥混合装置,主要对无轴双螺旋供肥装置进行了设计与分析。通过理论分析确定影响供肥性能参数主要为螺旋转速、直径和导程,结合藕田施肥农艺要求确定上述3项参数的取值范围。利用EDEM对无轴双螺旋供肥性能进行离散元仿真分析,以供肥量均值和供肥量稳定性变异系数为评价指标分别进行单因素试验和回归正交旋转组合试验。单因素试验结果表明：供肥量均值随着螺旋转速、直径和导程的增大而增大,并且具有良好的线性关系,因此可通过调节供肥螺旋转速、直径和导程来改变供肥量均值;供肥量稳定性变异系数随着螺旋转速和导程的增大呈现先降低后升高的趋势,而随着直径的增大而减小。运用Design-Expert软件对回归正交旋转组合试验结果进行分析优化,分别开展仿真试验和台架试验对优化后的参数进行验证。结果表明,当螺旋转速为160 r·min^-1,螺旋直径为78 mm,螺旋导程为53 mm时,仿真结果供肥量均值为329.43 g·s^-1,供肥量稳定性变异系数为1.43%,...