农用喷头雾滴粒径对液体黏度的响应

目的 研究农药不同黏度对喷头雾化特性的影响,为农业喷雾施药技术提供理论参考。方法 配制不同质量分数的甘油溶液替代农药试剂进行研究,将喷头喷雾区域网格化,使用粒子动态分析仪测量喷雾区域不同位置处的雾滴参数,利用SPSS分析轴心方向和径向雾滴粒径的分布规律。结果 在喷头喷雾区域轴心方向上,雾滴算术平均直径、雾滴体积平均直径及雾滴索尔特平均直径呈现出先变小然后逐渐变大的规律,外界空气阻力的扰动作用使喷射出的液体表面形成一定模式的表面波,随着距离增大波幅变大,波峰被撕裂下来,破碎成小雾滴,而后在重力的作用下雾滴间发生碰撞聚合,雾滴粒径逐渐变大;喷头喷雾区域径向上,雾滴近似于对称分布,雾滴粒径呈现出中间小两边大的特点,随着径向距离增大雾滴粒径逐渐增大;通过SPSS分析得出,轴心方向上,轴心距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.531、0.795;在喷雾区域径向上,径向距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.932、0.328。结论 在一定程度上,黏度较大的液体具有一定的防止漂移效果;液体黏度改变对轴心方向上雾滴粒径影响效果显著;在喷头径向上,距离的改变对雾滴粒径大小影响显著。     

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。     

3种助剂对22%氟啶虫胺腈悬浮剂表面张力及雾化分散的影响

为研究喷雾助剂对农药界面参数及雾化分散特性的影响,将3种助剂(倍达通、N380、G2801)分别与浓度为0.3%、0.4%、0.6%的22%氟啶虫胺腈悬浮剂混配,测定混合液的表面张力变化,并在雾滴传递评价系统中进行雾化分散试验,分析喷雾助剂对药液表面张力、雾滴体积中径及雾滴谱跨度的影响。结果表明,喷雾助剂对药液的表面张力有明显的降低作用,且不同浓度药液中添加同一种助剂后,表面张力具有较明显的一致性;喷雾助剂对雾滴体积中径改变作用明显,倍达通表现为增大作用,N380及G2801表现为减小作用;在较大药液浓度及较低喷雾压力下,助剂对雾滴谱跨度具有增大作用,降低了雾滴粒径的均匀性。该试验结果可为施药前助剂筛选提供依据,为进一步研究农药减施增效提供数据基础。     

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185.9μL,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92.8～28.2μm;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...     

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。     

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。     

管道入口段雾化加注天然气减阻剂的数值模拟

采用数值模拟的方法研究天然气管道减阻剂的雾化加注过程,首先对气体管道入口段的稳态流场进行模拟,得到收敛的气流场,再将减阻剂作为一系列离散相雾滴从入口喷嘴注入后进行耦合计算,分析各雾化条件对雾滴索泰尔平均直径（SMD）及其在入口段管壁上吸附特性的影响。模拟结果表明：喷雾压差、喷雾流量、喷嘴直径和喷射角度是影响天然气管道减阻剂减阻效果和减阻距离的关键因素。喷雾压差越大,喷雾流量越小,雾滴的SMD越小,越容易吸附在入口段的管壁上;喷嘴直径和喷射角度对雾滴的SMD影响不大,但喷射角度较小时,雾滴能被气流携带更长距离。研究成果可为天然气减阻剂的工程应用提供一定的理论指导。（图6,表5,参17）。     

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     

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。     

气助式静电喷头雾化性能和荷电效果试验

设计一种气助式静电感应喷头,对其工作原理和关键结构进行了研究。在室内对它进行了雾化性能试验和荷电效果试验。由试验结果分析了充电电压、气体压力与流量、液体压力与流量、喷孔直径等参数对雾化质量和荷电效果的影响,综合分析气体压力为0.4 MPa,液体压力为0.25 MPa,喷孔直径为2.0 mm时气助式静电感应喷头具有最优化性能。     

静电纺丝法制备酶解木质素与聚乙烯醇混合纤维薄膜的研究

采用静电纺丝法制备酶解木质素(EHL)/聚乙烯醇(PVA)混合纤维薄膜,研究溶液性质(配比、聚合物相对分子质量、浓度、黏度、表面张力、电导率)、操作工艺参数(电压、推速、极距)及环境湿度对静电纺丝纤维膜形貌和直径的影响。结果表明:在一定范围内随着木质素比例的增多,纤维平滑直径均一;聚合物相对分子质量对纤维形貌和直径有较大的影响,随着聚合物相对分子质量的增大,纤维由珠状结构变为平滑纤维,纤维平均直径增大;环境湿度对纤维形貌和直径有较大的影响,随着环境湿度的增加,逐渐出现珠状纤维,纤维平均直径变小;电压对直径影响不大,但电压过小或过大都会出现珠状纤维;推注速度对直径影响不大,但推注速度过大或过小都会出现珠状纤维;随着极距的增大,纤维直径减小但出现珠状结构。     

基于马尔文激光粒度分析仪的生物质燃油雾化特性研究

采用马尔文激光粒度分析仪,研究了生物质燃料的雾化特性,并分析了气液质量流量比、沿喷孔轴向距离、径向距离、液体的表面张力系数以及液体的粘性系数等参数对生物质燃油雾化特性的影响。通过试验发现,气液质量流量比和沿喷孔轴向距离是影响索特平均直径的最主要因素;且在相同的雾化条件下,生物质燃油雾化质量最差,生物质燃油和醇类的混合燃料的雾化质量较好,而柴油的雾化质量最好。     

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。     

基于压电陶瓷传感器的应力波传播试验

为研究应力波在管道中的传播特性,了解应力波在管道传播中其能量变化与传播距离之间的关系,并验证压电陶瓷材料应用于应力波管道检测的可行性,以粘贴在管道上的压电陶瓷片作为信号激励器或接收器,通过监测不同位置处压电陶瓷接收器的输出电压,计算出各接收器输出电压的峰值。引入衰减指标这一概念作为应力波因子,并利用小波包能量法计算出应力波衰减指标,分析应力波衰减指标与传播距离之间的关系。研究结果表明,应力波在管道中传播时,距离激励器越远的接收器所接收到的应力波电压峰值越小,应力波能量衰减指标越大,说明随着应力波传播距离的增大,应力波能量不断减小,出现衰减。     

气力式静电喷头雾化特性研究

简述了气力式雾化喷头的基本结构及工作过程,并对喷头的雾化特性进行了初步试验。试验结果表明,雾滴大小及均匀性随着气体压力的升高而减小;喷孔结构和参数对雾滴直径及雾化质量有重要影响;该喷头所得雾满尺寸满足静电喷雾要求,为静电喷雾的正常进行提供了前提。     

3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机的设计与试验

基于生物最佳粒径理论,以离心雾化技术为核心,在撞击式低速离心雾化器、夹管式流量阀等关键基础部件创新及优化设计的基础上,研发一种通过雾化器转速变化即可精准控制雾滴粒径,满足设施农作物病虫害防治要求的3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机。结果显示,离心雾化器的转速越高,产生的雾滴粒径越小,转速为2 400 r/min时,雾滴粒径为101μm,接近于弥雾机的雾滴细度;转速为2 700 r/min时,雾滴粒径为65μm,远低于超低容量喷雾雾滴粒径≤100μm的要求;转速为3 000 r/min时,雾滴粒径减至41μm;随着离心雾化器转速的提高,雾滴谱趋窄,当转速在2 400~3 000 r/min范围内时,雾化质量较为理想。田间试验结果表明,该机具喷雾量低,平均施药量为127.5 L/hm2,但可提高药液在靶标作物上的覆盖率和分布均匀性,从而可在提高病虫害防治效果的同时,减少农药使用量。     

超声雾化喷嘴的研究现状及在农业工程中的应用

超声雾化喷嘴主要有压电式和流体动力式2种形式,压电式超声雾化喷嘴适用于中、小流量的喷雾,其目标是对喷雾雾滴粒径的控制,期望得到雾化颗粒在微米级、粒径分布均匀的雾化微粒,在农业工程方面主要应用于超声雾化栽培及超低量喷药方面;而流体动力式超声雾化喷嘴雾化量大、结构简单、射程远、工作可靠,在农业设施加湿降温及设施内病虫害防治方面具有较好的应用前景。从超声雾化喷嘴的工作原理、研究现状及农业应用3个方面的研究成果进行评述。从超声雾化喷嘴的工作原理和研究现状可以得出,改变压电式超声雾化喷嘴的变幅杆形状和前后盖板的材料及改变流体动力式喷嘴的阀芯结构成为今后的重要发展方向。从雾化栽培、农业设施加湿降温及超低量喷药3个方面详细介绍了超声雾化喷嘴在农业工程方面的应用及特点。最后,对超声雾化喷嘴今后的研究方向进行了展望。     

天然气减阻剂分离模拟试验

BIB天然气减阻剂经雾化注入输气管道以后,一部分涂敷在管壁上,其余部分随气流进入管道末站的分离器。通过模拟试验,测试了旋风分离器和过滤分离器对管输气体中剩余天然气减阻剂的分离效率。研究表明:双切向进口旋风分离器对雾化天然气减阻剂的分离效率较高,且当入口雾滴的粒径分布固定时,气液分离效率随入口气速和雾滴质量浓度的增大而提高;过滤分离器对天然气减阻剂的过滤效率超过99.9%,且过滤效率随入口雾滴的质量浓度和雾滴粒径的增大而提高,当雾滴粒径达到一定程度时将被完全过滤掉。经过两级分离器分离,管输气体中的减阻剂含量极低,基本不会对下游用户和输气设备产生不良影响。分离器是天然气减阻剂的使用结点,天然气减阻剂一旦经过分离器,必须再行加注。     

超支化聚氨酯丙烯酸酯的水溶性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯、丙烯酸羟丙酯、丁二酸酐、超支化聚酯为原料,合成了一种新型可紫外光固化的水性超支化聚氨酯丙烯酸酯(Water-soluble hyperbranched polyurethane acrylate,WHPUA),采用傅里叶变换红外光谱分析了其合成过程中基团的变化,并对WHPUA系列水分散体水溶性质进行了研究.结果表明,随着单个分子中羧基含量的增加,WHPUA水溶性增大,黏度升高,表面张力降低,粒径减小;随着超支化聚酯代数的增加,WHPUA粒径增加;羧基中和度的增加有利于增加预聚物表面的羧基离子的密度,从而使WHPUA的粒径减小,体系的黏度也随之降低.