新型喷雾混药装置性能研究

对新型喷雾混药装置的性能进行了理论和实验研究。用无因次参数密度比ρso,压强比h，流量比q,面积比m和4个阻力系数来描述新型喷雾混药装置的性能，并建立了它们之间的理论关系。实验研究了混合管与喷嘴面积比为1．49、2．07和3．03三种新型喷雾混药装置的性能。理论和实验研究结果表明：该新型喷雾混药装置可以应用于机动喷雾机的自动混药。     

混药混肥装置控制性能分析

从自动控制角度对吸入式，压差式，注入式3种混药（混肥）装置进行分析比较，得出以下结论，吸入式难以实现精确，可靠的控制，压差式同样存在不易精确控制的缺点，水力驱动注入式的控制可靠性较差，机械驱动注入式能够可靠地实现高精度实时自动调控，且不需搅拌装置。     

喷杆喷雾机射流混药装置试验研究

根据喷杆喷雾机喷雾系统设计了射流混药装置,并对射流混药装置进行了在线混药试验研究。测量两种不同参数的射流混药装置应用于不同的喷雾系统的工作参数和工作状态,结果显示,射流混药装置与喷雾系统存在参数匹配。若匹配不当,射流混药装置出现回流无法实现在线混药。射流混药装置的结构参数与喷雾系统共同决定射流混药装置的工作状态,喷杆喷雾机射流混药装置的结构设计应考虑喷雾系统的流量特性。     

射流混药装置面积比对混药均匀性的影响

以探索农药和水混合后混药均匀性表征的数值计算途径为目标,确定了射流混药装置混药质量分数分布场数值模拟方案,采用CFD软件Fluent对射流混药装置混药质量分数分布场进行了数值计算.引入离析度概念来定量评价射流混药装置中农药和水的混合均匀程度,离析度降为0.05视为药水混合均匀.当面积比m ∈[2.56,4.00]时,随...     

嘴―管距对射流式喷雾混药装置性能影响的三维数值模拟

本文采用标准的k-ε两方程湍流模型,利用FLUENT软件模拟射流式喷雾混药装置的内部流场,分析嘴-管距对射流式喷雾混要装置性能的影响.模拟了在选定面积比m下,不同嘴-管距S对射流式喷雾混药装置的性能参数的影响,并比较了它们的q-h曲线和q-η曲线.对比结果显示,嘴-管距S为3.6mm时,效率最佳.验证了参考文献[1]中嘴-管距的最佳范围为S=(0.81～1.1)d2.     

基于模型与CFD辅助的射流式混药器设计

射流式混药器结构简单,是实现药水分离的最简单有效的关键部件之一。针对混药器内部流体流动过程的复杂性,目前没有通用的理论模型来指导设计计算,没有直观的试验方法观察内部流动的问题。从非弹性介质的动量定理出发,推导出射流式混药器的特性方程,建立面积比、喷嘴与混合室距离的理论计算模型。采用多相流Mixture模型中的Zwart-Gerber-Belamri空化模型法,模拟分析混药器内部的相变过程。研究结果显示理论模型法、仿真法与试验方法的拟合优度大于0.98,证明研究方法的有效性。射流式混药器在低压力比下会发生空化现象,空化产生的气体使引射流量保持稳定,该特性能够满足稳定的混药比要求。设计面积比为1.31的混药器,混药比为0.049 8,混药比变异系数为1.23%。引射流体与工作流体在距离喷嘴出口40 mm处,其速度场已趋于一致,即混药器的混药均匀性可以满足实际需求。该研究为射流式混药器研究与应用提供技术支撑。     

两级射流泵混药装置试验研究

设计了一种用于农药混合的两级射流泵混药装置，实现了在线自动混合，避免了农药对操作者的伤害，对环境的污染，降低了植保机械的生产成本，通过单级，两级射流泵混药装置喷雾工作性能测试，确定了两级射流泵混药装置的结构参数。     

射流混药装置结构参数对混药性能影响的模拟分析

以射流混药装置结构优化为目标,采用CFD方法研究了混药装置的嘴管距、面积比和吸入口角度等主要参数对混药性能的影响.用混药装置流动性能的实测值对射流混药装置数值模拟方案进行对比表明,确定的射流混药装置数值模拟方案合理.对嘴管距、面积比和吸人口角度3个参数进行了数值模拟.结果表明:这3个参数均不改变h-q单调递减关系类型;嘴管距和吸入口角度的变化不改变η-q关系类型,但面积比会改变η-q曲线变化趋势.     

射流混药装置二维和三维流场对比分析

为了探索射流混药装置的设计方法和试验方法,从数值模拟和试验研究两方面对射流混药内部流场进行了对比分析.建立了射流混药装置的三维模型,且将射流混药装置侧向农药入口等效为环向入口建立了其二维轴对称模型,分别确定了二维轴对称流场和三维流场的数值模拟方案,采用CFD软件Fluent对其流场进行了数值计算,并比较了二维轴对称模型与三维模型完成计算的CPU时间,结果表明二维轴对称模型比三维模型的计算效率高64%.搭建了混药试验台,测量了射流混药装置流动性能参数.试验研究的测量结果与数值模拟方案的计算结果对比确证表明：二维轴对称模型数值计算结果与实测值的最大偏差和平均偏差分别为7.41%和4.14%;三维模型数值计算结果与实测值的最大偏差和平均偏差分别为5.13%和3.41%,这表明确定的射流混药装置二维轴对称模型和三维模型的数值模拟方案均可用于工程计算.     

基于CFD的渔药喷施机混药喷施装置流场分析研究

渔药喷施机是一种用于鱼塘渔药喷施作业的自动化机械,混药喷施装置是其核心工作元件。基于三维不可压缩的N-S方程和标准K-Epsilon湍流模型,利用计算流体动力学方法研究混药喷施装置内部流场,以分析得到的速度、压力等参数为基础对喷口净推进力和流体的能量增量进行计算。分析结果表明,渔药喷施在喷管尾部出口形成压力带,有助于喷施推进;在主流道和混药并联流道形成水体压差,合理设计混药并联流道有助于提高混药效果;利用CFD计算流体的能量增量与厂商提供的最大参考射程较吻合,证明利用CFD计算和分析方法来研究能量增量的方案是可行的。     

新型多叶轮潜水搅拌机流场特性

为提高搅拌机搅拌效果,针对各种形状的污水处理池,设计出系列新型多叶轮潜水搅拌机.文中基于ANSYS Fluent 15.0,对2种新型多叶轮潜水搅拌机搅拌流体进行计算,展开深入研究.结果表明:新型双向潜水搅拌机和新型双层潜水搅拌机搅拌水池内流体有效轴向推进距离分别是同叶轮的传统潜水搅拌机的2.0倍和1.8倍,池内流体平均流速分别为0.194 m/s和0.215 m/s,与传统潜水搅拌机搅拌流体平均速度0.203 m/s接近.新型双向潜水搅拌机池内最大速度沿轴向分布呈现马鞍形分布,且流体速度差较大,仅有73.2%流体的流速大于0.050 m/s,且低速区存在于水池中上部,其更适用于狭长且不深的水池.新型双层潜水搅拌机搅拌水池内流体最大速度分布沿轴向呈现双曲线递减分布,78.71%流体的流速在0.100~0.300 m/s,池内低速流体仅占1.55%.故新型双层潜水搅拌机和新型双向潜水搅拌机搅拌性能明显优于同叶轮的传统潜水搅拌机.研究结果可为潜水搅拌机的实际工程应用提供参考.     

混药器流体图像采集与分割方法

通过在农药中加入示踪粒子,利用高速摄像机采集喷雾机农药与清水通过混药器在线混合后流体混合图像的方法,研究了喷雾机农药与水在线混合的混合效果.对于原始粒子图像均匀度较差的问题,提出了基于形态学的校正方法,利用灰度增强的Otsu法对粒子图像进行了有效分割,提取了粒子质心坐标等参数.     

果园施药关键技术研究进展

水果产业一直是中国的传统优势产业,实现水果生产机械化对促进水果产业持续健康发展具有重要意义.果园施药作为水果生产中的一个重要环节,其机械化程度直接影响水果生产机械化水平.分别从喷头技术、气力辅助喷雾技术、静电喷雾技术、在线混药技术、自动对靶技术、变量施药技术、病虫害监测技术等角度出发,分析国内外果园施药关键技术的研究进...     

试论农药残留检测的前处理技术

近年来,有毒农药残留对人健康所造成的危害及对环境所造成的破坏已经引起了我们的高度关注,文章列举了几种最为普遍的前处理技术,以实现对农药残留的最终解决.     

CPLD/FPGA 在液体混合搅拌设备中的应用

CPLD/FPGA是一种可在线编程的大规模数字器件。利用一片在线可编程器件代替PLC(可编程序控制器),完成了对液体混合搅拌设备的控制,并给出了用在线可编程器件CPLD组成的、VHDL语言实现的控制电路设计和程序。     

果园风送式喷雾机防治效果试验

为明确风送条件下不同农药制剂浓度对病虫害防治效果的影响,以虫口减退率和病情指数为指标,测试2种农药对梨蚜虫、梨黑斑病的田间防治效果;同时利用荧光试剂研究雾滴在冠层内的沉积分布,提出适应风送式施药的药液质量浓度范围。结果表明:果园风送喷雾机行驶速度1 m/s、风机转速1 200 r/min、单侧流量7.2 L/min工作条件下,喷施药液量为0.24 L/棵,比人工喷施减少药量33.3%。风送式喷施0.4 g/L的10%吡虫啉防治梨蚜虫,14 d后防效可以达到人工喷施0.8 g/L农药防治效果,药剂质量为0.096 g/棵,为人工施药的1/3。风送式喷雾防治效果随药液质量浓度增加而提高。风送式喷施0.75 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L 3种质量浓度的75%百菌清防治梨黑斑病,第14天防效为46.52%、44.46%、55.63%,防效均显著优于人工喷施1.0 g/L质量浓度的农药。喷施0.75 g/L农药的药剂用量为0.18 g/棵,为人工施药时的1/2。风送式施药雾滴空间分布情况更好,可以参考人工作业减少1/3药液喷施量,同时适当增加药液质量浓度以求达到更好防效,实际喷施药剂量建议为人工作业的1/3~1/2。     

潜水搅拌机内部压力脉动特性分析

为深入研究由叶轮内压力脉动引起的潜水搅拌机振动的内部流场特性,利用大型计算流体软件Fluent 6.3和大型网格专用软件Gambit,采用RNG k-ε湍流模型和 PISO算法和滑移网格技术与刚盖假定方法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理水池三维非定常湍流流场进行了数值模拟,在研究了叶轮区域及水池内流体流场特性基础上,分析了潜水搅拌机内部压力脉动特性研究.研究结果表明:潜水搅拌机搅拌叶轮内部以及叶轮附近的流体具有很明显的周期流动变化,高压低速区和低压高速区均随着叶轮的旋转而发生周期转动.叶轮进出口以及内部的压力脉动频率以叶轮转频为主.研究结果可为潜水搅拌机的实际工程应用提供参考.     

不同池形中推流搅拌器功率消耗的数值模拟

利用FLUENT 6.0大型计算流体力学软件,采用非结构化四面体网格,动坐标系技术,k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对城市污水处理中,矩形、直圆管、渐进圆管和突变圆管等4种池形的水池进行了全池数值模拟.分析了池内流体的速度场,并对不同水池中污水处理搅拌器消耗的功率进行了数值计算与分析,对其性能进行了预测.计算研究发现,在满足规范的池内整体流速条件下,渐进圆管水池中搅拌器消耗的功率最小;直圆管水池内流体流动较为稳定,渐进圆管水池内流体流动效果次之,突变圆管水池内的流体流动效果最差.因此,渐进圆管水池和直圆管水池是较理想的污水搅拌水池.