绿色农用喷雾车喷头的分析计算

以LY型农用喷雾车喷头为研究对象,基于流体力学理论,建立了数学喷射管模型,分析了引流喷射管的吸风量和耗水量,得出了耗水量与水压力间、吸风量与水压力间的关系。采用MATLAB仿真软件作出了喷嘴直径与降尘喷雾效率间的关系。最终决定采用喷嘴直径为1.5 mm的自旋转喷雾喷头。     

一种农用气液两相喷头的设计与喷雾特性仿真

基于文丘里原理设计了一款农用气液两相喷头,并采用k-ε湍流模型,利用FLUENT和CFX求解器对喷头内部气流场进行了计算流体力学(CFD)仿真和试验验证。结果表明:喷头出口平面中心区域的气流速度达到亚音速和超音速,喷头出口的气流速度随着两相压力的增加而增加;当气相入口压力一定时,液相入口压力的增大可使喷头下方两侧气流朝喷头轴向集中,喷口中心区域气流速度的实测值与仿真值的相对偏差≤10%,仿真结果真实可靠。雾滴粒径测试结果表明:在0.05 MPa的恒定水压下,雾滴粒径随着气压的增高而降低;在常用工作气压下,距喷头喷射距离1.6 m处,粒径65μm以下的雾滴比例≥85%,雾滴体积中径(D_(50))50μm。所设计的喷头雾化性能优异,可获得烟雾级雾滴,适用于在设施农业中进行整棚弥散性喷雾防治病虫害。     

静磁场下磁流变液微结构演化的实验研究

设计了一套静磁场下磁流变液微结构演化观测装置,装置采用奥林巴斯三目体视显微镜进行观测,经由高分辨率光学成像装置记录了磁流变液的微结构演化过程,实验分别研究了不同颗粒体积分数和外加磁感应强度下的磁流变液微结构变化,得到了一些有意义的结果.根据Li等建立的模型,从颗粒的相互作用出发,分析颗粒所受的磁力、接触时所受的排斥力和运动时的粘性阻力,模拟了二维状态下磁性颗粒的成链演化过程,得到了与实验观测比较吻合的结果.     

农用车辆自适应减振座椅悬架设计与仿真

针对农用车辆座椅结构简陋和减振效果差的问题,提出了1种基于磁流变阻尼器的自适应减振座椅悬架设计,通过控制器MCU实时处理座椅的加速度信号,再对励磁线圈的电流大小进行控制,从而实时调节阻尼力的大小,实现对座椅的减振。在磁流变阻尼器的励磁线圈中通入不同大小的电流,利用压力机对其进行了拉伸试验,获得阻尼力与位移的关系。通过试验值与理论计算值的比较,验证了利用控制器控制电流大小可以改变磁流变液的阻尼特性,大大提升了农用车辆座椅的减振效果。     

基于灰色关联度的农用喷头结构与性能分析

应用灰色关联度分析法,探讨扇形雾喷头的内腔直径、相对切深、V型槽角度对流量、喷雾角性能的影响。该研究为在灌溉中研究高性能喷头、确定喷头的结构参数及科学评价喷头质量提供依据。     

基于虚拟样机的新型农用小推车仿真设计

基于虚拟样机技术设计一种可升降、可伸缩的新型多功能小推车,针对农民对小推车功能的需求,确定小推车的整体结构设计方案,并对小推车升降结构位置、动力参数进行分析。选用UG集成化软件建立小推车三维数字模型,并进行运动仿真分析,对小推车的整个动作过程进行动态干涉及运动轨迹分析。     

双变量施肥机的设计与试验

【目的】为解决传统均匀施肥结构不合理,作物养分投入比例失调,化肥利用率偏低,环境污染严重等问题.【方法】设计了一种可与国产拖拉机配套使用的变量施肥机,该施肥机采用一体三箱式的结构,外槽轮作为变量施肥机的排肥装置,通过调节外槽轮排肥器的转速和开度.【结果】在外槽轮排肥器开度不变的情况下,增加排肥器转速,排肥量也随之增加,但不呈线性增加的趋势;在外槽轮排肥器转速不变的情况下,增加排肥器开度,排肥量也随之增加,也不呈线性增加的趋势.【结论】该研究解决了传统均匀施肥结构不合理,可为提高施肥机的施肥精度提供参考.     

离心式变量撒肥机的设计与试验

【目的】针对有机肥播撒问题,研究设计了一种离心式变量撒肥机,阐述了该机的结构及工作原理.【方法】对影响撒肥效果的各因素进行了正交试验研究.【结果】当机具前进速度为5.5km/h,链板转速为5r/s,撒肥圆盘转速为540r/min时,得到均匀性变异系数为10.2%,作业幅宽为19.3m,施肥量为1 268.97kg/667m2.【结论】前进速度、圆盘转速及链板转速对有机肥抛撒的均匀性变异系数、幅宽和撒肥量均有影响,撒肥圆盘的转速对作业质量影响极显著,其次为链板转速,最后为机组前进速度.     

智能控制变量施肥机械的试验设计

为提高肥料利用率,尽可能地消除化肥对农业环境造成的污染,设计研制了一种用于变量施肥的机械。该机械主要由信息采集系统、单片机控制电路、步进电机驱动装置、排肥设备组成。传感器采集的信息和机具前进速度输入给单片机控制中心,经运算,求出所需的脉冲数,输送给步进电机驱动器从而控制步进电机变速转动,进而驱动排肥轴输出所需施肥量。试验结果表明,该设备对尿素和碳铵的排肥误差率低于10%,施肥精度较高,可基本实现变量施肥,为下一步的改进和精度提高奠定了基础。     

侧向风对航空植保无人机平面扇形喷头雾滴飘移的影响

目的 侧向风是影响植保无人机航空喷施雾滴飘移和作业效果的主要因素。探究航空植保喷施过程中侧向风对雾滴沉积和飘移的影响,为植保无人机航空喷施作业参数的选择和作业关键部件的改进提供数据支持和理论指导。方法 以常用平面扇形喷头Lechler系列的LU 120-015和LU 120-03标准压力喷头为研究对象,基于计算流体力学离散相模型的粒子跟踪技术,在适宜的边界条件下对喷施作业过程中风洞内雾滴流场和农药喷洒离散相进行模拟试验;通过仿真模拟对平面扇形喷头喷施的雾滴沉积和飘移分布情况进行可视化分析,探究雾滴粒子在不同侧风风速条件下的飘移特性;在农业航空专用风洞中,采用近似条件对雾滴的沉积飘移特性进行试验验证和分析。结果 仿真模拟结果表明,随着侧向风速的增加,离散相雾滴粒子飘移程度越严重,雾滴水平飘移越明显。随着侧向风速的增加,模拟离散相雾滴粒子的准确沉积率(R_a)呈指数下降,由14.11%下降到0.66%;水平飘移率(R_h)呈线性增加,由14.25%增加到60.58%。风洞试验结果表明,在侧风风速分别为1、3和6 m/s的条件下,雾滴的R_h分别为0.4%、48.1%和75.1%,且雾滴在风洞内部会随着侧风风速的增加发生一定程度的卷扬现象。仿真模拟与风洞测试试验的R_h具有显著相关性(R²=0.963,P<0.05)。结论 仿真模拟对航空喷施条件下的雾滴飘移具有较好的预测效果;采用仿真模拟辅助风洞试验测试的方法,可以比较准确地得出航空植保无人机作业中常用平面扇形喷头的雾滴沉积与飘移情况。     

基于单片机的变量喷雾控制系统的设计

该系统采用单片机作为控制核心,将单片机的控制系统应用于农业生产过程中,能够根据需要自动地调节喷雾量。实现变量施药作业,提高农药利用率,减少农药残留、环境污染。阐述了施药系统的变量原理,重点介绍了控制系统硬件电路和软件程序的设计。仿真和田间试验表明,系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。     

基于农服平台的植保无人机任务分配与路径优化

为解决农业社会化服务平台下植保无人机“单基站-多无人机”模式任务分配调度的精细化匹配问题,建立了任务分配调度的两阶段混合整数规划模型。首先,引入了考虑温度影响下的农药药效可变时间窗、植保无人机农田中飞行模式选择、变动耗电速率等农业参数变量,在快速精准解决农户分散的植保需求条件下,求解出植保无人机任务分配调度的成本最小化目标;然后在保证其他参数不变的情况下,分别改变植保无人机的电池额定续航时间、农田中的飞行模式、温度对应的最佳药效可变时间窗和需求大小4个参数,研究了植保成本的改进情况。结果显示,各植保无人机搭载续航时间长的电池、在农田中选择长边转弯栅格形飞行、选用发挥最佳药效温度范围大的农药种类和提高单位时段平台服务量上限策略,分别可以降低40.02%、12.45%、21.17%和39.19%的植保成本。以上结果表明,引入了具体农业生产要素的混合整数规划的模型科学有效,更适用于农服平台的植保无人机任务分配调度。     

基于仿真与试验的可变型孔立式复合大豆种盘参数优化

为提高立式排种器对种子尺寸适应性,增强机械式精密排种器市场竞争力,研究一种型孔径可变的复式种盘,并对其参数优化。设计由充种勺轮、导种轮、护种板和调节挡板组成的可变型孔立式复合种盘,只需定量改变调节挡板的调节间隙即可播种不同尺寸大豆种子。通过EDEM仿真及试验,优化得出该复合种盘型孔特征参数最优值,仿真优化得出种勺倾角θ的最优参数值为30°,种子尺寸范围4.5~6.0、6.0~8.0、8.0~10.5和10.5~13.0 mm时,对应的调节间隙d分别为0、2.5、3和5 mm。优化参数后的种盘经样机试验具有良好作业性能与种子适应性,可为该项技术产品转化设计奠定基础。     

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。     

农业物料力学试验系统研究

研制了农业物料力学试验装置及其测控系统.该系统可用于农业物料力-变形、蠕变及松弛试验.由位移、力等传感器、数据采集卡、开关量输入输出卡和计算机组成试验过程控制及数据采集系统.应用结果表明该系统工作可靠,操作简便,实现了数据采集及试验过程的控制自动化.     

基于流场数值模拟的射流清管器喷嘴优化设计

天然气管道中的黑粉严重影响管输效率与安全,现有的带皮碗、磁铁及钢刷的清管器对黑粉的清除效率较低,且易出现卡球现象。射流作用产生的冲击流场对管内积液、杂质的清除效果较好,基于射流原理提出了利用射流清管器清理天然气管道黑粉的方法。为了达到最佳的射流清除效果,需要优化清管器喷射组件中文氏管喷嘴的关键结构参数。文氏管喷嘴结构包括收缩段、水平段及扩散段,其中扩散段的参数对射流效果起关键作用。基于计算流体力学的原理,以Fluent软件为模拟工具,选定实际气体状态模型定义管道内天然气参数,考虑文氏管喷嘴扩散段中扩散长度与扩散角的影响,对清管器的射流过程进行仿真分析。通过比较不同扩散段参数模型在射流流场中流速和湍流动能的云图以及变化曲线,得到具有最佳射流效果的天然气管道射流清管器喷嘴结构。     

农产品仓储查询系统的无线网络设计

为了提高农产品仓储管理效率,降低仓储管理中因查找或盘点而产生的物品损坏与人力耗费,文章以NRF2401无线通信模块为核心,设计了用于农产品仓储查询系统的无线网络硬件。包括用于查询定位响应的标签节点和用于下达查询命令的协调器。通信性能测试表明,无线查询网络以0 dBm发射功率通信,射频功率放大20 dBm,系统通信距离150 m之内,丢包率小于35%,节点低功耗模式的工作电流为011335 mA,活动模式工作电流为470428 mA,通信功耗低。表明该查询网络能够应用于冷链仓储管理的全过程,工作可靠性高。     

基于WebGIS的农产品产地污染评价系统设计与实现

农产品产地环境安全问题日益受到关注,及时准确地监控农产品产地环境状况,并收集相关数据进行风险评估,对保障农产品产地安全具有重要意义。传统的农业环境监控手段存在耗时长,成本高等缺点,无法及时快速的掌握环境污染状况。为此利用Java技术平台,将开源WebGIS技术与环境分析评价模型整合,在江苏省建立了基于WebGIS的农产品产地污染评价系统。该系统能利用Web技术的便捷性,实现对农产品产地环境数据的快速收集、管理和统计功能;也可以利用GIS的空间插值技术和环境污染评价模型,对江苏省进行农产品产地重金属污染的单因子和多因子评价。系统最终可以利用收集的数据生成江苏省的环境污染风险分级评价图,为江苏省农产品产地重金属污染防治工作提供了有力支持。     

基于Flexsim的农产品物流配送中心系统仿真

运用Flexsim仿真软件对农产品物流配送中心系统构建仿真模型.在建立仿真模型的基础上,以农产品中的叶菜类蔬菜为例,通过修改模型结构与参数,提高了其作业效率,为农产品物流配送中心提供决策与技术支持.     

基于PHP技术的农业信息数据库系统设计与实现

分析PHP技术的特点和性能,提出基于PHP技术的农业信息系统的总体构架,对其系统功能进行了分析,并运用PHP与MySQL完成了农业信息系统设计与实现,建立了一个方便、实用的农业信息数据库系统。