双流体喷嘴雾化控制特性研究

双流体喷嘴具有雾化效果稳定、显著节能、药量调整范围大和优异的抗堵塞性能等特点,对于提高施药精确性、降低药液浪费和减少环境污染有重要意义。为此,将双流体喷嘴用于猕猴桃园喷雾,使用自主搭建的双流体喷雾试验平台,采用了扇形喷嘴、圆形喷嘴、广角圆形喷嘴3种喷嘴,进行了不同气压下雾化流场的喷雾试验,研究了最佳液体压力恒定的情况下,气路气压的变化对雾化角、贯穿距、流量及压力损失等雾化特性参数的影响。结果表明:扇形喷嘴优于圆形喷嘴和广角圆形喷嘴;随着气压的增大,喷雾的贯穿距先增大后减小;随着气压的增大,雾化角呈现先增大后减小的趋势;随着气压的增大气体流量增大,液体流量减小,气路压力损失较大。对猕猴桃园来说,气压在2.5bar时,选用扇形喷嘴较为适宜,为气液双流式变量喷雾的研究奠定了基础。     

自吸式喷雾降尘性能试验

为了提高喷雾降尘效果,提出了自吸空气式喷雾器降尘的方法,分析了自吸式喷雾器降尘工作原理,设计了不同结构的试验用自吸空气式喷雾器,并对其进行了正交试验和对比试验结合的相关试验.结果表明,喉嘴距、扩散角及水压等参数对自吸空气式喷雾器的SMD值、有效射程、雾化角、吸风量等均有不同程度的影响.当喉嘴距为48 mm、扩散角为30°、水压为6 MPa时,自吸空气式喷雾器的有效射程、雾化角、SMD值达到最佳,降尘效果最好;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾的SMD值为124.3μm,自吸喷雾SMD值为108.5μm,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的SMD值降低12.7%;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾全尘降尘效率为92.67%、呼吸性降尘效率为87.21%,而正交试验优化得出的自吸喷雾全尘降尘效率为93.6%、呼吸性降尘效率为92.69%,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的全尘降尘效率提高不太明显,但呼吸性降尘效率提高较明显.     

自吸式喷雾降尘性能试验

为了提高喷雾降尘效果,提出了自吸空气式喷雾器降尘的方法,分析了自吸式喷雾器降尘工作原理,设计了不同结构的试验用自吸空气式喷雾器,并对其进行了正交试验和对比试验结合的相关试验.结果表明,喉嘴距、扩散角及水压等参数对自吸空气式喷雾器的SMD值、有效射程、雾化角、吸风量等均有不同程度的影响.当喉嘴距为48 mm、扩散角为30°、水压为6 MPa时,自吸空气式喷雾器的有效射程、雾化角、SMD值达到最佳,降尘效果最好;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾的SMD值为124.3 μm,自吸喷雾SMD值为108.5 μm,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的SMD值降低12.7％;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾全尘降尘效率为92.67％、呼吸性降尘效率为87.21％,而正交试验优化得出的自吸喷雾全尘降尘效率为93.6％、呼吸性降尘效率为92.69％,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的全尘降尘效率提高不太明显,但呼吸性降尘效率提高较明显.     

压力旋流喷嘴靶向喷雾猕猴桃授粉机器研究

猕猴桃的授粉质量会直接影响猕猴桃的坐果率、单果质量、外观品质和内在成分。本文以压力旋流式喷嘴为执行元件,通过试验获得最佳的猕猴桃靶向喷雾授粉控制参数。研制出喷雾授粉样机并通过了样机试验,验证了喷嘴直径0.4 mm、工作气压200 KPa、最短喷雾时间为350 ms、最大喷嘴偏角为20°、最大喷嘴移动速度为2.052 km/h时靶向喷雾授粉的可靠性。试验研究表明：在1 km/h运行速度下的靶向喷雾成功率为95.0%,2 km/h运行速度下的靶向喷雾成功率为85.0%。成功靶向喷雾的雾滴沉积分布较为均匀,不存在雾滴集中区域与空白区域。在喷雾距离为25cm的标准作业参数下的雾滴沉积覆盖率可达50.0%以上。     

接触式静电喷雾喷嘴选择试验

使用红外热成像仪对接触式静电喷雾和常规喷雾的雾化角进行比对,发现接触式静电喷雾的雾化角增大,存在二次雾化现象,雾化角的变化可以反映静电喷雾的荷电和雾化性能。使用红外热成像仪对不同材质和孔径的喷嘴进行了雾化角的图像获取,以静电力导致的雾化角增量表征二次雾化程度。得出二次雾化角增量排序:相同孔径下,黄铜不锈钢陶瓷;相同材质下,孔径0.5mm1.0mm1.5mm。由此可知:接触式静电喷雾并非可任意选用现有喷嘴使用,孔径较小和导电性较高的喷嘴能取得更好的静电雾化效果。本研究为接触式静电喷雾研究、应用中的喷嘴选择提供参考。     

压力涡流喷嘴雾化特性模拟的双相流模型分析

与直射式压力喷嘴模拟计算相比,燃油在喷嘴出口断面处的速度方向成为模拟压力涡流喷嘴喷雾特性时需要特别考虑的问题。对现有的双相流计算模型进行了分析,分析结果表明:广泛用于压力喷嘴模拟计算的欧拉-拉格朗日法,并不适于压力涡流喷嘴出口区附近的喷雾模拟计算。喷嘴出口处采用VOF模型,在适当的下游处再采用欧拉-拉格朗日模型计算压力涡流喷嘴的喷雾特性是一个相对合理的选择。采用这种方法需要特别考虑的问题是:两种模型如何衔接。     

喷嘴喷施不同生物农药雾滴特性研究

为了研究不同类型和大小的液压喷嘴、不同生物农药喷雾样本对雾滴特性的影响,采用激光粒度分析仪、喷幅宽度测定装置等对美国Teejet公司的平面扇形喷嘴XR8004、XR11004和中空锥形喷嘴TXA8002、TXVK8004等4种常规喷嘴和7种不同喷雾样本(普通自来水和6种美国Bioworks公司的生物农药),分别对相同和不同喷雾压力、相同喷雾高度和相同喷雾环境下的雾滴粒径大小分布,以及相同喷雾压力和相同喷雾高度下喷幅宽度等特性进行了对比试验研究,并对结果进行分析。结果表明:在分别与水以一定比例混合后,原液状生物农药的雾滴粒径与水的雾滴粒径大小差异不显著,但比原粉末状生物农药雾滴粒径尺寸大;生物农药在同一喷嘴喷雾下,雾滴粒径随喷雾压力增大而减小;在相同喷雾压力情况下,雾滴粒径大小分布均匀度随喷嘴喷量速率的增大而减小,喷量速率越大,其粒径尺寸越分散、越不集中;喷嘴喷幅宽度的大小随喷雾角度增大而增大,不同类型生物农药的喷雾样本对喷幅宽度影响不大。因此,根据以上喷嘴和生物农药的喷雾特性,对于不同的农作物选择适当的喷嘴型号、喷量流速和喷雾压力来喷施农药,可以提高农药的喷雾效率和有效性。     

畜禽舍防疫消毒机器人设计与试验

针对畜禽养殖防疫消毒劳动强度大、安全性差的问题，设计了防疫消毒机器人系统，以实现畜禽舍防疫消毒喷雾的智能化作业。机器人系统由移动承载平台、防疫喷雾部件、环境监测传感器以及控制器等4部分构成，支持全自动运行和遥控操作2种工作模式。针对畜禽舍内弱光、低应激的工况条件，提出了“磁标-射频识别”组合的导航路径探测方法，实现在畜禽舍内养殖笼架间的自主移动。设计了风助式药液喷嘴，可同步实现消毒药液的雾化和扩散。通过对喷嘴内腔风场进行流体动力学仿真，对喷嘴气体导流和药液雾化部件结构参数进行了优化设计，确定了锥形导流垫块和雾化栅板的倾角分别为75°和90°。最后，在禽舍内对机器人导航和喷雾性能进行了现场测试。试验结果表明，机器人移动平台可满足0.1~0.5 m/s速度范围的自动巡线导航，其实际轨迹相对磁钉标记的最大偏移量为50.8 mm；风助式喷嘴可适用于200~400 mL/min流量的药液喷洒，形成的雾滴直径（DV.9）为51.82~137.23 μm，雾滴沉积密度为116~149 个/cm²。本畜禽舍防疫消毒机器人可实现养殖舍内消毒和免疫药液的智能化喷雾作业。     

压力式可变量喷雾技术的研究

通过构建压力式可变量喷杆喷雾系统,进行可变率作业实验研究,并通过对喷头流量和喷杆喷雾模式的测试,对压力式可变率施药技术中喷雾的效率及均匀性进行研究。实验研究发现,扇形喷嘴可以提供最为均匀的喷雾效率,其变化系数小于15%。在进行可变率作业时,沿喷杆不同位置处喷头的喷雾量变化非常小(小于4%)。这种较小的喷雾量变化,为压力式可变率喷雾提高均匀性提供了优良的基本条件。     

高压旋芯喷嘴的雾化特性

对直射式喷嘴进行加旋芯改进,改进后喷嘴的喷雾情况符合不稳定性理论规律。利用三维激光多普勒粒子测速仪（3D—PDPA）,测量了单相流细水雾喷嘴在1m处截面的雾化特性参数;研究了喷嘴直径和喷射压力对雾化特性的影响。试验结果表明,喷雾压力大于2MPa后,1m处截面的喷雾锥角、雾滴索太尔平均直径（SMD）和轴向速度的变化不大。所测试的系列喷嘴的最佳压力范围为7～8MPa;所形成的细水雾雾滴SMD均小于100μm,属于超细水雾范畴。     

潜水泵扩张式喷嘴排液装置的优化设计与试验

针对泄漏液体严重危及潜水泵安全的问题,在原非扩张式喷嘴排液装置的基础上,优化设计了一种具有扩张式喷嘴的在线排液装置.为了比较分别具有扩张式和非扩张式喷嘴的排液装置性能的优劣,设计了这两种形式的喷嘴,并设计了4种不同尺寸喉嘴距及6种不同尺寸混合管直径的排液装置;对各种不同的排液装置在同一试验台上分别进行了试验.试验结果表明,当排液装置的扬程为6 m时,具有扩张式喷嘴的排液装置具有更好的排液性能,其最佳工作压力为0.3 MPa,最佳喉嘴距为1.67倍喷嘴喉部直径之长度,最佳混合管直径为2倍喷嘴喉部直径.与非扩张式喷嘴排液装置相比较,具有最佳尺寸的扩张式喷嘴排液装置可以更好地解决潜水泵液体泄漏问题.     

风筒结构对风送式喷雾机喷幅的影响

近年来,风送式喷雾机在草原灭蝗和防治林木病虫害中大规模使用,风送式喷雾机具有喷幅大、雾滴均匀性好、农药使用效率高和受环境制约少等优点.其中,喷幅是风送式喷雾机重要性能指标之一,喷幅的指标直接影响了灭蝗的效果和喷雾机的工作效率.为了揭示风筒结构对风送式喷雾及喷幅的影响,设计了一组不等水平正交试验和对比试验,得到了喷嘴安装位置、整流器的安装、风筒直径和风筒长度对喷幅的影响程度,找出了它们的最佳参数组合,为风筒结构设计提供了依据.     

喷嘴喷雾角度自动检测装置设计

为了满足工程中对喷嘴喷雾角度测量的需要,采用三角法和积水容器法的综合方法,设计了一种喷嘴喷雾角度自动检测装置。通过步进电机实现喷嘴机构的水平和上下移动,利用压力传感器获得喷嘴喷雾的打击力数据,测量出雾场中各段的流量,可以确定喷雾高度H和有效喷雾距离L,从而精确地计算出喷嘴喷雾角度。     

双流体喷嘴靶向授粉沉积量控制参数研究

猕猴桃喷雾授粉作业时,花蕊区花粉液沉积量是保证猕猴桃产量和品质的关键。构建了双流式喷雾授粉试验装置,分别采用沉积量测试和图像灰度分析的方法,分析了气压、液流量和喷雾距离对授粉沉积质量和径向分布特征的影响,确定了双流体喷嘴授粉的对靶喷施控制参数,并通过棚架式猕猴桃田间授粉试验,验证了采用沉积量下限参数作业时,双流式授粉方式对坐果率、单果质量和畸形率的改善效果。试验研究表明：在盛花期（单花花冠完全展开时）采用质量分数为0.1%的花粉液,单朵猕猴桃雌花花蕊区最少沉积42.9mg花粉液,才可保证猕猴桃充分授粉;双流体喷嘴采用气压0.20MPa、花粉液流量0.125L/min、喷雾脉冲时长0.1s、喷雾距离35cm等作业参数时,可提高花粉液在花朵柱头区的有效沉积,改善对靶授粉作业品质。田间试验表明：采用双流体喷嘴喷雾授粉的坐果率达86.7%,平均果实质量达91.5g,优于电动喷雾器和手动喷雾器授粉方式。     

巧防手摇式喷雾器堵塞

目前手摇式喷雾嚣在农村普遍使用，使用时容易造成喷嘴堵塞，一旦堵塞，许多人便用嘴吹，很容易造成中毒，这里介绍3种防止喷头堵塞的方法：     

螺旋型喷嘴雾化及流量特性实验

分析了几种常用的表征液滴尺寸的参数以及喷嘴的流量及雾化特性,用因次分析的方法建立并回归了TF型喷嘴的雾化准则关系式。通过实验研究了TF6喷嘴的几种雾化液滴直径随喷雾压力变化的规律,建立了TF6喷嘴的流量与喷雾压力之间的关联式。实验表明,随着喷雾压力的升高,喷嘴的流量增大,雾滴的各种直径均降低,但喷雾压力对雾滴直径的影响是有限度的。     

湿帘冷风机在猪舍中的应用

目前 ,工厂化养猪场采用的防暑降温方法有 :自然通风、风扇通风、滴水降温与喷雾降温、湿帘风机降温和制冷空调等。当气温较高时 ,用风扇降温无济于事 ;采用滴水或喷雾降温 ,其喷嘴易堵塞或漏水 ,雾化不好时会弄湿畜禽身体 ,将病菌和矿盐带入畜禽体内 ;湿帘风机降温系统 ,仅适用于密闭的负压式整体猪舍 ,且投资和工程量都比较大 :因此 ,迫切需要研究和开发一种在降温性能上接近于空调器 ,在价格上稍高于风扇 ,在降温效率上又大大高于喷雾降温 ,在使用上又比负压式降温系统灵活（适合开式、半开式猪舍）的降温产品。湿帘冷风机就是综合考虑了…     

柴油机伞喷嘴喷油过程和喷雾特性的研究

主要介绍了用长管法和闪光摄影研究伴喷嘴喷油过程和喷雾特性,并简介了测试装置的结构和工作原理。将伞喷嘴与四气门单缸１３５型柴油机的燃油系统配合,在喷油泵试验台上进行了试验。试验结果表明,在燃油系统其他部分不变的情况下,伞喷嘴的喷油规律图呈近似在角形,最高喷油率和平均喷油率远高于多孔喷嘴;伞形喷雾径向贯穿距离远小于多孔喷雾,喷雾锥角在喷雾早期急剧减小。伞喷嘴喷油特性的研究对相应燃烧系统工作过程的组织和燃烧过程、性能的分析具有指导作用。     

基于ANSYS雾化喷嘴流场分析及参数优化

喷嘴是喷雾作业的终端件,也是核心部件之一。喷嘴的锥形面处是流场速度和压力变化的关键部位,喷嘴入口对喷嘴出口流量和速度有很大影响。为此,运用ANSYS软件模拟了液力式雾化喷嘴的内部流场和喷嘴外部雾化场雾滴分布和速度分布情况,对比分析了不同结构参数对喷嘴流场的影响,为喷嘴结构参数的合理选择提供了一定的参考。     

基于电磁阀的喷嘴直接注入式农药喷洒系统

设计了一种喷嘴直接注入式农药喷洒系统。通过与传统喷雾机械比较,简述了喷嘴直接注入式喷雾系统的结构和喷雾执行单元。为了实现农药定量注入,设计一种基于电磁原理的快速响应阀,并论述其工作原理和闭环控制方式。通过试验测试了喷雾执行单元的喷雾特性和喷杆组内各喷雾单元的一致性。结果表明在一定喷洒速率范围内,喷雾执行单元的喷水量和水压强存在多项式关系,农药注入量和PWM信号的高电平时间存在指数关系,其决定系数均高于0.9,并且同一喷杆组内6个喷雾单元的喷雾效果大体一致。