对冲喷头设计与雾化试验

【目的】针对植保机械扇形喷头雾滴粒谱较宽、雾滴粒径均匀度较差等不足,基于射流和撞击流耦合作用原理,提出一种新型喷头结构方案,以改善喷头雾滴粒径均匀性和雾滴谱。【方法】采用快速成型制造技术的光敏液相固化成型(SLA)工艺,选用C-UV9400立体光造型树脂材料,制造出喷头终端喷孔出水口形状相同、出水口孔径d_1=1 mm、切槽角α=30°的扇形喷头和新型对冲喷头;利用喷头雾化性能测试系统检测2种喷头的雾滴粒径和雾滴分布情况,使用分布跨度评价雾滴粒径均匀性。【结果】在距喷头终端喷孔出水口100 mm处,喷施压力在0.3～0.8 MPa范围内变化时,扇形喷头和新型对冲喷头的分布跨度分别在1.65～1.82和1.07～1.23之间,分布跨度小表明雾滴粒径均匀性好、雾滴谱窄,且从测得的雾滴分布图发现,新型对冲喷头的雾滴分布较集中;当喷施压力大于0.6 MPa时,扇形喷头雾滴粒径变化趋向稳定,而新型对冲喷头雾滴粒径随喷施压力增大还能不断减小,表明新型对冲喷头具有调压范围宽的良好调压特性;撞击后会形成较大雾滴,较大雾滴并有一定速度具备较好的穿透性能和抗飘移能力;为使喷头达到较佳的病虫害防治效果,建立了喷头雾滴粒径多项式回归模型,为喷头选用提供依据。【结论】基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头具有雾滴粒径均匀性较好、雾滴谱较窄、调压范围宽和抗飘性较强的特点,可为开发精准施药植保机械装备提供技术支持。     

农药助剂对空中和地面防控林业有害生物的雾滴粒径影响

【目的】量化分析农药助剂对空中和地面防控林业有害生物的雾滴粒径影响,为农药助剂的生产应用、喷头的操作使用提供技术依据,为进一步研究新型农药助剂、设计新型喷头和喷雾设备提供理论支持。【方法】利用开路式风洞和激光粒度仪对农药助剂在空中和地面防治时不同风速、喷头类型、喷头孔径、喷施压力、喷雾介质等情况下的雾滴粒径、分布跨度进行研究,并根据美国S572. 1标准判断喷头雾谱等级,分析农药助剂配比、喷头结构参数、施药技术因素对雾滴粒径分布的影响。【结果】压力增大和喷头孔径减少,均会导致喷头的雾滴体积中径变小。相较于水作为喷雾介质,当以飘移抑制剂41A作为喷雾介质时,所有喷头的雾滴粒径变大,分布跨度增大,雾谱等级改变。当以表面活性剂LI700和润湿剂CHEMWET作为喷雾介质时,地面国产喷头的雾滴粒径稍变小,雾谱等级维持不变;对于空中CP系列扇形喷头,导流板设置的喷雾偏转角度增大,雾滴粒径减小,雾滴谱分布跨度变小,雾滴雾化均匀性更好。【结论】农药助剂与体积中径、分布跨度显著相关。进行空中施药时,为了降低雾滴飘移,需要添加合适的农药助剂(如飘移抑制剂41A)增大雾滴粒径,提高附着性;进行地面施药时,为了确保覆盖面积和冠层穿透性,需要添加合适的农药助剂(如表面活性剂LI700)降低雾滴粒径,增强沉积率。蜡质层较厚的树木叶片,其表面较难被药液润湿,对于此类靶标喷施农药时,应使用润湿剂CHEMWET,以增加药液在靶体表面的润湿性能和黏附性能。     

农用固定翼飞机的喷头喷雾特性

为获得航空AT系列固定翼飞机常用喷头的雾滴粒径分布情况,选取了CP-03喷头并对其进行了风洞和飞行条件2种情况下的雾滴粒径分布测试。试验中收集水敏纸,试验结束后利用扫描仪扫描,再导入iDAS PRO雾滴沉积分析软件进行雾滴粒径分布情况、雾滴覆盖率及回收率情况分析。试验结果表明,在喷头型号一定的情况下,随着出口风速的增大,雾滴粒径呈递减趋势。当出口风速分别为51.5,60.7和70.4 m/s时,1~#孔+A的雾滴粒径最大,分别为374.4,297.1和229.6μm,同时,喷头的结构(孔径和喷雾面的导流角)也对雾滴粒径有直接的影响。该研究为航空喷头的作业参数提供了依据,在实际作业时,需要根据作业对象和防治要求合理匹配喷头结构、作业飞行速度、飞行高度参数,从而达到最佳作业效果。     

无人机雾化喷头对雾滴在竹林中沉降分布及害虫防效的影响

为明确不同喷头型号对无人机喷雾雾滴在竹林中沉积分布和防效的影响,揭示无人机喷雾的关键技术，研究选用不同型号雾化喷头，开展无人机喷雾雾滴检测和林间防治试验，分析不同喷头型号对雾滴的覆盖密度、沉降率、有效喷幅、密度变异系数和防治效果的影响。结果表明：无人机喷洒系统的雾化喷头对雾滴沉积分布的影响较大，在竹林喷雾中，无人机雾化喷头以SX110015VS型号为宜，其雾滴在竹林中的沉积分布状况最佳，雾滴穿透性最强，防治效果最理想。     

面向林业病虫害防治的生物农药喷施系统

【目的】面向林业病虫害防治,设计开发针对生物农药的专用雾化喷头和喷施技术,为确定专门喷施生物农药的风送转盘式离心雾化机构提供理论支持,为预测不同测试范围、操作技术参数和转盘喷头结构下的雾滴粒径尺寸提供科学依据。【方法】设计制造风送转盘式生物农药喷头,构建雾滴粒径性能测试系统,雾滴在植物中的穿透性测试系统以及生物农药活性测试系统,通过改变离心雾化转盘喷头的结构参数(转盘外径、斜角、齿数)以及操作技术参数(流量、转速、风送机构风速)进行雾滴粒径、生物农药活性试验。【结果】1)转盘齿数和转盘斜角对雾滴粒径的影响不显著,而转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离与雾滴粒径相关,雾滴粒径随着输药流量增大、转盘外径减小、转速降低和喷雾距离增加而变大。2)构建以输药流量、转盘外径、转速、喷雾距离等参数为自变量,以转盘喷头雾化后的雾滴体积中径为应变量的回归模型,经检验,回归模型调整R~2为0.917,具有显著统计意义。3)通过放置在目标树木不同冠层的水敏纸分析雾滴覆盖率,转盘喷头与风送机构结合,使雾化后的雾滴借助风力的吹送作用,能够更好地穿过树木冠层,迎着喷施方向前层植物上的雾滴覆盖率明显高于中层和后层,且随着风速升高,各层的雾滴覆盖率显著增大。4)以白僵菌作为喷雾介质,测试孢子萌发率来衡量生物农药喷施后的活性损伤情况。转盘喷头的雾滴粒径与转盘齿数和斜角的相关性极弱,而与转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离密切相关,影响生物农药活性的转盘喷头结构参数和操作技术参数因素次序为:风速转盘外径转速输药流量转盘斜角转盘齿数。【结论】转盘喷头在风送机构的吹送作用下,可提高喷雾覆盖率,增强防治效果。综合雾化性能和防治性能数据,转盘外径0.1 m、输药流量20 L·h~(-1)、转速314 rad·s~(-1)、风送机构风速5 m·s~(-1)为面向林业病虫害防治生物农药喷施系统的最佳参数设置。     

基于农药热力烟化雾化机理研究的可视化测试装置

烟雾载药防治技术具有防效高、用药省、无需用水等显著优点,广泛应用于农林病虫害的快速防治。目前国内外对该技术的研究大都停留在热力烟化后的效果层面上,而对热力烟化雾化过程及机理缺乏深入认识、相关测试装置十分匮乏。因此,笔者在现有热烟雾机热力烟化技术基础上,采用高纯度耐高温石英材料,研制出用于农药热力烟化雾化机理研究的可视化测试装置,实现了对油溶剂或水基型农药热力烟化雾化中破碎、裂化、蒸发及冷凝形成雾滴的过程的可视化研究,以及对雾滴粒径、热力烟化雾化管轴向温度和压力及其出口气流速度分布的测试,从而为农药热力烟化雾化机理的探讨提供方法和依据。     

基于灰色理论的雾滴尺寸参数预测研究

雾滴尺寸参数影响喷雾技术的应用效果.应用灰色理论建立雾滴粒径预测的GM(1,1)模型,实验表明该方法对雾滴粒径的预测精度较高,并可为某一雾滴粒径范围内的喷雾系统参数选择提供指导.     

基于函数模型的喷杆式组合喷头雾滴沉积效果研究

大田喷杆式喷雾机在喷雾作业时,雾滴沉积均匀性会极大影响农药利用率和施药效果。目前对于喷头雾滴沉积的研究鲜见较为准确的分布预测模型。针对平面扇形喷头XR8002、XR8004和XR8006,探讨了不同喷雾高度下不同喷孔尺寸的喷头雾滴雾化规律,进而对单喷头雾滴沉积分布进行函数拟合,建立喷头雾滴沉积分布模型,研究单喷头及其组合喷头的雾滴沉积分布规律。结果表明:喷孔尺寸越小,雾滴完全雾化所需喷雾高度越大。当喷雾高度为50 cm时,3种喷头理想的安装间距均为65 cm;当喷雾高度为70 cm时,XR8002的最佳安装间距为70~75 cm,XR8004和XR8006则均为75 cm。本研究建立的单喷头及组合喷头的雾滴沉积分布模型具有较高的精度,为喷杆式喷雾机喷头最佳安装间距的选择提供了一种有效的方法。     

航空喷洒设备及监测技术的研究 Ⅰ.喷洒设备性能测试

报道新研制的ＨＵ２－ＨＷ１型超低容量喷洒设备与海燕６５０Ｂ飞机配套的技术参数的测试方法和结果。在超音速风洞实验室,用来流风速２７ｍ／ｓ和３３ｍ／ｓ,测试１号雾化头转速依次为７４６０、９３５０ｒ／ｍｉｎ,２号雾化头为８４１０、１１８００ｒ／ｍｉｎ,药液泵压力３．５￣５．０ｋｇ／ｃｍ＾２,流量１５．０￣２１．０Ｌ／ｍｉｎ,有效喷幅４０ｍ,雾滴粒径９５￣１７０μｍ,雾滴密度平均９￣１６滴／ｃｍ＾２,雾滴     

喷头雾化性能及雾滴沉积可视化模型研究

农药喷施是全球广泛使用的防治林木病虫害的方法,最有效的形式是让雾化后的雾滴能有效沉积在目标表面(如病菌、害虫、叶片或树木的其他部位)并减少非靶标区域的农药流失。目前,很少有人对林木病虫害防治过程中的农药喷施进行实景建模研究,无法通过改变参数的输入来对器械选择、参数控制对喷头雾化效果和雾滴沉积等做出实时的反应,单纯依靠试验分析它们之间的因果关系需要耗费大量的人力和物力,而且短期内难以获得令人信服的结果。依据不同类型和喷雾量的喷头,笔者选用AI 110015气吸扇形喷头、TT 11002广角扇形喷头及XR 11001~3延长范围扇形喷头,利用激光成像系统和激光粒度仪测定喷雾角和雾滴粒径,并研究了雾化机理。采用荧光素钠作为示踪剂,测定了不同喷施压力、不同收集距离、不同采样高度等对雾滴沉积量的影响。借助Visual C++和Open GL软件,运用调用数据库的方法对喷头雾化性能和雾滴沉积进行仿真模拟,根据粒子系统原理,能实现在不同输入参数下雾滴雾化情况和沉积效果的可视化显示,实现了系统的安全维护性和友好的人机对话性,为进行正确的施药技术与器械决策提供必要的理论支持、技术依据和直观演示,从而提高林木病虫害的防治效果。     

喷雾干燥法制备改性食用微晶纤维素粉末

通过对改性食用微晶纤维素溶液进行二流体和高速旋转盘式喷雾干燥试验，研究了改性食用微晶纤维素的喷雾干燥特性，获得了改性食用微晶纤维素的经济运行的优化喷雾干燥工业化条件和获取细粉的优化喷雾干燥工艺条件。     

超声波喷雾干燥壶瓶枣多糖及其对产品品质的影响

以干燥后多糖的羟基自由基清除能力、含水量和平均粒径为指标,对壶瓶枣多糖的超声波喷雾干燥工艺进行了优化,并对比分析了超声波喷雾干燥、二流体喷雾干燥和真空冷冻干燥对壶瓶枣多糖品质的影响。结果表明,超声波喷雾干燥的最佳工艺条件为:进风温度135℃,进料量16 m L/min,进气压力0.10 MPa,此时出风温度89℃,壶瓶枣多糖产品含水量4.91%,羟基自由基清除率为50.83%,平均粒径9.14μm。羟基自由基清除能力、单糖组成和红外光谱分析表明,3种干燥方式对多糖的活性、单糖组成和官能团没有影响,且多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,其物质的量之比为1∶11∶2∶1∶38∶5,羟基自由基清除率为50%左右。通过对多糖产品的微观形态及粒度分布分析可知,冷冻干燥产品以块状和棒针状为主,超声波和二流体喷雾干燥产品均成颗粒状,但是超声波喷雾干燥的产品粒径分布较窄,粒径在2~20μm范围内呈正态分布,优于其他2种干燥技术。     

多功能聚脲喷涂填缝机的研究

根据国内外相关文献,对聚脲涂料的应用与喷涂设备的发展现状做出总结.聚脲涂料近几年已经得到大力发展和广泛应用,但是目前国内针对此材料的喷涂设备的研发较为缓慢.为了解决目前聚脲涂料喷涂和填缝设备功能分离的问题以及一般喷枪难以进行清洗的问题,采用基础理论分析、液压设计、电气设计方法以及借助于CAD软件,设计出一款集喷涂、填缝、清洗等功能于一体的新型喷涂设备,完成了此设备的结构、液压系统、电气系统设计.此外,运用流体力学等理论知识推导出喷枪出口流量与压力方程.研究结果表明,将聚脲涂料的喷涂、填缝、清洗等功能集中在一台设备上是完全可行的.     

地面超低容量喷雾雾滴大小和空间分布对比试验

通过三种不同类型药液超低容量喷雾雾滴分布对比试验，绘制出雾滴空间分布图，找出不同药液类型、不同浓度在超低容量喷雾雾滴大小和分布上存在的差异，为地面细务滴喷雾技术在生产防治中的应用作参考。     

5种农药低空喷雾防治黄脊竹蝗成虫效果分析

为确定低空喷雾无公害药剂防治黄脊竹蝗成虫的林间最佳浓度水平和用药量,掌握低空喷雾施药技术,在福建省三明市三元区的毛竹林建立试验区,应用无人机开展低空喷雾防治试验。结果表明：药后7 d,5种农药的防治效果均超过90%,其林间最佳浓度水平（药剂与纯净水的体积比）为：1.5%苦参碱可溶液和1.2%烟碱·苦参碱乳油均为1：1 000;25%阿维·灭幼脲悬浮剂为1：700,1%苦参·藜芦碱可溶液和4%鱼藤酮乳油均为1：600,原药量用为900 mL/hm²。5种农药防治效果良好,可推广应用于防治黄脊竹蝗成虫。     

Deposition Effects of Electrostatic and NonElectrostatic Aerial Spray

In this study,we compared the aerial electrostatic spray with non-electrostatic spray by helicopter R44 and fixed-wing aircraft Y5B equipped with an own-made aerial electrostatic spraying system.The results showed that the spray deposits on targets and leaves of tree crowns were notable enhanced comparing with the non-electrostatic and conventional aerial spray.The spray deposits were fine,uniform and the densities were 1.0-1.75 times higher than the non-electrostatic spray.Deposit rate of the electrostatic spray on the backs of leaves by helicopter R44 was 2.15 times of the non-electrostatic, and 3.31 times of the conventional aerial spray.The deposit rate of the electrostatic spray on the backs of leaves by the Y5B was 2.38 times of the non-electrostatic,and 3.44 times of the conventional aerial spray.     

航空静电喷雾与非静电喷雾沉积效果的比较

利用直升机R44和固定翼飞机Y5B挂载自主研制的航空静电喷雾系统设备进行机场和野外航空静电喷雾与非静电喷雾的比较试验.结果表明:静电喷雾存地面和空中靶标表面、树冠中上部叶片正面的沉积效果明显优于非静电喷雾:雾粒细小、分布均匀、沉积密度提高1倍以上,最高达1.75倍;直升机静电喷雾在叶片背面的沉积率为非静电喷雾的2.15倍,是常规航空喷雾的3.31倍.Y5B静电喷雾在叶片背面的沉积率为非静电喷雾的2.38倍,是常规航空喷雾的3.44倍.     

飞机喷洒Bt粉剂防治天然胡杨林春尺蠖技术

应用Y-5B型飞机低量喷洒16 000 IU/mg的Bt可湿性粉剂防治天然胡杨林春尺蠖,用量为1 500 g/hm2和1 200 g/hm2。结果表明两种剂量都具有高效持效的特点,1 200 g/hm2可使虫口减退率达到97%,有效地减轻了春尺蠖对新疆天然胡杨林的危害,防治成本有所下降。