喷雾机设计中喷头的选型

喷头在喷雾装置中起着非常关键的作用。喷雾装置通过喷头控制液体的流量,使液体雾化成雾滴并将雾滴分布在目标的表面上。喷头是喷雾机实现喷雾作业的终端件,因此在喷雾机设计时,喷头的选型对喷雾机的性能尤为重要。为此,对喷头的类型、特点及选型进行了论述。     

冰草种子丸化包衣机混合装置的参数优化

为提高冰草种子丸粒化包衣机的包衣质量和包衣效率,设计了基于旋流式流化床原理的包衣机预混合装置,并对影响混合装置工作效率的主要参数(入口风速、种衣剂流量、雾化喷头速度)进行单因素和正交试验。结果表明:影响丸化合格率的主次因素依次为入口风速、种衣剂流量、雾化喷头速度,冰草种子丸化包衣机混合装置的最优参数组合为入口风速3.5m/s、雾化喷头速度4.0m/s、种衣剂流量0.4L/min。     

液体肥变量施用控制系统性能的试验研究

为提高液体肥变量施用控制系统的精度和施肥效率,通过单因素试验和二次回归正交旋转组合试验,研究液体肥浓度、设定流量和管道压力等3因素对系统误差的影响;利用单因素和双因素分析法分析各因素与试验指标的关系,确定指标和各因素之间的回归数学模型及各因素在回归模型中的主次顺序.试验结果表明,设定流量对系统误差的影响最大.通过优化计算,得出液体肥变量施用系统的最优工作参数:液体肥浓度为22.8%,设定流量为23.9L/min,管道压力为0.8MPa.此参数下系统误差为0.59%.     

压差施肥罐施肥时间解析

压差施肥罐是灌溉施肥系统中最常用的施肥设备之一,因此,在生产实践中如何准确把握施肥时间无疑具有重要意义.试验研究了在采用压差施肥罐进行施肥条件下压差、流量以及肥料的品种、形态、用量等因素对施肥时间的影响.结果表明:对液体肥料而言,流量是施肥时间的直接影响因素;对于固体肥料而言,流量和肥料的溶解速度都是施肥时间的重要影响因素;压差则不是施肥时间的直接影响因素.     

影响超低量喷雾机液体雾化效果的因素分析

悬挂式超低量喷雾机是一种喷洒化学农药进行草原蝗虫防治的机具,超低量喷头喷出液体的雾化效果是农药利用率和蝗虫防治效果的决定性因素,本文从理论上对影响液体雾化效果的因素作了详细分析,并找出喷嘴直径对雾滴均匀性的影响最大,其次是流量,而喷管内风速对喷雾均匀性的影响最小的规律。     

液体肥料的应用现状与发展前景

国际上肥料的发展趋势是高浓度、液体化,因此液体肥料具有广阔的发展前景。在查阅了大量的资料的前提下,对液体肥料和固体肥料在生产、吸收、节支和施用等环节做了对比,并就此阐述了液体肥料的优越性;详述了液体肥料的应用现状;通过对国内外液体肥料应用现状的分析,指出了液体肥料的发展前景。机械化施肥条件逐步得到改善,对专用肥料的需求量不断增加,将为液体肥料的发展提供比较广阔的空间。     

全圆旋转摇臂式喷头的非圆形域喷洒

喷头的射程及其变化规律决定喷洒域的大小和形状,而喷嘴前的水流压力和喷嘴直径则是影响喷头射程的主要因素。在分析喷嘴前水流压力与喷头出流量关系、喷头射程与喷头出水流量之间的关系的基础上,提出了在喷头座的下端增加一个流量调节附加装置可实现全圆旋转摇臂式喷头的非圆形域喷洒方案。采用具有“十”字孔结构的流量调节器,十字孔的宽度为πd嘴/4,长度为5πd嘴/8,可实现方形喷洒。     

摇臂式喷头稳流器结构参数正交试验

喷头中稳流器的作用是阻断喷管中的横向环流,消除二次流使水流平稳顺直,从而降低水流湍流程度、提高喷头出口速度的均匀性,达到增加射程的目的。在喷头设计中,对稳流器的考虑主要有三方面:稳流器形式、稳流器的长度及稳流器的安放位置。以Nelson公司的SR100喷头为例,以喷头的出口湍动能和流量作为考核指标,采用三因素三水平的正交设计,通过数值模拟,分析得到稳流器结构参数对喷头出口湍动能和流量的影响规律。研究结果表明,喷头内部安装稳流器能有效降低喷头出口水流的湍流程度,但会稍微降低喷头的流量;稳流器三因素中稳流器形式对喷头出口湍动能影响最大,长度次之,安放位置最小;对喷头流量的影响顺序依次为稳流器形式,安放位置和稳流器长度;筋片形稳流器的效果最好,稳流器的长度最好与喷管的长度相等。     

水药一体化喷头结构设计与水力性能试验

将水药一体化技术应用于喷灌系统中,设计了一种新型水药一体化喷头.对喷头结构及工作原理进行分析,采用五因素四水平正交试验,研究在低压150 kPa和中压350 kPa下,喷头内流道结构对喷头流量、射程、喷洒净高度、喷洒均匀性系数等水力性能的影响规律,进而得到水药一体化喷头的最佳结构组合.研究结果表明:在同等条件下,增大喷头出口直径可有效提高喷头流量和喷洒均匀性系数;在相同喷头出口直径下,喷头喷洒净高度随流量的增大而增大,喷头导流孔和导流斜槽结构能有效影响喷头水力性能;影响喷头水力性能的结构因素依次为喷头出口直径、导流孔直径、导流斜槽数量、导流斜槽宽度、导流孔数量;喷头最优结构参数为喷头出口直径3.0 mm,导流孔3个,导流孔直径2.0 mm,导流斜槽3个,导流斜槽宽度0.8 mm.该结果可为水药一体化喷头的设计研制以及工程应用推广提供一定的理论数据.     

圆形喷灌机非旋转喷头流量系数的研究

分析推导了圆形喷灌机非旋转喷头圆锥形喷嘴流量系数的影响因素和理论公式,并分别对国外D3000喷头和国产PZ喷头的流量系数进行了测试。结果表明:D3000和PZ喷头流量系数的理论计算平均值为0.9377,D3000喷头流量系数测试平均值为0.969,因PZ喷头加工制造精度差,其流量系数测试平均值为0.9121。喷头流量系数的测试平均值高于理论计算平均值3.3%。当圆锥形喷嘴锥角为10.01°～23.18°时,流量系数的合理范围为0.93～0.98,取建议值0.95时,喷头流量的理论计算值与测试值的相对误差均值小于2%,完全可以满足圆形喷灌机喷头配置精度的要求。     

深施型液态施肥装置的设计与试

在分析液态肥深施特点的基础上,针对深施过程中人工开沟、覆埋难度大的问题,设计了一种可深施液态肥的装置.对此装置的施肥性能进行了二次旋转正交试验,利用Design-Expert 6.0.1软件分析,获得了液泵压力、喷口直径、土槽台车前进速度和截止阀开度之间交互作用对施肥损失率的影响.最终确定了液态施肥装置的最佳工作参数为:液泵压力0.2MPa、喷肥针喷口直径3mm、土槽台车前进速度0.975m/s和截止阀开度60%,此时施肥损失率为2.8%.根据最佳工作参数进行了验证试验,结果表明最佳工作参数组合得到的施肥量能满足设计要求,且施肥损失率最小.     

基于高速摄像技术空气喷嘴雾化特性研究

为提高农药有效利用率,基于2400×1500×1500(mm)透明雾化实验平台选用外混式空气雾化喷嘴,利用激光检测和高速摄相机拍摄,针对雾化液滴在3个自变量:气体压力、液体流量、液体温度工艺条件下,同时引入索太尔平均粒径(SMD)计算公式,展开喷嘴雾化液滴粒径特性影响的研究。并基于ANSYS Fluent17.0软件,仿真模拟喷嘴外雾化粒径。由实验获得了影响最佳工况液体流量15kg/h、气体压力0.20MPa、液体温度30℃。同时获得结论:随着液体温度、气体压力的增大,SMD值逐渐减小,雾化效果逐渐上升,农药利用率逐渐提高。     

潜水泵泄漏液体在线排除装置的设计与开发

针对大中型潜水泵存在的泄漏液体严重威胁电机的安全运行问题,在传统的气液喷射器的设计基础上,设计一种结构简单、便于操作的泄漏液体在线排除装置.用压缩空气作为装置的工作流体来抽取泄漏液体,并测取工作流体的最佳工作压力.为了优化设计,在保持最佳工作压力下,出口固定在6 m,对喷嘴出口到混合管进口的距离分别为0.8,1.0,1.5,3.0倍喷嘴直径的排液装置测取水的流量.优化结果显示喷嘴-接受室距离存在最佳尺寸为1.0倍喷嘴直径,此尺寸的装置具有最佳性能.在试验中,测量和比较被抽取的水的流量来达到优化设计的目的.     

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。     

气流引导式果园注肥机设计与试验

针对目前果园液态肥注肥作业存在易伤果树根系、肥料利用率低、注肥不均匀等问题,为实现果园液态肥高利用率、横向均匀扩散施用,设计了一款气流引导式果园注肥机,以高压气流疏松土壤引导液肥扩散。分析了果树注肥作业要求及气流引导注肥作业原理,对注肥装置、注肥气液管路、注肥下压装置进行理论分析及设计。通过气流引导参数注肥参数交互试验进行分析,确定了最优的参数组合为：通气压力0.8MPa,注肥压力1.5MPa。基于虚拟样机技术完成气流引导式果园注肥机的建模并完成样机的试制,在果园进行了田间试验。试验结果表明,注肥机作业效果稳定,无液肥上溢现象,液肥纵向扩散范围264~320mm,横向扩散范围250~270mm,作业效率0.10~0.12hm2/h,满足果园液态肥作业要求。     

牵引式液态肥喷洒机设计与试验

针对目前国内缺乏专业的液态肥喷洒机,设计了主要由罐体、吸料系统、排料系统和喷洒器等部件组成的牵引式液态肥喷洒机,建立了喷洒作业理论模型,并对真空泵排量、罐体结构、喷嘴喷射速度等关键参数进行了设计与计算.采用仿真软件对喷洒器散射挡板形状、散射挡板朝向、喷嘴形状和喷嘴喷射速度等关键因素进行了仿真分析,结果表明,为达到较好的...     

轮盘式液态肥穴播深施机设计与试验研究

液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。     

喷雾机预混装置动态流场分析与参数优化

针对喷雾机预混装置预混时间长、预混效果及均匀性参差不齐等植保作业中存在的实际问题,基于现有喷雾机预混装置,结合田间作业过程中1 000 L喷雾机农药制剂使用量和预混药液输送需求,确定了预混药箱、预混喷头、上药阀等关键部件的基础参数。采用ANSYS-Fluent对不同液面高度时预混动态流场特性进行分析,得到预混药箱内流场的动态分布规律;采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以预混喷头工作压力和空间位置参数为影响因素,药液均匀度变异系数为评价指标,利用多岛遗传算法优化获得预混效果较好的参数组合：预混喷头工作压力0.3 MPa、与底部平面距离200 mm、与背部垂直平面的距离70 mm。针对粉剂农药进行场地试验,结果表明：预混药液均匀度变异系数为32.99%;上药阀在压力0.2～0.5 MPa下稳定送药,无回流现象。     

喷油嘴结构对尾喷雾化质量影响的研究

利用高速频闪照相系统研究了不同的喷油嘴结构参数对燃油尾喷雾化质量的影响。试验结果表明,喷油嘴压力室容积是影响尾喷雾化质量的关键因素。传统的有压力室喷油嘴在尾喷后期有少量燃油以较低的速度呈液滴状流出喷孔,完全没有雾化;而对于无压力室喷油嘴,针阀落座时燃油喷射过程能迅速停止,未出现尾喷后期雾化质量不良的现象。据此推论,无压力室喷油嘴使柴油机HC排放降低的一个重要原因是消除或减轻了有压力室喷油嘴所存在的尾喷雾化质量不良现象。     

基于PLC的精准变量水肥一体化设备研制

针对国内农业生产中存在的水肥利用率低、配肥均匀性差等问题,研制了一套精准变量水肥一体化设备,该设备以作物在各生长阶段所需的氮、磷、钾和中微量元素为变量,采用变量配肥方式;可编程控制器采集土壤墒情、流量等信息,控制比例电磁阀的开度;人机界面作为操作界面,实时显示土壤墒情信息和液态肥流量,设置配肥比和灌溉时间。经试验田试验验证,该设备具有配肥精准、操作简单和稳定性高等优点