基于CFD果园风送式喷雾机雾滴沉积特性研究

自制应用于柑橘园施药的风送式喷雾机,并基于CFD建立喷雾机雾滴运动轨迹及沉积模型,考察该喷雾机雾滴沉积特性及送风方向对雾滴沉积的影响。根据喷雾机尺寸参数,建立喷雾流场二维模型,并确定DPM模型参数,模拟获得距喷头不同距离的垂直截面上雾滴沉积量。试验结果显示:在距喷头1.0 m的范围内,雾滴沉积特性与试验结果相符,且在1.0 m范围内,送风角度的增加对雾滴飘移影响较小,随着与喷头距离的增大,送风角度对底部雾滴飘移损失的影响逐渐加剧;在距喷头1.0 m范围以外,雾滴沉积特性与实际试验结果偏差较大,但雾滴沉积量随与喷头距离的增大而逐渐减少的规律是一致的。     

常见农药喷施器械气流速度场的对比试验研究

为了研究不同农药喷施器械的气流速度场分布特性及影响规律、揭示提高气流作用范围和实现超宽幅 高效喷施作业的工作机理、开展了机动喷雾喷粉机、风送式喷雾机、热力烟雾机和悬浮管道式喷施机等4 种常见喷 施器械的气流速度场的现场对比试验。结果发现、4 种机型的气流速度场差异较大、试验中所采用的悬浮变径管道在 距离管道入口40 m处的喷施孔仍能测量到7 m/s 的风速、风速衰减比小;风送式喷雾机及喷雾喷粉机相当、热力烟 雾机最弱。对比试验结果表明、悬浮管道式喷施技术是拓宽农药喷施器械单次喷施作业覆盖范围的有效方法之一、 通过采用悬浮管道对喷施气流进行适当的约束和导引、可以大大提高气流速度场的作用范围、提高喷施作业效率、 改进喷施作业沉积效果、减少农药资源浪费和对农田环境的污染。     

果园多风道风送喷雾机送风机构模拟分析与试验

针对传统风送式喷雾机作业时雾滴漂移量较大的问题,设计了1种多风道送风机构以优化风场配置,利用STAR CCM+软件对果园多风道风送喷雾机送风机构内部气流场进行模拟研究,分析送风机构主体部分气流场分布特性,得出该喷雾机风道主体部分气压云图以及速度矢量图,寻找最佳送风参数,并通过田间试验进行验证。试验结果表明:该喷雾机风道主体部分压力分布均匀,当涡轮速度在20 m/s时,出口速度集中在57.2 m/s,雾滴沉积密度在20滴/cm2以上,满足果园风送喷雾要求;喷雾机能够有效穿透果树冠层,叶面叶背雾滴沉积分布均匀,满足喷雾标准;对比传统风送式喷雾机,雾滴漂移减少,设计满足要求。     

双气流道辅助静电喷头设计与试验

针对荷电雾滴在喷头处易吸附,且荷电量在射程方向上易衰减等问题,结合气流辅助喷雾与静电喷雾技术,设计双气流道辅助静电喷头。采用理论分析与公式方法,计算感应电极结构参数与位置、气流道结构与参数;采用静电喷雾试验测试喷头压力的流量特性,工作参数对荷质比的影响,雾滴的空间分布和飘移特性等。喷雾量与喷雾压力的关系为y=0.366 7x~(0.467 3);在1.0 m以内的喷雾距离下,荷质比与喷雾压力、气流速度、感应电压呈正相关关系,喷雾距离越小荷电雾滴的荷电量衰减越剧烈。荷质比沿射程方向逐步衰减,在0.6~1.0 m处衰减最剧烈,而后趋于平缓;气流速度在15、22、32 m/s时,静电喷雾的飘移率分别降低50.0%、22.5%、10.7%。当喷头在额定喷雾压力为0.4 MPa、感应电压为6 k V,采集距离在1.0 m以内时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度比非静电喷雾提高15%以上;当采集距离在1.0~2.0 m之间时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度提高10%左右;当采集距离大于2.0 m时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度反而低于非静电喷雾。因此,风送静电喷雾应用时的气流速度和喷雾高度须根据作物冠层特征选择。本研究可为喷头的应用和大型静电喷雾机的设计提供依据。     

贯流风机禽舍风送喷雾消毒试验研究

采用贯流风机建立了禽舍风送喷雾消毒系统.该系统由贯流风机、细雾喷头、电磁阀、增压泵等构成.喷雾试验结果表明,风送式禽舍喷雾能够达到微雾喷雾的效果,雾滴覆盖均匀,依靠风送气流雾滴飞行距离得到较大的提高.     

宽喷幅风送式喷雾机在果树冠层中喷雾有效性及雾滴穿透性试验研究

风送式喷雾可以有效地抵御自然风的干扰,减少雾滴的漂移,其喷雾有效性及雾滴的穿透性直接影响着喷雾机的喷雾性能.以宽喷幅风送式喷雾机为试验平台,用0.1％的罗丹明B为示踪剂,对靶标树进行了喷雾试验,研究宽喷幅风送式喷雾机雾滴沉积的有效性与穿透性.结果表明:喷雾雾滴在树冠前冠面及内膛均有较高的效率,在靶标树的前冠面、中膛、后冠面和距离树冠后方10 cm的外截面等4个截面上都有雾滴沉积,喷雾有效率分别为100％、86.2％、48.3％和62.1％;树冠前冠面、中膛、后冠面雾滴沉积量分别为0.028、0.007、0.003 mL,树冠前后地面上有明显的雾滴沉积,地面采样点上的沉积量分别为0.044、0.031 mL;喷雾过程中气流在靶标树两边存在绕流是引起树冠后方雾滴沉积的原因,关闭处于喷口下方的喷头可以减少雾滴在地面上的沉积.     

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。     

新型风送式果林喷雾机

3WGF-300A风送式果林喷雾机是江苏省南通市黄海药械有限公司广大科技人员的研究成果。本机体积小、重量轻、操作方便、行走灵活,采用双高压叠加,德国进口喷头,在高压气流的推动下形成280°     

规范操作植保机

机具的准备1.根据防治对象和喷雾作业的要求,正确选择喷雾机(器)的类型、喷头的种类和喷雾机的尺寸。在大田防治病虫害时,选择液力式喷雾机、圆锥喷雾头;除草时应选用喷杆式喷雾机、扇形喷雾头;果树、人行道树应用喷枪、高压、液力喷雾机或风送式喷雾机。2.作业前检查机具,机具     

植保机械使用中应注意什么问题

一、机具的准备①根据防治对象和喷雾作业的要求,正确选择喷雾机(器)的类型、喷头的种类和喷雾机的尺寸。在大田防治病虫害时,选择液力式喷雾机,圆锥喷雾头;除草时应选用喷杆式喷雾机,扇形喷雾头;果树、人行道树应用喷枪、高压、液力喷雾机或风送式喷雾机。②作业前检查机具,机     

径向对靶风送式施药机风场优化设计与试验

为提高果园风送式施药机药液利用率,减少药液损失对环境造成的污染,以一种径向对靶风送式施药机为对象,对其风送系统相关部件开展了选型与结构优化设计.利用计算流体动力学(CFD)技术,建立了径向对靶施药机关键部件作业的气流场模型.通过对施药机关键部件作业气流场进行多方案仿真对比,分析了气流速度的分布情况.结果表明：粗口径波纹管较于细口径波纹管出风口截面风速更稳定,且气流速度及方向变化更小;在进风口风速均为13 m/s的情况下,相较于单喷头设置,双喷头设置的2个出风口风速虽显著降低,但均大于3.5 m/s,满足作业需求;对双喷头而言,当其分流板角度为60°时,气流场风送效果较好.最后通过风场试验,验证了所优化施药系统结构实际气流场分布与模拟结果的一致性,为径向对靶风送式施药机的研制提供相关理论依据.     

喷雾压力对远射程及宽喷幅风送式喷雾机雾滴粒径的影响

雾滴参数是衡量喷雾效果的重要指标,为了解喷雾压力对远射程及宽喷幅风送式喷雾机雾滴参数的影响,分别以远射程及宽喷幅风送式喷雾机为试验平台,利用激光粒度仪分别测量6种喷雾压力下2种喷雾机的雾滴参数,分析雾滴粒径的大小、分布及均匀性随喷雾压力变化的规律。结果表明,喷雾压力对2种喷雾机的雾滴参数均有一定的影响。远射程风送式喷雾机射程方向7 m处没有50μm的小雾滴,400μm粗雾滴出现的比例随喷雾压力的增加而变小,粗雾滴出现的比例0.400%。雾滴扩散比随压力的增大而增大,介于0.62～0.68。喷雾压力的增加有利于喷雾质量的提升。宽喷幅风送式喷雾机射程方向2.5 m处的雾滴中,50μm小雾滴出现的比例为4.772%～22.603%,没有出现400μm的粗雾滴。雾滴扩散比介于0.77～0.88。喷雾压力的改变对喷雾质量的影响不明显。     

大宽幅对行施肥施药车的设计与试验

针对目前我国施肥施药机械存在作业精度差、肥药利用率低等问题,设计了一种大宽幅对行施肥施药车,通过采用幅宽拓展机构实现大宽幅作业,机具集成了3组施肥施药组件,每组施肥施药组件安装有10组施肥头与施药头,完全展开后的作业幅宽为7.5m,可同时对30行农作物进行施肥施药,停止作业后左右两侧的施肥施药组件可收拢至机身两侧,便于机具的道路行走和安放;采用对行调节机构实现施肥施药喷头与作物间的距离在0～140mm范围内可调;采用高度可调机构实现施药喷头距地高度在0.1～1.2m范围内可调,满足不同施药高度需要;基于液压技术设计了机具的液压驱动系统,机具的作业幅宽、对行距离和高度调节动作的实现均采用液压系统驱动;施药采用下倾式风送气力喷雾,利用气流提高农作物间的扰动量,提高药液的穿透力,使用Solidworks软件建立风送喷雾系统的3维模型,并利用Ansys中的Fluent模块对风送喷雾系统进行了仿真分析,计算得出最佳进气速率为0.9 kg·s-1;基于PLC设计了作业控制系统,控制模块的核心控制器采用西门子S7-200PLC,实现了机具操作的自动化控制;试制了施肥施药车样机,试验结果表明:各调节动作运行正常,各施药喷头的距出气口中心40cm处的射流核心速度均值为18.56m·s-1,标准差为0.087,气流速度分布均匀,机具设计合理。     

XY-300型牵引悬挂式喷雾机旱田化学除草田间示范试验

药效调查结果：XY-300型牵引悬挂式喷雾机11003型喷头和11012型喷头喷雾机与农户自制自行喷雾防效基本一致。XY-300型牵引悬挂式喷雾机比农户机器自行喷雾节约用水49.30%;XY-300型牵引悬挂式喷雾机比农户机器自行喷雾节油15.47%。作业效率通过百米行走速度测试,比农户机器节时18.3%。     

喷雾高度可调的果园风送喷雾机的设计

【目的】设计喷雾高度可调的牵引式果园风送喷雾机,以满足不同果树对喷雾机喷雾高度可调的要求。【方法】针对轴流风机式果园风送喷雾机难以满足不同果树喷雾高度可变的不足,基于喷雾高度可调的目的,设计了一种由1对转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在需求分析和虚拟三维建模的基础上,完成了各关键部件技术参数和整机结构的确定,并通过试验分析了该喷雾机在不同喷雾角度、风机转速、喷雾距离和喷雾压力条件下喷雾沉积量的分布情况。【结果】设计的以转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在离心风机转速为1 200r/min、喷雾距离为2.5m、喷雾压力为0.7MPa、导流风箱的角度为0°和15°时,喷雾沉积量适宜的施药高度分别为0.8~2.4m和1.6~3.2m。【结论】所设计的果园风送喷雾机可以满足果园对不同高度果树施药的农艺要求。     

木材干燥窑结构对窑内空气流动特性的影响

采用CFD技术模拟了不同结构木材干燥窑内气流运动规律,探讨了干燥窑结构和送风速度对窑内流场速度分布、流动结构以及流动均匀性等参数的影响,并采用导流挡板对窑内流场进行了改善。结果表明:在干燥窑内装置导流板后,气流在木材堆进口处基本变为水平流动,不同通道内的气流速度差别显著减小,从而提高了干燥窑内部速度场的均匀性;在相同的木材量下,送风速度的大小对窑内流场的均匀性影响不大。     

基于Fluent的风筛式清选室气流场的仿真

丘陵山区适用的小型半喂入联合收割机结构紧凑,对清选效率的要求高,而气流场对于风筛式清选装置清选性能有重要影响,因此研究整个清选室的气流场分布规律,有利于进一步提高收割机的清选效率。为获得清选室气流分布规律,采用正交试验方法进行设计。针对4LBZ-105型半喂入联合收割机风筛式清选室的特点,运用Creo软件建立了清选室型腔计算域模型,利用ICEM CFD软件进行了网格划分,通过Fluent软件对离心风机风速、吸引风机风速、离心风机倾角、百叶窗筛夹角4个参数变化时的清选室气流场进行了三维数值仿真。根据仿真试验结果,分析这4个参数对气流场的影响规律,得到杂质有效分离的参数:离心风机风速为12m/s,吸引风机风速为6m/s,离心风机倾角为25°,百叶窗筛夹角为40°。     

果园风送式施药雾滴在冠层内沉积分布规律

为探究果园风送施药雾滴在梨树冠层内的穿透规律和冠层各区域沉积药量分布,通过田间试验研究风送式喷雾机典型工况下,单、双侧风送式施药雾滴在梨树冠层不同区域的沉积分布规律。结果表明:风送喷雾机不同风送状态下,果园树冠内各截面雾滴覆盖均沿风送方向呈现递进减弱关系。风机单侧施药、转速为1 300r·min-1时,靠近喷头的C环前半层的雾滴覆盖率达26.1%,C后层约为7.35%;喷雾机双侧施药,树冠内各层雾滴覆盖均沿风送方向呈现"V字"分布。单、双侧施药时,药液在叶片正反两面覆盖均存在互斥行为,正面沉积越多的叶片,反面沉积越少。风机转速提高至1 300r·min-1时可以改善正反面覆盖均匀性。     

果园风送喷雾机的改进设计与喷雾高度调控模型构建

【目的】针对第一代果园喷雾机存在的风箱角度不能电动控制且调节精度不高、传动装置设计欠合理和体积偏大等问题进行改进,并建立喷雾高度调控模型,为新一代果园喷雾机的设计提供参考。【方法】对喷雾机导流风箱的固定方式、传动方案和通过性能进行了改进,并通过喷雾沉积分布试验及数学方程拟合,建立沉积分布重心高度、喷雾宽度与风箱角度之间的数学模型。【结果】与改进前相比,该喷雾机不仅支持风箱角度电动精确调控,而且其理论功耗还减少了8%,长度尺寸减小了32.6%。风箱旋转角度对喷雾机尺寸影响的测试结果表明,旋转角度对风箱组宽度有一定的影响,旋转角度为最大值30°时风箱组宽度最大,为0.95m,但仍然小于喷雾机轮距1.0m;风箱旋转角度对喷雾机高度基本没有影响。改进后的喷雾机喷雾沉积分布试验表明,风箱与铅垂线夹角分别为0°,15°和30°时,喷雾沉积分布重心高度分别为1.14,1.55和2.20m,70.7%的药量分别垂直集中分布于0.72~1.56,1.15~1.94和1.71~2.69m,拟合得到的沉积分布重心高度、喷雾宽度和风箱角度之间的数学方程均为线性方程,其R2值分别为0.982和0.996。【结论】改进后喷雾机支持喷雾高度电动精确调节;所建立的喷雾高度智能调控模型可为果园喷雾机的改进完善提供支持。     

果园喷雾机喷头类型与喷雾角度 对雾滴沉积的影响

为研究喷头类型与喷雾角度对雾滴沉积的影响规律,将喷头在垂直平面上的喷雾角度设置为0°、±15°、±30°、±45°,选用标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02和HU-SS60-03共3种喷头进行喷雾试验,通过雾滴沉积量和雾流穿透能力两个指标综合择优喷头喷雾角度。结果表明:3种喷头喷雾角度分别为-15°、-30°和-30°时叶片正面喷雾效果较优,角度为30°、30°和45°时叶片反面喷雾效果较优。不同喷头对应的叶片正、反面的雾滴沉积分布随喷雾角度变化的趋势基本一致,但喷头雾滴粒径越大,达到较优喷雾效果所需的喷雾角度值也相应增加。