新型脉冲式烟雾水雾机的研制

脉冲烟雾机具有防治效率高、用药量省等显著优点,但存在只能对油溶剂农药进行热力烟化,而无法对水基型农药进行热力雾化的问题。为此,针对现有脉冲烟雾机,根据脉冲发动机的工作原理、燃烧喷雾时的流场分布特征,理论分析以脉冲发动机为动力、集喷烟雾和喷水雾功能于一机的可行性。通过对供油系统、化油器、进气阀门和燃烧室结构的改进,成功研制出一种对油溶剂农药和水基型农药均适用的脉冲式烟雾水雾机,适应了果园内不同防治时期、不同剂型的施药要求。     

脉冲式烟雾水雾机热力雾化水剂农药效果分析

针对脉冲式烟雾水雾机在喷施水雾剂农药时常出现滴液、流液或较大雾滴群等雾化不良现象,通过改装6HYW-60S型脉冲式烟雾水雾机,将药液流量设置成可调的测试装置,设定5个油门开度及4个药液流量,测试了脉冲发动机喷药前后的气流速度、温度及各喷药工况下的雾滴粒径分布。结果表明,在最小的油门启动开度到最大的油门工作开度可调范围内,对应的脉冲发动机燃油消耗率变化范围较小（相对变化13.0%）,喷管内对应的气流温度与速度也发生同等程度的变化。喷药时,喷管口处的气流温度与速度发生明显变化,由不喷药时约700℃的高温气流下降为75℃左右的雾滴流,相应的气流速度下降了16%左右;油门开度及药液流量对雾滴流温度的影响非常小,但对雾滴流速度的影响非常明显,油门开度增大,雾滴流速度明显增加,药液流量增大,雾滴流速度明显下降。在各油门开度下,对最小药液流量20L/h的雾化效果均不佳,尤其距喷雾出口较近处存在大量的300μm以上的较大雾滴,这些大雾滴极易跌落至地面,无法有效喷施到目标物上;药液流量增大至40L/h及以上时,各油门开度下的雾滴体积中径均较小,同一工况下各位置点的平均值不超过60μm。热力雾化的雾滴粒径分布曲线不是单一峰值的正态分布形态,常会出现不同中心雾滴粒径的雾滴群,且这些雾滴群的中心雾滴粒径基本保持一致。从喷雾出口喷出的雾滴流中,喷管中心轴线上的雾滴细小均匀、雾化充分,中心轴线上方的雾滴一般比中心点处稍大,中心轴线下方雾滴明显增大,且距中心轴线越远的下方,雾滴增大越明显,即雾滴流中较大雾滴群的量逐渐增加。以药液流量60L/h及油门开度90°为最佳雾化工况,在整个喷施区域内均形成了良好的雾化效果。     

稳态烟雾机喷管结构对管内气流特性影响研究

用于病虫害防治的稳态燃烧烟雾机应用了烟雾载药技术,喷管是药液烟化的关键部件。为此,对喷管内有无内置管两种类型和3种喷管直径（70,90,110mm）等不同喷管结构进行对比试验,结果显示：对于 D90喷管,有内置管的轴心气流平均温度比无内置管的高82℃;D70喷管轴心气流温度明显高于 D90和 D110两种喷管,同时D70喷管喷口气流的平均速度和最大速度均高于D90和D110喷管;D110喷管喷口气流的平均速度明显较低,仅为D70喷管的44．1％和D90喷管的51．0％,导致D90喷管内轴心的气流温度反而低于 D110喷管。可见,喷管结构及尺寸对喷管内气流温度和速度起着至关重要的作用。因此,针对稳态燃烧烟雾机应综合考虑气流温度、速度及喷烟量等因素确定喷管尺寸参数。     

6HYC-25型烟雾机植保效果适应性试验分析

<正>烟雾机是目前科技含量较高的一种植保机械。采用脉冲喷气涡流式发动机原理,产生高速气流将药液雾化为小于50μm的微细颗粒,随烟雾喷出、弥漫,使作物或场所被载药烟雾包围。药物可直接与病虫害接触,药效充分发挥,无死角。该机作业效     

多回流式变量喷药控制系统设计与试验

针对目前大型宽幅喷药机在喷药过程中施药方式不合理、控制方式单一等问题,在3WP-1200型喷杆式宽幅(22 m)喷药机基础上,设计了一种多回流式变量喷药控制系统。该控制系统可根据喷药机行驶速度来调节比例控制阀,通过改变回流口的开口度来改变喷药流量,实现变量喷药。该控制系统分5路控制所有喷头,每一路可单独控制开断,一路或几路断开的同时可打开相对应的回流口,使系统在不改变流量的情况下,其余喷头喷药量不变;多回流式的控制方法使系统压力更稳定,控制精度更高。同时设计了该系统的硬件和软件,并对该控制系统进行了液位标定与喷药精度试验。液位标定试验中,对不同液位对应的药液容积进行了标定,其标定模型决定系数R2为0. 994;流量控制精度试验中,单个喷头的目标流量与实际流量相差不大,其相对误差不大于4. 1%;喷药量控制试验中,喷药流量可随速度变化而变化,但其设定喷药量与实际喷药量相差不大,相对误差在6%以内,实现了变量喷药,且控制精度较高。     

喷头位置和喷筒压力对烟雾机雾化效果影响

利用三维软件对常温烟雾机建模,并将其导入到FLUENT软件中,选择有限元体积法对烟雾机的模拟区域进行离散化处理。对不同情况下的工作效果进行仿真模拟,采集喷射雾滴信息,对比分析在不同喷嘴安装位置和在喷筒压力条件下的雾化效果。结果表明:有限元体积法可以较为准确地模拟烟雾机的雾化情况,且随着喷嘴安装位置距喷筒出口的距离和喷筒内气体压力的增加,烟雾机雾化效果也变得越好;但增加到一定程度时,对烟雾机的雾化效果基本不再产生影响。     

自适应升降喷杆施药系统的研发

针对传统简易施药机易造成人员中毒、药液喷洒过多易造成环境污染等问题,以及现在温室内用施药机在自适应作物高矮、自主行走、精准施药等方面仍存在一定的局限,北京京鹏环球科技股份有限公司研发了一种自适应升降喷杆施药系统,包括喷药系统、雾化系统、喷杆自动调节系统、控制系统及无轨道自走式底盘等。该施药系统创新性在于温室内与无轨道自走式底盘配合使用,可实现路径导航的自动化、智能化;其喷杆自动调节系统创新性地采用超声波传感器用于探测施药机与农作物施药目标的距离,以便进行精准施药,拟为解决狭小温室空间内自主行走及施药问题提供参考,实现温室内施药的无人化、机械化、自动化、精准化,提高温室内植保装备的机械化水平,改善劳动环境,提高劳动效率。     

自动调平喷杆式喷药机设计与试验研究

针对耕地存在缓坡起伏及不同农作物具有不同的植株高度的特点,设计一套能够自由调节喷杆高度的喷杆式喷药机。该机喷杆始终保持与地面平行,使喷药机在田间工作时能够通过液压系统进行自由提升,且在田间工作时可利用机械部件完成喷杆的调平工作。系统利用动滑轮和液压系统完成喷杆的提升,利用弹簧和阻尼器完成喷杆的机械调平工作。该喷药机对提高农药的利用率、降低农作物生产成本都具有积极的推动作用。     

尾气回收式烟雾机雾化的影响因素及能量回收试验研究

基于一台YN系列38CRD2型柴油发动机排气管加装尾气回收式烟雾机进行负荷特性试验,在安装烟雾机后,在定喷头安装位置和喷头型号的条件下,研究发动机转速、喷头流量、烟雾剂浓度的变化对尾气回收式烟雾机雾化效果的影响;通过排气管前后端温度变化及加装烟雾机前后油耗变化得到尾气能量的回收效率。试验得出以下结论：1）发动机转速由2000r/min上升至2800r/min的过程中,烟雾机正发烟,当发动机转速达到2400r/min上下时,烟雾机的雾滴颗粒粒径最佳;在定发动机工况下,当烟雾剂浓度从10%增加到50%时,发现不同的烟雾剂浓度同样可以使尾气回收式烟雾机发烟,为得到尾气回收式烟雾机的发烟效果,我们发现,烟雾剂浓度调整至10%~30%浓度范围内效果最佳,所以机器作业时烟雾剂的浓度可在此范围内适当进行调整。当烟雾剂浓度为30%时,尾气回收式烟雾机的雾滴颗粒粒径为最佳粒径,推荐选用此浓度的烟雾剂;试验发现喷头流量与雾滴粒径呈正相关关系,供药泵流量在2.5L/min-7.5L/min范围内烟雾机正常发烟,其中尾气回收式烟雾机喷头流量在为7.5L/min时喷头雾化较优。2）安装烟雾机后,油耗增幅为2.552%~3.882%,且增幅较小,当发动机转速在2200r/min~2400r/min时,此时发动机最为稳定且烟雾机雾滴颗粒粒径均匀;通过采集的前后端温度数据计算得出尾气回收再利用率为11%,能节约柴油发动机88g柴油,说明尾气回收式烟雾机可回收尾气中的能量,提高燃料利用率以达到节能减排的效果。     

大坡度山地果园双向全方位农药喷洒机设计与试验

传统农药喷洒机在大坡度山地作业时会大幅降低效率,因此针对大坡度山地果园研发了一款双向全方位农药喷洒机,并进行了试验验证.结果 表明:当农药喷洒机具行进速度为1m/s、送风强度为8m/s、喷头与树冠层间距为0.5m时,竖直喷药模式的施药效果较好.按照相同条件下,对45°倾斜式喷药模式与竖直喷药模式的喷药效果进行试验比较,...     

脉冲烟雾机燃烧室—喷管工作频率的研究

用于林木病虫害防治的便携式脉冲烟雾机，其燃烧室-喷管为主要工作部件。笔者针对燃烧室-喷管工作频率的计算公式进行推导和分析，并通过试验进行验证，证实了本文所建立的燃烧室-喷管工作频率计算公式的可行性和精确性。     

烟雾机发展现状和趋势

介绍了国内外烟雾机的发展历程和分类,分析了雾、雾化和二次雾化的概念,以及雾化液滴的影响因素。通过分析烟雾机与其他技术的结合,梳理了烟雾机面临的智能信息化、环境保护和作业环境3个方面的核心挑战,并提出应对策略,为烟雾机的进一步发展提供参考。      

基于LabVIEW对发动机废气余热式烟雾机的研究

研究了发动机废气余热发烟的原理,设计了一种利用发动机废气余热的发烟装置,并对其主要设计参数进行了理论推导、计算、分析,从而获得了发动机废气余热运算模型,建立了根据发动机废气余热量,控制喷射药剂的最佳喷药量方程。设计运用LabVIEW作为虚拟设计平台,采用模块化设计、图形化编程的方法,设计了根据发动机废气余热量控制药剂喷射量的电子控制系统,进行主控系统的仿真设计。     

多旋翼无人机不同作业参数对花生冠层雾滴沉积分布特性的影响

为探究无人机航空喷施时花生冠层雾滴沉积分布规律,设计无人机不同喷雾作业参数对花生冠层的雾滴沉积分布影响的试验。该试验以DJ T20型多旋翼电动无人机进行作业,以清水代替农药喷施采集雾滴沉积数据,以图像处理软件Depositscan来分析采集来的水敏纸数据。结果表明：各组试验的雾滴沉积分布趋势均相似,在靶区内雾滴沉积大致呈正态分布,受环境风场的影响,大量雾滴在中心航线左侧沉积,受无人机起飞时速度和高度的影响,各区域内第一条采样带R1的雾滴沉积效果较好;从雾滴沉积量、沉积密度均匀性分析可知,当飞行速度为2.5 m/s、喷雾流量为1.6 L/min,飞行高度为3.5 m时,喷雾效果最佳,为最佳作业组合;飞行高度、飞行速度对靶区内雾滴沉积量、雾滴沉积均匀性影响均显著。该研究对提高无人机喷施效率具有十分重要的指导意义。     

基于PDPA的双流体撞击式喷嘴雾化特性研究

使用自主搭建的一套基于相位多普勒粒子分析仪(PDPA)的开放式雾化试验台,开展了不同工况下双流体雾化流场的测试试验,研究了气体流量和水流量对雾化特性(包括喷雾锥角、有效射程以及雾滴粒径、速度、个数的分布)的影响。结果表明:随着气体流量的增大以及水流量的减小,喷雾锥角呈增大趋势,雾滴的索特平均直径(SMD)、速度以及个数均呈减小趋势,而有效射程随着气体流量以及水流量的增大而增大;随着轴向距离的增大,雾滴的SMD、速度以及个数均呈现增大的分布规律;随着径向距离的增大,雾滴的SMD呈增大的分布规律,而雾滴速度以及个数呈现先增大后减小的分布规律。气体流量和水流量对喷嘴出口与振动头之间区域的湍流程度、对冲现象有明显影响,进而显著影响雾化特性。当气体流量为0.8 m3/h、水流量为35 L/h时,与优化前(气体流量为0.95 m3/h、水流量为40 L/h)相比,SMD减小了21.50%,有效射程、雾滴速度、雾滴个数分别增加了10.26%、39.08%、61.54%,喷嘴雾化能耗降低的同时综合雾化效果得到了提升。     

二相流喷雾试验台的研制

为了研究开发气液二相流喷雾技术、常温烟雾施药技术及其机具．进而解决设施农业病虫害防治的新问题，研制了二相流喷雾试验台。对气液二相流喷雾过程中的主要技术参数设置了仪表指示读数、人工记录、人工数据处理和计算机控制的自动同步测量、记录、数据处理、绘制曲线图表的两套测试系统。试验台功能较全、精度较高，利用试验台能进行气液二相流喷雾技术研究和常温烟雾型机具性能试验、产品质量检测。     

气助式静电喷雾靶标物背部沉积特性

为了研究气助式静电喷雾中,药液雾化特性对其靶标背部沉积效果的影响,采用Ф80mm的西红柿果实作为靶标,配制1g／L的刚果红溶液模拟农药进行喷雾试验．运用OLID测试系统对不同施药条件（气体压力、静电电压、喷雾距离）下药液的雾化特性进行了测试,借助分光光度计定量分析靶标背部沉积量,结合试验结果对药液雾化特性与靶标背部沉积效果的关系进行了分析和讨论．结果表明：非静电喷雾时,雾滴不易粘附于标靶背部,与荷电喷雾时相比,背部沉积量较小可以忽略;在气动力和静电力的前后作用下,雾滴的粒径随气体压力、静电电压的增加而减小且分布愈均匀;增加气体压力、静电电压均可提高药液靶标背部的沉积量,其中静电电压影响最大;荷电啧雾时,雾滴的粒径愈小分布愈均匀有利于荷电药液在靶标物背部沉积．     

雾滴粒径测量技术及激光粒度分析仪测量不确定度评定*

雾滴粒径是评价植保机械雾化性能及作业质量的重要指标,是实现精准施药,农药零增长目标的关键技术参数。农药使用技术中的生物最佳粒径理论、雾滴飘移模型和雾滴蒸发沉积模型等重要理论的研究都与雾滴粒径的大小相关。本文针对各种雾滴粒径测试技术进行了总结分析,对植保机械常用圆锥雾系列喷头喷孔直径分别为Φ0.3 mm、Φ0.7 mm、Φ1.0 mm、Φ1.3 mm、Φ1.6 mm,采用激光粒度分析仪测量雾滴粒径的结果不确定度进行了评定,分析测量过程中的各项不确定度来源。结果表明当包含概率为95%时,其测量结果的最小扩展不确定度为6.63%,最大扩展不确定度为9.18%,平均扩展不确定度为7.38%。激光粒度分析仪测量雾滴粒径结果是准确可靠的,能满足植保机械雾滴粒径测试需求。     

高压脉冲电场降解果蔬农药残留仿真研究

蔬在生长过程中为了提高产量、预防虫害会使用农药 ，农药残留未及时分解会对人体健康产生危害。根据农药残留和农药降解过程，结合高压脉冲电场降解农药技术，从大分子水平研究果蔬农残的自然转化规律和脉冲电场影响下的转化规律，用元胞自动机算法构建农药残留模型，模拟高压脉冲电场降解农残的过程，研究农残降解过程的动力学变化规律。并通过电场干预后马拉硫磷农残的降解效果试验，用气质联用仪Full扫描得出马拉硫磷的质谱图对其进行降解定性分析，再用SIM扫描进行定量分析对不同高压脉冲作用参数下降解率的计算和预测，将降解模型值与真实降解值对比最大相差0.0616ug/ml，最小相差值为0.0003ug/ml，为果蔬农残提供理论基础。     

基于PWM的远程控制新型变量喷雾系统设计

针对目前地面植保喷雾机械的局限性,开发了一种新型的变量喷雾系统。该系统在保持电动离心喷头压力和流量不变的前提下,采用离心雾化方式,雾化盘由三相无感无刷直流电机带动,利用ARM控制器输出频率固定占空比不同PWM信号作为无刷直流电机电子调速器的油门转速信号,改变雾化盘的转速,从而改变雾滴的粒径大小及覆盖率等参数。该系统采用了一个功率较大的无线收发模块SI4432,最大距离达到2km范围(这也是和其他远程喷雾系统相比根本的优势),用单片机和上位机远程实时地控制雾化盘的转速,同时在上位机和液晶屏幕上显示占空比。最后,利用设计的变量喷雾平台,在喷头压力为0.5MPa、流量为2L/min、雾化盘直径为5 8 mm的条件下,获得了离心雾化喷头在不同的占空比对应的雾滴中值直径和覆盖率大小,通过上位机就可以实现电动离心喷头转速的较大范围的调整,可以在不同喷雾环境下针对不同的农作物使用这套系统。