The feasibility of using variable rate water application under a central pivot irrigation system

The purpose of this paper was to assess the feasibility and significance of applying spatially variable irrigation under a central pivot system at the Federal German Agricultural Research Center, Braunschweig, Germany. The assessment was based on soil moisture holding capacity, soil depth variation and root development. Soil texture analysis was carried out by sampling on a 60 meter grid. The German Agro-Meteorological Model was applied to simulate the water balance in the crop-soil-atmosphere system for the growing season 2003/4. The research findings are presented in terms of six scenarios: 20, 30, 40 mm water application depths per irrigation under both variable rate application and uniform application. The comparison revealed that the loss of water was higher for the uniform application scenarios than that for the variable rate application (VRA) scenarios for the applications of 20 and 30 mm. The VRA scenario of 20 mm water application was found out to be the best option for water conservation.     

一种新型模糊PID控制的变频恒压供水系统

提出了一种新型的变频恒压供水系统，在该系统中采用了模糊比例、积分、微分（模糊PID）控制，通过模糊控制器浮动迁移受控对象的设定值，并把迁移后的设定值引入到PID运算中，使系统既有模糊控制器的优点，又具有PID调节器的特点。     

SYJ-2型液肥变量施肥机设计与试验

变量施肥技术是精准农业的重要组成部分,依据农业生产要求设计了与轮式拖拉机配套的SYJ-2型三点悬挂式液肥变量施肥机。以单片机作为核心处理器,以电磁比例调节阀为执行部件,设计编写了液肥变量控制系统以及与硬件配套的上位机软件,用于采集数据与发送命令;关键部件内腔式旋转扎穴机构采用5个全等椭圆齿轮传动,液肥在内腔流动,在减少外部连接软管的同时,防止了管路缠绕;液肥分配器的功能是适时开启和关闭,实现液肥的不连续射出,进而完成穴施作业;同时对内腔式旋转扎穴机构和液肥分配器进行了结构设计。田间试验结果表明,施肥深度为地表12~15 cm,施肥精度为99.1%,满足液态变量施肥作业要求。     

脉宽调制型变量喷雾系统雾量沉积分布

通过实验和理论分析建立了雾量分布模型,研究了雾量分布规律。研究表明:喷杆方向沉积变异系数在两喷头之间出现最低,而在两喷头正下方出现极高值;行驶方向的沉积变异系数沿着一定规律周期性变化,其周期与占空比相关;在相同压力的情况下,同一喷头的行驶方向及喷杆方向沉积变异系数的峰值均随着车速的提高而上升,随占空比的上升而下降;在研究范围内(40~60cm),变异系数的峰值随喷头高度的升高而降低;若车速和占空比均相同,110°扇形喷头的雾量分布较80°扇形喷头在时空方向上都更加均匀。     

压力补偿式变量泵的改进

根据压力补偿式变量泵在使用中存在的变量冲击、最大流量无法预置等问题，对该类泵的调节性能进行分析和比较，提出了一种改进结构的方法。在限压式变量叶片泵上，采用变刚度的双弹簧；在恒功率变量柱塞泵的变量部分，采取增加斜盘倾斜角预置调节等措施。改进后变量泵的在液压机上实际运用，效果良好。     

PWM间歇式变量喷雾的雾化特性

采用频率在20Hz以内可调、占空比可调的方波信号驱动开关电磁阀,改变电磁阀门开通和关断的时间,实现了基于脉宽调制(PWM)技术的间歇式脉动变量喷雾.以农业喷施中常用的平口扇形喷嘴为例,从间歇式脉动变量喷雾的流量调节范围、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径、雾滴速度及喷雾动态特性随流量的变化规律等方面,分析讨论了PWM间歇式脉动变量喷雾的雾化特性.研究结果是,流量调节范围为4.17;随流量的减小,雾量分布向中央集中的趋势很小,雾滴粒径稍增大,喷雾角、雾滴粒径随流量的变化率分别为0.0433(°)/%、0.616μm/%,影响程度很微小;随流量的减小,雾滴速度基本无变化,动能中值直径(KEMD)和比能(SE)随流量的变化率分别为-0.63μm/%、0.2451J/(kg·%),流量控制对喷雾动态特性的影响也较小.     

基于设计模板的快速变型设计方法

传统的变型设计方法存在变型过程复杂,容易产生约束冲突的问题.针对零部件之间依赖关系复杂,设计过程需要通过交互和人工干预的形式才能完成配置与变型的问题,提出了在模板框架下的快速变型设计方法.利用模板的灵活性和信息载体功能,提出了可变型单元的概念,通过可变型单元之间建立相互关联实现对象之间的参数联动,在模板定义域范围内实现产品零部件的快速变型.以变速箱为实例,通过产品的结构变型实现产品的系列化,在同系列产品中通过几何参数的变更实现产品的多样化.     

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.     

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。     

喷头和施药液量对水稻植株上农药沉积和药剂防治效果的影响

为明确喷头及施药液量对水稻植株上农药沉积及药剂防治效果的影响,采用丽春红-G示踪法测定了4种喷头ST11001、ST11002、TR8001、TR8002在不同施药液量条件下喷雾农药在水稻植株上的沉积分布特性,并比较了4种喷头施用相同剂量的40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WDG对水稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和褐飞虱Nilaparvata lugens的防治效果。结果表明,选择ST11002和TR8001喷头,在施药液量300 L/hm~2条件下喷雾,单株水稻上的丽春红-G沉积量分别达到27.55μg和28.16μg;选择ST11001和TR8002喷头,在施药液量900 L/hm~2条件下喷雾,单株水稻上的丽春红-G沉积量仅分别为12.27μg和14.86μg。喷头和施药液量的改变不影响水稻植株上农药沉积分布特性,均为上层沉积量中层沉积量下层沉积量。当施药液量从300 L/hm~2增加到900 L/hm~2,4种喷头ST11001、ST11002、TR8001、TR8002喷雾在水稻基部的雾滴密度分别增加了8.21、8.54、7.79和9.69倍;但在相同施药液量下,4种喷头在水稻基部的雾滴密度没有显著差异。同一剂量下,喷头和施药液量不同组合的防治效果间差异显著。表明针对稻田不同防治对象,选择合适的喷头及施药液量将有助于提高农药沉积及防治效果。