风送式喷雾机风筒结构改进及对飘移性能影响的研究

摘要

雾滴飘移是影响化学农药喷施效率及施药安全的一个重要因素。本文在分析总结国内外大量相关文献的基础上提出了一种对单风筒风送式喷雾机风筒的改进方法——为喷雾机收缩风筒的出风口设计安装一个锥形导风筒和一个同轴柱形导风筒以改变雾型，进一步减小雾滴飘移，从而达到提高果园喷雾作业中农药使用效率的目标。在此基础上，利用计算流体力学软件对单风筒风送式喷雾机新型风筒和传统风筒的内部及出口附近气相流场进行了模拟，通过对比两者的气相流场，分析了新型风筒对气相流场的影响；同时，在模拟得到的气相稳态流场内加入离散相雾滴因子，最终得到新型喷雾机风筒和传统风筒的雾滴运动轨迹及在不同条件下各自的沉积率，分析了新型风筒结构参数、风机送风量、喷头类型等因素对雾滴沉积率的影响。研究所做的主要工作为： 首先利用有限容积法进行仿真模拟，通过对比分析两者在水平方向和垂直方向速度大小及其分布的差异性，获得新型风筒的防飘机理为：锥形导风筒的加入有利于提高雾滴水平方向速度，减小雾滴速度的垂直方向的分量，从而能改善雾滴的穿透性，减小雾滴飘移率；同轴柱形导风筒把风筒内部气流分成中心气流和外围气流两部分，通过改变气流通过的横截面积改变气流速度，这样就在出风口形成梯度风，使外围气流速度大于内部中心气流速度，于是在风筒内壁面附近形成一层风幕，有助于提高雾滴沉积率。 其次，通过设计试验方案和进行大量的模拟试验，研究了新型风筒各结构参数、喷头型号和风机送风量对喷雾机防飘效果(雾滴沉积率)的影响。研究结果表明，第一，各结构参数对雾滴的沉积率都有显著性影响，各因素对雾滴沉积率的影响程度从强到弱排列依次为：同轴柱形导风筒的长度、锥形导风筒的角度、锥形导风筒的长度、同轴柱形导风筒的直径。各因素间两两交互作用中，柱形导风筒的长度和锥形导风筒的角度间的交互作用最重要，其次是柱形导风筒的长度与锥形导风筒的长度间的交互作用，其余交互作用影响较小，可忽略不计；第二，当风送式喷雾机的雾滴较细小时沉积率较高；第三，对风机送风量引起雾滴沉积率变化的分析中发现：当风速增加时，沉积率也增加，沉积率与风速正相关，这与何雄奎等在2002年进行的果园喷雾机风速对雾滴的沉积分布影响研究的试验中得出的结论一致。 总之，论文通过对新型风筒内部及出口附近流场的模拟得到了它的防飘移机理，通过对风筒结构改进能使喷雾机的雾滴沉积率最多能提高30.6％，同时，通过模拟试验获得了风筒结构参数、喷头型号及风机送风量对雾滴沉积率的影响程度，为控制、预测单风筒弥雾机雾滴飘移情况提供了理论依据、为进一步减小雾滴飘移打下了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2雾滴飘移的研究现状

1.3国内外减小雾滴飘移技术的研究现状

1.4课题研究的主要内容和目的

1.5课题研究创新点

第二章仿真试验计算模型的建立

2.1仿真试验的条件假设

2.2仿真试验的流场区域

2.3仿真试验的物理模型

2.4仿真试验的流体参数的确定

2.5仿真试验的步骤

2.6试验结果的评价指标

2.7小结

第三章风送式喷雾机新型风筒的防飘机理

3.1锥形导风筒对连续相影响的研究

3.2同轴柱形导风筒对喷雾效果情况影响的研究

3.3小结

第四章新型风筒影响飘移因素的研究

4.1新型风筒各结构参数对飘移性能影响的研究

4.2风速对飘移性能影响的研究

4.3喷头型号对飘移性能影响的研究

4.4小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

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