对靶喷药系统压力波动特性的试验研究

摘要

针对精准对靶喷药系统作业中由于不同数量喷头反复启闭造成管路压力波动严重的问题,该研究开展了对靶喷药系统回流比例对管路压力波动影响的研究。设计了对靶喷药压力波动试验平台,基于AMESim建立对靶喷药压力波动系统仿真模型。设置系统初始压力0.2~0.4 MPa,回流比例为0~0.9,分别关闭1/5~4/5数量的喷头进行了仿真试验。结果表明,关闭喷头的占比越大,管路压力波动越大,当系统初始压力0.2 MPa,回流比为0,关闭4/5数量的喷头,管路压力从0.2 MPa上升至5.15 MPa,波动率达2400%;系统初始工作压力越大,关闭喷头数量对压力波动影响越大。设置回流管路可有效减小管路压力波动,且回流比越大效果越明显,当系统初始压力0.2 MPa、回流比例为0.6时,部分喷头关闭的压力波动率最大为64.53%。兼顾泵的利用率,回流比例建议小于0.6。系统初始压力0.3 MPa时,回流比例建议小于0.7;系统初始压力0.4 MPa时,回流比例建议小于0.8。根据对靶喷药压力波动容忍度要求,系统初始压力0.2 MPa时,喷施靶标在作业行中的占比量最佳回流比例关系为:靶标占比1/5的最佳回流比例区间为0.5~0.6;靶标占比2/5的最佳回流比例区间为0.5~0.6;靶标占比3/5的最佳回流比例区间为0.2~0.3;靶标占比4/5的最佳回流比例区间为0~0.1。系统初始压力0.3 MPa时,喷施靶标在作业行中的占比与最佳回流比例区间关系为:靶标占比1/5的最佳回流比例区间为0.6~0.7;靶标占比2/5的最佳回流比例区间为0.5~0.6;靶标占比3/5的最佳回流比例区间为0.2~0.4;靶标占比4/5的最佳回流比例区间为0~0.1。初始压力为0.4 MPa时,靶标占比1/5的最佳回流比例区间为0.7~0.8;靶标占比2/5的最佳回流比例区间为0.6~0.7;靶标占比3/5的最佳回流比例区间为0.4~0.5;靶标占比4/5的最佳回流比例区间为0~0.3。研究结果可为农业植保作业对靶变量施药技术应用及工况参数的选择提供依据,为精准对靶施药装置的进一步优化提供支撑。