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风送式喷雾机风筒形状对喷雾效果试验

文章出处:钰泰环保作者:admin发表时间:2017-04-20 20:36
  风送式喷雾机是联合国粮农组织推荐的一种先进高效的农药喷洒技术,风送式喷雾机喷雾作业时,由于气流的作用,靶标的作物枝叶发生摇摆与翻滚,使作物的叶背、叶面、内膛、外部都可均匀地覆盖上雾滴,同时,由于雾滴被风机吹出的气流强制性的吹向靶标,所以可减少雾滴的飘移,降低农药对环境污染的风险。因此,利用液体力学的原理对风送式喷雾机的主要结构参数进行优化设计,研究风送式喷雾机雾滴传输特性及喷雾技术参数对雾滴的影响,对指导风送式喷雾机的优化设计及优化其喷雾效果具有重要的指导意义。
  在风送式喷雾机喷筒结构优化的数值试验中,将风筒内流场简化为风扇扇叶周期性转动处于某一位置的瞬时情况,选用RNGk-ε模式,应用动参考系模型方法仿真,将非稳态问题转化为稳态问题求解;用可动风扇的转速作为仿真的初始值,在建立风筒的力学模型的基础上,仿真分析了风筒出口处的动态及风速;选取了三种不同类型的出风口形状,通过数值计算选择出优化的出风口形状的类型;选取了五种不同的出风口尺寸,通过数值计算获得各自的流场数据,根据计算结果选择出优化的出风口的尺寸;通过试验测定并与数值计算模型的计算结果进行了比较,比较结果表明,数值计算的结果与实测结果之间的误差在-1.49~1.91%之间,在工程计算允许的误差范围内。
  根据优化的结果试制了两款试验样机——圆形喷筒和扁嘴形喷筒风送式喷雾机(又称远射程和宽喷雾风送式喷雾机),进行了射程、风速、喷幅、送风量及作业幅宽的测定和评价。远射程风送式喷雾机射程为13米、垂直于射程方向的喷幅为2.29m,最大喷幅出现在距出风口10米左右,作业幅宽在22米左右;宽喷幅风送式喷雾机射程为4.5米、距出风口4.5米处出现的喷幅最宽3.56米,作业幅宽在10-12米之间;在相同的功率下,由于风筒出风口形状的不同,远射程式比宽喷幅式风送式喷雾机对雾滴的输送能力更大,前者作业幅宽是后者作业幅宽的2倍。
  通过喷雾试验,对两种喷雾机在风送状态下的雾滴传输特性进行了试验及分析,研究了风场中的雾滴在运动中受力、运动参数变化的规律,分析了两种风送式喷雾机在喷幅内的雾滴分布规律,结果表明:1远射程风送式喷雾机的雾滴传输经历3个过程:近出风口处高速气流对雾滴的破碎使得雾滴直径变小;中速气流对雾滴的传输中存在碰撞与聚合使雾滴直径变大;低速气流使雾滴在扩散弥漫中因蒸发作用而使雾滴直径变小;宽喷幅风送式喷雾机的雾滴传输主要规律为,随着远离出风口,雾滴直径变小,远离出风口的低速气流使雾滴在空间扩散弥漫,因蒸发作用而使雾滴直径变小;2远射程风送式喷雾机的抗雾滴漂移能力比宽喷幅风送式喷雾机抗雾滴漂移能力强,但在采样区间内,宽喷幅风送式喷雾机的雾滴扩散比均大于0.81,喷洒质量优良;3两种喷雾机,在垂直于射程方向上的平面内,下部的雾滴比上部的雾滴大。
  首次提出增加喷头数目,减小喷头间的垂直距离和改变喷头的开启方式以优化喷雾沉积,并进行了试验,结果表明,采用优化的喷头安装方式及开启方法后,远射程风送式喷雾机的雾滴沉积均匀性显著提高,雾滴沉积分布的变异系数由111.3%下降为27.4%。
  通过改变风送式喷雾机的技术参数,试验测定并分析了风送式喷雾机出风口风速和喷雾压力对喷雾雾滴参数的影响机理及结果。在距出风口不同的采样点上,风速及喷雾压力对雾滴的作用不同。
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