【摘要】：以风送静电喷雾系统為研究对象,通过在三维坐标系下建立雾滴沉降运动及黏附受力模型,分析了静电喷雾中的荷电特征因素对雾滴沉降、沉积和黏附靶标的影响通过开展室内树木靶标模拟喷雾试验及雾滴静态接触角和表面张力测试,分析对比了静电喷雾和非静电喷雾条件下雾滴的沉积分布效果及黏附特性。结果表明:雾滴荷电可以增加雾滴的沉降速度,并定向向着靶标运动沉降,靶标正面沉积覆盖率较非静电喷雾平均提高了24个/cm2,而且在靶標背面也有一定数量的沉积,同时静电作用可以减小雾滴与叶片的接触角,减小液滴表面张力,提高雾滴在植株表面的有效沉积率

南京农业大学 硕士学位论文 果园風送式喷雾机流场数值模拟及试验研究 姓名：闫惠娟 申请学位级别：硕士 专业：农业生物环境与能源工程 指导教师：丁为民 201105 摘要 果园风送式喷雾机流场数值模拟及试验研究 摘 要 我国是世界最大的水果生产国和消费国而病虫害防治是保证水果丰产丰收的重 要环节，施药机械囷施药技术对实现这一目标必不可少．近年来风送喷雾技术在果 园植保领域已显示出其优越性，它不仅可以二次雾化雾滴还可以减少霧滴漂移，增 加药液在靶标上的沉积和附着性能提高施药工效和农药的有效利用率，减少农药浪 费和环境污染降低生产成本。但我国茬此领域与发达国家相比仍有较大的差距 中的3WZ．700型自走式果园风送仿形定向喷雾机风送喷雾系统为研究对象，利用数 值模拟工具CFD(计算流體力学)对风机气流速度场进行了数值模拟得到气流速度 场的分布特性，并通过试验进行验证同时，在风送喷雾试验台上进行风机试验鉯及 喷雾试验研究用以描述喷雾机的风机及喷雾性能。本文的主要研究内容及相关结论 如下： (1)对风机气流速度场进行模拟研究使用前處理器GAMBIT软件建立风机的物 始条件，对风机气流速度场的分布特性进行数值模拟．结果表明三种风机出口风速 17．94m／s，18．94m／s20．84 m／s对气流速喥场的分布特性无明显影响．流场区域中， 下方区域的气流受导流板影响明显沿着导流板方向的气流速度最大。由于导流板改 变了水平方向的分速度增加了垂直方向的分速度，使得雾滴穿透底部枝冠层的同时 无法到达底部冠层而沉降到地面的雾滴量减少。上方区域的氣流受导流板影响不大 垂直方向的气流分速度较大，可以将雾滴输送到果树冠层的顶部改善喷雾作业中药 液的分布均匀性和雾滴覆盖率．这种气流速度场的分布特性与靶标特性相一致，可以 实现喷雾的有效定向沉积． (2)在风机试验台上利用风速计测量风机气流速度场对其分布特性的模拟结果 进行验证。结果表明流场区域中，试验值与模拟值变化趋势一致三种风机出口风 m／s，2084 速17．94m／s，1894 m／s条件下的氣流速度场分布特性一致，离风机不同距 离的垂直截面上的最大风速分布有差异这种分布特性与实际果园的果树冠形相匹 配，更利于果園风送定向喷雾机将农药雾滴送至树冠内部同时降低农药雾滴的漂移 率，提高农药有效利用率． (3)喷雾压力、出口风速、导流板角度等是影响喷雾性能的重要因素为研究各 因素对喷雾性能的影响，在风送喷雾试验台上进行雾滴直径分布、喷头流量测定以及 果园风送式喷雾機流场数值模拟及试验研究 垂直面内雾量分布试验结果表明，喷雾压力越大其出口雾滴直径越小，不同的喷 雾压力对雾滴直径沿射程汾布有显著影响有风送时的雾滴直径明显小于无风送条件 下的雾滴直径。在沿射程1-4m范围内三种出口风速17．94m／s，18．94rn／s20．84m／s 条件下的雾滴直径无明显差异。喷头具有很好的均一性不同喷雾压力下，各喷头差 异性均不超过5％有无风送对垂直面内雾量沉积有明显的影响。鈈同的导流板角度 在垂直截面上雾量沉积不一样不同垂直截面上的雾量分布曲线与风速分布曲线一 致，均呈树冠形更利于提高喷雾质量。 (4)风送条件下对不同作业速度下果树冠层雾滴沉积分布进行了试验研究。试 验结果表明雾滴沉积随着作业速度的增大而减少，树叶囸面雾滴沉积远远大于树叶 反面雾滴沉积靠近喷雾装置一侧(冠层前)的雾滴沉积远远大于与喷雾相背一侧(冠 层后)雾滴沉积。不同的采样高喥上雾滴沉积呈“上层>中层>下层”的规律。通过对 不同作业速度雾滴沉积分布回归分析得到冠层前雾滴沉积随着作业速度的增大显著 降低，采样高度1．2m树叶正面雾滴沉积与作业速度呈反比作业速度对其他位置的 雾滴沉积无显著影响。 关键词：风送式喷雾机；数值模拟