塔形喷雾机风送系统优化设计与试验

针对传统风送式喷雾机风场分布不合理、药液飘失较大的问题,设计一种塔形喷雾机风送系统并对其结构参数进行优化。应用ANSYS软件对喷雾机的风送系统进行有限元仿真分析,通过对比不同结构参数下两侧出风口风速差和上层出风口风速确定整流板结构、导流台锥度和两侧导流板的最优参数。验证试验结果表明:整流板结构参数对喷雾机两侧风场对称性的影响显著性由大到小为导叶倾角、导叶数量、导叶长度;导流台对风场对称性具有较大提升;导流板长度与角度对上层出风口风速具有较大影响;当整流板导叶数量为12、长度为200 mm、倾角为0°、导流台锥度为60°、风道1收缩角度为2°时,喷雾机两侧风场对称性以及垂直分布均匀性达到最优。按最优参数组建喷雾机风送系统并进行风速试验,结果表明出口风速仿真值与试验值的相对误差小于10%,模拟仿真结果可靠。通过田间试验得到喷雾机两侧雾滴沉积密度偏差小于9%,即左右两侧雾滴沉积均匀;果树冠层内膛雾滴沉积密度均值为75.69粒/cm^(2),表明优化后塔形喷雾机作业时雾滴穿透性良好;雾滴在垂直方向上的分布总体呈现下层最大、中层次之、上层最小的规律,契合高纺锤形果树冠层分布。优化后塔形喷雾机两侧风场和雾滴沉积特性对称性较高。

基于弥雾机风机参数优化的雾滴穿透性和沉积性研究

风机特性对雾滴穿透性和沉积性有较大的影响。在相同流量下,改变风机出风口的大小,可以得到不同的出口风速和梯度。弥雾机风机出口风速和梯度增大,雾滴的穿透性和沉积量增加。但是,过大的出口风速却可能引起近风侧果树上已粘附雾滴以滚动、悬浮和碰撞3种方式起动而脱离叶面,造成农药的损失。为使雾滴在整株果树上均匀分布,提高药效,合理的风机出口风速应控制在18～35m/s之间,合理的速度梯度应控制在10～40s-1之间,并对每一行果树都要进行双侧喷雾。

果树喷雾用圆盘风扇三维气流速度场数值模拟与验证

为研究用于果树风送喷雾的圆盘风扇气流速度场分布特性,采用k-ε紊流模型和稳态求解方法,设置合适的边界条件,对单、双风扇不同出口风速的气流速度场进行三维稳态数值模拟和试验验证。结果表明,双风扇同时送风时,在离两风扇中心1～3m的范围内,中心区域的风速明显小于两边的风速,在3～5m的范围内中心区域的风速和两边的风速相差不大。模拟值与试验值对比表明变化趋势一致,二者的拟合直线决定系数R2分别为0.8044和0.7957,所建模型可以比较准确地模拟风扇气流速度场的分布。

3WFQ—1600型牵引式风送喷雾机研制与试验

因现代新型果园的种植模式及管理特点,小型的喷药植保机械不能满足新型果园的植保要求。为此,研制了3WFQ—1600型牵引式风送喷雾机。该机在隔膜泵和风机变速箱之间加装了联轴器,动力通过联轴器传递,优化了整机结构。通过理论计算完成了喷雾部件的选型,设计了R级风机流道结构和风机变速箱,风机叶轮直径1.0 m,叶片数为14,风机变速箱有高低两个挡位,其传动比分别是1:3.7和1:4.6,实现了风机转速0~2 0 0 0 r/min和0~2 5 0 0 r/min的无级变速。借用Inventor软件的实体建模功能,完成了喷雾机整机的设计装配。室内试验和样机的田间试验表明:风机转速达到1 500r/min时,风机两侧14个测试点的平均风速为16.3m/s,风量为12.8m^3/s,雾滴密度合格率为9 8.6 1%。

喷雾机风送式环形喷管喷雾装置设计与试验优化

针对喷雾机传统风送喷雾系统难以精准控制风量致使漂移现象严重、药液利用率低下的问题,设计了一种将轴流风机与环形喷头相配合的喷雾系统。通过对风机风场进行计算流体力学CFD流体仿真、对标试验、环形喷管内流场仿真确定了环形喷管尺寸参数与喷头安装位置。设计单因素与多因素正交试验来研究风机端口风速、扇形喷头型号与喷头安装倾角对喷雾效果的影响进而确定最佳喷雾参数组合。结果表明:环形喷管应设置在轴流风机出口端面中心位置,3个喷头呈120°均布在环形喷管上;在风机气力作用下,雾滴沉积量的峰值处于距风机端口0.5~1.5 m的范围,风送喷雾装置与靶标果树的作业距离不应超过1.5 m;风机气力有助于细化雾滴,但出口风速不宜大于等于8 m/s;喷雾总体性能与喷头倾角呈极显著相关(P<0.01),喷头安装倾角60°性能最优;雾滴沉积密度随扇形喷头型号的增大呈先增大后减小的趋势,雾滴的体积中值直径随扇形喷头型号的增大而增大;最优配置参数风机风速为6 m/s、喷头型号为02型、喷头安装倾角为60°。此参数组合下雾滴沉积量为5.08μL/cm^(2),表明优化模型可靠。

轴流式风机在风送式喷雾机上的选型与计算

轴流式风机是许多风送式喷雾机的重要部件之一。本文介绍了喷雾机上所选用的风机的基本特点及要求,指出了轴流式风机直接影响喷雾机的射程,并结合自由紊流射流理论,介绍了风机的选型计算和喷幅试验的方法。

喷雾高度可调的果园风送喷雾机的设计

【目的】设计喷雾高度可调的牵引式果园风送喷雾机，以满足不同果树对喷雾机喷雾高度可调的要求。【方法】针对轴流风机式果园风送喷雾机难以满足不同果树喷雾高度可变的不足，基于喷雾高度可调的目的，设计了一种由1对转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机，在需求分析和虚拟三维建模的基础上，完成了各关键部件技术参数和整机结构的确定，并通过试验分析了该喷雾机在不同喷雾角度、风机转速、喷雾距离和喷雾压力条件下喷雾沉积量的分布情况。【结果】设计的以转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机，在离心风机转速为1 200 r/min、喷雾距离为2.5 m、喷雾压力为0.7 MPa、导流风箱的角度为0°和15°时，喷雾沉积量适宜的施药高度分别为0.8～2.4 m和1.6～3.2 m。【结论】所设计的果园风送喷雾机可以满足果园对不同高度果树施药的农艺要求。

果园定向仿形弥雾机的设计

针对传统的轴流式果园弥雾机在果园作业时,喷药量分布不均匀、药液浪费严重的现象,研制了一种履带自走式果园弥雾机。该机以小型汽油机为动力源,利用带轮将动力传递给液泵和离心风机,离心风机吹出的气流通过多口分配器、褶皱管、鸭嘴出风口吹出,对雾滴进行二次雾化,增加了雾滴对冠层的穿透性和药液分布均匀性。同时,该机通过多自由度调节装置可适应不同果树、果树不同生长期、不同树形,以及不同冠层厚度等情形,可定向仿形,减少了药液浪费。

葡萄园喷雾机风机蜗壳结构改进与性能试验

葡萄园风送式喷雾机采用离心风机对雾滴进行"二次雾化"和输送,但离心风机不同同心圆风速变化很大,风机功率不能有效利用。本研究选用的恒功率横流风机不满足风量置换原理,为使其达到喷雾机需求,对风机结构进行改进。同时,以参数β、d、α、L为改进后结构变量,以距离出风口150mm处风速值为测量目标,对风机进行单因素风速试验,并对β和d变化情况进行数值计算分析。由试验结果和数值分析可知:改进后风速最大提高61.5%,角度α对风速影响最大,长度L次之,角度β和长度d对风速影响不大。此结果可为风机结构改进提供理论依据。

果园喷雾机圆环双流道风机的设计与试验

为了解决低矮密植型果园施药机械作业范围窄、作业效率低的问题,该文设计了一种轴向进风、径向出风的圆环双流道风机,根据农艺特征,结合流体力学和施药技术,完成风机结构设计和各关键部件技术参数的确定。风机结构为R+S级型式,叶片数为9,后导轮叶片数为11。风道弯角半径为155mm,导流板弯角半径为87.55mm。对风机不同转速下的功率、风量、风速、风压、风场分布进行了测试,绘制了风机的性能曲线图。试验结果表明,该风机各项性能参数满足设计要求,效率值可以达到75%以上,风机转速在1400r/min时的最佳作业幅宽为5m。

新型背负式喷雾喷粉机的研究试验

通过对国内外同类机具的大量对比试验，确定了本机主参数的选择依据，在前弯短叶片系列风机研究成果的基础上，进一步研制出最高效率点范围较宽的新型节能风机，在配套动力的选择、喷射部件等工作部件的结构设计、新材料选用以及制造工艺等方面比传统技术有所突破，达到了减轻重量、提高射程、降低功耗、减少污染的目的。

MQ-600型气流辅助式喷杆弥雾机风机设计与试验

设计了用于MQ-600型气流辅助式喷杆弥雾机的轴流风机。根据气流辅助式喷杆弥雾机喷施作物冠层的末速度原则,确定风机的风量、风压和出流速度等参数;以此作为风机设计的依据,设计计算了轴流风机的比转数、轮毂比、外径、叶片各截面气流全压分布等关键参数,进行了风机叶片选型、叶片各截面处弦长和叶片数量计算。并对风机驱动系统进行了设计。根据设计结果加工了物理样机,并对其性能进行了试验研究,试验结果表明,风机转速1 473 r/min时,风助风筒出口风速32.1 m/s,出口风下方0.5 m处风速8.6 m/s,风机性能满足使用要求。

盘式蚊香喷药机的研制

针对蚊香生产工艺研制一种喷药设备,对盘香毛胚喷洒驱蚊药液。阐述该蚊香喷药设备的工作原理及优点;详细分析喷药量控制原理;设计新型的扇形喷嘴,使喷射液流从原来的圆锥形变成扇形狭长带状液流,保证蚊香毛胚上药液喷洒均匀,并推导出单盘蚊香毛胚上的喷药质量计算公式。进行样机制作和喷药实验,结果表明:使用该设备能使单盘蚊香的驱蚊药液用量得到有效控制,在保证驱蚊效果同时节约资金成本。

风机及导流装置在果园植保中的应用与前景分析

针对我国现阶段果园精准施药装备与技术以及果园宽行密植栽培新模式融合性差等问题,介绍国内外风机及导流装置在果园风送式喷雾机施药作业中的研究。通过分析国内外先进果园喷雾机风机及导流装置的结构特点和施药性能,指出我国果园施药机械存在风机选型缺乏系列化指引、导流装置设计单一且智能化不足等问题,分析了风机及导流装置在风送式果园喷雾机上的重要作用,提出促进我国果园风送式施药机械技术进一步发展的趋势及建议,为实现果园病虫害防治、构建树形与施药机械作业技术参数的农机农艺深度融合奠定基础。

基于CFD的专用离心风机内部流场特性

本工作运用CFD技术的FLUENT软件建立了6HWF-20型高射程喷雾喷粉机的专用风机模型并进行了内部流场模拟,获得了转速为2372r/min时计算收敛后风机内部流场的速度矢量分布和压力分布情况,并通过优化风机叶片进口安装角和蜗舌的形状、尺寸,改善了风机内部流场。同时获得了6种转速下风机出口处的平均速度,并通过试验进行了验证。结果表明,模拟结果与试验结果吻合,基于FLUENT软件下建立的专用风机模型和模拟方法是可行的,为采用CFD技术进一步改善风机内部流场,提高风机出口速度,更有效地实现高射程喷雾喷粉功能具有重要的意义。

风水雾化降尘装置的风轮-喷头设计及雾化机理

设计了一种矿用风水雾化降尘装置的风轮-喷头,其主要特点是集风轮与喷头于一体。分析了碎裂雾化和撞击雾化的原理,计算了喷射角和雾化齿倾角,分析了雾化齿的参数设计要求,为风轮-喷头和雾化齿的设计提供了理论依据。

高喷雾化机风源的比较研究

采用Fluent软件计算了斜流式风机和轴流式风机在相同的叶轮尺寸和进气条件下叶轮内部及通流部分的流场。计算结果说明高喷雾化机风源,斜流式风机比较适宜。

自走牵引式电动三轮喷药机的设计

基于篱架式葡萄园的植保作业,设计一种以蓄电池为动力源,三轮车体为车架的小型自走牵引式喷药机。利用风送喷雾技术防止药液前进过程中产生的雾滴飘移,同时进行二次雾化雾滴。在转向控制方式中采用手动霍尔转把控制。

前苏制670t／h锅炉的两项节能改造

对前苏制６７０ｔ／ｈ锅炉的吸风机叶片及喷燃器进行技术改造，可达到节能、减少费用的目的，为降低用电率和多发电开辟了一条新途径。

果园多风机风送喷雾机聚风筒聚风特性的试验研究

针对传统果园多风机风送喷雾机存在风能利用率低,出风口到靶标之间喷雾四散飘移的问题,对风机配置聚风筒(直筒式、渐缩式、渐开式)的风送喷雾系统的聚风喷雾性能进行研究。通过对聚风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性。设计单因素试验和响应面参数优化试验分析风筒类型、聚风筒长度和风机转速对聚风特性的影响并确定聚风筒的最佳参数设计组合。试验结果表明:有聚风筒的风送喷雾系统对雾滴的胁迫作用明显显著优于无风筒的,且呈现了较好的聚风雾化作用,渐缩式风筒的性能尤为明显;气流集中性能由高到低排序为渐缩式、直筒式、渐开式、无风筒,聚风筒胁迫雾滴的横向穿透性能由高到低为渐缩式、直筒式、渐开式;风筒长度在30~70cm范围内,长度越长,聚风性能越好;随着转速呈倍数的增加,风场速度峰值也呈倍数增加,转速的改变不影响速度峰值的位置。聚风筒最佳参数设计组合为风筒类型为渐缩式,风筒长度为70cm,风机转速1440r/min,此组合下的风速为4.156m/s,风场纵向幅宽为1585.32mm。