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减少农药雾滴飘移的技术研究

曾爱军

  针对我国农药使用技术广泛采用大雾滴、大容量喷雾方法的现状,本文基于充分利用农药喷洒过程中小雾滴的有效性和如何控制其飘移性,以实现降低农药用量的喷雾技术,分析探讨了影响农药雾滴飘移的因素,并在风洞中进行了雾滴飘移特性的试验和评价;在总结国外研究控制雾滴飘移技术的基础上,提出采用导流罩盖技术来减少飘移,并用计算流体力学软件对双圆弧导流罩盖的防飘机理和雾滴的运动及沉积进行了模拟分析与试验;对导流罩盖进行了关键结构参数的优化,在风洞中进行了防飘性能的对比验证试验。在风洞中试验对比研究了典型喷头在不同环境(风速、温度、相对湿度等)条件下的雾滴飘移沉积特性。采用飘移潜在指数(DIX)作为衡量评价喷洒部件雾滴飘移特性的指标,结果表明,雾滴大小和环境气象条件对雾滴的飘移均有不同程度的影响,但雾滴大小和风速是影响飘移损失最主要的因素。在不同风洞环境条件下,小喷量标准扇形雾喷头Lechler 110015的飘移性都要远大于大喷量喷头Lechler 11003。双圆弧导流罩盖是一种高效的、无需动力驱动的机械式防飘装置,防飘性能取决于其导流风幕的作用。通过有限元仿真模拟的方法,对双圆弧导流罩盖风幕作用的防飘机理分析认为:风幕是在一定作用范围内气流的运动,较大的风幕作用区域可以更有效地影响出风口下方的流场,垂直向下的气流分速度的增大可以胁迫雾滴向喷头下方靶标区域运动,从而使雾滴向地面运动的几率增大,有利于雾滴沉积;若风幕具有与其下方流场反方向的水平分速度,则可减慢雾滴水平方向运动速度,从而使雾滴有机会沉积下来,减小雾滴飘移的潜能;若增加雾滴沉积的作用范围增大,更有利于减少雾滴飘移。根据仿真试验的分析和防飘性能对比,优化设计了一种新型双圆弧导流罩盖,其进风口高度为0.3m,风幕出口宽度为0.15m并带15°向前导流尾翼。通过仿真试验与风洞试验对比研究了结构改进前的原导流罩盖、新导流罩盖及常规无罩盖在不同喷雾条件下的防飘效果和性能。结果表明两种导流罩盖均能明显减少雾滴的飘移,模拟与风洞试验的表现规律一致,而且新导流罩要高出原导流罩的减飘率2倍多。说明采用的改进方案可行,对导流罩盖风幕作用防飘机理分析正确。采用雾量沉积质心距D_c指标,进一步评价了因飘移作用雾量沉积分布的距离特征。新导流罩盖对Lechler110015及Lechler11003的防飘性能均有明显防飘效果,但Lechler11003喷头的D_c值都小于Lechler110015喷头的值。同时高压、低风速组合比低压、高速组合的D_c值要大,这说明压力的变化引起雾滴大小的变化对D_c值的影响要大于风速变化对其的影响,因此,说明导流罩盖更有利于对小雾滴的胁迫沉降。……   
[关键词]:罩盖喷雾;雾滴;飘移;仿真模拟;风洞试验
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国农业大学2005年