風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧系統(tǒng)的研究.pdf

1、常規(guī)噴霧施藥方式會(huì)造成大量霧滴漂移和非標(biāo)靶沉積，不僅浪費(fèi)藥液而且污染環(huán)境。相關(guān)學(xué)者一直致力于尋求更為高效低污染的施藥方式。風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧技術(shù)結(jié)合了靜電噴霧和氣力輔助技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效提高噴霧靶標(biāo)沉積量和減少液滴漂移。本文在國家863項(xiàng)目-蔬菜高效施藥技術(shù)研究與裝備創(chuàng)制(2008AA100905)的資助下，針對(duì)風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧兩相流場(chǎng)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)開展了研究，主要工作如下：
　　 1、設(shè)計(jì)并制造風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧

2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)噴霧系統(tǒng)的霧化特性、霧化流場(chǎng)和無冠層地面沉積規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：在氣體射流和荷電電場(chǎng)作用下，噴霧粒徑分布更加均勻、粒徑范圍更窄：在電極環(huán)附近荷電噴霧流場(chǎng)出現(xiàn)卷吸現(xiàn)象，電壓越大卷吸現(xiàn)象越明顯，且卷吸區(qū)域沿噴霧的軸向向下延伸；氣體射流使作用區(qū)域的卷吸現(xiàn)象減弱，卷吸區(qū)域隨氣流速度增大逐漸向噴霧核心區(qū)收縮；氣流出口與噴頭的間距越小，氣流對(duì)荷電卷吸的抑制作用越明顯；風(fēng)幕氣體射流增加了液滴的動(dòng)量、減小了液滴的橫向擴(kuò)散，可有效抑制霧

3、滴漂移，使噴霧集中沉積在噴霧中心附近的狹窄區(qū)域；風(fēng)幕流場(chǎng)增強(qiáng)了氣流對(duì)噴霧流場(chǎng)的擾動(dòng)，使噴霧沉積分布沿噴桿軸向更加均勻。
　　 2、采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法對(duì)風(fēng)囊內(nèi)流場(chǎng)和風(fēng)幕氣力輔助噴霧流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)風(fēng)幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。主要結(jié)論：出口風(fēng)速大于15m/s，風(fēng)幕氣流可有效減少霧滴漂移，使霧滴集中沉積在噴霧中心附近的狹窄區(qū)域，但大于30m/s時(shí)，會(huì)產(chǎn)生二次漂移；氣體射流減小了自然風(fēng)對(duì)小粒徑液滴(50-200μm)

4、軌跡的影響；相同出口風(fēng)速下，氣體射流與噴嘴軸線夾角越小，風(fēng)幕效果越好。
　　 3、設(shè)計(jì)風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，制造該系統(tǒng)并安裝在高地隙噴桿噴霧機(jī)上進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，噴霧漂移量小，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
　　 風(fēng)幕式氣力輔助靜電噴霧系統(tǒng)的研發(fā)為高沉積率、低漂移量農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了新思路，論文工作加深了對(duì)氣體射流作用下靜電噴霧流場(chǎng)和荷電液滴群運(yùn)動(dòng)