摘要：针对当前传统风送喷雾机在矮砧密植果园病虫害防治作业时存在药液浪费严重、雾滴难以穿透到果树冠层内部的问题,设计了一种风机对称布置的新型果园多风机风送喷雾机。基于STAR-CCM+软件仿真分析了单侧组合3风机送风流场,当拖拉机动力输出(PTO)转速为540 r/min时,单风机风量为4397.1 m3/h、风速为9.7 m/s、风机动压为47.3 Pa,到达果树外侧冠层空气流速度大于5.5 m/s,满足药液抵达冠层中心的喷雾需要。利用Box-Behnken优化了喷雾系统参数组合,当喷雾压力为0.8 MPa、喷雾距离为1.25 m、喷头型号采用扇形02型时,经垂直雾滴分布仪模拟果树冠层垂直方向的药液附着性能试验表明,雾滴沉积量变异系数为10%~12%,雾滴分布较为均匀;经田间试验表明,多风机风送喷雾机喷雾作业后果树冠层垂直方向上、中、下3层的雾滴沉积总量分别为68、145、195 mL,总体标准差分别为1.61、3.72、5.29,叶片药液附着雾滴数大于等于70粒/cm2,达到了风送式果园喷雾机标准的规定,可实现果树冠层垂直方向药液的有效覆盖。

摘要：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。

摘要：【目的】针对第一代果园喷雾机存在的风箱角度不能电动控制且调节精度不高、传动装置设计欠合理和体积偏大等问题进行改进,并建立喷雾高度调控模型,为新一代果园喷雾机的设计提供参考。【方法】对喷雾机导流风箱的固定方式、传动方案和通过性能进行了改进,并通过喷雾沉积分布试验及数学方程拟合,建立沉积分布重心高度、喷雾宽度与风箱角度之间的数学模型。【结果】与改进前相比,该喷雾机不仅支持风箱角度电动精确调控,而且其理论功耗还减少了8%,长度尺寸减小了32.6%。风箱旋转角度对喷雾机尺寸影响的测试结果表明,旋转角度对风箱组宽度有一定的影响,旋转角度为最大值30°时风箱组宽度最大,为0.95m,但仍然小于喷雾机轮距1.0m;风箱旋转角度对喷雾机高度基本没有影响。改进后的喷雾机喷雾沉积分布试验表明,风箱与铅垂线夹角分别为0°,15°和30°时,喷雾沉积分布重心高度分别为1.14,1.55和2.20m,70.7%的药量分别垂直集中分布于0.72~1.56,1.15~1.94和1.71~2.69m,拟合得到的沉积分布重心高度、喷雾宽度和风箱角度之间的数学方程均为线性方程,其R2值分别为0.982和0.996。【结论】改进后喷雾机支持喷雾高度电动精确调节;所建立的喷雾高度智能调控模型可为果园喷雾机的改进完善提供支持。

摘要：针对传统风送喷雾机风道气流分布不均匀的问题,设计1种蝶型导流结构,对不同进风口直径、风道倾斜角度、涡轮转速等结构参数,利用Flow simulation软件对导流结构内部气流场进行模拟仿真,监测6个出风口风速,并计算其速度均值和标准差,并通过正交实验法,以均值和标准差为优化响应值,得出最优配置参数为进风口直径535 mm、风道倾斜角度90°、风机转速190 rad/s。对调整风道参数后的导流结构内部气流场模拟仿真,分析其速度云图和相对压力云图,6个出风口风速分别为20.394、22.232、25.799、20.159、22.446、23.732 m/s,风速均值为22.627 m/s,标准差为1.93,风速分布较均匀,压力分布均匀。通过试验验证,出风口风速真实值与模拟值误差不超过5%,叶面叶背雾滴沉积密度在20滴/cm2以上,变异系数不超过10%,雾滴分布均匀,蝶型导流结构设计符合要求。

摘要：风送式喷雾机借助风机产生的高速气流在喷口处雾化药液,并将细小的雾滴输送到目标的各个部位,射流动力方程是用来衡量驱动喷雾机的性能标准。通过对风送喷雾机喷筒内的气流速度、射流动量、射流动力等的分析,得出当风送喷雾机鼓入喷筒空气动力相同、气流速度相同时,喷筒结构的包络角和喷筒直径对出口气流速度耦合影响:喷筒出口流速越高,射流动力越大;并通过试验得到了验证,从而为设计合适的喷筒结构和提高喷雾机性能参数提供依据。

摘要：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。

摘要：【目的】针对Y型棚架式果树的需风特性设计一款风送喷雾机,探究机具对此树形的施药规律,为新式果园栽植工艺的植保机具设计提供参考。【方法】结合棚架梨树Y型树冠需风特性,设计一款异形导风管,确定发散型射流口,喷雾范围可全面覆盖冠层,并进行整机配置,风机使用无级调速带轮进行调速。以作业速度、出口风速、出风口与冠层中部高度差作为试验参数,以靶标雾滴覆盖率、靶标雾滴沉积量以及地面雾滴沉积量作为评价指标,设计田间试验。利用Design-Expert软件建立响应曲面分析参数对指标的影响,并对机具作业参数进行优化。【结果】优化结果表明:3WZ-300风送喷雾机在作业速度0.8 m/s、出口风速22 m/s、出风口中部与梨树冠层中部高度差为5.1 cm时,靶标雾滴覆盖率为39.79%,靶标雾滴沉积量为9.89μL/cm^(2),地面雾滴沉积量为5.41μL/cm^(2),有效附着药液占比60.1%。【结论】该喷雾机满足果园作业要求,施药效果较好,为棚架式果园喷雾机的设计及机具参数优化提供了参考。

摘要：为提高山坡、丘陵等复杂地形的果园喷雾质量,课题组设计了一款履带自走式风送喷雾机。在确定喷雾机总体技术要求的基础上,通过理论分析与计算,对履带行走系统和风送喷雾系统进行了设计与选型。测试结果显示,该喷雾机的外形尺寸为3430 mm×1630 mm×1260 mm,喷雾机行驶速度为1.7 km/h~5.6 km/h,整机最小离地间隙高度为184 mm,喷雾宽幅≥18 m。测试结果表明:该喷雾机能够满足一般丘陵山地果园植保作业,可提高喷雾作业效率,降低工作人员劳动强度。

摘要：针对宁夏贺兰山区域葡萄种植环境与作物冠层特征,设计了一种带有浮动结构的翼型塔板导流装置,其浮动结构可依据不同生长时期的葡萄作物高度进行调整。利用计算流体力学(CFD)软件对塔板气流场进行仿真分析,以翼型浮动塔板出风口处高速气流区域的面积最大值为目标,通过正交分析获得浮动结构与固定结构最佳优化导流几何参数与导风锥参数。在塔板优化结果的基础上,针对浮动结构可调极限角度进行仿真分析,建立风送塔板结构仿真模型,得出其气流汇集的离地高度范围与有效喷施距离。按照设计参数加工装配塔板浮动结构,结合样机完成喷药效能试验。以建立的模型指导各时期葡萄的施药工作,为精准施药提供技术基础。试验结果表明,塔板气流场分布特点与仿真结果基本符合,风送塔板结构仿真模型可靠。