植保喷头内部结构及喷雾性能的实验及优化

3.0 闻远设计 2024-04-14 10 4 15.45KB 4 页免费

侵权投诉

植保喷头内部结构及喷雾性能的实验及优化

0 、引言

目前,化学防治因具有高效和及时等特点,仍是人类对病虫草害进行综合防治最主要、最直接及

有效的手段。但随着人们对生存环境要求以及对环境保护认识的日益提高,农药喷洒技术及植保

器械的研究面临两个问题: 如何提高农药的使用效率; 如何避免或减轻农药对非靶标生物的影响

和污染。国内农药生产技术处于世界领先水平,但施药器械和技术水平却存在严重问题。资料显

示, 我国农药的有效利用率仅为 20% 左右,剩余农药残留飘移到外界,会对人类以及其他生物的健

康和环境等造成危害和污染。喷头是植保机械中的关键部件,对药业雾化质量有重大影响; 但目

前在国内,喷头存在种类少、材质和制造技术差、雾化技术和水平低等许多问题。要解决这些问

题,首先必须加强对植保喷头内部结构及喷雾性能的实验和研究,所以需要优化喷头的结构,得到

更快速的喷头设计方法。

1 、植保喷头研究现状分析

植保喷头的种类可以根据雾化程度和动力不同来分类。按药液雾化程度的不同,可以分为通用喷

头、微量喷头、烟雾喷头和迷雾喷头等 4 大类; 按照动力的不同,可以分为液力式喷头、气力式

喷头、旋转喷头和重力式喷头等类型。就通用喷头而言,可分为扇形雾喷头和圆锥雾喷头。本文

主要针对通用喷头进行参数化设计研究。国内外对喷头的研究主要在以下几个方面:

1) 喷头内部结构。通过改变喷头内部结构形式,改进喷头的喷雾性能,如实现变量喷雾、对靶喷

雾,减少漏滴现象。

2) 喷头性能参数。对喷头的喷雾性能如喷雾量、喷幅和射程大小、雾滴尺寸、喷雾角度等进行

分析,得到更好的喷雾规律。

3) 喷头材料的开发和研究。通过开发新材料和新工艺,减少喷头的磨损和腐蚀,增加喷头的使用

寿命。

4) 喷头新技术的研发。开发智能喷雾、抗漂移喷雾、静电喷雾等新技术,实现喷雾性能研究与

计算机的结合。

5) 喷头专用化、系列化和标准化的研究。

喷头喷雾性能的研究为喷头的内部结构设计提供了事实依据,而良好的内部结构为喷头的喷雾性

能提供了基础,所以喷头的内部结构的优化设计显得尤为重要。

植保喷头的参数化设计研究: 开发出参数化设计模块和界面,能够快速得到喷头的三维模型; 同

时,可以为植保喷头的快速设计提供基础,缩短设计、研制周期以及减少成本; 然后可以进行仿真

试验和分析,得到喷头优化设计后的结构参数,使得喷头获得更好的喷雾性能; 并且能够分析各结

构参数对喷雾性能参数的影响规律。

2 、植保喷头内部结构优化设计流程

植保喷头的结构设计是一个综合过程, 主要设计流程如图1 所示。第1 步,必须要确定植保喷头

的关键结构参数,进行内部结构设计,并得到植保喷头的三维模型; 第2 步,借助流体仿真分析软

件对喷头内部流场进行仿真分析,分析设计的喷头能否满足性能要求。如果不能,则返回重新修

改结构参数; 如果可以满足性能要求,则可以进行实物试验,检测是否可以达到实际设计要求,不

符合,则修改仿真参数,反复修改参数和形式并进行分析,直到获得最终优化的结构参数和结构形

式。

在仿真分析试验和实物检测试验过程中,均需要对喷头的结构参数和形式进行反复的修改,对于

这种修改局部结构和参数的建模方式,通过使用二次开发工具开发出参数化设计模块和界面,能

够快速、有效的得到喷头的三维模型。

3 、植保喷头结构参数和形式确定

3. 1 植保喷头结构图

植保喷头参数化设计,主要在于喷头的各个结构参数以及它们之间的相互关系式的确定。以扇形

雾和锥形雾喷头为例, 其主要结构参数如图2 和图3 所示。

1) 扇形雾喷头相关参数说明:H 为孔边距; H 为切槽深度; e 为过心距; D 为喷孔直径; α 为切槽角

度; Hr 为相对切深,Hr= 2(H - h) / D= R - e / R 。

2) 锥形雾喷头相关参数说明:d 为喷孔直径; b 为进液槽宽度; h 为进液槽高度;H 为垫圈厚度。

和确定。根据流体力学原理以及伯努利方程,喷雾量 Q 的大小等于液体流速ν 与喷孔出水处截

面面积F 的乘积,得

式中 g —重力加速度(m/s2) ;γ—液体的密度(kg / m3) ;p—液体压力(kPa) ;μ—流量系数。

其中, 流量系数μ 是计算流量Q 的重要参数,其计算公式为

其中,∑μ 是喷头截面收缩系数之和,由喷头的结构结构参数决定。μ 仅仅用公式计算出来的结果

与实际情况会有比较大的误差,必须经过实验进行相应的修正计算,才能得到较合理的流量系数

值。最终可以依据实验数据拟合出流量Q 和流量系数μ 之间的关系式。

扇形雾喷头的出水处面积F 计算方法分 3 种情况, 其大小主要与喷孔直径D 、切槽角α 以及过

心距 e有关。由此可以知道, 影响扇形雾喷头的喷雾量的主要结构参数为喷孔直径D、切槽角度

α 和过心距 e。

3) 影响扇形雾喷头喷雾角的结构参数分析。喷雾角的计算目前还未形成一套很成熟的公式,主

要是以试验为基础,通过一定的拟合和回归方法来计算得到。

大量试验和相关的公式表明, 相对切深 Hr 和切槽角α 对喷雾角的影响显著。具体来说,其他参数

不变时, 当Hr 很小时, 喷雾角随 Hr 的增大而增大; 但当Hr 增大到一定程度时, 喷雾角反而随着 Hr

的增大而减小。喷雾角随着切槽角α 的增大而减小。

综上所述,可以知道, 喷孔直径D 、切槽角α 以及过心距 e 均对扇形雾喷头的性能产生影响。所

以,以上3 个参数都是参数化设计模块中的可修改结构参数。

3. 2. 2 锥形雾喷头结构参数分析

1) 影响锥形雾喷头喷雾量的结构参数分析。锥形雾喷头的喷雾量的计算公式为

式中 F—喷孔截面积(mm2) ;P—药液进入喷头的压力(kPa) ;μ—流量系数, 当喷孔直径为1. 13 ~ 2.

24mm 时,μ =0. 161 ~0. 467。

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

免费 4人已下载

立即下载

标签： #结构

摘要：

植保喷头内部结构及喷雾性能的实验及优化0、引言目前,化学防治因具有高效和及时等特点,仍是人类对病虫草害进行综合防治最主要、最直接及有效的手段。但随着人们对生存环境要求以及对环境保护认识的日益提高,农药喷洒技术及植保器械的研究面临两个问题:如何提高农药的使用效率;如何避免或减轻农药对非靶标生物的影响和污染。国内农药生产技术处于世界领先水平,但施药器械和技术水平却存在严重问题。资料显示,我国农药的有效利用率仅为20%左右,剩余农药残留飘移到外界,会对人类以及其他生物的健康和环境等造成危害和污染。喷头是植保机械中的关键部件,对药业雾化质量有重大影响;但目前在国内,喷头存在种类少、材质和制造技术差、雾...

展开>> 收起<<

植保喷头内部结构及喷雾性能的实验及优化.docx

共4页,预览2页

还剩页未读，继续阅读

植保喷头内部结构及喷雾性能的实验及优化

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: