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密闭空间药雾浓度场分布及可视化研究

李成泉  
【摘要】: 高效、低污染施药技术是植保机械的一个发展趋势。而植保机械的操作不同于其他的农业机械,其使用效果的好坏直接牵涉到防治效果、操作人员和农产品的安全。因此,对植保机械施药后的作业场进行检测和分析是评价其工作参数是否合理、作业效果是否优劣的标准之一。 常温烟雾机是一种新型、高效病虫防治植保机械,其作业时雾滴的平均粒径为20μm左右,可以在空间中悬浮较长时间,因此对这类雾滴在棚室空间的浓度分布规律进行研究,对指导喷雾作业参数的优化以及评价喷雾效果有着重要的意义。 本文运用改进的大气采样器对常温烟雾机施药后棚室内药雾浓度场进行采样,首先研究了药雾浓度沿棚室长度方向、宽度方向和高度方向一条线上的分布规律;然后在棚室1.5m水平面上布置35个采样点采样,通过三次样条插值,建立起棚室长度、宽度与药雾浓度场的映射关系,实现了药雾浓度场的可视化,研究了棚室内一个水平面上药雾浓度的分布规律;最后探讨了风速对药雾浓度场分布的影响。 通过试验研究,本文得出一下结论: (1)长度方向:空气中药雾浓度在喷头前方10m~12m这一区域中最大;在喷头前方2m~3m处,浓度出现一个波谷。烟雾机作业的有效区域为喷头后方10m、前方32m,共42m,超出这一区域后,药雾浓度急剧下降。 (2)宽度方向:主要受轴流风机的影响,喷头附近空气中药雾浓度呈现两侧高,中间低,此现象离喷头越近越明显;随着远离烟雾机喷头,轴流风速越来越小,药雾浓度逐渐趋于均匀。 (3)高度方向:由于雾滴的不断沉降,药雾浓度随着高度的增加越来越小,但是变化并不很大,分布较均匀。 (4)风速对药雾浓度场分布的影响 ①风速对单点药雾浓度随时间变化的影响:在喷雾采样阶段,药雾浓度迅速上升至一稳定值,受轴流风速影响不大;在喷雾结束后采样阶段,药雾浓度受轴流风速的影响较明显,同一采样时刻处风速越大,药雾浓度越大,即风速越小,药雾浓度下降的越快。 ②风速对棚室多点药雾飘移浓度分布的影响:50Hz电源频率轴流风速时,整个棚室内的药雾浓度远高于其它电源频率风速时的药雾浓度,随着电源频率的降低即轴流风速的减小,棚室内药雾浓度逐渐减小;50Hz电源频率轴流风速时,棚室内的药雾浓度分布相对较均匀。


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