【摘 要】
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在植保防护作业中,喷头是喷雾施药喷洒系统的雾化装置和喷雾作业的核心部件。压力施药喷头雾化效果好、耗能少等优点,常被用农业植保施药领域。为能给施药喷头合理选型决策上提供理论支撑,对植保喷施作业的雾滴飘移规律提供理论依据,本文利用理论分析、风洞实验、数值模拟手段相结合的研究方法,探究了压力式施药喷头雾化特性及雾滴飘移特性。本文主要工作有:（1）喷头雾化机理及雾滴飘移理论分析。根据液体雾化机理,理论分析
【基金项目】
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国家自然科学基金——计算建模与实验校测的植保无人机喷雾飘移-沉积定量分析方法（项目编号:32071907）；
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在植保防护作业中,喷头是喷雾施药喷洒系统的雾化装置和喷雾作业的核心部件。压力施药喷头雾化效果好、耗能少等优点,常被用农业植保施药领域。为能给施药喷头合理选型决策上提供理论支撑,对植保喷施作业的雾滴飘移规律提供理论依据,本文利用理论分析、风洞实验、数值模拟手段相结合的研究方法,探究了压力式施药喷头雾化特性及雾滴飘移特性。本文主要工作有:（1）喷头雾化机理及雾滴飘移理论分析。根据液体雾化机理,理论分析了雾滴破碎的三种形式（雾滴直接破碎、液柱间接破碎和液膜间接破碎）以及喷头结构和压力式施药喷头雾化原理。在雾滴飘移过程中,理论分析了雾滴飘移产生的原因及影响因素,影响雾滴飘移因素有液体自身理化性质、雾滴尺寸及速度、外界其他因素;另外理论分析了雾滴在飘移过程中的运动过程以及雾滴运动中的受力过程。（2）喷头雾化特性研究。为研究喷头雾化后雾滴特性搭建了喷头雾化特性研究实验台（雾滴信息的测量系统、喷雾系统、三维移动控制系统）。在开展喷头雾化特性实验研究中,分析了喷头结构、喷雾压力、喷雾助剂对雾化特性的影响,并以雾滴尺寸和速度为指标建立了在不同结构喷头和不同喷雾压力以及不同喷雾助剂液体下的空间分布模型。结论为雾滴尺寸在水平方向上随距离增加而增大,LU120-03喷头雾化雾滴尺寸比IDK120-03和AD120-03喷头雾滴尺寸小,雾滴速度在喷头中心位置上和水平方向上均随距离增加而减小。迈丝、速润、迈道和Adsee AB-600助剂4种助剂溶液均能增大雾滴尺寸和雾滴速度。（3）侧风飘移特性研究。在风洞中开展了雾滴飘移特性实验研究,测量了喷头下风口水平方向距离上的雾滴飘移量,并对雾滴飘移量逐个进行归一化飘移量处理,分析了喷头类型、喷雾压力和侧风风速对雾滴飘移特性,分别建立了喷头类型、喷雾压力和侧风风速对雾滴飘移沉积分布模型。各喷头雾滴飘移沉积分布结果为雾滴飘移量随水平距离的增加而减少,LU120-03和AD120-03在下风口水平距离2米至4米处时,两者归一化飘移量差别较小,在4～6 m距离上时,LU120-03归一化飘移量比AD120-03喷头大;靠近喷头下风口处的雾滴飘移量大体上随风速增加而减少,远离喷头处雾滴飘移量随风速增加而增大;雾滴飘移量大致都随喷雾压力的增加而增加。并根据不同结构喷头的雾滴飘移量建立了喷头LU120-03、IDK120-03和AD120-03侧风风速和喷雾压力的多元线性回归模型。（4）在数值模拟计算中,模拟分析了侧风下粒子飘移沉积过程,并通过粒子密度云图与实验结果对比发现,数值模拟结果与实验结果有一定的差别,但整体上基本吻合实验结果。
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