目前,针对病虫害的治理主要是依靠化学防控,其中大田施药主要是通过喷杆喷雾机进行作业。由于作业过程中农药的利用率低、雾滴飘移严重,从而导致农药浪费以及环境污染等问题。因此,在国家提出的减农药减化肥的背景下,气流辅助式喷雾技术以其高效、省药的作业优势发展迅速。本文通过研究气流辅助二次雾化原理,在丹麦哈滴公司生产的F-110扇形喷头的基础上,设计了一种锥形气流辅助装置。通过探究该锥形气流辅助装置的性能以及对喷雾质量的影响规律,获得各因素的影响程度,从而减少雾滴飘移,提高农药利用率。本研究的主要成果如下:(1)通过对气流辅助二次雾化原理进行分析,设计了一种锥形气流辅助喷雾装置。利用Fluent软件对其出风口处气液两相流场进行仿真模拟,分析在自然风及锥形辅助气流耦合作用下雾滴群的运动趋势。结合高速摄影拍摄分析,验证雾滴二次雾化理论。(2)利用激光粒度仪对雾滴粒径进行测量。通过喷雾压力、喷雾流量以及辅助气流流速对雾滴粒径影响的单因素、多因素正交试验,探究不同工况下各因素对雾滴粒径的影响规律。通过SPSS统计学分析软件对试验数据的拟合结果分析得出:喷雾流量(即喷头型号)是影响雾滴粒径的主要因素,其次是喷雾压力和辅助气流流速,且与雾滴粒径都呈负相关。在辅助气流作用下,各型号喷头雾滴体积中径平均减小10μm左右,减小幅度为5.7%~8.4%。通过雾滴空间粒径谱分析,在喷头下方400 mm处雾滴粒径平均减小8.82μm,说明辅助气流可以起到细化雾滴,均匀雾场的作用。(3)搭建气流辅助喷雾雾滴飘移试验系统,对锥形气流辅助装置作用下的雾滴飘移特性进行试验研究,探究在自然风和锥形辅助气流耦合作用下对雾滴飘移率以及飘移中心距的影响规律。试验结果表明:与传统喷雾方式相比,增加锥形辅助气流之后飘移率减少40.35%~59.14%,飘移中心距减小55.26%~60%。(4)搭建适合本研究的可移动喷雾试验台,通过单因素以及响应曲面正交试验,探究各作业参数和环境参数对雾滴沉积特性的影响程度以及变化规律。结果表明:各因素影响程度为:锥风风速>自然风速>喷雾压力。当自然风速为2 m/s,喷雾压力为0.34 MPa,锥风风速为16.53 m/s时,获得最优雾滴沉积量。在锥形辅助气流作用下,沉积覆盖率提高21.9%,沉积密度提高26.71%,沉积量提高22.6%,证明辅助气流有效提高了喷雾质量。