风幕式喷杆喷雾施药技术是植保领域的重点研究内容。该技术采用辅助式气流压迫雾滴向作物冠层沉降,雾滴穿透力增强,能够有效地减少雾滴飘移量和地面流失率,提高雾滴沉积均匀性和施药安全性。目前,我国对于风幕式喷杆喷雾雾滴运动特性的研究仍然处在探索阶段,研究主要集中在喷杆结构设计、风幕辅助气流和机具性能优化等方面。本文通过借鉴国内外相关文献资料,对风幕式喷杆喷雾雾滴运动特性和飘移性能之间的关系进行探索研究。主要研究内容如下:(1)设计风幕式喷杆喷雾雾滴运动特性和飘移性能测量系统。该测量系统由风幕式喷杆喷雾试验装置、激光粒度分析仪、粒子图像测速仪和集雾试验测量装置四部分组成;风幕式喷杆喷雾试验装置由机架、喷雾系统和风幕气流调节系统三部分组成。(2)使用激光粒度分析仪(Winner318B)对风幕式喷杆喷雾流场中雾滴粒径分布进行测量,具体分析喷雾压力、喷雾高度和风幕出风口气流速度三个因素对雾滴粒径分布的影响。试验结果表明:喷雾高度在300mm至700mm之间变化时,喷雾压力是雾滴粒径大小变化的主要影响因素,且随着喷雾压力和风幕出风口气流速度的增加,雾滴粒径逐步变小;当喷雾压力和风幕出风口气流速度保持不变时,雾滴粒径随喷雾高度上升而变大。(3)使用粒子图像测速仪(PIV)对风幕式喷杆喷雾流场进行测试,分析喷雾流场中雾滴的运动速度和涡量分布规律。试验结果表明:喷雾压力的变化对雾滴运动速度和涡量分布影响的较大;随着喷雾压力上升,雾滴的运动速度逐步增大,大尺度的涡逐渐耗散,涡量逐渐变小,喷雾效果得到提高。在风幕辅助气流作用下,雾化角变大的同时,雾滴的运动速度逐步增大。当喷雾压力在0.2~0.5MPa之间变化时,雾滴速度分布均匀性与喷雾压力成正相关。(4)对风幕式喷杆喷雾气液两相流场中雾滴的飘移性能进行研究,讨论喷雾压力、喷雾高度和风幕出风口气流速度三个因素对雾滴飘移性能的影响。试验结果表明:喷雾压力对雾滴飘移率变化影响较小。风幕出风口气流速度在0~10.3m/s之间变化时,雾滴飘移率有效降低;当风幕出风口气流速度大于10.3m/s时,雾滴的飘移率变化不大。在风幕气流的作用下,喷雾高度对雾滴飘移率影响较大,当喷雾高度小于400mm时,风幕气流越大,雾滴的飘移率越大;当喷雾高度在400~600mm之间变化时,随着喷雾高度的增加,雾滴飘移率逐步降低;当喷雾高度大于600mm时,由于风幕气流作用减弱,雾滴的飘移率变化不大。因此,喷雾流场中雾滴飘移率变化的主要影响因素是风幕出风口气流速度和喷雾高度,雾滴防飘移性能最佳的作业参数为:喷雾压力在0.2~0.5MPa之间,风幕气流速度为10.3m/s,喷雾高度在400mm~600mm之间,喷嘴垂直向下。