引言
風(fēng)簾輔助噴霧技術(shù)是一種利用專用設(shè)備產(chǎn)生高速定向氣流輔助霧滴分布，提高霧滴在目標(biāo)上的沉積率，減少霧滴飄移的技術(shù)。風(fēng)助風(fēng)筒所產(chǎn)生的高速定向氣流可克服自然風(fēng)對霧滴飛行方向的影響，使霧滴更容易穿透植物葉冠，從而有利于霧滴在植物不同層次上的沉積。風(fēng)筒出口風(fēng)速，特別是氣流到達(dá)作物頂端時的風(fēng)速分布對噴霧分布均勻性、霧滴沉積均勻度有很大影響。正確的風(fēng)機設(shè)計將對風(fēng)筒出口風(fēng)速起到關(guān)鍵作用，與離心式風(fēng)機相比，軸流風(fēng)機具有風(fēng)量大、效率高、風(fēng)速柔和均勻、噴灑范圍大及射程較遠(yuǎn)等優(yōu)點。
本文以MQ - 600型氣流輔助式噴桿彌霧機的風(fēng)機設(shè)計為研究對象，確定其關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，加工物理樣機并進行試驗研究。
1、基本結(jié)構(gòu)及工作原理
MQ - 600型氣流輔助式噴桿彌霧機（圖1）由機架、藥液箱、藥液泵、液壓驅(qū)動的軸流風(fēng)機及風(fēng)助風(fēng)筒、噴桿及藥液噴霧系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部件組成。其工作原理是：拖拉機供油泵向液壓馬達(dá)提供的壓力油驅(qū)動軸流風(fēng)機旋轉(zhuǎn)，風(fēng)機向風(fēng)助風(fēng)簡提供具有一定速度和壓力的氣流，在風(fēng)助風(fēng)筒底部的一系列出風(fēng)口處形成一道高速均勻的風(fēng)幕，位置在霧流的后方。當(dāng)噴霧系統(tǒng)噴霧時，氣流輔助系統(tǒng)工作，一方面從風(fēng)機吹出的高速氣流將噴頭霧化的霧滴進一步撞擊、霧化成細(xì)小均勻的霧滴，適應(yīng)了作物表面的生物特性，不易發(fā)生“彈跳”現(xiàn)象或從作物表而滾落，霧滴附著效果好；另一方面，高速氣流裹挾著霧滴吹向靶標(biāo)物，由于氣流的作用，靶標(biāo)的枝葉不停地翻動，使得作物的葉背、葉面、內(nèi)膛、外部都可均勻地覆蓋上霧滴。同時，由于霧滴被風(fēng)機吹出的氣流強制性地吹向靶標(biāo)，所以可有效地抵御自然風(fēng)的干擾，減少霧滴飄移，降低農(nóng)藥對環(huán)境污染的風(fēng)險。
2、風(fēng)機設(shè)計
根據(jù)MQ - 600型噴桿彌霧機使用要求，首先需確定風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓、驅(qū)勸風(fēng)機所需功率及扭矩等。
2.1 輔助氣流的末速度
為保證MQ - 600型噴桿彌霧機的風(fēng)助風(fēng)筒具備足夠的風(fēng)量達(dá)到氣流輔助噴霧的設(shè)計要求，并減小拖拉機不必要的功率消耗，要遵循所謂“末速度原則”，即輔助氣流到達(dá)植被冠層時，其速度不能低于某一數(shù)值。若末速度過小，氣流難以翻動枝葉，無法穿透植株；若末速度過大，氣流將穿透植株，撞擊到地面并出現(xiàn)反彈，從而帶走霧滴，造成藥液的浪費和環(huán)境的污染。本文根據(jù)試驗分析，設(shè)定輔助氣流到達(dá)植株冠層的最小風(fēng)速需達(dá)到4 m/s以上，以完成均勻噴灑。
2.2基于CFD分析的風(fēng)機風(fēng)
計算流體動力學(xué)( computational fluid dynamics，簡稱CFD)是通過計算機數(shù)值計算和可視化技術(shù)，對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所作的分析，已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)計方法中的重要內(nèi)容。應(yīng)用CFD計算來解決流動問題已經(jīng)成為植保研究領(lǐng)域的重要課題，它的應(yīng)用能夠避免試驗中存在的多種模型尺寸樣機、流場擾動、測量精度等的困難。本文利用CFD仿真分析，依據(jù)輔助氣流的末速度反過來確定風(fēng)機風(fēng)量。
在建立8m幅寬的-三維風(fēng)簡仿真模型的基礎(chǔ)上，將風(fēng)助風(fēng)簡出風(fēng)rI外離地面高度1m內(nèi)9 m×1m x0.5 m的自由流動區(qū)加入計算區(qū)域。在滿足計算精度的前提下，為減少計算負(fù)荷，將仿真區(qū)域幾何模型根據(jù)橫向、縱向兩對稱面簡化為物理模型的1/4.仿真三維模型見圖2。
根據(jù)所建立的CFD分析結(jié)果（圖3）和已確定的風(fēng)筒結(jié)構(gòu)尺寸，并考慮泄漏及儲備風(fēng)量，儲備系數(shù)選為1.2．要求所選風(fēng)機風(fēng)量為7 600 m3/h。
2.3風(fēng)壓
風(fēng)機壓力主要包括動壓及靜壓損失，靜壓損失表現(xiàn)為在管道內(nèi)流動的損失，動壓指出口出風(fēng)獲得的流動能力。動壓計算公式為
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三門峽富通新能源銷售風(fēng)機、離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機等風(fēng)機與冷卻設(shè)備。
