风送式喷雾机导流器结构优化及试验研究.pdf

第28卷第6期
农业工程学报
Vol28 No6
2012年3月
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Mar.2012
?农业装备工程与机械化?
风送式喷雾机导流器结构优化及试验硏究
宋淑然23,夏侯炳24,卢玉华2,洪添胜123*,阮耀灿2
(1.国家柑橘产业技术体系机械研究室,广州510642:2.华南农业大学工程学院,广州510642:3.南方农业机械与装备
关键技术省部共建教育部重点实验室,广州510642;4.华南农业大学后勤处,广州510642
摘要:风送式喷雾机风筒内部结构影响从场的分布及喷雾机的效率。该文利用仿真方法,研究了风筒内导流片数目对内
部流场的影响;仿真硏究柱形导流器、锥形流器及半椭球形导流器结构对风筒流场的出风速度、压力损失的影响;以效
卒高为优化目标,优化导流器的形式及结构;利用试验样机,对安装优化后导流器的风筒进行了实际测量,并与导流器优
化前的测暈结果进行了对比分析。仿真及试验结果表明:导流片数目ー般以4~5为宜;导流器优化后,当风扇工作转速为
2926.5 r/mi时,可节约电能4.88%。导流片的交装既有利于将风筒内的旋转气流转化为轴向的气流,同时又产生压力损失;
导流器的结构对风筒的压力损失率、出风口风速产生较大的影响,其中半椭球导流器产生的压力损失率最小。
关键词:农业机械,結枸优化,效率,风送式喷雾机,风筒,导流器,导流片,节能
doi:10.39695.1s.102-6819.2012.06.002
中图分类号:S224.3;S491
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2012)-06-007-06
宋淑然,夏候炳,卢玉华,等.风送式喷雾机导流器结构优化及试验研究[J].农业工程学报,2012,28(6):7-12.
Song huran, Xia Houbing, u Yuhua, et al. Structural optimization and experiment on fuid director of air-assisted sprayer[
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2012, 28(6): 7-12. (in hinese
with English abstract)
0引言
的运动轨迹,提高沉积率?。上述研究中仿真的初始
条件均为入口的风速,且是均匀流。
风送式喷雾技术主要利用气流把农药雾滴再次破
本文旨在通过仿真及试验的方法,用风扇转速作为
碎雾化后强制喷入作物冠层,该方法可大幅度降低农仿真的初始条件(更接近喷雾机的实际工况)研究炮筒
药飄失量,风送式果园喷雾机替代高压喷枪在果园式风送喷雾机风筒内部导流片数目及导流器的结构对流
中施药,其用药量比使用喷枪大为减少,提高了药液场的影响:利用仿真及试验的方法研究导流器对风送式
在靶标上的均匀度和覆盖范围。针对风送式粜园喷喷雾机功耗的影响,得到优化的导流器形式
雾机(轴向进风、两侧出风),国内外学者进行了速
度场模拟及试验验证、雾滴分布特性分析方面的研
风送式喷雾机风筒内导流器仿真优化
究(。对于轴流送风方式的风送式喷雾机的研究主要
风送式喷机优化试验平台
有:刘青等进行了9WZCD-25型风送式超低量喷雾机
风送式喷雾机优化试验平合如图1所示,风筒由柱
性能优化试验研究的,其风筒模型中进风段为收缩管,形段和锥形段组成,轴流风机及电动机位于柱形段风筒
头安装在圆柱形的出风管内;崔志华等提出『了对内部。在风筒内导流器与风筒内壁的空问中,径向的均
9WZCD-25型风送式喷雾机的改进方案。改造方案为?匀分布5片导流片。导流片的一边焊接在导流器外壁上,
在原出风口上加装一个锥形导风筒和一个同轴柱形导另一边用螺钉固定在锥形段风筒的内壁(图1b)。试验
流器。锥形导风筒用于约束气流运动轨迹,减小气流平台的风机功率2.2kW,风扇轮毂直径20cm、叶片长
流速递减的速度,提高射程:同轴柱形导流器引导气1145cm、叶宽度825cm、叶片安装角31°、叶片数9。
流通过变化的横截面积,改变流速,使气流速度在出
仿真硏究采用计算流体力学CFD( computational fluid
风口形成梯度,外部风速较快,形成风幕,约束雾滴 dynamics)软件、动参考系模型,采用 gambit对风筒体
进行分段式的网格划分,实现计算区域中可动部件的数
收稿凵期:2011-06-15修订日期:2011-12-02
值模拟,将可动风扇的转速作为仿真的初始值,计算模
基金项目:団家自然科学基金项目(30971684);公益性行业(农业)科
型为RNG( renormalization- group)k-耑流模型319。其
专頂经费项目(2009023)现代农业产业技术体系建设专项(农科教发中入口及出口的边界条件分别为为风扇的转速,入口压
[2011号)
力相对大气压力为0;出ロ压力相对大气压力为0。壁面
作者简介:宋溆然(1965-),女,河北安国人,副教授,主要从事喷雾技
术及測控技术研究。广州华南农业大学T程学院,51042。
条件取 FLUENT默认的WALL壁面函数;内部交换面设
ugshuran@s
为 INTERIOR
通信作者:洪添胜(1935-),男,广东梅县人,教授,博士生导师,主1.2导流片数目对风筒内流场的影响
要从事农业工程、机电一体化和信息技术应用研究。广州华南农业大学工
在风筒内部安装导流片,有利于气流的定向流
程学院,510642.Email:tsonga@scau.edu.cn
万方数