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小型无人直升机农药雾化系统的研究

作　者: 范庆妮
导　师: 周宏平
学　校: 南京林业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 雾化系统小型无人直升机雾化效果低空低量喷雾
分类号: S491
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

将小型无人直升机与低量喷雾系统有机结合实现低空低量喷洒是一种现代化的施药方式,具有效率高、喷雾效果好、劳动强度低、自动化程度高、灵活性好、及时有效等特点,相比于固定翼飞机和大型直升机优势明显。但目前,我国将小型无人直升机应用于农业的研究还处于初级阶段。本文的研究内容主要包括以下几点：1、在理论分析的基础上设计了两套应用于小型无人直升机的农药雾化系统,离心雾化系统和液力雾化系统,来实现小型无人机的低空低量喷洒。2、本着低空低量喷雾的要求,根据实际情况合理确定了应用于小型无人直升机航空喷洒的两套喷雾系统的主要喷雾指标。3、通过实验确定了所设计的雾化系统的最佳喷雾参数匹配。对于液力雾化系统,在喷嘴孔径分别为0.7mm和1.2mm、喷雾压力分别为0.15mpa、0.2mpa、0.25mpa、0.3mpa、0.35mpa、0.4mpa的情况下,分析了雾滴直径、喷雾角、雾滴速度场和雾滴分布的变化规律,对两种不同尺寸的喷嘴孔径最终选择喷雾压力均为0.3mpa；对于离心雾化系统,在雾化盘直径分别为60mm和80mm、喷嘴流量分别为36L/h、42L/h、48L/h、54L/h、60L/h、雾化盘转速分别为3000rad/min、4000rad/min、5000rad/min、6000rad/min、7000rad/min、8000rad/min的情况下,分析了雾滴直径、喷幅、雾滴速度场和雾滴分布的变化规律,最终选择雾化盘直径为80mm、喷嘴流量为36L/h、雾化盘转速为6000rad/min。4、将所设计的雾化系统安装在无人直升机上,应用实验条件下得到的最佳匹配参数进行田间试验,分析了雾滴沉积效果、水稻虫害防治效果以及保叶效果。试验证明,喷雾效果很好。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 引言  8-10
    1.1.1 选题来源  8
    1.1.2 选题背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究情况  10-12
    1.2.1 农用航空的发展现状  10-11
    1.2.2 航空喷洒系统的发展现状  11-12
  1.3 雾滴的分类及测量  12-16
    1.3.1 雾滴直径的表示方法  12-13
    1.3.2 雾滴的分类及使用范围  13
    1.3.3 雾滴尺寸测量方法概述  13-14
    1.3.4 雾滴速度测量方法概述  14-16
  1.4 本文的研究目的、内容及方法  16
    1.4.1 论文目标  16
    1.4.2 主要研究内容及方法  16
  1.5 本章小结  16-17
2 小型无人直升机农药雾化系统的理论研究  17-33
  2.1 液体雾化方式概述  17-18
  2.2 空心锥雾型液力雾化的理论分析及结构参数的确定  18-23
    2.2.1 空心锥雾型液力雾化的雾化过程分析  18-19
    2.2.2 空心锥雾型液力雾化喷孔出口处液流的轴向速度分析  19-21
    2.2.3 空心锥雾型液力雾化的喷雾量分析  21-23
  2.3 转盘式离心雾化的理论分析及结构参数的确定  23-27
    2.3.1 转盘壁面液体流动分析  23-24
    2.3.2 转盘内壁面齿形和齿数的分析  24-25
    2.3.3 转盘式离心雾化的速度分析  25-26
    2.3.4 转盘式离心雾化的喷雾量分析  26-27
  2.4 雾化参数的确定  27-32
    2.4.1 喷头流量的分析计算  28
    2.4.2 雾滴直径的分析计算  28-30
    2.4.3 喷雾角(喷幅)的分析计算  30-32
  2.5 本章小结  32-33
3 小型无人直升机农药雾化系统的设计  33-40
  3.1 小型无人直升机雾化系统的整体设计  33-35
    3.1.1 药液泵的选型  33-34
    3.1.2 药喷杆的设计  34
    3.1.3 药液箱的设计及安装位置确定  34
    3.1.4 其它系统组件的设计及选型  34-35
  3.2 各种雾化喷头的研究概述  35
  3.3 空心锥雾型液力式喷头的设计及工作原理  35-37
  3.4 转盘式离心雾化喷头的设计及工作原理  37-39
  3.5 本章小结  39-40
4 小型无人直升机农药雾化系统的实验研究  40-72
  4.1 雾化测试系统简介  40-49
    4.1.1 雾滴粒径测试系统  40-43
    4.1.2 雾滴速度场测试系统  43-46
    4.1.3 雾滴分布均匀性测试系统  46-48
    4.1.4 喷雾角和喷幅的测定方法  48
    4.1.5 直流电机电压与雾化盘转速之间的关系  48-49
  4.2 液力雾化系统性能参数分析  49-62
    4.2.1 喷雾角的分析  50
    4.2.2 雾滴粒径的分析  50-54
    4.2.3 雾滴分布均匀性的分析  54-56
    4.2.4 速度场的分析  56-59
    4.2.5 压力与流量的关系探究  59-60
    4.2.6 双喷头组合间距的确定及重叠性分析  60-62
  4.3 离心雾化系统性能参数分析  62-69
    4.3.1 喷幅的分析  62-65
    4.3.2 雾滴粒径的分析  65-68
    4.3.3 速度场的分析  68-69
  4.4 本章小结  69-72
5 小型无人直升机农药雾化系统的田间试验  72-78
  5.1 田间试验一  72-76
    5.1.1 试验内容  72
    5.1.2 试验条件  72-73
    5.1.3 药液沉积效果试验设置  73
    5.1.4 虫害防治试验设置  73
    5.1.5 试验结果及分析  73-76
  5.2 田间试验二  76-77
    5.2.1 试验内容  76
    5.2.2 试验条件  76-77
    5.2.3 实验结果分析  77
  5.3 本章小结  77-78
6 主要研究结论和进一步研究建议  78-81
  6.1 主要研究结论  78-79
  6.2 进一步研究建议  79-81
参考文献  81-85
研究生期间所获成果  85-86
详细摘要  86-88
Abstract  88-89

小型无人直升机农药雾化系统的研究

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