超低量喷雾系统的雾化特性分析开题报告

1. 研究目的与意义

病虫草害是我国的主要农业灾害之一，它具有种类多、影响大、并时常暴发成灾的特点，其发生范围和严重程度对我国国民经济、特别是农业生产常造成重大损失。农用药剂防治因具有功效高，防治及时等特点，是现阶段中国防治农业有害生物的主要方法。

根据施药液量喷雾方法分为高容量喷雾法、中容量喷雾法、低容量喷雾法、超低容量喷雾法和超超低容量喷雾法。超低容量喷雾法就是以极少的施液量、极细小的雾滴进行喷雾。且喷洒时不需要用水，尤其适用于一些山地以及水源匮乏地区。因此，雾滴在空中既有一定的悬浮时间，又能沉积到靶标生物上。常规机动农药喷施作业只能对大块农田进行全面积等量喷施，无法做到因地制宜、按需施药，不仅造成大量农药浪费，增加农产品中的农药残留，且对土壤和生态环境造成严重污染。使用超低容量喷雾，防治单位面积农作物上的病虫草所喷施的药液容量要比常规喷雾少得多，一方面会节省大量的劳动力和时间，还可减轻劳动强度，降低防治费用，且可以及时防治暴发性的病虫草害。农药喷施质量与超低量喷雾系统的雾化特性密切相关，喷雾液滴的传播和沉积显著地受液滴尺寸和速度的影响。因此，为了提高农药喷施对病虫害的控制效果，需要从超低量喷雾系统的雾化特性角度进行深入分析。

2. 国内外研究现状分析

国内现状：国内专家学者对超低容量喷雾技术的雾滴粒径、速度分布、飘移区域等方面做了大量试验探究。蒋焕煜等针对PWM变量喷雾作业过程中喷头不连续工作，喷雾机在运动方向的喷雾均匀性难以控制，构建了一套动态PWM变量喷雾实验平台，并对该平台动态喷雾液滴分布特性进行了实验研究。魏新华等为实现基于脉宽调制(PWM)间歇喷雾的流量调节式变量喷施控制, 以数字信号控制器为核心，设计了一种 PWM 间歇喷雾式变量喷施控制器。邱白晶等对现有研究成果进行综合性评述，归纳了现有变量喷头及其控制技术，对变量喷雾系统集成进行了总结，指出了变量喷雾技术进一步发展的方向。

国外现状：国外对于超低量喷雾机的研究已有相当长的一段时间，设计研制出了许多先进的高性能喷雾机。除此以外，国外的专家学者对超低容量喷雾技术也进行了大量研究，研究了超低量喷雾系统的不同喷雾参数对雾化特性的影响。Majid等提出了PWM的替代算法，通过电子脉冲激活改装的EMDEK拖拉机安装式喷雾器系统上的单个喷雾喷嘴上的电磁阀，以改变农用化学品的施用率。GILES等基于Miller和Hadfield等开发的连续喷射扁平扇形喷嘴模型和液滴的运动方程，考察了间歇性流动对喷雾液滴速度和能量的影响，成功将液滴轨道模型应用于间歇性喷雾，并把变频和脉宽间歇对喷雾液滴速度和动能的影响进行了实验验证。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

分析超低量喷雾的雾化特性,要先设计建立超低量喷雾系统的雾化特性测试系统，该系统应当包括供液系统、雾化装置、雾滴收集装置以及确定所需要的测试仪器的方案。此外还需要确定超低量喷雾系统的雾化特性参数（流量、压力、时间、距离等），测试和分析这些参数对超低量喷雾系统对雾化性能的影响。超低量喷雾系统的雾化特性包括雾滴粒径、覆盖率、分布跨度及喷雾角等参数。

数据采集，通过测试装置进行试验，对超低量喷雾系统的喷雾参数进行测量，深入研究超低量喷雾系统的喷雾参数对雾滴整体分布质量和雾化特性的影响。

4. 研究创新点

（1）以POTTER喷雾塔为基础，采用常用的平口扇形喷嘴，探究超低量喷雾的雾化特性，如雾滴粒径、雾滴速度、雾量分布、喷雾角及喷雾的动态特性等。

（2）探究超低量喷雾对马齿苋病虫害的防治效果。