实验方案设计与分析

基于现有喷施机喷施性能的研究实验目的:模拟猕猴桃喷施工作环境，研究不同喷施高度下的幅宽及其雾化的均匀度。对各部件的分析，对以后的整机设计提供数据支持。实验原理：针对对猕猴桃喷施机喷施系统的研究，采用风送喷雾技术的应用大大增强了雾滴穿透性，它是利用气流的动能把药液雾滴吹送到果树冠层中，从而改善了药液雾化、增强了雾滴穿透性、提高了雾滴在果树冠层中的沉积。最理想的施药效是将农药雾滴均匀地分撒到靶标上。本次试验以餐巾纸模拟猕猴桃叶片，均匀的贴在薄纸板上，纸板长度度约为3.6m（模拟猕猴桃行距），纸板位于喷药机正下方，设置不同的喷施高度（最高点喷头距靶标的高度）喷施机以工作速度走过，测得喷福F，记录每张餐巾纸的重量，间接得出喷施量Q和雾化性能。实验设备:现有果哈哈喷施机3代一台（尺寸2×1×0.9），三合薄板24片（210*210），餐巾纸若干包（205*208），电子天平一台，米尺，夹子若干，线绳等。实验内容：1.检查实验设备。2.选择平直的一段路，作为实验地点。画出喷施机的行走路线。3.将各个纸板进行标号（1，2，3，4，5........18），将纸片均匀的铺在纸板上（为防止打透，平铺两张）。4.选择平行的两棵树作为高度基准，用线绳拉两条平行的线。将纸板和纸片利用夹子夹到线绳上，纸片面朝下。称量两片干纸的重量，记录。5.准备工作做好后，将喷药机喷头放置在纸板下方，调整线绳高度，分别距靶标高度调整为15cm，20cm，25cm，30cm，35cm，40cm，45cm，50cm。进行8组实验。每组实验尽可能保证线绳保证平直。6.将喷施机放置后方合适位置，开机，打开喷头，代进入正常工作后挂前进档位，沿行走路线匀速走过。7.关闭机器，迅速测量喷福f（不完全打湿按半张算起），两头打湿的距离。将纸片从夹子中取出，迅速放置在电子天平称量，记录18份纸片的重量。8.调整高度，重复一下7组实验。记录数据。9.整理实验仪器。分析数据。1556107382491112181716151413实验分析：实验数据，经测两片干纸的重量为5.381g，5.348g，5.379g，5.323g，取5.323g为实验标准。没次没有喷施的纸片，记为干纸片的重量5.323g，实验数据如下表：表一：基础实验数据.123456789101112131415161718喷幅m155.3235.3235.3235.3234.5619.2487.3647.16819.36111.04816.0068.8749.6145.6825.3235.3235.3235.3232.2205.3235.3235.3235.2745.3347.1328.1025.86214.08314.3628.19514.3838.8458.4646.5055.3415.2625.3232.5255.3235.3235.3235.3678.5359.1725.81112.35815.0598.42414.6419.1629.4186.5585.3595.3625.2425.3232.7305.3235.3235.3425.22310.0937.3215.83613.92811.5767.08911.4838.5287.9287.0955.9255.3855.3515.3232.9355.3235.3684.9165.4467.4876.9945.5639.23514.5047.6716.96112.7496.4497.0046.5025.4045.3355.3233.1405.3235.3235.3825.5066.9187.1818.1598.00411.5838.6356.54211.0297.1337.0266.1025.3335.3115.3233.1455.3235.4245.476.0128.4328.345.7868.90612.0367.4275.8947.7518.3246.3256.5645.6115.3365.3233.2505.3235.3784.9266.857.9875.9875.68510.62711.7098.1146.5949.5668.9186.3296.8655.7785.3575.3233.2经过整理得到以下数据表二整理实验数据实验总喷施量g实际总喷施量g平均喷施量g实际平均喷施量g15141.5145.6967.86162.538620138.43642.6227.69082.367825141.7645.9467.87552.5525类型高度30134.07238.2587.44842.125435128.23432.427.12411.801140125.81329.9996.98961.666645124.28428.476.90461.581650127.31631.5027.07311.7501平均量132.67836.86417.37092.0479图一：实验数据折线图数据分析：1)喷施量经查，该型号喷药机一档行驶速度为2000m/h。作为实验时的行走速度。本次试验是布置五个喷头，喷头弧度大约为90˚。基本满足实际喷施要求，可垂直喷施平行于地面的纸板。模拟实验环境成功。由上图可得实际平均喷施量Q1为36.86g，纸片的宽度取210mm，按实验行走速度可得经过一个纸板的时间t：s/vt得：约t=0.5s，进而推算出喷施量q=4.4L/min。设计要求达到7.5L/min4.4l/min（实验测得）提出方案：缩小喷头布置间距，加大喷头数量可增加喷施量。缺点：重复喷施过多，导致中间多两边少，浪费药液。雾化均匀度不够。改换喷头类型。设置两排喷头，两个风机同时送风。示意图：优点：1：解决单面喷施喷幅不足的效果。（单面幅宽3.2m左右）2:风机罩可以带动风机可以小角度旋转，带动喷射面积可以调整。2）喷幅F（m）与喷头布置猕猴桃行距在1.5m0--3.0m之间，设计要求喷射幅宽约为4.0米。（最大宽度）。实验分析喷头离靶标高度幅宽152.2202.5252.7302.9353.1403.1453.2503.2分析实验数据当设有五组喷头时，随着喷施距靶标高度的增加喷施宽度也随着在增加。但当喷施靶标高度超过45cm后，幅宽稳定在3.2m左右，可确定实验喷雾机最大喷幅在3.2m。设计：每排风机组设计如图所示，喷头布置在风机中间的弧形架上（弧形架可以放置在风机外侧，起支撑喷头的作用）取极限，将喷施面积看为三角形，依据相似三角形原理，计算可得：依图示：弧形架弧度约为30˚，幅宽约为2.0m，两边总宽度约为4.0m（满足猕猴桃最大喷施宽度）。设置4个喷头，每个喷头占7.5˚。3）风机：实验：风速在2800转左右，风机筒径560mm，叶片8个，叶宽75mm实验所用风机为左图的风机形式，风机转动形成的轴风并非直接作用于喷头，而是水平先打在药箱，通过药箱的反作用力垂直作用于喷头，起到送风的效果。设计右图的风机，送风形式为直接轴送式，扇叶多，风力大。4）液压泵26的普通泵实验所用的泵为OS-22A-2型喷雾器。该机型可以实现灌溉作业和喷雾作业两个方面的内容。本次实验所用的喷雾的工作数据。转速：1200r/min，工作流量22L/min，工作压力4.0Mpa，功率2HP=15KW5）发动机186柴油机YM186F风冷柴油机，输出功率6.0kw/h，输出电流10A，额定转速3000r/min，重量48KG。