静电喷雾的理论分析与应用研究图文精.docx
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静电喷雾的理论分析与应用研究图文精
ClassifledIndex:
U.D.C:
DissertationfortheMasterDegree
THEOI冱TICALANALYSIS
RESEARCHONELECTROSTATICSPRAYINGTECHNOLoGY
Candidate:
Supervisor:
AcademicDegreeAppliedfor:
Speciality:
DateofOralExamination:
University:
ZhangLili
Prof.Yangfang
Masterof
Engineering
AgriculturalElectrizationandAutomatization
May,2011
NortheastAgriculturalUniversity
一1
目录
目录
中文摘要……………………………………………………………………………………………。
I英文摘要……………………………………………………………………………………………III1弓I言………………………………………………………………………………………………………………………………l1.1课题研究的背景与意义…………………………………………………………………….11.1.1静电喷雾技术研究的背景………………………………………………………………l1.1.2静电喷雾技术研究的意义………………………………………………………………21.2国内外研究现状…………………………………………………………………………….31.2.1静电喷雾技术的国外研究现状………………………………………………………。
31.2.2静电喷雾技术的国内研究现状………………………………………………………。
41.2.3静电喷雾技术的发展趋势……………………………………………………………。
5
1.3研究的主要内容…………………………………………………………………………….6
2静电喷雾理论分析………………………………………………………………………………72.1静电喷雾基本原理………………………………………………………………………….72.2静电作用下液体的雾化………………………………………………………………………82.3雾滴的充电过程……………………………………………………………………………l12.4带电雾滴的输运沉积过程…………………………………………………………………1l2.4.1输运过程………………………………………………………………………………ll2.4.2沉积过程………………………………………………………………………………。
12
2.5本章小结…………………………………………………………………………………….13
3静电喷雾实验系统组成…………………………………………………………………………144静电喷雾雾化特性研究…………………………………………………………………………l84.1静电喷雾实验装置…………………………………………………………………………184.2静电喷雾与常规喷雾雾化性能对比实验………………………………………...…………194.2.1实验整体设计………………………………………………………………………….194.2.2实验步骤及注意事项………………………………………………………………….204.3雾滴直径的测量与计算……………………………………………………………………204.3.1雾滴直径相关参数……………………………………………………………………214.3.2雾滴均匀度…………………………………………………………………………….224.3.3雾滴直径测量方案选择………………………………………………………………。
224.3.4雾滴直径实验结果…………………………………………………………………….244.3.5雾滴直径实验结果分析………………………………………………………………..284.4不同喷雾压力下雾滴直径分布实验………………………………………………………294.4.1实验步骤………………………………………………………………………………。
294.4.2不同压力下实验结果…………………………………………………………………..304.4.3不同压力下实验结果分析……………………………………………………………..32
东北农业大学工学硕|上学位论文
4.5不同静电电压下雾滴直径分布实验………………………………………………………334.5.1不同电压下实验结果…………………………………………………………...………334.5.2不同电压下实验结果分析……………………………………………………………35
4.6本章小结…………………………………………………………………………………….36
5静电喷雾沉积特性研究…………………………………………………………………………375.1常规喷雾与静电喷雾覆盖率对比实验…………………………………………………….375.1.1相关参数………………………………………………………………………………..375.1.2实验设计…………………………………………………………………………………375.1.3实验步骤………………………………………………………………………………..385.1.4覆盖率实验结果……………………………………………………………………….385.1.5覆盖率实验结果分析…………………………………………………………...………395.2压力、电压对覆盖率变化的影响…………………………………………………………。
395.3覆盖率实验结果分析………………………………………………………………………40
5.4本章小结……………………………………………………………………………………4l
6结论…………………………………………………………………………………………………………………………….42致谢…………………………………………………………………………………………………………………………….43参考文献…………………………………………………………………………………………….44附录…………………………………………………………………………………………………………………………….48攻读硕士学位期间发表的学术论文………………………………………………………………50
CONTENTS
Contents
AbstractinChinese……………………………………………………………………………………………………………1AbatractinEnglish…………………………………………………………………………………………………………III1Introduction…………………………………………………………………………………………………………………..11.1Purposeandsignificanceoftheresearch………………………………………………………………………・11.1.1technologybackgroundofelectrostaticspray………………………………………………………….11.1.2significanceofelectrostaticspray………………………………………………………………………….21.2Researchsituationathomeandabroad…………………………………………………………………………31.2.1Researchsituationofelectrostaticspraytechnologyabroad………………………………………31.2.2Researchsituationofelectrostaticspraytechnologyathome…………………………………….41.2.2Trendsofelectrostaticspraytechnology…………………………………………………………………5
1.3Themaincontentofresearch……………………………………….……………………………………………..6
2TheoreticalAnalysisofelectrostaticspray……………………………………………………………………….72.1Basicprinciplesofelectrostaticspray…………………………………………………………………..………72.2Liquidatomizationunderelectrostaticforce.…………………………………………………………………82.3Dropletchargingprocess……………………………………………..……………………………………………112.4Thetransportanddepositionofchargeddroplet…………………………………………………………..112.4.1Transportprocess……………………………………………………………………………………………….112.4.2Depositionprocess…………………………………………………………………………………………….12
2.5Summaryofthischapter…………………………………………………………………………………………..13
3Compositionofelectrostaticsprayexperimentalsystem…………………………………………………144Atomizationcharacteristicsofelectrostaticspray…………………………………………………………..184.1Electrostaticsprayingapparatus…………………………………………………………………………………184.2Atomizationperformancecomparisonexperiment………………………………………………………..194.2.1Theoveralldesignofexperiment…………………………………………………………………………194.2.2Experimentalproceduresandprecautions…………………………………….……………………….204.3Measurementandcalculationofdropletdiameter………………………………………………………..204.3.1Dropletdiameterparameters……………………………………………………………………………….214.3.2Dropletuniformity……………………………………………………………………………………………..224.3.3Dropletdiametermeasurementselection………………………………………………………………224.3.4Dropletdiameterresults…………………………………………………………………….……………….244.3.5Analysisofdropletdiameterresults……………………………………………………………………..284.4Droplet
diameterdistributionexperimentunderdifferentpressure………………………………….294.4.1Experimentalprocedures…………………………………………………………………………………….294.4.2Experimentalresultsunderdifferentpressure………………………………………………………..304.4.3Analysisofexperimentalresultsunderdifferentpressure………………………………………..324.5Dropletdiameterdistributionexperimentunderdifferentvoltage…………………………………..33
东北农业人学工学硕上学位论文
4.5.1Experimentalresultsunderdifferentvoltage………………………………………………………….334.5.2Analysisofexperimentalresultsunderdifferentvoltage…………………………………………35
4.6Summaryofthischapter…………………………………………………………………………………………..36
5Depositioncharacteristicsofelectrostaticspray……………………………………………………………..375.1Coveragecomparativeexperimentsofconventionalsprayandelectrostaticspray……………375.1.1Parameters………………………………………………………………….…………………………………….375.1.2Experimentaldesign…………………………………………………………………………………………。
375.1.3Experimentalprocedures…………………………………………………………………………………….385.2Impactofpressureandvoltageonthecoverage…………………………………………………………..395.3Analysisofdropletcoverageresults……………………………………………………………………………40
5.4Summaryofthischapter…………………………………………………………………………………………・・41
6Conclusion……………………………………………………………………………………………………………………42Acknowledgement…………………………………………………………………………………………………………..43References………………………………………………………………………………………………………………………44Appendix………………………………………………………………………………………………………………………”44Paperspublishedintheperiodofmastereducation…………………………………………………………・50
4
研究生学位论文独创声明和使用授权书
独创声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得——
.』洼;.翅遗直基丝霞垂挂别虚明的:
奎拦亘窒2或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名:
涿7硐7{J{日期:
乃//年/月可日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。
本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后适用本授权书
学位论文作者签名:
苏期确.日期:
加//年钿∥日导师签日期:
山//年/月彦日
摘要
摘要
在农业生产实践中发现,植保作业环节占丰产因数的20%。
其中农药的使用就是农业生产中极为重要的手段。
农药的喷施技术和水平直接关系到农药的有效利用率,所以对喷施技术的研究具有重要意义。
本文主要研究的是其中一种农药喷施技术——静电喷雾技术。
本文首先对静电喷雾的基本原理进行了理论分析,为后续实验提供了理论支持。
静电喷雾是通过在喷头加上高压静电,高压静电在靶标作物上感应出相反电荷。
而从喷头喷出的雾滴带有和喷头极性相同的电荷,所以雾滴在静电力的作用下,作定向运动而吸附在靶标作物上。
本文对静电喷雾的雾化过程、荷电过程和沉积过程同时进行了理论分析,描述了相应过程的数学模型。
本文利用现有传统喷头进行改装,同时通过加入高压静电发生器以及对传统喷头的相关参数进行设置、匹配,设计出静电喷雾实验系统。
利用本实验系统进行相关实验。
得出结论如下:
通过静电喷雾和常规喷雾下雾滴直径的对比实验得出:
静电喷雾能够使雾滴直径减小、雾滴谱范围减小、雾滴均匀度增加。
静电喷雾情况下:
液体压力的增加能够改善雾滴雾化效果,但是当压力超过0.2MPa时,雾化性能改善不明显,主要是因为压力过大,药液流量随之变大,有一些雾滴还来不及雾化就离开喷头了。
另外静电电压的增加也能够改善雾化效果,但是实际实验中发现:
随着静电电压的增大,液体雾化效果改善不明显。
通过静电喷雾和常规喷雾下雾滴覆盖率的对比实验得出结论:
静电喷雾可以使叶片雾滴覆盖率增加,尤其是在靶标作物叶片的正面,覆盖率增加比较明显,对于叶片背面的覆盖率虽然有所增加,但是提高程度有限。
同时随着压力和电压的增加,叶片正反面覆盖率均有所增加,对比压力和电压对于雾滴覆盖率的影响:
压力主要影响叶片正面覆盖率,电压主要影响叶片反面覆盖率。
总结静电喷雾的主要优点有两方面:
一是雾化特性好,主要表现为雾化液滴直径小、均匀度高,主要因为在静电作用下,雾滴表面荷电导致雾滴表面张力下降,减小了雾化阻力。
当雾滴的带电量超过瑞利极限后,将继续分裂,同时,带电雾滴问的排斥力以及所受静电力,改变了雾滴的表面压力差,有助于雾滴的继续细化;二是雾滴沉积特性好,主要表现为雾滴覆盖率高。
主要是因为雾滴受到静电力作用,从而向靶标作物进行定向运动,减少了输运过程中的漂移,靶标命中率高、有效改善了喷雾效果,提高了农药有效利用率,减少了农药对环境的污染,提高了食品安全性,具有重要意义。
关键词静电喷雾:
雾化性能:
沉积性能;雾滴直径;覆盖率:
Abstract
TheoreticalAnalysisandAppliedResearchon
ElectrostaticSprayingTechnology
●一一一一
Abstract
Foundinagriculturalproduction,plantprotectiontakeaspectsof20%intotalyield.Includingtheuseofpesticidesinagriculturalproductionisaveryimportantt001.Theeffectiveutilizationofpesticidesisdirectlyrelatedtothelevelofsprayingtechnology,SOthestudyaboutthesprayingtechnologyisofgreatsignificance.Thisstudyismainlyabouttheelectrostaticspraytechnology.Firstly,thispaperprovidesatheoreticalanalysisofthebasicprincipleinelectrostaticspraying,providingthetheoreticalsupportandthefeasibilityofdesignforthefollow-upexperiments.ElectrostaticsprayingiSprovidingthehigh・voltagetothenozzle,50electrostaticinducestheoppositechargeintargetcrops.Dropletsemittedfromthe
nozzlehavethesamechargewiththenozzle,SOdropletsattractedbystaticelectricitytothetargetcropsindirectionalmovement.Inthispaper,electrostaticsprayatomizationprocess,chargedprocessanddepositionprocesswerealltheoreticallyanalysised,givingthecorrespondingmathematicalmodels.
Inthispaper'traditionalnozzlewouldbemodifiedbyaddingthehigh-voltageelectrostaticgeneratorandtheparametersoftraditionalnozzlewouldbesetandmatched.Finallyelectrostaticspraytestsystemwouldbedesigned.Usingtheexperimentalsystem,therelatedresultscanbeobtainedasfollows:
Bythecontrastexperimentbetweentheelectrostaticsprayandtheconventionalsprayaboutdroplet
diameter,theconclusionCallbeobtained:
electrostaticsprayingCallreducethedropletdiameter,decreasetherangeofdropletspectrumandincreasedropletuniformity.
Electrostaticspray:
theincreaseofliquidpressurecarlimprovetheeffectofdropletatomization,butwhenthepressureexceeds0.2MPa,theimprovementofatomizationperformanceisnot
obvious.Thatismainlybecausewiththeincreaseofpressu
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- 静电 喷雾 理论 分析 应用 研究 图文