發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 17:00

　　 新疆是全國第二大核桃種植省份,而新疆的核桃主要集中在南疆地區(qū),僅阿克蘇、喀什、和田三地就占到新疆核桃總面積和總產(chǎn)量的96.96%和99.53%。核桃的病蟲害很多,據(jù)統(tǒng)計(jì)有害蟲180余種,病害30多種。傳統(tǒng)采用背負(fù)式噴霧機(jī)打藥或通過人工拖拽藥管,手持高壓噴槍在這些核桃樹上直接施用農(nóng)藥(沒有氣流輔助)會使大部分藥液沉積在樹冠的外側(cè),降低覆蓋均勻性,特別是樹冠中部。因此,將噴灑的藥液運(yùn)送到樹冠,并輔助它們滲透到樹冠內(nèi),均勻分布到整棵樹,將有效改善核桃的病蟲害防治。然而,相比于國外和國內(nèi)一些種植模式,南疆核桃獨(dú)特的林農(nóng)間作種植模式占到栽培總面積90%以上,具有樹勢強(qiáng)、樹冠大、樹形紊亂、行距寬等特點(diǎn)。核桃作為一種多年生喬木,其種植模式后期很難改變。故需要一種符合其模式的噴霧機(jī)械。然而目前國內(nèi)外還沒有針對于南疆核桃園獨(dú)特模式的噴霧機(jī)械。本研究針對南疆核桃園的種植模式與農(nóng)藝特點(diǎn)入手,參考國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)果園作業(yè)機(jī)械,設(shè)計(jì)制造出具備紅外線變量噴霧技術(shù)的風(fēng)送式噴霧機(jī)。本文主要涉及到以下內(nèi)容:(1)在研發(fā)過程中利用計(jì)算機(jī)輔助軟件,以農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的原則出發(fā),確定南疆核桃風(fēng)送式噴霧機(jī)的整體構(gòu)造、重點(diǎn)零部件的選型,完成樣機(jī)的制造。(2)南疆核桃風(fēng)送式噴霧機(jī)將仿形裝置和柔性褶皺出風(fēng)管有機(jī)結(jié)合,可針對核桃在不同的生長時(shí)期,株高與株寬的實(shí)際情況合理安排出風(fēng)管高度與噴管角度。極大的提高了機(jī)具的適用性和藥液沉積。(3)針對傳統(tǒng)施藥方式定量噴施,極大浪費(fèi)藥液的情況。以南疆地區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)水平與核桃種植者的實(shí)際需要出發(fā),增加了基于紅外線的果園變量噴霧系統(tǒng)。在田間試驗(yàn)中,風(fēng)送式噴霧機(jī)開啟變量噴霧系統(tǒng)田間施藥量389.78 L/公頃,不開啟變量噴霧系統(tǒng)田間施藥量452.36 L/公頃,開啟變量噴霧系統(tǒng)減少藥液使用62.58 L/公頃。與傳統(tǒng)的手持高壓噴槍的方式進(jìn)行了對比,不開啟紅外線變量噴霧系統(tǒng)的風(fēng)送式噴霧機(jī)可省藥48%,開啟紅外線變量噴霧系統(tǒng)則省藥55%。(4)根據(jù)流體力學(xué),使用建模軟件及流體力學(xué)仿真軟件對風(fēng)送式噴霧機(jī)外部氣流場進(jìn)行了分析,得到風(fēng)送式噴霧機(jī)不同噴管角度下外部氣流場的速度分布云圖,根據(jù)云圖結(jié)果,可以對不同樹齡及冠層特點(diǎn)的核桃樹指導(dǎo)施藥方案,并為田間試驗(yàn)結(jié)果分析提供參考。(5)本研究以各冠層霧滴覆蓋率為指標(biāo)。進(jìn)行了行進(jìn)速度、噴管角度的單因素試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)各冠層霧滴覆蓋率無論在風(fēng)機(jī)高轉(zhuǎn)速還是低轉(zhuǎn)速下,均呈現(xiàn)隨著行進(jìn)速度增加而減少的規(guī)律。而噴管角度對各冠層的影響主要體現(xiàn)在上層霧滴覆蓋率,隨著噴管角度的增加,有利于核桃上層的霧滴沉積。最后選取了對噴霧效果較大的三個(gè)因素組織進(jìn)行了正交試驗(yàn),通過MINITAB19軟件分析,綜合考慮上層霧滴覆蓋率、中層霧滴覆蓋率和下層霧滴覆蓋率三個(gè)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)噴管角度、行進(jìn)速度和噴孔直徑分別對各指標(biāo)影響最大,最終選擇的最佳作業(yè)組合為A2B3C1即行進(jìn)速度慢二檔(0.62 m/s)、噴管角度75度、噴孔直徑0.8 mm,在此條件上層霧滴覆蓋率為74.192%、中層霧滴覆蓋率為87.184%、下層霧滴覆蓋率為76.054%。
【學(xué)位單位】：塔里木大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S491
【部分圖文】：

塔里木大學(xué)碩士學(xué)位論文南疆核桃風(fēng)送式噴霧機(jī)的試驗(yàn)研究31.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀噴霧設(shè)備的目標(biāo)是以安全和及時(shí)的手段向靶標(biāo)區(qū)域噴施有效和均勻的化學(xué)藥劑，目前風(fēng)送式噴霧機(jī)常用于苗圃和果園，包括傳統(tǒng)的軸流式噴霧機(jī)（圖1-2）、塔式噴霧機(jī)（圖1-3）、加農(nóng)炮式噴霧機(jī)（圖1-4）、隧道式噴霧機(jī)（圖1-5）、以及特別設(shè)計(jì)或改良的風(fēng)送式噴霧機(jī)。塔式噴霧機(jī)通過引導(dǎo)氣流從風(fēng)扇進(jìn)入垂直平面上的水平管道來水平噴射，常用于高度一致的苗圃或果園。圖1-2軸流式噴霧機(jī)圖1-3塔式噴霧機(jī)加農(nóng)炮式噴霧機(jī)由圓柱形的噴射器組成，噴射器能產(chǎn)生高速氣流，將噴出的藥液混合物分解成細(xì)小的液滴，并將它們順著風(fēng)送到遠(yuǎn)處，所述圓柱形噴射器出口可上下旋轉(zhuǎn)，以對準(zhǔn)靶標(biāo)。由于加農(nóng)炮式噴霧機(jī)可以覆蓋非常寬的噴霧區(qū)域，通常用于高大果樹、環(huán)衛(wèi)作業(yè)等。與傳統(tǒng)的液力式噴霧機(jī)相比，加農(nóng)炮式噴霧機(jī)氣流速度快，可吹動枝條和葉片，造成葉片發(fā)生環(huán)繞、躲避、振動等運(yùn)動[9]，增加葉片正反面的霧滴沉積量。與軸流式風(fēng)送機(jī)相比，加農(nóng)炮噴霧機(jī)一般體積較小，便于運(yùn)輸和儲存。但缺點(diǎn)在于加農(nóng)炮式噴霧機(jī)的性能受風(fēng)的影響很大，在噴霧區(qū)域上可能產(chǎn)生不均勻的噴霧沉積。隧道式噴霧機(jī)在過去的十年間被逐漸運(yùn)用在苗圃和小型果樹的植保作業(yè)中，一般來說，隧道式噴霧機(jī)會有一個(gè)門式的框架結(jié)構(gòu)，包裹住果樹的上方、左右面。起到減少霧滴飄逸的情況。還有一些隧道式噴霧機(jī)會使用霧滴回收裝置，將沒有沉積在靶標(biāo)上的藥液再次回收進(jìn)入藥箱�？捎行�減少藥液的浪費(fèi)[10]。但隧道式噴霧機(jī)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修頻繁、運(yùn)輸困難。

塔式噴霧機(jī)

塔里木大學(xué)碩士學(xué)位論文南疆核桃風(fēng)送式噴霧機(jī)的試驗(yàn)研究4圖1-4加農(nóng)炮式噴霧機(jī)圖1-5隧道式噴霧機(jī)值得一提的是靜電式噴霧機(jī)，從Bose率先發(fā)現(xiàn)霧滴靜電霧化現(xiàn)象后，研究人員便不斷嘗試將該技術(shù)應(yīng)用在植保作業(yè)上，主要原因是靜電噴霧技術(shù)使霧滴和靶標(biāo)之間形成一個(gè)靜電場，靜電發(fā)生裝置使噴出的霧滴帶上電荷，而靶標(biāo)與其所帶電荷極性相反。在正負(fù)電荷相互吸引的作用下，使得霧滴附著在靶標(biāo)的正反面，增加了霧滴覆蓋率，減少了漂移損失。美國ESS公司[11]研制出一系列用于藤本植物以及大棚作物的靜電噴霧機(jī)，和液力式噴霧機(jī)相比藥液利用率提高一倍以上。牛萌萌[12]設(shè)計(jì)了一種適用于丘陵地區(qū)果園的在線混藥型靜電噴霧機(jī)，發(fā)現(xiàn)靜電噴霧機(jī)噴霧角度顯著影響藥液沉積，有風(fēng)時(shí)不適合靜電噴霧機(jī)作業(yè)。Lake[13,14]通過風(fēng)洞對靜電噴霧機(jī)核心部件靜電噴頭進(jìn)行了研究，采用轉(zhuǎn)盤感應(yīng)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)的方式解決了靜電噴頭電荷泄露的問題。韓國的Gabriel[15]研制并測試了一種靜電壓力旋流噴嘴，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用該噴嘴的靜電噴霧機(jī)在液體流量為0.69L/min、體積中值直徑為116um、外加電壓為4.0kV時(shí)，噴霧裝藥質(zhì)量比為0.27mC/kg時(shí)，農(nóng)藥使用量減少，霧滴沉降量增加了1.3至2.3倍，漂移顯著減校Gan-Mor[16]在實(shí)驗(yàn)室條件下研究了一種普通平扇式液壓噴嘴，試驗(yàn)表明，噴嘴間距過小，降低了每個(gè)噴嘴的電荷水平；而后采用高流量的噴嘴設(shè)計(jì)了一種靜電噴霧器用于噴施商業(yè)化的葡萄園。并采用熒光示蹤器顯示液滴沉降量，與傳統(tǒng)的噴霧手段相比，沉積率提高了200%。Mamidi[17]為了提高農(nóng)藥的沉積效率，減少農(nóng)藥的漂移，在背負(fù)式靜電噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)中，探尋了最佳的電極位置和液體的導(dǎo)電性。實(shí)驗(yàn)在液體進(jìn)料速度340mL/min、電荷質(zhì)量比為0.419mC/kg、電壓3.25kV的條件下進(jìn)行。靶標(biāo)（盆栽）化學(xué)沉
【參考文獻(xiàn)】

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2 陳勇,鄭加強(qiáng);精確施藥可變量噴霧控制系統(tǒng)的研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2005年05期

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3 胡新德;防風(fēng)式枸杞植保機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];寧夏大學(xué);2019年

4 曹凡;基于CFD的房車內(nèi)流場分析與熱舒適性研究[D];山東理工大學(xué);2019年

5 李進(jìn)海;定向風(fēng)送式枸杞噴霧機(jī)的研制[D];寧夏大學(xué);2017年

6 張德智;矮化密植紅棗棗園噴霧機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[D];塔里木大學(xué);2016年

7 牛萌萌;果園在線混藥型靜電噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 韓敏;南疆核桃葉斑病病原與防治技術(shù)研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

9 陸健;精確噴施智能除草裝置和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2009年

10 劉建;炮塔式離心霧化風(fēng)送遠(yuǎn)射程噴霧技術(shù)及機(jī)具有研究設(shè)計(jì)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

本文編號：2890230