航空施药旋转液力雾化喷头性能试验.pdf

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1、第30卷第3期农业工程学报Vo1．30No．3502014年2月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringFeb．2014航空施药旋转液力雾化喷头性能试验茹煜，金兰，周宏平，贾志成(南京林业大学机械电子工程学院，南京210037)摘要：无人机航空喷雾将会在未来几年的植物病虫害防治作业中发挥重要作用。为实现无人机低空、低量、高功效的喷洒需求，该文针对兼备液力雾化和离心雾化优点的旋转液力雾化喷头进行了性能试验研究，利用喷头雾化性能测试系统对喷孔直径、喷雾压力、电机转速因素对喷头雾滴粒径、沉积分布、喷幅和功率消耗

2、的影响进行了试验研究。结果显示，喷头旋转电机电压相比喷孔直径、喷雾压力参数对雾滴粒径影响更显著，随着电机电压增加，雾滴粒径变小，雾化效果好；电机电压对幅宽也有明显影响，随着电极电压增加，喷雾角度变大，幅宽明显增加，雾滴沉积量在喷幅范围内呈现正态分布。通过试验结果优选出适合无人机的旋转液力雾化喷头的最佳工作参数：电机电压为1Ov，喷雾压力为0．35MPa，喷嘴孔径是0．7ITI1T1，该工作参数下，液泵功率消耗率最低，雾滴平均粒径为112．35m，喷幅为3．88m，电机功率消耗为8．6W。该文的研究结果为开发适用于无人机的新型喷洒雾化装置，提高无人机作业质量和喷洒功效提供理论依

3、据和技术支持。关键词：病虫害防治；喷头；喷雾；无人机；旋转液力雾化；最佳参数doi．10．3969~．issn．1002—6819．2014．03．007中图分类号：$252文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一03—0050—06茹煜，金兰，周宏平，等．航空施药旋转液力雾化喷头性能试验[J]．农业工程学报，2014，30(3)：50—55．RuYu，JinLan，ZhouHongping，eta1．Performanceexperimentofrotaryhydraulicatomizingnozzleforaerialsprayingapplicatio

4、n[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(3)：50—55．finChinesewithEnglishabstract)法之一。0引言近几年来，无人机远程控制施药技术、低空低中国的粮食生产和经济作物每年都在不同程度量喷洒技术、航空喷洒系统等研究方向在中国均取的遭受病虫害的侵袭，年均病虫害发生面积近47000得了很多研究成果。雾化部件作为无人机作业的关万h，造成粮食损失近250亿k譬、约占总产量的键部件，在航空喷施装备方面必须满足轻量化

5、、低20％左右，造成经济作物损失达175多亿kgJ。农药量喷施、均匀喷施的要求，许多学者就无人机专用防治病虫害依旧是保证粮食生产的重要手段。的雾化喷头尝试进行了设计和实验研究。日本的无小型无人机因具有作业灵活、自动控制能力人机施药系统是采用专用的离心雾化喷头和液力强、雾滴飘移少，旋翼气流辅助药液穿透作物冠层雾化扇形喷头。范庆妮【3】设计了适合天鹰3号小型等诸多优点，非常适合于中小田块的病虫害防治或无人直升机低空低量喷洒的液力喷头，并确定了最是大田块内局部的精准施药【2J。日本雅马哈公司的佳匹配参数；周立新等L4J开展了航空施药用电动离无人直升机具有30多年的研发历史，使得心喷

6、头的试验研究，分析雾化盘电机电压和喷头流YAMAHARMAX无人直升机的施药应用技术比量两个主要因素对电动离心喷头喷洒性能的影响。较成熟，植保作业效率为7～10hIIl2／ll，占总防治面茹煜等J基于德国VARIO公司的多用途无人直升积的80％以上。日本耕地情况与中国南方相似，借机航空喷雾系统开发了航空喷洒离心雾化器件并鉴日本经验，运用小型无人驾驶直升机喷洒农药，开展相关性能参数试验研究，获得了离心雾化喷头是中国农药喷洒机械化的一种比较现实可行的方的最佳作业参数。就无人机而言，由于载重量有限，就必须对收稿日期：2013．06．04修订日期：2013．12．25其雾化装置进行创

7、新设计和优化。就2种型式的基金项目：“十二五”农村领域国家计划课题(2012BAD19B08)；江苏雾化装置而言，液力雾化喷头结构相对简单，但省自然科学基金面上资助项目(BK20131422)；江苏高校优势学科建其雾滴粒度较大(一般为150~500m)，流量设工程资助项目(PAPD)；江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修项目。也大(1～2L／min)，不容易实现低量喷洒J；而作者简介：茹煜(1973一)，女，博士，副教授，主要从事植保机械离心雾化喷头可以获得较小的雾滴粒径(40～和先进农药使用技术研究