新型脉冲式烟雾水雾机的研制

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1、2015年1月农机化研究第1期新型脉冲式烟雾水雾机的研制侯秀梅，许林云(南京林业大学机械电子工程学院，南京210037)摘要:脉冲烟雾机具有防治效率高、用药量省等显著优点，但存在只能对油溶剂农药进行热力烟化，而无法对水基型农药进行热力雾化的问题。为此，针对现有脉冲烟雾机，根据脉冲发动机的工作原理、燃烧喷雾时的流场分布特征，理论分析以脉冲发动机为动力、集喷烟雾和喷水雾功能于一机的可行性。通过对供油系统、化油器、进气阀门和燃烧室结构的改进，成功研制出一种对油溶剂农药和水基型农药均适用的脉冲式烟雾水雾机，适应了果园内不同防治时期、不同剂型的施药要求。关键词:病虫害防治

2、;脉冲发动机;热力烟化雾化;烟雾水雾机中图分类号:S491文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)01－0079－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.01.019力烟化雾化可行性，并通过对关键部件进行改进，研0引言制集喷烟雾和喷水雾功能于一体的新型脉冲式烟雾果园病虫害防治是一项复杂而又系统的工作，施水雾机。药作业工作量占果园管理总工作量的30%左右。目1脉冲烟雾机［1］前，果园病虫害防治施药机械仍以小型喷雾机为［5－6］主，主要品种有担架式和背负式，施药方式大多采用热烟雾机利用燃烧产生的尾气的热能和动“大容量、淋洗式”，

3、使得雾滴分布均匀性差，果树冠能，使药液受热迅速裂解挥发，烟化成细小雾滴，从喷层沉降率低。悬挂式或履带自走式果园风送喷雾管喷出，随自然气流飘移渗透到作物上，主要有电加［2］机具有喷幅大、雾滴均匀性好、穿透性及沉积性良热式、二冲程或四冲程发动机式、稳态燃烧器式和脉［7］好等优点，但需要与果树栽培技术配合使用，通过性冲发动机式烟雾机4种。其中，脉冲烟雾机是利用较差。脉冲发动机产生的高温、高速、高频燃烧尾气将药液［3］热力烟化。热烟雾机施放的烟雾粒径小，可随气流扩散、升腾、弥漫，穿透性强，具有极高的防治效率。以便携1．1脉冲发动机工作原理［8］式脉冲烟雾机为例，其防治效

4、率是同类常规喷雾或喷Helmholtz型脉冲发动机作为脉冲烟雾机的动［4］力，主体结构是由燃烧室与喷管构成的谐振结构，如粉设备的10倍以上，较适用于高大密实型果园;但烟雾剂是一种油性制剂，在果园果实生长期进行病虫图1所示。工作时，用打气筒打气，使气流经启动单害防治时，油雾滴附着性及抗冲刷能力强、滞留时间向阀进入三通阀后被分成两路:一路直接进入化油长，会对果实的口感和食用安全性造成影响。针对上器。另一路进入与化油器相连的油箱中，对燃油施加述不足之处，如果热烟雾机可以实现油溶剂农药喷烟压力，使燃油通过油喷嘴进入化油器的喉管与刚进入雾和水基型农药喷水雾两种功能，则可较

5、好适应果园的空气混合并汽化;混合气进入燃烧室前的预燃室，果树不同生长期的病虫害防治要求。由火花塞点火燃烧，并迅速在燃烧室内燃烧爆炸，燃由于油溶剂农药和水基型农药的比热容差异非常烧室内压力骤增;在燃烧室内压力作用下，化油器上大，现有的脉冲烟雾机并不能直接用于热力雾化水基的膜片式进气单向阀关闭，使得燃烧室内高温热气流型农药。本文针对脉冲烟雾机，分析其工作原理及热只能从喷管喷出;由于气流的惯性作用，燃烧室内压力不断下降，当压力降至大气压以下之后，进气单向收稿日期:2014－01－03阀开启，因吸入新鲜空气，燃油也从油喷嘴吸入，形成基金项目:国家林业公益性行业科研专项(

6、201004052);江苏高校优新的可燃混合气进入燃烧室;同时尾管中的部分高温势学科建设工程项目(PAPD)［9］气流也返回燃烧室，形成脉动气流，与燃烧室内余作者简介:侯秀梅(1989－)，女，江苏徐州人，硕士研究生，(E－mail)houxm2014@sina．com。热一起重新点燃混合气，自动重复燃烧爆炸—排气—·79·2015年1月农机化研究第1期进气循环，形成脉动燃烧发动机的自激自吸振荡燃烧而启动系统和点火系统均不再工作。［10］过程。由于周期性的燃烧过程会自动重复进行，因1．燃烧室2．预燃室3．油箱4．气筒5．单向阀6．三通阀7．膜片式进气单向阀8．化

7、油器9．进气室10．喉管11．火花塞12．药箱13．药喷嘴14．喷管图1脉冲式烟雾机工作原理示意图Fig．1Workingtheoryofpulsesmokemachine1．2脉冲烟雾机热力烟化过程因此，明确压力、速度、温度等流场参数的分布情况，脉冲发动机启动完成后，燃烧室内燃烧产生的大正确分析燃烧特性，优化设计燃烧室—喷管、化油器量高温、高速、高频尾气流经喷管。药喷嘴位于喷管和进气阀门的结构，对改善发动机工作特性具有重大［8］上，药箱通过带有单向阀的引压管与化油器的进气室意义。［13］相连，将燃烧室内燃烧爆炸产生的较高压力引入到药压力是反映脉动燃烧特性的最重

8、要参数，是判箱内;打开药