組合充電液力式靜電噴霧裝置的設計

天津大學畢業(yè)設計中文題目：組合充電液力式靜電噴霧裝置的設計英文題目：DesignandExperimentalStudyonCombined-chargingHydraulicElecttostaticSprayingBox學生姓名李洪花系別機電工程學院專業(yè)班級指導老師成績評定2010年6月目錄1前言 11.1我國植保機械的現(xiàn)狀 11.2國內(nèi)外靜電噴霧技術(shù)的發(fā)展 1國外靜電噴霧技術(shù)的研究進展 1 21.3研究的意義 22靜電噴霧技術(shù)理論分析 32.1靜電噴霧基本原理 32.2靜電作用下的液體霧化 42.3帶電霧滴的運動 42.4霧滴充電的方式 53組合充電液力式靜電噴霧裝置的設計 63.1靜電噴霧裝置的設計思路 63.2組合充電液力式靜電噴頭的設計 7 7 9 10 113.3噴霧裝置主機的選擇 114結(jié)論 13參考文獻 14致謝 15附錄１：英文文獻原文 16附錄２：英文文獻中文譯文 18摘要靜電噴霧的霧滴穿透力強、靶標命中率高，小霧滴漂移損失少、覆蓋均勻，極大地改善了噴霧效果，減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染，提高了食品安全性，其意義深遠而重大。當前，靜電噴霧裝置的研究己經(jīng)得到了科研領域的重視，有了一定的發(fā)展，不過仍存在著許多問題。其中，充電極、霧化方式與常用噴霧器不能很好的配合就是一個較為突出的問題。本設計通過對靜電噴霧理論進行分析，在常用的手動噴霧器的基礎上，設計了組合充電液力式靜電噴霧裝置，并對其工作原理和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行了探討。該裝置主要由噴霧機、靜電噴頭、靜電發(fā)生器、可充電電池、輸液軟管、噴桿等組成。靜電噴頭與組合充電電極的結(jié)合，可以實現(xiàn)霧滴直徑小和充電效果好的統(tǒng)一，更好地實現(xiàn)靜電噴霧。關(guān)鍵詞：靜電噴霧；組合充電；液力式ABSTRACTAimedatproblemsamongelectrostaticsprayingboxsuchaselectricity-leaking,bad-cooperationamongelectrodeandsprayingpatternanddailysprayer,acombined-charginghydraulicelectrostaticboxwasdesigned,thecombined-charhinghydraulicnozzleandelectrostaticgeneratorofthisboxweredesignerespecially.Thebasicdesigningtheories,structureandworkingprocessofthisboxweretheoreticallyspecifiedinthepaper.Andthentheatomizationqualityanddropletcoverdistributionofthisboxwerestudiedbycarryingoutperformanceexperimentandstatisticanalysisbymanypeople.Someprogressweremadeinsolvingtheproblemslistabove,sdudiesoncombined-charginghydraulicelectrostaticsprayingboxwilllayafoundationforthedesignandstudyofsomeotherelectrostaticsprayingbox.Testofsprayingarestillneededtocarryonlandforgrowingfieldcrops.Keywords：ElectrostaticSpraying；Combined-charging；Hydraulic1前言1.1我國植保機械的現(xiàn)狀據(jù)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計，我國手動植保機械約有35個品種，社會保有量約5800萬架，占整個國內(nèi)植保機械市場份額的80%，擔負著全國農(nóng)作物病蟲草害防治面積的70%以上。而背負式機動噴霧噴粉機約8個品種，社會保有量約260萬臺，擔架式機動噴霧機社會保有量約為16.8萬臺，小型機動及電動噴霧機約有6個品種，社會保有量25萬臺。噴桿式噴霧機等大中型車載機，社會保有量4.2萬合，品種約12個。航空植保機械總保有量不足200架[1]。整個植保機械格局是以手動和小型機動為主，防治工效低，大部分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、技術(shù)含量低。由于散布農(nóng)藥的效果取決于霧滴或藥粉粒在植物表面和冠內(nèi)的重新分布、害蟲的活動習性(是否接觸到農(nóng)藥)以及農(nóng)藥的物理性質(zhì)，因此提高農(nóng)藥散布的效果對降低成本(人力、農(nóng)藥、能源、時間)、提高防治效果減少藥物流失(流失于地面)和減少環(huán)境污染具有極其重要的意義，實現(xiàn)這種效果的方法之一就是靜電噴霧。1.2國內(nèi)外靜電噴霧技術(shù)的發(fā)展國外靜電噴霧技術(shù)的研究進展科學史上很早就出現(xiàn)靜電這個詞了，它是一門古老的科學。早在1882年，英國科學家Rayleigh就開始其開拓性的霧滴靜電化研究。此后靜電噴霧技術(shù)經(jīng)過不斷研究改進和提高，被廣泛用于手工業(yè)上，例如噴漆和印刷。此后又將靜電技術(shù)廣泛應用于農(nóng)業(yè)，首次利用靜電進行農(nóng)藥噴撒試驗的是20世紀40年代法國的Hampe，之后美國的一些大學如佐治亞大學等進行了正式的研究試驗。他們的試驗都證明，利用靜電場散布農(nóng)藥藥粉，對植物的附著率大大提高[2]。在歐美隨著粉劑使用量的不斷減少，靜電噴藥技術(shù)研究也轉(zhuǎn)向了液劑。美歐等國的靜電噴霧設備日趨完善。目前，已有數(shù)種靜電噴霧器用于病蟲害的防治，用于溫室的有手槍彌霧式噴霧器和自動定時噴霧器，用于田間的有各種大小的三點套拉式噴霧器。Bertelli.Randell公司生產(chǎn)的靜電噴頭比普通噴頭可減少藥液損失65%，大大降低農(nóng)藥對環(huán)境的污染。美國的Law等人研究的氣力式噴頭的感應式帶電系統(tǒng)已經(jīng)商品化，但只主要用于保護地作物。還有大量的有關(guān)液力式噴頭和旋轉(zhuǎn)圓盤噴頭的研究進展，但能真正實現(xiàn)商品化的可用于干早作物的靜電噴頭還很少。國內(nèi)靜電噴霧技術(shù)的研究進展我國靜電噴霧技術(shù)的研究始于20世紀70年代末。上海首先成立了靜電噴霧實驗協(xié)作組，上海明光儀表廠、江蘇太倉靜電設備廠、丹陽電子研究所及北京農(nóng)業(yè)大學等先后研制了手持轉(zhuǎn)盤式靜電噴霧器；河北邯鄲市機械研究所研究了電場擊碎手持式靜電噴霧器；南京林業(yè)大學研制了高射程靜電噴霧機。這些單位與使用部門配合，在多種作物上進行了大量噴灑分布及防治效果實驗，但都尚未達到使用推廣階段。80年代中期我國的研究工作已進入了具體裝置的設計及測試階段，先后研制了手持式太陽能靜電微量噴霧器、風動轉(zhuǎn)籠式靜電噴頭、靜電擊碎式液力噴頭和車載式靜電微量噴霧裝置，我國在實用化方面也取得了可喜的成果。江蘇理工大學在建立室內(nèi)靜電噴霧試驗系統(tǒng)和大量試驗的前提下，研制了轉(zhuǎn)盤式手持微量靜電噴霧器、車載式靜電噴霧機和拖拉機牽引式風送靜電噴霧機，進行了大面積田間應用試驗，并取得了良好的滅蟲效果[2]。1.3研究的意義靜電噴霧是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，較其它噴霧形式具有無可比擬的優(yōu)越性：[3]=1\*GB2⑴靜電噴霧的粒譜在微量范圍內(nèi)，可直接用農(nóng)藥原液噴灑，節(jié)省了大量農(nóng)藥稀釋用水。由于藥物粒子帶電，農(nóng)藥的利用率比一般微量噴霧高。=2\*GB2⑵由于霧滴帶有相同電荷，在空間運行過程中能互相排斥，不會發(fā)生凝聚現(xiàn)象，所以對作物目標的覆蓋較均勻，由于目標周圍存在電力線的作用，從而使目標的正面、背面和隱蔽部位均能沉積上霧滴，增強了殺蟲滅菌效果。=3\*GB2⑶霧滴在電場力作用下，能夠快速均勻地飛向目標，并在目標上可靠附著，小直徑霧滴飄失減少，減輕了農(nóng)藥對環(huán)境的污染。=4\*GB2⑷由于電場作用使霧滴吸附到目標表面上且牢固粘附，風吹雨淋流失霧滴的現(xiàn)象便大大減少。靜電噴霧受大氣的影響相對較小，早晚和白天均可進行噴霧。綜上所述，靜電噴霧的霧滴穿透力強，靶標命中率高，小霧滴飄失少，覆蓋均勻，農(nóng)藥稀釋用水少或不用水，農(nóng)藥施用量低，尤其是霧滴在植物的葉片背面和隱蔽部位亦能沉積并牢固粘附，極大地改善了噴霧效果，較大幅度地減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染，提高了食品安全性。開發(fā)適用的靜電噴霧裝置尤其關(guān)鍵部件靜電噴頭對提高較小環(huán)境污染下的病蟲害防治效果和我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。我國是一個農(nóng)藥生產(chǎn)使用大國，農(nóng)藥品種超過200種，原藥生產(chǎn)能力達70萬噸，農(nóng)藥制劑年產(chǎn)量已達130萬噸，居世界第二位[3]。同時，我國農(nóng)藥使用技術(shù)水平普遍落后，使用的農(nóng)藥只有少部分能沉積分布到靶標生物上，70%～80%的農(nóng)藥流失到土壤、田水或飄失到環(huán)境中去，造成了嚴重的環(huán)境問題。此外，農(nóng)藥殘留超標嚴重影響著人們的身體健康。化學農(nóng)藥會以各種形式殘留于農(nóng)作物和其它環(huán)境要素中，通過食物鏈傳遞，積少成多，積低毒成高毒，對人體健康的潛在威脅極大[4]。我國的食品安全形勢不容樂觀，造成我國食物污染的直