机采棉中残地膜静电吸附法分级去除

提出一种基于静电吸附方法分级去除机采棉中残地膜的方法,以新疆阿拉尔地区种植的新陆早26号机采棉为研究对象,根据机采棉中残地膜曲直形态与荷电极化程度存在一定的相关性,利用图像处理提取机采棉中各种残地膜杂质特征并进行聚类算法分级,将残地膜分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级。搭建静电吸附分离平台,对掺有不同等级残地膜的机采棉进行不同荷电时间、飞入速度、极板电压下的试验,以除杂率为测定指标,找出对应级别残地膜的最佳参数组合,以期达到残地膜杂质与机采棉的分离最大化。试验表明,对除杂率影响显著的因素由大到小为:飞入速度、荷电时间、极板电压。掺有Ⅰ级残地膜的机采棉除杂最佳荷电时间为24 s,飞入速度为4. 7 m/s,极板电压为39 k V,分离率为96. 2%;Ⅱ级最佳荷电时间为29. 8 s,飞入速度为5. 8 m/s,极板电压为37. 6 k V,分离率为98. 1%;Ⅲ级最佳荷电时间为30. 1 s,飞入速度为3. 5 m/s,极板电压为46. 2 k V,分离率为97. 2%。研究结果表明:基于静电吸附分级去除残地膜的方法可行,能够满足实际生产需要。     

感应式高压静电喷头雾滴荷电效果影响因素分析

为研究如何在有限的充电电压下获得良好的雾滴荷电效果,首先建立了雾滴荷电过程的等效模型,对影响雾滴荷电效果的关键性参数进行理论推导;然后采取圆环形和仿形两种电极形式,取3个高压电极的关键性技术参数,设计4种不同的高压电极方案;最后配合2、2.5mm两种不同的绝缘层厚度,为雾锥角为80°的空心圆锥雾喷头TR 80-04设计了8种不同的高压静电罩,用网状目标法与法拉第筒法结合的荷质比测量系统对其荷电比进行测量,以荷质比评价其荷电效果的优劣。结果证明:理论分析与试验研究达到了良好的一致性,仿形电极的荷电效果明显优于圆环形电极,且电极宽度、电极中心到喷口的轴向距离与雾滴荷质比正相关,为高压静电罩的合理设计提供了可靠的理论和试验依据。     

气助式静电喷头感应电场及荷质比研究

气助式静电喷雾技术在果园植保机械中被广泛应用,能够有效增加雾滴在叶片背面的沉积。为此,通过数值仿真计算了气助式静电喷头的电极环中心线上的电场分布,并根据电极环的轮廓参数设计正交试验研究了电极环外径、内径和厚度对电场强度影响的显著性;确定了最优工作参数为外径30mm、内径4mm和厚度1mm;根据最优工作参数研究了荷电电压对电场强度和荷质比的影响规律,当荷电电压为3kV时,荷质比达到3.41mC/kg。     

环形电极结构对喷雾形态与荷电效果的影响

为研究环形电极结构对静电雾化的影响,对不同环形电极结构下的静电场进行实验研究,得到其锥-射流模式下的喷雾锥角及液滴荷质比。根据实验工况对不同环形电极结构下静电雾化装置产生的空间电场进行数值模拟,得到其对空间电场分布的影响。结果表明,随着环形电极内径减小或厚度增大,环形电极周围的径向电场强度增大,而轴向场强并未有明显变化;喷雾锥角和荷质比随环形电极内径的减小或厚度的增大而增大。环形电极厚度及内径的改变使空间电场分布发生变化,从而影响喷雾形态及液滴荷电效果。本研究可为提高液滴荷电效果、合理设计静电喷雾装置提供技术参考。     

接触式和感应式复合作用多旋翼航空静电喷药装置研制

针对农药利用率低和植保过程中出现漂移等问题,为解决这些问题人们将无人机与静电喷雾技术应用在农业植保。目前广泛使用的静电喷雾技术分别是感应式荷电和接触式荷电方法。本文提出了一种接触式荷电和感应式荷电复合作用的静电荷电方法,根据此方法设了一种接触荷电和感应荷电复合作用的多旋翼航空静电喷药装置,并对关键部件进行了选型设计。经过室内和室外试验表明:此种方法在没有辅助风力作用时,其静电吸附效果优于单独使用接触荷电或者感应荷电的效果,对于叶子状物体可以良好的实现一面喷洒两面沾药;当喷洒作业在无人机风力或者风幕的辅助作业时,其背面吸附效果不明显,由于静电吸附作用,正面吸附效果要显著的优于无静电时的吸附效果。     

机采棉残地膜电磁分离规律研究

针对机采棉中残地膜含量较高、清除效果不佳的现实问题,通过单因素试验研究了电场极板电压、磁场电流、机采棉飞入速度对机采棉残地膜电磁作用下机采棉清杂率的影响,得到电场极板电压、磁场电流强度及机采棉飞入速度对清杂率影响显著及棉花与残地膜的分离规律。以清杂率为判定指标,利用三因素三水平的判定分新方法,得出了3个影响因素的最佳优化参数,并建立了棉花与残地膜分离规律模型。试验结果表明:最佳优化参数组合为电场极板电压为30k V、磁场电流强度为10A、机采棉飞入速度为12m/s,验证了棉花与残地膜分离规律模型的有效性,此时机采棉清杂率为95%,效果良好。本研究可为机采棉残地膜电磁清杂提供有价值的参考。     

荷质比对荷电雾滴沉积分布影响的初步研究

自制静电喷雾系统,采用自制环状电极通过感应充电方式对雾滴充电,调节充电电压得到试验要求的荷质比,对距离喷头550mm的模拟植株喷雾,研究对靶喷雾荷质比对雾滴沉积分布的影响。结果表明:静电喷雾较常规喷雾能够有效改善荷电雾滴的沉积分布效果;随着雾滴荷质比的增加,荷电雾滴向靶标集中,改善喷雾效果,且随着荷质比的增大,喷雾最大距离减小。     

高压静电发生器的设计与静电喷雾试验

针对静电喷雾中高压发生器的需求,设计制作了带有反馈电路、输出电压可调的高压静电发生器,并对该装置进行了静电喷雾试验。以3WBJ-15DB多功能静电喷雾器喷雾系统为试验平台,探究所设计高压发生器的荷电稳定性和接触式荷电下的荷电效果。研究结果表明:接触式荷电下,雾滴荷质比在荷电电压为20~25 k V内达到最大(1.31 m C/kg),超过某一荷电电压荷质比不再增加;雾滴电流信号方差小于0.07μA,高压发生器荷电稳定度高。     

喷针-环形电极配置对感应荷电喷雾的影响

为充分了解喷针-环形电极配置对静电喷雾所产生的雾滴荷电性能的影响,以Ansoft Maxwell电磁场分析软件为工具,对感应荷电喷雾中喷针与环形电极的各种配置情况进行了数值模拟计算,得出了在不同电极配置方式下静电场的分布特征,并以此为依据,结合感应荷电的原理进行了喷针-环形电极配置对电喷雾雾化效果的试验.结果表明:在所有的喷针-环形电极配置方式下,喷针周围电场强度均为最高并且沿着轴向方向迅速减弱;通过增加充电电压或改变电极配置中的相关几何尺寸,针尖周围的电场强度也随之升高;在考察的几组电极参数中,喷针长度为25mm,环形电极厚度为4mm时,所得到的电场强度最高,感应荷电效果最好.喷针与环形电极相对位置的不同会导致电场方向出现很大差异,进而导致雾滴的运动轨迹不同.仿真结果可为电极结构的合理配置以及感应荷电喷雾的雾化效果提供设计基础和理论依据.     

静电喷雾雾滴荷电特性的试验研究

提出了0～8000V电压下的静电喷雾技术,荷电过程中通过改变静电极环的结构及调节荷电电压得到不同条件时雾滴的荷质比。描绘出雾滴核质比随电压、电极环导线直径和压力的变化情况,对不同条件下的荷质比进行理论分析和变化的趋势对比,得出雾滴核质比在不同条件下的变化情况,从而为进一步开发荷电喷雾机具提供参考依据。     

机采棉清杂运动规律模型预测

针对机采棉中残地膜与棉花分离容易受到残地膜质量、机采棉飞入速度及强静电场电压等因素的影响,提出一种机采棉清杂过程中棉花与残地膜运动规律的预测方法。以南疆机采棉新陆早26号为研究对象,利用棉花与残地膜之间的分离率来表征运动规律。利用残地膜质量级别(1、2、3、4级)、荷电后的机采棉飞入速度(9、10、11、12m/s)、强静电场电压(30、40、50、60k V)3个因素作为BP神经网络模型的输入量,再利用改进的遗传算法训练所设计的网络的权值和阈值,建立能表征机采棉运动规律的分离率的预测模型。试验结果表明:利用改进遗传算法结合BP神经网络得到的机采棉与残地膜分离率预测模型能够很好地反应新陆早26号机采棉与残地膜分离应力与主要控制因素之间的非线性关系,预测结果与实测结果之间的平均绝对百分比误差为0.8 2,测试的样本实测值与理想值之间的相关系数为0.9 1 7 5 1,所得到的预测模型效果良好,可为机采棉清杂提供参考。     

静电喷头电极对雾滴沉积效果的影响

静电喷雾技术可有效提高雾滴在作物表面的沉积率。为此,针对ARAG圆锥雾型喷头设计了一种圆锥形充电电极,实现了对雾滴感应充电的功能。对搭载该充电电极的喷头进行喷雾沉积性能试验,并对喷雾压力、充电电压和喷雾高度3个因素进行了正交试验,通过极差分析、方差分析得出了3种因素对雾滴沉积率的影响显著性由大到小依次是充电电压、喷雾压力、喷雾高度。静电喷雾雾滴的沉积效果的最优组合为:喷雾压力0.3MPa,充电电压10kV,喷雾高度50cm;该组合下的得到的最佳沉积率为60.12%。本研究为大田中的实际喷雾效果的提高提供了理论和数据的支持。     

新疆机采棉发展现状及发展方向的思考

概述了新疆机采棉的发展现状、棉花机械的整体情况。剖析了在新疆发展机采棉的有利条件,从技术和管理方面解析了发展中存在的问题,并预测了今后发展的方向。为新疆机采棉的进一步推进和促进棉花产业的发展提供了一定的借鉴。      

统收式采棉机清选装置试验研究

为提高统收式采棉机清选装置的分选性能,针对棉花含杂率较高、损失率较大等问题,设计了一种统收式采棉机清选装置.首先,阐述了该机的整体结构和工作原理;然后,根据理论分析及前期试验确定以喂入量、钉齿滚筒转速转速、栅条间距为试验因素,棉花含杂率与损失率为目标值,利用SPSS数据处理软件对其目标值进行极差和方差分析.结果表明:较...     

液体物性对静电喷雾雾化性能的试验研究

为研究液体物理属性对静电喷雾雾化性能的影响,文中使用流量阀和高压设备分别控制溶液流量和环形电极所施加的充电电压,在相同荷电条件下,使用不同的液体进行射流荷电喷雾试验,通过PDA测量系统对比分析了充电电压和液体物性对雾滴粒径分布的影响规律.结果表明:在一定的电压范围内,随着电压升高,喷嘴周围的电场强度增加,液体感应所带电量升高,大液滴被雾化为更加细小的带电雾滴.溶液的电导率是影响雾滴尺寸的重要因素,电导率越大,液体受到的电场力也就越大,所形成的带电雾滴尺寸就越小,但当溶液的电导率较小时,荷电电压对雾滴粒径分布起着主要作用.溶液的黏度和表面张力对液体雾化具有抑制作用,同一荷电条件下,随着表面张力和黏度的降低,雾滴粒径也随之减小.     

静电喷粉颗粒沉积过程数值模拟与实验研究

以经典的圆柱绕流为例,通过对建立的颗粒群模型进行数值模拟和应用激光多普勒测速技术,从理论和实验上研究了静电喷粉的沉积特性,发现颗粒荷电对颗粒运动特性有明显的影响;在相同的荷质比时,颗粒荷电的影响随颗粒尺寸的增加而增加,影响的结果是增加了颗粒向农作物沉积的趋势。数值模拟和实验结果的对比表明,颗粒群模型合理地描述了荷电颗粒的运动特性。     

弧形扎膜钉齿设计与试验弧形扎膜钉齿设计与试验

为研究弧形扎膜钉齿设计合理性和作业可靠性的问题,采用理论分析的方法研究弧形扎膜钉齿在土壤中的受力情况,并基于Ansys有限元分析软件对其进行模态仿真与静力学仿真,最后根据田间试验结果验证设计与仿真试验的合理性。通过理论分析可知,弧形扎膜钉齿结构参数和机具牵引力对其在土壤中运动时的受力情况影响显著;通过对弧形扎膜钉齿的模态分析可知,其1阶固有频率为788.15 Hz,远大于外界激励频率,弧形扎膜钉齿不会发生共振;通过对弧形扎膜钉齿的静力学分析可知,弧形扎膜钉齿的最大变形为6.705 8 mm,最大应变为3.889 2×10-3 mm/mm,最大等效应力为466.27 MPa;通过田间试验结果表明残膜回收机的残膜捡拾率均值为58.53%,脱膜率均值为98.14%,弧形扎膜钉齿的设计达到预期目标,工作满足实际作业要求,强度也满足实际工作需求。本研究可为新型残膜回收机的设计提供基础。     

1MSF-2型立秆式地膜回收机的研制

针对秋后棉田的地膜回收率低、适应性差、人工卸膜效率低及强度大等技术问题,在整体仿形搂膜机基础上,设计研制了一种具有单体动态仿形搂膜、自动卸膜、起边膜和株间断膜等功能的1MSF-2立秆式地膜回收机。介绍了其总体结构和工作原理,分析确定了该机悬挂机架、双立轴四杆仿形机构、双排弹齿搂膜机构、液力式转轴卸膜机构、仿形护禾板,以及起膜边机构等关键部件的结构及参数,并进行了田间性能试验。试验结果表明:该机在平均作业速度为7.4km/h的情况下,平均地膜回收率为88.1%,平均生产效率可达到5hm2/h,各指标均达到设计要求。该机能实现单行独立仿形残膜回收作业,适应机采棉种植模式下秋后棉田立秆回收残膜的农艺技术要求。