车载式稳态燃烧烟雾机的燃烧室设计

针对适用于林业高大林木病虫害防治的高效车载式稳态燃烧烟雾机的关键部件———燃烧室进行设计,要求 烟雾机满足最大喷烟量(即施药量)400 L/ h,进行农药热力烟化时既要使油溶剂农药完全烟化,又不能产生燃烧使 农药分解失去药性。在分析了多种类型燃烧室的结构特点后,创新设计了一种新型燃烧室结构。该燃烧室采用侧 面前方进气,内壁分布着具有不同进气方向的多个进气口,这样有利于燃气充分燃烧及提高燃烧效率。通过对燃 烧室内燃气完全燃烧理论温度、不完全燃烧实际温度以及油溶剂农药汽化所需热量的计算,确定了对应最大喷烟 量所需的最低燃油量为10.1 kg/ h。再根据燃油量与燃烧火焰长度、直径之间的关系,经试验测定,最终确定了燃烧 室的外形尺寸,即长度为500 mm、直径为300 mm。      

稳态烟雾机烟化管结构参数对烟化效果的影响

以稳态燃烧器为热动力的车载式烟雾机针对农林业病虫害防治具有防治效率高、用药量少、防治成本低等突出优点,烟化管结构参数是影响油溶剂农药能否有效烟化的关键因素。该文设定3种药喷头类型、6个喷头放置位置、3种喷头结构参数以及3个不同直径的双层喷管,分别进行烟化效果试验及分析。结果表明环形喷头烟化效果最好,圆锥形喷头和圆柱形实心锥喷头则出现喷管出口滴液及烟雾中存在明火等烟化不良问题,圆锥形喷头烟化效果好于圆柱形喷头;热雾剂在Φ70 mm喷管内能完全烟化,烟雾雾滴均匀细小,而Φ90和Φ110 mm 2种喷管则会产生较小烟雾和较大雾滴2个分布区,烟化效果不良;环形喷头置于喷管内距喷管喷口250~350 mm的范围内,可获得较好的烟化效果;环形喷头的结构参数如药液出口方向、喷药孔径和孔数对热雾剂的烟化效果影响非常小,均能使热雾剂得到完全烟化。说明药喷头类型和喷管直径是影响稳态燃烧烟雾机烟化效果的关键因素,喷头放置位置是影响的主要因素,而环形喷头结构参数是影响的次要因素。     

Y型果树动力学模型假设与分析

果树振动动力学模型分析是果树振动动态特性研究的基础。通过对Y型果树(变侧主干形果树)在不受外部载荷作用下的自由振动及受激振力作用下的受迫振动,进行动力学模型分析;在参考Y型果树形态特征的前提下,对模型进行简化,建立振动微分方程,并给出求解微分方程的方法,得到了Y型果树自由振动下振型函数的解析解表达式及系统的各阶响应。在此基础上,对模型进行等截面处理,建立Y形果树受迫振动的动力学模型,对其建立微分方程,给出求解微分方程的方法,得到了Y型果树受迫振动下振型函数的解析解表达式及受迫振动的各阶响应,为果树动态特性研究和果树振动采收机械的工作参数设定提供理论数据。     

脉冲式烟雾水雾机热力雾化水剂农药效果分析

针对脉冲式烟雾水雾机在喷施水雾剂农药时常出现滴液、流液或较大雾滴群等雾化不良现象,通过改装6HYW-60S型脉冲式烟雾水雾机,将药液流量设置成可调的测试装置,设定5个油门开度及4个药液流量,测试了脉冲发动机喷药前后的气流速度、温度及各喷药工况下的雾滴粒径分布。结果表明,在最小的油门启动开度到最大的油门工作开度可调范围内,对应的脉冲发动机燃油消耗率变化范围较小（相对变化13.0%）,喷管内对应的气流温度与速度也发生同等程度的变化。喷药时,喷管口处的气流温度与速度发生明显变化,由不喷药时约700℃的高温气流下降为75℃左右的雾滴流,相应的气流速度下降了16%左右;油门开度及药液流量对雾滴流温度的影响非常小,但对雾滴流速度的影响非常明显,油门开度增大,雾滴流速度明显增加,药液流量增大,雾滴流速度明显下降。在各油门开度下,对最小药液流量20L/h的雾化效果均不佳,尤其距喷雾出口较近处存在大量的300μm以上的较大雾滴,这些大雾滴极易跌落至地面,无法有效喷施到目标物上;药液流量增大至40L/h及以上时,各油门开度下的雾滴体积中径均较小,同一工况下各位置点的平均值不超过60μm。热力雾化的雾滴粒径分布曲线不是单一峰值的正态分布形态,常会出现不同中心雾滴粒径的雾滴群,且这些雾滴群的中心雾滴粒径基本保持一致。从喷雾出口喷出的雾滴流中,喷管中心轴线上的雾滴细小均匀、雾化充分,中心轴线上方的雾滴一般比中心点处稍大,中心轴线下方雾滴明显增大,且距中心轴线越远的下方,雾滴增大越明显,即雾滴流中较大雾滴群的量逐渐增加。以药液流量60L/h及油门开度90°为最佳雾化工况,在整个喷施区域内均形成了良好的雾化效果。     

果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验

为提高农药利用率,减少环境污染,该文针对中国果园机械化作业条件差和传统果园喷雾机连续喷雾时存在果树间空隙无效喷雾的特点,设计了自动对靶喷雾控制系统,该系统以GY8履带自走式果园喷雾机为载体,采用传感器测距方式探测果树,实现自动对靶喷雾。通过对超声波、红外和激光3种传感器进行性能比较,及对超声波和激光2种传感器进行静态识别间距测试与分析,红外传感器受光强影响较大,超声波传感器识别间距超过800 mm,均不满足果园精确对靶喷雾控制要求,激光传感器静态识别间距只有20 mm,具有工作稳定、响应快速、方向性好等特点,故将激光传感器选为自动对靶喷雾机探测装置,并将激光传感器安装于喷头组件前方220 mm。采用连续3次检测靶标判别法设计了自动对靶喷雾系统,该系统可有效避免因激光光束较细而导致的将树冠内空洞、枝间间隙等误判为果树间空隙而出现的电磁阀频繁启闭动作。行驶速度为0.5 m/s时,自动对靶喷雾控制系统的动态靶标识别间距介于100~150 mm之间,行驶速度1.0 m/s时,动态靶标识别间距为200~250 mm。此外,该系统还具有提前及延后喷雾功能,自动对靶喷雾系统提前靶标95.0~157.5 mm距离开始喷雾,离开靶标100 mm距离停止喷雾,使喷雾完全覆盖整个树冠。与连续喷雾相比,对靶喷雾可有效节省施药量,对于空隙比为20.0%、35.2%、52.9%靶标行枣树,行驶速度为0.5 m/s时省药率分别达27.9%、53.7%、76.9%,行驶速度为1.0 m/s时省药率分别达27.3%、54.5%、81.0%。因此,该自动对靶喷雾系统对稀疏果园的精确对靶病虫害防治具有较好的实用价值。     

加速度传感器的质量负载对果树频谱特性的影响

在振动采收中准确获取林果树固有动力学动态特性至关重要,试验过程中大多采用接触式传感器,对果树尤其是对柔性树枝所产生的附加质量对果树系统的固有特性影响不可忽略,为提升振动采收试验数值的准确性提供了理论依据与数值参考。基于质量集中法简化果树的动力学模型,推导了多自由度系统的运动微分方程组,获得了加速度传感器的质量负载对果树谐振频率的影响关系。以银杏树为试验对象,在不同树枝等距布置加速度传感器质量块,以无质量负载时测得的频谱曲线及模态特性为基准,分析了传感器数量与位置对样本银杏树频谱特性的影响。通过试验对样本银杏树的共振区与质量负载偏离进行分析,发现测点质量负载会影响谐振频率偏离左半共振区,以测试获取的谐振频率对果树进行激振无法激发起果树共振响应效果,这与理论结果一致。研究结果表明：树枝越细越柔,质量负载对谐振频率的偏移影响越大,即谐振频率偏移灵敏度越大,谐振频率最大偏移程度为无负载时左半共振区带宽的503%,且处于不同枝上的同等质量负载对每一阶谐振频率偏移量存在差异,即各阶谐振频率偏移灵敏度与树枝的柔度不完全一致。     

脉动燃烧技术及其在林业中的应用

脉动燃烧是指在一定声振条件下发生的一种周期性燃烧,其燃烧室内压力强度、气流速度、温度及热释放效率等参数随着时间呈周期性变化,是一种特殊的不稳定燃烧过程,具有燃烧效率高、燃料经济性好、运行环境友好等优点。研制基于脉动燃烧技术的林业作业装备对于提高林业生产效率、促进环保高效燃烧技术的发展具有重要意义。文中概述了脉动燃烧技术的工作原理、特点及发展现状,介绍了脉动燃烧技术在林业病虫害防治、木材干燥和土壤消毒中的应用,并在分析脉动燃烧技术的不足及其在林业作业应用中存在问题的基础上,提出脉动燃烧技术在林业作业应用中的发展方向。     

人机工程学在林业机械设计中的应用

论述了人机工程学对林业机械产品设计的重要性,指出了在机具和林业设备设计中的人机工程学原则.     

刨花振动筛运转工况下主结构振动应变测试与分析

振动筛在所有刨花筛分机械中占据绝对优势,但随着振动筛的结构加大和振动强度的提高,振动筛会出现工作频率低、动态平衡性差、疲劳寿命较短等问题.以BF14260刨花振动筛为研究对象,在拟定的典型工况下,在刨花振动筛筛箱横梁位置选取了多组测点,并利用DH5922D动态信号测试分析系统对测点进行了测试与分析.试验结果表明,刨花振...     

土壤蒸汽消毒机的脉动燃烧器喷管结构及工作特性

为解决因连作障碍等引起的设施园艺中土壤病虫害防治问题,拟开发一种以脉动燃烧器为热动力源的土壤蒸汽消毒机。根据土壤蒸汽消毒机的最小蒸汽量为100 kg/h,确定脉动燃烧器的最小功率为28.2 kW。脉动燃烧器主要由燃烧室与喷管组成,采用长度为200、400、800、1 000 mm的直喷管和800 mm的弯喷管,通过法兰拼接组合成不同长度的直喷管(600、800、1 000、1 400、1 600、1 800、2 200、2 600、2 800、3 000 mm)和弯喷管(800、1 600 mm),研究不同喷管结构对脉动燃烧器启动性能、工作稳定性能等的影响。结果表明：喷管长度在800~2 600 mm启动;工作频率与压力振幅呈线性关系,频率高,压力幅值大;同一长度直喷管的燃油消耗率、频率与压力振幅均大于弯喷管的,且油门开度2、3、4时弯喷管燃烧器压力振幅标准差小,具有更好的稳定性;喷管长度为1 800 mm左右的直喷管脉动燃烧器性能最佳。故选择喷管长度为1 800 mm的弯喷管脉动燃烧器作为土壤蒸汽消毒机蒸汽发生装置热源,既能保证脉动燃烧器的工作特性,又能促使蒸汽发生装置小型化。