基于8004扇形喷头的生物农药颗粒运动数值模拟
毕业设计文献综述
前言
虽然我国在农药的开发和研制方面取得了一定的进步，但农药的利用效率却不高，农药使用技术研究相对投入不足，技术水平相对落后，一定程度上妨碍了农林植物病
虫草害的防治。目前我国农业病虫草鼠害年发生面积4亿公顷，使用农药25-28万吨，制剂100万吨。中国农药的产量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10%-30%，远低于发达国家50%的平均水平。喷头在农药机械的喷施过程中具有重要的影响，如果喷头磨损则农药利用效率就会大大降低。因此此次课题主要通过EDEM仿真软件模拟基于8004扇形喷头的生物农药颗粒运动过程来研究喷头的磨损情况，找出减少喷头磨损的解决方法从而大大提高农药利用率，减少环境污染，促进社会生态环境发展。
国外相关研究
近年来，发达国家对液力式雾化喷头的磨损展开了不少的研究。Giles在喷头制造材料对磨损的影响方而进行了研究；Krishnan等通过试验得出材料对喷头磨损率影响的经验公式，发现喷头的磨损对流量造成一定的影响，并据此制定了判断喷头磨损失效的标准:当喷头在使用过程中，压力不变时，如果其流量超过初始流量的10%，则可判断喷头已经失效;美国喷雾系统公司通过对扇形雾喷头的磨损试验分析了喷头磨损对雾滴分布的影响;而Ohm, Reichard, Krause等分别通过理论分析、试验验证的方法发现扇形雾喷头喷嘴处的结构尺寸与磨损之间存在密切的关系。但只是针对喷头磨损程度对喷雾指标的影响展开分析和试验，至于磨损原因和机理缺乏详细的理论分析。Zhu H根据扇形雾喷头喷嘴处的结构分析建立了喷头数学模型，得出磨损率与喷口结构尺寸的关系式。但其喷头数学模型是以假设喷头喷嘴处的结构为椭圆形，受力方向垂直于喷头内壁上，这与扇形雾喷头喷嘴处的实际结构和固体颗粒对喷头内壁的实际作用形式存在较大的差别。Fife, Ozkan等通过生物农药喷雾的研究，分析了生物农药的存活率主要取决于喷雾压力，但却忽略了生物农药作为一种固体颗粒同时也对喷头内壁产生冲击，造成喷头磨损。
国内相关研究
翟恩昱、郑加强在扇形喷头球头结构建模与磨损试验研究中，针对扇形喷头球头处的复杂结构以及农药中固体颗粒对喷头内表面的冲蚀情况，运用立体几何方法建立了扇形喷头基本结构尺寸的数学方程，并对其进行力学分析。结果表明，扇形喷头球头处尺寸与磨损率具有一定的关系，其中短轴x受磨损的影响最严重，而长轴y的磨损相对于短轴可以忽略。当喷头材料、农药性质和工作压力确定时，磨损率与喷头的球头尺寸及使用时间有关，可根据喷头切口短轴尺寸和球头内径尺寸或根据使用时间作为判断喷头失效的标准。在保证喷头雾化指标前提下，增大球头半径和切深、减小切角可有效减低磨损，延长使用寿命。造成喷头磨损主要是由于固体颗粒对喷头内壁的切向力，而忽略了固体颗粒在法向上对喷头内壁的冲击磨损。扇形喷头球头处x向磨损最严重。通过试验验证了理论分析，建立了时间和基本结构尺寸的变化对磨损率的影响关系式。
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