文献综述
农业一直以来都是国民经济中的重要产业部门之一，由此延伸出多条产业一直备受瞩目。科学技术的高速发展和信息技术的有力支持，使得现代农业脱离了以往粗放的生产管理方式，更加节约的环境友好型的农业成为了现在的主流。为了达到节约和绿色的目的，植保机械迎来了一次更新换代。
喷雾机喷头是实现农药喷雾作业的重要部件，是农药药液雾化的重要装备，喷头的几何形状、结构尺寸和制造质量在很大程度上影响着喷雾性能，决定着喷雾质量和农药的利用效率。目前，大部分喷雾机采用的喷头为扇形喷头，本课题主要针对气吸式扇形喷头喷雾时喷头内及雾化场中的农药运动行为进行分析，利用FLUENT仿真软件对其气液两相进行数值模拟，分析液相压力和喷头球头结构对喷雾性能的影响。本课题的研究数据可以为提高喷头喷雾性能，提升农药利用率提供相应的技术参考。
本课题研究的扇形喷头是现代喷雾机广泛采用的喷头类型，对扇形雾喷头结构尺寸和雾化性能的完善很大程度上影响着农药的喷雾质量，既能提高农药的利用率，又可以大大降低农药损失过程中对环境的污染，是当今国内外研究的热点项目之一。喷头是喷雾机实现良好农药喷雾作业的重要终端部件，是药液雾化的重要装置，雾滴的大小、速度、分布状况在很大程度上都决定于喷头的类型、大小和制造质量。喷头球头结构尺寸的微小差异极大地影响着喷头的雾化特性，最终影响雾滴的大小，小的雾滴又是影响飘失量的主要因素。因此，本课题所面向的气吸式扇形喷头的气液两相数值模拟分析，是喷头设计的重要技术参考。
雾化过程、雾滴大小和雾滴飘失之间的相互关系是本课题必备的一些基础研究，是后续分析数据的基础。国内在这方面的起步较晚，许多有关的文献都是近几年发表的。张京、宋坚利利用相位多普勒粒子分析仪测试扇形喷头喷雾扇面内的雾滴运动速度，确定雾滴的速度分布。在充分分析雾滴的速度分布之后，作者认为靠近喷头区域，细小雾滴的速度衰减大于大雾滴，更易飘失；远离喷头的区域，同样是细小雾滴由于粒径较小，更易受气流的影响而飘失。同样的，在另一篇袁会珠和王国宾的研究文献中，细致地讨论了农药雾滴粒径大小对其覆盖密度的影响，针对杀虫、杀菌和除草等不同用途的农药研究计算了最佳的雾滴大小和喷雾方式。综合两篇文献的研究成果，农药喷雾雾滴的大小中有着很大的学问，如何获得合适的雾滴大小，需要工程师们在设计喷雾机和喷雾喷头上下一番功夫，研究合适的雾滴粒径是下一步研究的基础。
相较国内的研究现状，国外早在上世纪50至60年代开始就对喷雾机喷头及其雾化特性进行基础性研究，时至今日，国外已经开展了众多有关喷头雾化特性的研究，非常重视农药的飘失量控制。通过整合自动化控制技术，喷雾过程中对喷雾质量的控制更加数据化。阅读Spraying Systems Company的产品目录，多整合了自动化技术，在内部结构的设计上也有一定的独到之处，更注重防腐和防磨性能。目前，国外研究也包含了以上几个方面。Zhu H、Reichard D L运用一种椭圆孔数学模型来预测扇形和喷淋喷嘴的磨损率；该课题运用建模方法来研究喷嘴的磨损。除此以外，国外已开展了众多关于喷头雾化与液膜破碎特性的相关试验研究。
随着科学技术的发展，现在的研究手段也越来越多样，在多种研究手段中，CFD仿真模拟以其效率高、耗费低的优点逐渐占据主流。通读本课题搜集的参考文献，使用CFD仿真模拟作为研究手段的占大多数。本课题采用的研究方法也为CFD仿真模拟，利用FLUENT仿真软件对喷头及雾化场内的农药运动进行数值模拟。由于农药雾滴的运动分析问题一般是非线性的，自变量繁多，计算时几何形状和边界条件也较为复杂，以往的研究方法解析繁琐，求解困难。而利用仿真模拟的方法可以充分发挥计算机的能力，省时省力，利用计算机进行各种数值试验，验证方案的合理性，从中选择合适的数据和方案。
参考文献
[1] Spraying Systems Company.http://www.TeeJet.com/.
[2] Krishnan P,Evans T,Ballal K.Scanning electron microscopic studies of new and used fan nozzles for agricultural sprayers[J].Applied Engineering in Agriculture, 2004, 20(2): 133-137.
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