刘昶希，胡 军，李宇飞，赵胜雪，张 伟，李庆达

锥形风场式防飘喷雾装置内流道优化与防飘特性

刘昶希，胡 军※，李宇飞，赵胜雪，张 伟，李庆达

（1. 黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319；2. 黑龙江省保护性耕作工程技术研究中心，大庆 163319）

锥形风场式防飘喷雾装置是利用辅助气流进行防飘作业的一种创新结构形式。为分析其防飘机理，改善防飘喷雾作业效果，对现有装置进行优化设计与防飘特性研究。基于质子动力学基本定律，构建了单个雾滴在运动空气介质中的受力模型，明晰了锥形风场的防飘机理。运用流体力学理论分析内流道气流损失，并利用CFD数值仿真技术结合风场测试对防飘喷雾装置进行优化设计。结果表明：当内流道弯管的曲率半径设计为4 cm时，优化后装置出口处仿真试验风速较优化前提高23.5%，测试试验风速较优化前提高28%，风机有效利用率提高21.2个百分点，优化方案合理。风洞条件下装置防飘特性试验结果表明：侧风风速、喷头高度、锥风风速与总雾滴飘移量占比具有相关性，通过多因素正交试验建立的竖直和水平方向的数学模型显著性较高（<0.05，2分别为0.934、0.945），表明锥形风场可以抵御绕流涡旋的产生，具有减少雾滴在纵向高度上随风飘失的特性。该研究可为综合分析雾滴飘移沉积规律提供一定参考。

风洞；试验；优化；数值仿真；锥形风场；防飘特性；雾滴飘移

0 引 言

随着精准施药技术的推广和防飘喷雾技术的发展，气流辅助防飘喷雾技术已成为保障现代农业植保技术体系的重要组成部分[1-5]。气流辅助防飘喷雾技术具有明显的减药、增效特征，根据此项技术研制的风幕式喷杆喷雾机依靠沿喷头方向形成的气力式罩盖，抵消或转化自然风，并以此增强雾滴穿透性大幅降低农药飘移量[6-8]。……