雾滴沉降实验系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

目前，植保机械主要应用于农林病虫害防治，采用化学防治方法，其喷洒的药剂雾滴尺寸和喷雾量受环境影响显著。不同的温湿度环境下，适宜作业的雾滴尺寸不同，雾滴沉降效果也有显著差异，而在室外开展实地实验存在环境不可控，大型试验仪器使用不便等诸多问题，设计雾滴沉降实验系统可以极大地改善这个问题。

2. 国内外研究现状分析

山东农业大学机械电子工程学院的李英、张晓辉等对于雾滴分类极其测量方法进行了研究，50年代以前，人们曾用捕捉法测量喷油嘴的雾滴尺寸，近年来又发展了光学测量雾滴尺寸技术，因光学测量系统价格昂贵，在我国的喷雾技术研究中，只少数采用malvern激光粒谱仪进行测量，应用最广泛的还是两种简便的机械方法。这两种机械方法基本以手工操作为主，需经过采样垫制作、雾滴采集、显微镜测定、计算和修正等多个步骤，操作十分繁琐，精度也低。将激光技术引进雾滴的测量，并辅以计算机的协助，使测量过程变得简便易行且准确。利用激光的平行与单色性以及相干、衍射的理论，提高雾滴测量精度，并有效地解决其三维空间分布和浓度等快速精密的计量方法。除上述机械法和激光法外，少数也采用其他的测量方法，如利用电子显微镜测量气流中微小雾滴的直径。其他的测量方法则基于油盘法或激光法，在计算机的辅助作用下测量雾滴直径，因计算机参与了雾滴的采样及分析、处理，所以这种方法能迅速采样、测量，且在被测范围内能获得良好的雾滴尺寸分辨率，适应性较强。

农业机械学报曾发表过一篇文章，汤伯敏、梁建等对塑料温室内的雾滴沉积进行了研究，为了开发设施农业病虫害防治的常温烟雾施药技术，在密闭温室内进行了常温烟雾喷雾雾滴沉积试验，对4种机型、3种温室的试验结果作了分析比较，从而探讨了雾滴粒径与沉积密度的相关关系，喷射部件上设置的轴流风机对雾滴分布均匀性的提升作用，作物不同部位的雾滴沉积差异，并推导出施药时喷雾量的测算方法。

在journalofagriculturalandfoodchemistry期刊中曾对水蒸发后的烷基聚氧乙烯表面活性剂液滴的残留图案进行过研究，在水溶液中使用非离子型，烷基聚氧乙烯表面活性剂（x-77），这种表面活性剂具有蒸发、收缩、然后沉降的特点。x-77是广泛运用在农业领域的一种表面或刑拘，旨在优化致病剂的覆盖。利用监测到的温度条件下，一个单一的小滴尺寸，控制湿度，基材的疏水性，和表面活性剂浓度，以模仿各种农业条件。通过这个研究发现在表面活性浓度较高时，较低的湿度能增加传播。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：结合任务书，完成雾滴沉降试验系统的设计，要求将机械设计学、单片机、电工学等学科知识应用于该实验系统的设计。

研究计划:（1）第1周第2周前期知识准备；

（2）第3周第6周整体结构比较和设计；

4. 研究创新点

这个实验系统把实地实验变成了室内的研究，增强了可控性，能通过模拟环境的变化来观测到雾滴的沉降分布，从而节省了人力物力。我国的病虫害防治主要利用化学防治方法，但是，农药的利用率不是很高，害造成了环境的污染，所以，研究药滴的沉降分布尤为重要。这个雾滴沉降实验系统主要是模拟外界的环境，控制温度、湿度等的变化，来研究雾滴的沉降分布，因此对以后提高农药的利用率具有巨大的作用。