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雾滴蒸发特性及农药助剂的抗蒸发性能研究

雾滴蒸发特性及农药助剂的抗蒸发性能研究

作者：宋小沫大连理工大学

学位级别：硕士

农药在农业防治病虫害方面拥有不可替代的地位,药液施用时必然伴随着飘失损失,而蒸发是飘失的主要途径之一。近年来国家大力推广使用助剂来实现防飘减蒸,但各类助剂的减蒸机理和规律尚未明确。为了明晰雾滴在空间运行中的蒸发情况,探究... 详细信息

农药在农业防治病虫害方面拥有不可替代的地位,药液施用时必然伴随着飘失损失,而蒸发是飘失的主要途径之一。近年来国家大力推广使用助剂来实现防飘减蒸,但各类助剂的减蒸机理和规律尚未明确。为了明晰雾滴在空间运行中的蒸发情况,探究助剂在其中的影响规律,本文通过实验与模型结合的手段,评价非离子型表面活性剂silwet408,矿物油类助剂迈道和植物油类助剂倍达通三者的减蒸效果,并提出一种近似计算雾滴群空间蒸发量的方法,以期了解雾滴空间运行规律,为实现农药的高效使用提供理论及数据支持。本文主要研究内容及结论包含以下几个方面:(1)搭建小型蒸发实验平台,采集不同温湿度条件下液滴蒸发图像,通过图像处理系统得到各时刻下的液体直径,并以此为基准计算蒸发速率,探究助剂的蒸发特性。将理论计算值与测试值进行比较,筛选出Spalding经典蒸发模型作为农药喷施条件下蒸发的模型基准用于后续计算;研究了助剂在不同环境条件下对水分蒸发速率的改变程度,通过回归拟合,得到助剂因子的计算公式,并初步探究助剂对蒸发的影响机理——助剂通过在气液界面处形成的膜状结构来阻碍水分蒸发。(2)利用Winner318C型激光粒度分析仪研究经TR80-05型喷头雾化后的雾滴群分布特性,考察水及三种助剂在不同操作条件、位置的粒径演化规律,以二次雾化后的雾滴体积中径为稳定体积中径,评价三种助剂分别对雾化结果的影响。结果表明,由于助剂迈道对液体理化性质的调控,在三种助剂中增大雾滴体积中径的能力最为显著。(3)利用MATLAB软件编写单雾滴运动蒸发程序,探究操作因素(雾滴直径、喷雾高度),环境因素(温度、相对湿度、横向风速)对雾滴蒸发保留率、飘移距离的影响规律,利用正交试验分别获得影响蒸发、飘移的关键因素,并将数据回归拟合多因素耦合的方程用于定量计算。结合助剂因子与雾滴粒径分布结果,计算助剂溶液在高、中、低温三种状况下的蒸发情况,并给出助剂选择建议。

关键词：农药喷雾雾滴蒸发喷雾助剂雾化雾滴飘移

雾滴蒸发规律的探索及几种航空喷雾助剂的评价

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雾滴蒸发规律的探索及几种航空喷雾助剂的评价

作者：周晓欣沈阳农业大学

学位级别：硕士

近年来我国航空植保机械发展迅速。航空喷雾已日益成为农林病虫害高效防治的首选作业模式。但由于其易受外界环境因素的影响,存在蒸发飘移等问题进而会影响药效。有相关研究表明,在药液中添加专用喷雾助剂可明显改善植保无人机喷药时面... 详细信息

近年来我国航空植保机械发展迅速。航空喷雾已日益成为农林病虫害高效防治的首选作业模式。但由于其易受外界环境因素的影响,存在蒸发飘移等问题进而会影响药效。有相关研究表明,在药液中添加专用喷雾助剂可明显改善植保无人机喷药时面临的蒸发快、飘移重、吸收难的现状,大幅提高植保无人机喷药效果。国内已有部分航空喷雾助剂,但对航空喷雾助剂的比较与评价筛选并无深究。本文室内初步研究了在清水中添加不同种类不同浓度的航空喷雾助剂:羟丙基瓜尔胶、甘油、Greenwet360、Greenwet720、Silwet DRS60、ATPLUS DRT-NIS、ATPLUS MSO-HS 500后在对溶液的表面张力、润湿性、在水稻叶面上的接触角及雾滴粒径的影响。同时使用视频光学接触角测量仪研究了几种航空喷雾助剂在悬滴模式下25、33℃对雾滴蒸发萎缩的影响,并在风洞条件下测试几种助剂对雾滴飘移的影响。在此基础上,田间使用MG-1型八旋翼无人机在江苏兴化水稻田喷洒春雷霉素,测试添加0.5%、1.0%DRS60后对无人机在水稻冠层的雾滴沉积分布影响。本文旨在初步提出一种测试评价筛选航空喷雾助剂的方法,并选用不同种类喷雾助剂进而探索筛选出一种能够抗蒸发,抗飘移,润湿性好的飞防专用喷雾助剂,从而减少航空喷雾过程中,因蒸发飘移产生的药害问题,为航空喷雾助剂的选择提供参考,提高植保航空喷雾施药的农药利用率。主要研究结果如下:在清水中添加1%Greenwet360、1%DRS60可显著降低表面张力,分别使清水的表面张力降低了 52.12、50.96 mN/m,相对应1%Greenwet360、1%DRS60的润湿性最好。添加DRS60 0.02%、0.05%、0.1%、0.5%四个浓度均明显降低了其在水稻叶面上的接触角。0.5%Greenwet360可以使液滴在水稻叶面完全铺展开。甘油、TPLUS DRT-NIS、ATPLUS MSO-HS 500、Greenwet720添加浓度对表面张力值的影响不显著。室内用自制喷雾系统(安装离心喷头)在0.30pa压力下喷雾。添加0.5%DRS60后使雾滴粒径相比于清水增大了 45.3μm,其D为165.5μm;0.5%Greenwet360对雾滴体积中径的影响程度其次,使D达148.5μm,相比与清水增大了 28.2μm。通过研究高分子、有机硅、油类等五种航空喷雾助剂(羟丙基瓜尔胶、甘油、Greenwet360、Greenwet720和SilwetDRS60)对雾滴的蒸发抑制性能,以清水为对照,使用视频光学接触角测量仪OCA在悬滴模式下研究了不同温度下不同助剂对雾滴的蒸发抑制效果。结果表明,DRS60、Greentwet360两种助剂在25℃及33℃时均表现出较好的蒸发抑制效果,其中0.05%DRS60的雾滴蒸发抑制率最高,分别达到75%、60%;0.05%Greenwet360蒸发抑制效果次之,分别达到62.5%、47%。0.5%、1%羟丙基瓜尔胶及1%Greenwet720在33℃时的雾滴蒸发抑制率比25℃时明显提高,分别提高了 28%、28%、27.5%。室内测试不同航空喷雾助剂在风洞条件下(选用Teejet11001喷头)对雾滴飘移的影响。DRS60抗飘移性能最好,Agrospread910次之。距离喷头0.5m区间,五个处理的雾滴覆盖率大小为 DRS60>Agrospread910>Greenwet720>Greenwet360>NIS。距离喷头3m区间,五个助剂的雾滴覆盖率大小为Greenwet360雾滴覆盖率均有所增加,雾滴粒径随着助剂添加量的增多而增大,但对抗飘移性能影响不大。田间使用MG-1型八旋翼无人机在江苏兴化水稻田喷洒春雷霉素。试验结果表明,添加DRS60后可以增加单位平方厘米的雾滴沉积密度,且单位平方厘米的雾滴沉积量与助剂添加浓度呈正相关。DRS60添加浓度为0.5%、1%时雾滴沉积密度分别为34.93个/cm、37.62个/cm,相比于空白对照分别增大3.44个/cm、6.13个/cm。

关键词：航空喷雾喷雾助剂雾滴蒸发风洞试验雾滴飘移

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乙烯裂解急冷器错流射流雾滴蒸发研究

乙烯裂解急冷器错流射流雾滴蒸发研究

作者：申玉辉中国石油大学

学位级别：硕士

乙烯裂解气急冷工艺采用卧式油急冷器对裂解气进行快速冷却，现场应用过程中存在急冷器结焦的问题。急冷油雾滴蒸发不完全而大量黏附急冷器壁面，是结焦的一个重要原因。为了认识急冷油雾滴的蒸发过程，论文在此方面做了一系列工作。 ... 详细信息

乙烯裂解气急冷工艺采用卧式油急冷器对裂解气进行快速冷却，现场应用过程中存在急冷器结焦的问题。急冷油雾滴蒸发不完全而大量黏附急冷器壁面，是结焦的一个重要原因。为了认识急冷油雾滴的蒸发过程，论文在此方面做了一系列工作。论文先以单雾滴为研究对象，由对流传热传质的基本理论推导了单雾滴的蒸发公式，并用氮气流中正庚烷雾滴蒸发的实验数据验证了公式的准确性。然后将该公式用于计算单急冷油雾滴的蒸发，计算由Matlab6.5编程数值方法求解实现。计算过程中急冷油物性参数随温度变化的关系式经过数据拟合获得，然后输入计算程序。由计算结果分析了急冷油雾滴蒸发过程中的一些影响因素，包括速度、温度、辐射等;分析了急冷油雾滴蒸发过程中的热量传递规律;并将等温模型和非等温模型的计算结果进行了对比。急冷油雾滴在急冷器内的蒸发属于错流射流中的雾滴蒸发，为此论文建立了错流射流中雾滴蒸发模型，并将该模型用Matlab6.5程序化，然后对急冷油雾滴的蒸发进行了详细的计算和分析。提出了急冷油最佳射流角和最佳粒径的概念，并得到了它们的值，给出了最佳粒径随射流角的分布规律;得到了不同粒径的雾滴以不同射流角度进入急冷器时的射流深度和飞行轨迹。论文的最后又将单雾滴的蒸发模型进行了推广，尝试建立了一种多雾滴蒸发模型。由该模型可知在多雾滴情况下雾滴的蒸发规律与单雾滴情况下有很大的不同。根据论文的研究成果，对急冷器进行了改进，改进后的急冷器结焦量明显减少，可运行更长的周期。

关键词：乙烯急冷雾滴蒸发错流射流热质传递

植保无人飞机喷雾雾滴蒸发性能测定方法及应用

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现代农药 2021年第3期20卷 20-25页

作者：周晓欣陈奕璇石鑫袁会珠闫晓静中国农业科学院植物保护研究所北京100193

为研究植保无人飞机喷雾雾滴蒸发性能,笔者首次提出利用悬滴法测试单个雾滴在空中的蒸发规律,以雾滴蒸发速率及雾滴蒸发抑制率为表征参数。在33℃下测定蒸发1 min内不同化学有效成分(高分子聚合物、醇类、甲酯化植物油类)对雾滴蒸发性... 详细信息

为研究植保无人飞机喷雾雾滴蒸发性能,笔者首次提出利用悬滴法测试单个雾滴在空中的蒸发规律,以雾滴蒸发速率及雾滴蒸发抑制率为表征参数。在33℃下测定蒸发1 min内不同化学有效成分(高分子聚合物、醇类、甲酯化植物油类)对雾滴蒸发性能的影响。从雾滴蒸发速率结果可知,雾滴的蒸发并非一个速率恒定不变的过程,大致分为初始蒸发阶段及平衡蒸发阶段。从雾滴蒸发抑制率结果得知,1.0%、0.5%甲酯化植物油-倍达通的蒸发抑制效果最佳,蒸发抑制率分别达62.5%和50%;1.0%丙三醇的蒸发抑制效果次之,蒸发抑制率可达37.5%。以液体沸点为理论验证,标准大气压(101.375 kPa)下3种有效成分沸点为丙三醇(182℃)>甲酯化植物油-倍达通(107~160℃)>水(100℃),与蒸发抑制率结果趋势一致,由此证明此方法作为植保无人飞机喷雾雾滴蒸发性能的测定方法较为可行。

关键词：雾滴蒸发悬滴法蒸发抑制率植保无人飞机

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乙烯急冷器内急冷油雾滴蒸发理论分析

工业加热 2010年第3期39卷 1-4页

作者：申玉辉仇性启中国石油大学(华东)机电工程学院山东东营257061

先从对流传质基本理论出发得到了单雾滴的蒸发公式,并用氮气流中正庚烷雾滴的蒸发验证了其正确性。后将该公式应用到急冷油雾滴蒸发过程计算,用Matlab6.5编程,数值计算方法求解。计算过程中急冷油物性参数随温度变化的关系式经过数据拟... 详细信息

先从对流传质基本理论出发得到了单雾滴的蒸发公式,并用氮气流中正庚烷雾滴的蒸发验证了其正确性。后将该公式应用到急冷油雾滴蒸发过程计算,用Matlab6.5编程,数值计算方法求解。计算过程中急冷油物性参数随温度变化的关系式经过数据拟合获得,然后输入计算程序。最后得到了急冷油雾滴蒸发直径、温度变化曲线和雾滴内部温度分布曲线。

关键词：雾滴蒸发蒸发模型乙烯急冷

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室内高压脉冲细水雾灭火性能数值模拟研究

室内高压脉冲细水雾灭火性能数值模拟研究

作者：潘登安徽理工大学

学位级别：硕士

本文围绕室内脉冲细水雾灭火性能数值模拟研究这一课题,围绕实验室的高压细水雾系统开展了常规细水雾灭火实验,测量了不同尺寸油池的火源功率,考察了不同功率火源在常规细水雾作用下的灭火时间及其火源温度变化情况。同时结合了数值模... 详细信息

本文围绕室内脉冲细水雾灭火性能数值模拟研究这一课题,围绕实验室的高压细水雾系统开展了常规细水雾灭火实验,测量了不同尺寸油池的火源功率,考察了不同功率火源在常规细水雾作用下的灭火时间及其火源温度变化情况。同时结合了数值模拟的方法,同实验数据相比较。通过研究,发现数值模拟方法对于研究细水雾灭火性能的可靠性。在验证了数值模拟方法的可靠性后,利用PyroSim软件对脉冲细水雾灭火过程进行了数值模拟,研究不同开启、暂停时间和不同火源功率的多组工况下,火源温度、一氧化碳、氧气、水蒸气浓度等不同因素的变化下,以及各组工况下灭火时间的差异,从而得出脉冲细水雾具体灭火性能。在模拟中,同常规的持续细水雾相比,脉冲细水雾的灭火效率更高,会比持续细水雾时间短30%0%。同时,对于脉冲细水雾的雾滴而言,水雾的蒸发更加充分,在存在自然通风的情况下,其主要灭火机理为冷却降温,水雾微粒的大量蒸发吸热有效降低了火源周围环境温度,对灭火起到了关键作用。在对所有工作情况进行了模拟以后,发现当使用开启8秒,暂停8秒的脉冲频率时,灭火时间最短。对于不同火源功率的火灾,脉冲细水雾均能够有效扑灭,对于较大功率火源的扑灭效率更高。图[57]表[8]参[64]。

关键词：高压脉冲细水雾数值模拟雾滴蒸发火源温度 FDS

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荷电水雾增效脱除微细颗粒物的试验研究

荷电水雾增效脱除微细颗粒物的试验研究

作者：孟凡腾山东大学

学位级别：硕士

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,燃煤飞灰颗粒是我国大气颗粒污染物的主要来源之一,空气中总悬浮颗粒物的33%由燃煤生成,其中微细颗粒物占35%,对我国的大气环境及居民身体健康造成严重的危害。燃煤微细颗粒物的排放控制,已得到世... 详细信息

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,燃煤飞灰颗粒是我国大气颗粒污染物的主要来源之一,空气中总悬浮颗粒物的33%由燃煤生成,其中微细颗粒物占35%,对我国的大气环境及居民身体健康造成严重的危害。燃煤微细颗粒物的排放控制,已得到世界各国的普遍重视,我国也逐步将燃煤电厂烟尘排放浓度标准提高到30mg/Nm3,实现这一目标的关键在于对微细颗粒物的控制,我国90%的火电厂均采用静电除尘器除尘,但是由于微细颗粒物粒径太小,难以被静电除尘器除去,所以探索一种有效的微细颗粒物脱除方式并对现有的除尘器进行改良,对微细颗粒物的控制十分必要。利用团聚作用使微细颗粒物长大到传统静电除尘器所能脱除的范围,将会有效提高除尘器对微细颗粒物的脱除效率。基于此,本文提出荷电水雾促进微细颗粒物团聚增效静电除尘的方法,设计并建立了试验系统,在电厂除尘温度的条件下,进行了荷电水雾促进微细颗粒物团聚的试验研究,给出了荷电水雾增效静电除尘器的方案。首先,研究荷电水雾条件下雾化液滴的粒径变化规律,分析在电厂静电除尘器工作温度下,雾化气压、喷水量、荷电电压对处于蒸发过程中雾化液滴粒径的影响及变化规律,为下一步荷电水雾促进微细颗粒物团聚做好试验基础。其次,研究荷电水雾条件下处于蒸发过程中的雾化液滴对微细颗粒物团聚作用,分析出颗粒物粒径分布随着雾化气压和喷水量变化的规律,对比荷电和非荷电条件下的颗粒物粒径分布变化,发现微细颗粒物团聚后的数量与喷水量大小和雾化气压大小存在非线性关系,即试验条件下最佳喷水量为***/h、最佳雾化气压为0.35MPa。最后,设计建立荷电水雾增效静电除尘的中试试验台,根据确定好的雾化气压0.35MPa、喷水量***/h、荷电电压12kV,模拟电厂静电除尘器中除尘温度,研究雾化气压和喷水量大小对于10μm以下颗粒物的脱除效率的影响,发现荷电水雾对微细颗粒物脱除是有明显作用,按照质量浓度脱除效率为54.80%,明显强于仅静电除尘器作用下的30.60%的质量浓度除效率。综合研究结果和理论分析,对水雾感应荷电技术的工业应用进行了应用方案的设计。

关键词：微细颗粒物雾滴蒸发颗粒团聚静电除尘器增效

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几种航空喷雾助剂抗蒸发性能的评价比较

几种航空喷雾助剂抗蒸发性能的评价比较