航空轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速及霧化性能試驗

曲榮佳，茹 煜，陸 楓，劉洋洋，周宏平

(南京林業(yè)大學(xué) 機械電子工程學(xué)院，江蘇 南京 210037)

霧滴粒徑是評價噴頭噴霧效果的重要因素，噴霧粒徑的研究對于提高沉積率、降低飄移率、減少污染具有重要意義.其中噴頭類型的選擇、噴霧參數(shù)的設(shè)置決定了霧滴粒徑的不同，從而影響防治效果[1-3].由于轉(zhuǎn)籠噴頭作用原理與液力式噴頭不同，其霧滴粒徑不僅與流量等因素相關(guān)，還與轉(zhuǎn)籠直徑和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速密切相關(guān)[4-5].進行霧滴粒徑試驗是為了探究流量、轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)籠直徑等因素與霧滴粒徑之間的關(guān)系，從而在作業(yè)中根據(jù)不同的作業(yè)要求指導(dǎo)參數(shù)的設(shè)置.而風(fēng)速、槳葉長度、槳葉安裝角度、轉(zhuǎn)籠直徑會對轉(zhuǎn)速產(chǎn)生影響[6]，所以進行轉(zhuǎn)速試驗探究各因素與轉(zhuǎn)速間的關(guān)系也很有必要.轉(zhuǎn)速試驗可以指導(dǎo)參數(shù)的設(shè)置來調(diào)整轉(zhuǎn)速，以使其霧滴粒徑達到生產(chǎn)要求.因此，針對不同防治要求，選擇相應(yīng)的作業(yè)參數(shù)使其霧滴粒徑達到最佳是保證防治效果的重要手段.

航空噴頭有液力霧化、離心霧化2種方式，其霧化性能的研究采用田間、風(fēng)洞、模擬等方式，C.B.DE ALVARENGA等[7]研究了航空噴霧過程中空心圓錐噴頭的霧滴尺寸和霧滴飄失，并用一架AT-402B飛機和3塊試驗田研究了增加霧滴沉積的航空噴霧方法.ZHANG B.等[8]利用CFD軟件對510G型飛機的尾渦以及翼尖附近的上升氣流進行了模擬，以探究飛機進行航空噴藥過程中流場對霧滴擴散、沉積的影響規(guī)律.茹煜等[9]利用北京農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心IEA-I型高速風(fēng)洞和徐州福利達民用航空地面設(shè)備制造有限公司的Y5B固定翼飛機，研究了GP-81A系列航空噴頭在風(fēng)洞和飛行條件下的霧滴粒徑分布.唐青等[10]利用高速風(fēng)洞模擬航空施藥的工作環(huán)境對常用的空心圓錐霧化噴頭進行了霧滴體積中徑和霧滴相對分布跨度的測量，分析其霧化特性和沉積特性.

轉(zhuǎn)籠噴頭是用于航空噴霧比較典型的離心霧化噴頭，是一種超低量噴霧方式.國內(nèi)宋偉等[11]從理論上闡述轉(zhuǎn)籠式離心霧化原理，通過噴施常溫清水和生物農(nóng)藥白僵菌探究了多參數(shù)對轉(zhuǎn)籠式離心霧化噴頭霧化效果的影響，并研究了噴施生物農(nóng)藥的專用轉(zhuǎn)籠式離心噴頭，測試了其霧化性能和生物活性保持率，但是這種轉(zhuǎn)籠噴頭主要用于地面噴霧機械.在國外，F(xiàn).K.CARVALHO 等[12]研究了轉(zhuǎn)籠噴頭槳葉角度對轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑的影響規(guī)律，在風(fēng)洞中利用激光衍射粒度儀測量了轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑分布.這些研究時間較早，也表明了風(fēng)洞可作為轉(zhuǎn)籠噴頭研究的主要方法，但轉(zhuǎn)籠噴頭結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，研究結(jié)果并不能作為國內(nèi)開展航空轉(zhuǎn)籠霧化研究的依據(jù).

文中設(shè)計了適合農(nóng)用直升飛機所用的不同直徑的葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭以及可直接用于實驗室研究的電驅(qū)動轉(zhuǎn)籠霧化噴頭.考慮國內(nèi)利用高速風(fēng)洞長期試驗的可行性，一方面借鑒風(fēng)洞的優(yōu)勢建立了風(fēng)洞轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)，研究高速氣流和槳葉變化條件下噴頭轉(zhuǎn)速參數(shù)；另一方面為了試驗方便，脫離風(fēng)洞，建立了電動轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試系統(tǒng)，研究多種參數(shù)條件下的霧滴粒徑分布規(guī)律，以期為后續(xù)飛行噴灑試驗提供一定的數(shù)據(jù)參考.

1 測試系統(tǒng)及方法

1.1 試驗方法

轉(zhuǎn)籠霧化性能試驗?zāi)康氖菧y試多參數(shù)影響下的霧滴粒徑，針對飛行條件下噴霧性能參數(shù)難以測量以及風(fēng)洞條件的限制，文中設(shè)計了轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量試驗和轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試試驗.轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量試驗主要是測量不同風(fēng)速條件下的轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速，并為轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試試驗轉(zhuǎn)速的選取提供數(shù)據(jù)，進而在霧滴粒徑測試試驗中研究轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量和轉(zhuǎn)籠直徑參數(shù)影響下的霧滴粒徑.

1.1.1轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)

建立轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，借助高速風(fēng)洞，模擬飛機飛行產(chǎn)生的氣流，測試不同風(fēng)速和槳葉角度條件下的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速.所建系統(tǒng)如圖1所示，包括風(fēng)洞系統(tǒng)、噴頭固定裝置、葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭和轉(zhuǎn)速計.

圖1 高速風(fēng)洞轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)

采用的高速風(fēng)洞為北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心的IEA-1型高速風(fēng)洞，該風(fēng)洞出口直徑300 mm，最大風(fēng)速可達98 m·s-1.該風(fēng)洞為直流開口下吹式設(shè)計，其收縮段的出口設(shè)計保證了其湍流的穩(wěn)定性，主要用于模擬農(nóng)用飛行器作業(yè)時的來流條件.采用風(fēng)洞試驗的優(yōu)點主要為風(fēng)洞試驗測試條件穩(wěn)定、可控制、可重復(fù)，能夠模擬真實的飛行環(huán)境.

采用的葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭見圖2a，包括CYD-1型和CYD-2型，轉(zhuǎn)籠直徑分別為105，85 mm.如圖2b所示，噴頭外部裝有上下輪轂用以安裝槳葉，槳葉有68，94 mm這2種長度，槳葉可根據(jù)作業(yè)要求調(diào)整迎風(fēng)角度.

圖2 葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭

葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭通過固定裝置固定在距風(fēng)洞口約20 cm處，且位于風(fēng)洞出口處中心點位置，噴頭網(wǎng)籠上貼有轉(zhuǎn)速計專用的反光紙，每次試驗只需調(diào)節(jié)槳葉安裝角度和風(fēng)機頻率即可，通過轉(zhuǎn)速計測量對應(yīng)風(fēng)速下的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速.

1.1.2霧滴粒徑測試系統(tǒng)

霧滴粒徑測試系統(tǒng)如圖3所示，主要由霧化系統(tǒng)、供液系統(tǒng)和激光粒度儀3大部分組成.

圖3 轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試系統(tǒng)

霧化系統(tǒng)由電動式轉(zhuǎn)籠噴頭、交流電動機和交流變頻器組成，供液系統(tǒng)包括水箱、柱塞泵、調(diào)量閥、壓力表、流量計以及藥液軟管等.其中交流電動機工作電壓為220 V，工作轉(zhuǎn)速為1 000～11 000 r·min-1，電動機在測試時間1 min內(nèi)可自然降溫，電動式轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速通過交流變頻器調(diào)節(jié)交流電動機轉(zhuǎn)速獲得.采用德國新帕泰克有限公司的HELOS/VARIO-KR型號激光粒度儀測量霧滴粒徑.

霧化系統(tǒng)中的電動式轉(zhuǎn)籠噴頭是為霧滴粒徑測試試驗專門設(shè)計：與葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭一樣設(shè)計有2種直徑的噴頭(105，85 mm)；在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上與葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭相同，包括傳動機構(gòu)、離心機構(gòu)和噴藥機構(gòu)；在整體設(shè)計上，去掉了空心軸外部的上下輪轂，注油嘴設(shè)計在擴散管外部伸出端一側(cè)，以潤滑內(nèi)部軸承；網(wǎng)籠底部設(shè)計有法蘭結(jié)構(gòu)(凸緣)，將電動式轉(zhuǎn)籠噴頭與交流電動機相連，如圖4所示；法蘭通過內(nèi)部的2個平鍵與交流電動機軸連接固定，再通過螺栓將法蘭與網(wǎng)籠底部相連，實現(xiàn)了交流電動機與電動式轉(zhuǎn)籠噴頭的同軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)電動機驅(qū)動下的多參數(shù)條件下的霧滴粒徑測試.

圖4 電動式轉(zhuǎn)籠噴頭整體連接圖

1.2 試驗設(shè)計

為了探究轉(zhuǎn)籠噴頭的霧化性能，研究風(fēng)速、槳葉角度對轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的影響和多參數(shù)對轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑的影響，設(shè)計了轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量試驗和實驗室轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試試驗.試驗介質(zhì)均為清水，每組試驗重復(fù)3次，取其平均值作為最終數(shù)據(jù).

1.2.1轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量試驗

試驗為室內(nèi)風(fēng)洞試驗，調(diào)節(jié)風(fēng)洞電動機頻率即能夠獲得相對應(yīng)的風(fēng)速大小值，如表1所示，風(fēng)機頻率0～35 Hz，獲得0 ～60.7 m·s-1范圍的風(fēng)速條件.

表1 風(fēng)洞電動機頻率與出口風(fēng)速的對照值

利用轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)測試分析風(fēng)速、槳葉安裝角度和槳葉長度對于葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速的影響，共測量7個風(fēng)速點、2個槳葉長度和6個槳葉角度下的葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速值，試驗因素水平見表2.

表2 轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速測量試驗因素水平表

1.2.2霧滴粒徑測試試驗

利用實驗室轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試系統(tǒng)分析轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速S、噴霧流量FL和轉(zhuǎn)籠直徑D對霧滴粒徑的影響，采用社會科學(xué)統(tǒng)計軟件SPSS 18.0對試驗數(shù)據(jù)進行多因素方差分析和線性回歸分析.試驗共測量4個轉(zhuǎn)速值和5個流量值下的霧滴粒徑大小，試驗因素水平見表3.

表3 霧滴粒徑測試試驗因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速影響因素分析

2.1.1轉(zhuǎn)籠直徑對轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速的影響

考慮到轉(zhuǎn)籠噴頭的性能以及試驗的安全性，根據(jù)轉(zhuǎn)速實時測量值以及一定的規(guī)律性，超過11 000 r·min-1的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速將不予測試記錄.選取94 mm長的槳葉，分別安裝于2種噴頭進行試驗，根據(jù)7種風(fēng)速和6種槳葉角度下2種噴頭的轉(zhuǎn)速測試試驗數(shù)據(jù)繪制柱狀圖，如圖5所示.

由圖5可見，在槳葉安裝角度為30°，40°，50°，60°，70°，80°時，通過對比2種噴頭轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，如在風(fēng)速為16.8 m·s-1時，在6種角度下大直徑(105 mm)轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速值大于小直徑(85 mm)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速值.而在25.5 m·s-1，70°時，大直徑轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速值為1 482 r·min-1，小于小直徑轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速值1 590 r·min-1；在42.6 m·s-1，80°時，大直徑轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速值為1 782 r·min-1，小于小直徑轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速值1 987 r·min-1，這說明轉(zhuǎn)籠直徑對轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速沒有直接的線性關(guān)系.

圖5 不同槳葉安裝角度下轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化

2.1.2風(fēng)速對葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速的影響

由圖5可見，在槳葉安裝角度相同的條件下，2種噴頭的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速都隨著風(fēng)速的增大而增大.其中，在槳葉安裝角度為30°時，2種噴頭的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速的變化趨勢顯著：在7.6，33.8 m·s-1時，大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速為1 068，10 638 r·min-1，而小直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速為1 332，8 562 r·min-1.在槳葉安裝角度為80°時，2種噴頭的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速的變化趨勢平緩：在7.6，61.7 m·s-1時，大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速為96，2 808 r·min-1，而小直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速為181，2 869 r·min-1.

2.1.3槳葉角度對轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速的影響

由圖5可見：在風(fēng)速大小相同的條件下，2種噴頭的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速隨著槳葉角度的增大而減小.這是因為，槳葉角度越大，葉片迎風(fēng)面即葉片與氣流的接觸面積越小，使得空氣動力減小，從而使得槳葉帶動轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速變小，測得槳葉角度最小為30°，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速最大.在風(fēng)速為33.8 m·s-1、槳葉角度為30°時大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速最大為10 638 r·min-1；在7.6 m·s-1，80°時，大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速最小為96 r·min-1.試驗測得的大、小直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速范圍分別為96～10 638，181～10 092 r·min-1.

2.1.4槳葉長度對轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速的影響

選取2種槳葉安裝角度(40°，50°)、3種風(fēng)速(25.5，33.8，42.6 m·s-1)、2種槳葉長度(68，94 mm)，分析槳葉長度對轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的影響.槳葉長度對轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速影響關(guān)系柱狀圖如圖6所示.由圖6可見，在同一槳葉角度、同一風(fēng)速條件下，2種噴頭的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速都隨著槳葉長度的增加而增大.這是因為，盡管槳葉長度增加，增大了迎風(fēng)的阻力，但是隨著槳葉長度的增加，葉片的迎風(fēng)面積變大，使得氣流帶動葉片的動力變大，產(chǎn)生的動力遠大于阻力，從而使得槳葉帶動轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速變大.在槳葉角度為40°、風(fēng)速為42.6 m·s-1、槳葉長度為94 mm時，大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速最大，為9 643 r·min-1；在槳葉角度為50°、風(fēng)速為25.5 m·s-1、槳葉長度為68 mm時，小直徑轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速最小，為2 852 r·min-1.在實際戶外飛行作業(yè)中，除可以調(diào)整飛行作業(yè)速度和槳葉安裝角度以外，槳葉長度的變化也能影響轉(zhuǎn)速的變化，也可以看出轉(zhuǎn)籠噴頭能夠根據(jù)不同任務(wù)需要靈活調(diào)節(jié)噴灑性能，具有很強的適用性.

圖6 不同槳葉角度下轉(zhuǎn)籠噴頭轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化

2.2 轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑影響因素分析

根據(jù)轉(zhuǎn)速測量試驗獲得的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速100～11 000 r·min-1的范圍值，選取4種轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、5種噴霧流量和2種轉(zhuǎn)籠直徑，測得3種參數(shù)條件下的2種電動式轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑如表4所示.

表4 2種電動式轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑測試試驗數(shù)據(jù)

由表4分析可知如下結(jié)論：

1)當(dāng)噴霧流量一定時，2種電動轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑隨著轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的增大而減小，這是因為單位時間內(nèi)進入轉(zhuǎn)籠內(nèi)的流量相同時，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的提高使得經(jīng)過網(wǎng)籠精細化霧滴離心力變大，經(jīng)網(wǎng)籠甩出去的霧滴被破碎的更細，霧滴直徑變小.在2.3～14.9 L·min-1的流量變化范圍內(nèi)，低轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1的2種電動轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑均大于200 μm，霧滴破碎不均勻，噴霧面沒有產(chǎn)生明顯的霧化狀態(tài)，噴霧效果不佳；在高轉(zhuǎn)速的條件下，2種電動式轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑在100～300 μm分布，噴霧效果較好.

2)當(dāng)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速一定時，2種電動轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑隨著噴霧流量的增大而增大，這是因為，相同的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速下，當(dāng)單位時間內(nèi)進入轉(zhuǎn)籠內(nèi)的流量變大時，更多的霧滴還未經(jīng)擴散管和網(wǎng)籠完全細化就被破碎甩出，導(dǎo)致霧滴粒徑變大.這表明轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的選取應(yīng)配合流量的控制才能達到較好的霧化效果狀態(tài)，如在低轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1時，隨著噴霧流量的增大，2種電動轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑較大，試驗時的噴霧效果不佳；在高轉(zhuǎn)速7 000～9 000 r·min-1時，2種電動轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑在100～200 μm分布，噴霧效果較好.

3)在4種轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速和5種噴霧參數(shù)條件下，大直徑轉(zhuǎn)籠噴頭的霧滴粒徑總是大于小直徑轉(zhuǎn)籠噴頭，這表明霧滴粒徑受轉(zhuǎn)籠直徑影響，隨著轉(zhuǎn)籠直徑的增大，霧滴粒徑變大.因此，在研究飛行條件下轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑規(guī)律時，應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量和轉(zhuǎn)籠直徑多參數(shù)對霧滴粒徑的影響，選出最優(yōu)噴霧參數(shù)以達到最佳的噴霧效果.

利用SPSS軟件對霧滴粒徑數(shù)據(jù)進行多因素方差分析和相關(guān)性分析，如表5所示.

表5 不同因素對霧滴粒徑影響分析表

由表5可見，霧滴體積粒徑與轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的相關(guān)系數(shù)為-0.795，其顯著性小于0.001，遠遠小于α(0.05)，說明二者顯性相關(guān)，且二者的變動方向相反；霧滴粒徑與噴霧流量的相關(guān)系數(shù)為0.399，其顯著性小于0.001，遠遠小于α(0.05)，說明二者顯性相關(guān)，且二者的變動方向相同；霧滴粒徑與轉(zhuǎn)籠直徑的相關(guān)系數(shù)為0.314，其顯著性小于0.001，遠遠小于α(0.05)，說明二者顯性相關(guān)，且二者的變動方向相同.由顯著性水平α=0.05和偏相關(guān)系數(shù)r=1的條件下綜合分析可知，3種參數(shù)對霧滴粒徑影響程度由大到小為轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量、轉(zhuǎn)籠直徑.

利用SPSS多元回歸法進行分析，根據(jù)各個自變量對于因變量霧滴粒徑(以Vmd表示)的影響程度，按照由大到小的次序逐步引入模型，建立多元線性回歸擬合的方程為

Vmd=-0.022S+1.946D+5.35FL+472.83.

對此多變量線性回歸模型擬合度進行檢驗，D-W統(tǒng)計量用來判斷數(shù)據(jù)序列相關(guān)或自相關(guān)，該模型D-W統(tǒng)計量為0.931，小于2，表明該模型存在自相關(guān)；判斷模型擬合度的標(biāo)準采用R2，R2越接近1，表明模型擬合度越好.該模型的調(diào)整R2的值為0.880，即通過模型解釋霧滴粒徑的變化占總變化的比例為88.0%，這表明該模型擬合度較好.經(jīng)方差分析，該回歸模型的顯著性小于0.001；經(jīng)過T檢驗，各因素的顯著性值小于0.001，說明該模型有顯著的統(tǒng)計意義.經(jīng)過共線性診斷統(tǒng)計，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量、轉(zhuǎn)籠直徑各個自變量的方差擴大因子都為1.06(小于5)，說明該模型中的各個自變量之間沒有出現(xiàn)共線性.

對多參數(shù)下的霧滴粒徑線性回歸進行殘差分析驗證，以判斷數(shù)據(jù)的異常和擬合程度.如圖7所示，殘差圖中的各個數(shù)據(jù)點形成一條斜率近似為1的直線，表明該模型不存在數(shù)據(jù)異常點，各點差值較小，回歸曲線方程與實際值之間的差別較小，表明轉(zhuǎn)籠噴頭霧滴粒徑多元線性回歸的模型是可行的.

圖7 線性回歸殘差分析圖

3 結(jié) 論

1)轉(zhuǎn)籠直徑的變化對轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的大小沒有直接的線性影響；在槳葉安裝角度相同的條件下，2種葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速都隨著風(fēng)速的增大而增大；在風(fēng)速大小相同的條件下，2種葉片式轉(zhuǎn)籠噴頭的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速隨著槳葉角度的增大而減小；在同一風(fēng)速和同一槳葉角度條件下，2種噴頭的轉(zhuǎn)速隨著槳葉長度的增大而增大.

2)試驗測得的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速在100～11 000 r·min-1分布.在實際戶外飛行作業(yè)中，除可以調(diào)整飛行作業(yè)速度和槳葉安裝角度以外，槳葉長度的變化也能影響轉(zhuǎn)速的變化，可見轉(zhuǎn)籠噴頭能夠根據(jù)不同任務(wù)需要靈活調(diào)節(jié)噴灑性能，具有很強的適用性.

3)3種參數(shù)對霧滴粒徑影響程度由大到小為轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量、轉(zhuǎn)籠直徑，且相關(guān)性顯著，其中噴霧流量和轉(zhuǎn)籠直徑為正相關(guān)，與轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速負相關(guān).

4)通過逐步回歸分析建立包含轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速、噴霧流量和轉(zhuǎn)籠直徑在內(nèi)的轉(zhuǎn)籠霧化后霧滴粒徑的多元線性回歸模型.通過統(tǒng)計分析檢驗，模型的擬合程度較好，其標(biāo)準殘差比較理想，表明該轉(zhuǎn)籠霧化性能模型是適合與可行的，且計算方便簡單.

5)文中的試驗介質(zhì)為清水，在以生物農(nóng)藥為試驗介質(zhì)時，轉(zhuǎn)籠噴頭的最佳實際應(yīng)用還與風(fēng)速、溫度、濕度等環(huán)境因素及藥液物理特性的影響有關(guān)，后期有待于借助風(fēng)洞和飛行方法對霧滴粒徑分布及飄移影響做更深入的研究.