履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)*

殷慧子，奚小波，陳金楚，張翔，徐金，張瑞宏,

(1. 揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州，225127； 2. 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州，225009； 3. 江蘇銀濤智能裝備有限公司，江蘇泰州，225311)

0 引言

目前，籬架型作物病蟲害類型和發(fā)生規(guī)律變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)施藥技術(shù)以手動背負(fù)式噴霧器、背負(fù)式機(jī)動噴霧噴粉機(jī)以及噴槍為主，其普遍存在作業(yè)效率低、作業(yè)質(zhì)量差、防治效率低，農(nóng)藥利用率低等問題，嚴(yán)重影響了作物品質(zhì)和產(chǎn)量[1]，如何做到精確、高效施藥成為當(dāng)前籬架型作物植保研究重點(diǎn)。

20世紀(jì)70年代，國外研發(fā)的隧道循環(huán)噴霧機(jī)可完成覆蓋式噴霧并能夠?qū)崿F(xiàn)藥液回收，其大體可分為“π”型罩蓋型、收集器型、反射型和氣流循環(huán)型四類[2-3]。Planas等[4]研究了空氣輔助隧道式循環(huán)噴霧機(jī)，并在地中海果園和葡萄園進(jìn)行了使用。Ade等[5]研制了一種液體循環(huán)與空氣循環(huán)的隧道式噴霧機(jī)并進(jìn)行了試驗(yàn)，并與軸流風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)式噴霧機(jī)進(jìn)行了性能比較。Ade等[6]研究一種空氣輔助隧道式噴霧器并進(jìn)行了試驗(yàn)。國內(nèi)關(guān)于隧道循環(huán)噴霧機(jī)的研究相對較少，宋堅(jiān)利等[7]研制了未達(dá)靶霧滴回收再利用的“π”型循環(huán)噴霧機(jī)，采用柵格端面罩蓋來提高藥液回收率。張?zhí)踇8]研制了三位一體多功能噴霧機(jī)，其將有風(fēng)時(shí)與無風(fēng)時(shí)霧滴沉積量進(jìn)行對比，并計(jì)算霧滴變形系數(shù)。牛萌萌等[9]設(shè)計(jì)了高地隙隧道式循環(huán)噴霧機(jī)，其通過調(diào)節(jié)噴頭安裝偏角來確定實(shí)現(xiàn)更好的霧滴沉積均勻性和更高的葉片反面霧滴量。目前國內(nèi)外隧道噴霧機(jī)大多為牽引式，其機(jī)動性較差，且多數(shù)為單隧道噴霧機(jī)，作業(yè)效率較低。因此設(shè)計(jì)出一種履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)，重點(diǎn)對整機(jī)結(jié)構(gòu)、履帶行走底盤、風(fēng)送及藥液系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，該機(jī)具一次作業(yè)可完成兩組籬架型作物的并行施藥，提高作業(yè)整體效率。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡圖Fig. 1 Schematic diagram of overall structure of crawler self-propelled dual tunnel sprayer1.履帶行走底盤 2.機(jī)架 3.風(fēng)道 4.離心風(fēng)機(jī) 5.扇形噴頭 6.出風(fēng)口 7.伸縮機(jī)構(gòu) 8.藥液泵 9.同步閥 10.藥液分流器 11.流量計(jì) 12.進(jìn)風(fēng)口 13.藥箱 14.操縱臺 15.藥液回收槽

其主要由履帶行走底盤、藥液噴施系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)、藥液回收裝置、隧道幅寬伸縮裝置組成。其中，藥液噴施系統(tǒng)包括藥箱、藥液泵、扇形噴頭、流量計(jì)、節(jié)流閥等；風(fēng)送系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)和風(fēng)管組成；藥液回收裝置由藥液回收槽、藥液泵、藥箱組成；隧道幅寬伸縮裝置由液壓泵、液壓油缸、搖桿、齒輪、齒條等組成。

1.2 工作原理

履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)具有行走、噴霧、藥液回收等功能。機(jī)具工作時(shí)可根據(jù)作物行距及高度進(jìn)行隧道幅寬和噴頭角度的調(diào)整，使之滿足作物施藥要求。底盤采用液壓驅(qū)動履帶行走裝置，具有良好的通過性與操控穩(wěn)定性。藥箱內(nèi)設(shè)置小型藥液泵，實(shí)現(xiàn)藥液循環(huán)與攪拌，并將藥液加壓分流至各噴頭。風(fēng)送系統(tǒng)通過離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣流，增強(qiáng)隧道內(nèi)作物表面與藥液的接觸，提高霧滴在葉片上的沉積附著效果。隧道內(nèi)側(cè)底部設(shè)置藥液回收槽，通過回收藥液泵將藥液回收至藥箱。機(jī)具主要參數(shù)見表1。

表1 機(jī)具主要工作參數(shù)Tab. 1 Main working parameters of trimmer

2 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與選型

噴霧機(jī)在作業(yè)時(shí)，要對下方底盤的行走裝置、上方隧道的伸縮裝置以及隧道內(nèi)藥液回收裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。相應(yīng)地，考慮到噴霧作業(yè)效果的最優(yōu)化，對噴頭和風(fēng)機(jī)進(jìn)行計(jì)算選型。

2.1 履帶行走底盤

輪式底盤作為行走裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣，歸因于充氣輪胎的減振性,使得行駛過程中振動小、速度快，但它的牽引附著性能差，不適于濕地作業(yè)。結(jié)合實(shí)際噴霧作業(yè)的地面情況，使用履帶底盤行走裝置，采用“四輪一帶”結(jié)構(gòu)，主要由履帶、驅(qū)動輪、托帶輪、導(dǎo)向輪、支撐橋臂組成，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

機(jī)具作業(yè)時(shí)需要人工操作，履帶行走機(jī)構(gòu)保證噴霧機(jī)的操控穩(wěn)定性和行駛平順性。同時(shí)，根據(jù)籬架式作物施藥作業(yè)要求，并結(jié)合作業(yè)環(huán)境，要求機(jī)具行走具備良好的通過性。所以，履帶底盤設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能采用小轉(zhuǎn)彎半徑。設(shè)計(jì)的履帶行走底盤主要參數(shù)如表2所示。

圖2 履帶底盤結(jié)構(gòu)Fig. 2 Crawler chassis structure1.支撐橋臂 2.減震彈簧 3.張緊裝置 4.拖帶輪 5.驅(qū)動輪 6.履帶 7.導(dǎo)向輪 8.支重輪

表2 底盤主要參數(shù)Tab. 2 Main parameters of chassis

2.2 可調(diào)節(jié)隧道幅寬

為滿足不同作物施藥時(shí)對于寬度的不同要求，對雙隧道進(jìn)行幅寬可調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，通過液壓泵驅(qū)動焊接型液壓油缸伸縮，推動與之連接的兩外側(cè)板，當(dāng)隧道與籬架的距離達(dá)到預(yù)定值后，停止動作，從而實(shí)現(xiàn)外側(cè)板幅寬的調(diào)節(jié)。幅寬調(diào)節(jié)裝置同時(shí)采用手動調(diào)節(jié)，利用搖桿帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒條做往復(fù)運(yùn)動從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)板幅寬調(diào)節(jié)。幅寬伸縮裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 幅寬伸縮裝置結(jié)構(gòu)圖Fig. 3 Width expansion device structure drawing1.齒輪 2.液壓油缸 3.液壓泵 4.齒條 5.搖桿

此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以根據(jù)作物的橫向間距，最大程度容納農(nóng)作物，避免其與機(jī)具接觸，同時(shí)兩側(cè)擋板可進(jìn)行脫靶藥液的附著回收。避免因隧道過窄而損害農(nóng)作物或過寬導(dǎo)致藥液浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 藥液系統(tǒng)

藥液系統(tǒng)由噴施系統(tǒng)和藥液回收裝置組成，其液壓原理如圖4所示。在行走裝置機(jī)架的兩端有固定噴霧板，噴霧板縱向排布若干個(gè)噴頭，機(jī)架上的藥液泵通過液壓管道連接過濾器、截止閥、藥箱、流量計(jì)和單向閥。藥液由藥箱提供，通過藥液泵加壓來進(jìn)行管內(nèi)的流動。各個(gè)噴頭的管路中安裝一個(gè)開關(guān)節(jié)流閥，能夠調(diào)節(jié)藥液管路內(nèi)壓力從而控制藥液噴灑的啟停。此外，藥箱外側(cè)還連接著有過載保護(hù)作用的溢流閥。噴頭組從上而下間隔排列，作物從上而下均勻接收藥液霧滴。噴施系統(tǒng)中的流量計(jì)能夠顯示藥液流速。

藥液從藥箱中流出，通過高壓管道進(jìn)入噴頭噴出的同時(shí)，利用風(fēng)機(jī)從隧道后部吸風(fēng)并從隧道前部風(fēng)口重新噴出形成風(fēng)幕，這樣使得隧道內(nèi)部氣流不斷循環(huán)，既減少了藥液飄失又改善了藥液在冠層內(nèi)的霧滴沉積。循環(huán)噴霧過程中部分脫靶飄失的藥液流入藥液回收槽，然后通過藥液回收槽回收到藥箱中。藥液回收槽固定在隧道內(nèi)外側(cè)板底部。收集管安裝在內(nèi)外側(cè)板底部，過濾器安裝在藥液箱中。藥液經(jīng)管道被液泵回收到過濾器中，經(jīng)過過濾清洗后又回到藥液箱中。

圖4 藥液系統(tǒng)原理圖Fig. 4 Schematic diagram of the liquid medicine system1.開關(guān)電磁閥1 2.回收藥液泵1 3.回收槽1 4.扇形噴頭 5.開關(guān)節(jié)流閥 6.回收槽4 7.開關(guān)電磁閥2 8.回收藥液泵2 9.回收槽2 10.溢流閥 11.截止閥 12.流量計(jì) 13.單向閥 14.藥液泵 15.過濾器 16.藥液箱 17.回收槽3

2.4 噴頭選型

噴頭性能好壞直接影響植保噴霧作業(yè)效果，它決定著霧滴的粒徑、密度以及分布均勻性等特征。植保作業(yè)中運(yùn)用最多的是扇形噴頭和離心噴頭。扇形噴頭是通過壓力泵對藥液施壓然后將藥液從噴頭噴出后逐漸變薄再裂解成霧滴，該噴頭穿透力強(qiáng)、產(chǎn)生的藥液漂移量小，適合除蟲劑的噴灑。離心噴頭是在電機(jī)的作用下高速旋轉(zhuǎn)帶出藥液并通過離心力將藥液甩出，該噴頭霧化效果好，霧滴直徑較小，但其防飄性不足且其壽命較短。

根據(jù)籬架式作物種植方式，隧道噴霧機(jī)選用扇形噴頭提高噴施作業(yè)效果。在對隧道噴霧機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將兩側(cè)噴頭距離籬架式作物30～60 cm，相鄰兩噴頭距離為32 cm。單側(cè)隧道的兩內(nèi)側(cè)板分別安裝一根2 m長噴管，則隧道每個(gè)內(nèi)側(cè)板噴管上都豎直排列6個(gè)噴頭。為避免漏噴狀況，相鄰噴頭之間藥液會有一定的藥液重疊，相鄰噴頭間距要小于噴頭到籬架型作物之間的距離。所以，霧錐角可由式(1)計(jì)算得到。

(1)

式中：L1——噴頭間距，cm；

H——噴頭到籬架型作物距離，cm；

α——霧錐角，(°)。

將各參數(shù)代入式中，計(jì)算得出α≥56.1°，具體參數(shù)如表3所示。

表3 噴頭參數(shù)Tab. 3 Nozzle parameters

2.5 風(fēng)機(jī)選型

風(fēng)量、風(fēng)壓值是風(fēng)機(jī)選型的關(guān)鍵。風(fēng)機(jī)能夠在藥液噴灑的同時(shí)吹出帶有霧滴的氣流，不僅能對風(fēng)機(jī)前方至作物范圍內(nèi)的全部空氣進(jìn)行置換，還能通過產(chǎn)生的流速對枝葉表面進(jìn)行翻動，從而實(shí)現(xiàn)置換[10-12]。

2.5.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量確定

根據(jù)置換原則，設(shè)計(jì)的噴霧機(jī)采用雙隧道形式，在作業(yè)的過程中，需要考慮置換的空間體積，為圖5所表示的區(qū)域提供所需的風(fēng)量[13]。

圖5 風(fēng)量置換圖Fig. 5 Air volume displacement diagram

風(fēng)量計(jì)算公式

Q1=Ve(H1+H2)L2K1/2

(2)

式中：Ve——噴霧機(jī)行駛速度，m/s；

H1——噴幅寬度，m；

H2——作物高度，m；

L2——風(fēng)管出口到果樹的距離，m；

K1——?dú)饬餮赝舅p損失系數(shù)，K1=1.3～1.6。

又因?yàn)橐紤]末速度原則，因此應(yīng)在風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)量的基礎(chǔ)上再乘上系數(shù)K2，得

Q=K2Q1=Ve(H1+H2)L2K1K2/2

(3)

式中：Q——風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/s；

K2——?dú)饬餮赝舅p損失系數(shù)。

通過分析參考相關(guān)噴霧機(jī)作業(yè)參數(shù)，各參數(shù)取值為Ve=0.76 m/s，H1=2 m，H2=1.6 m，L2=0.5 m，K1=1.3，K2=1.3，得Q=1.16 m3/s。

2.5.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓確定

風(fēng)機(jī)的全壓主要包括動壓損失，靜壓損失(摩擦壓力和局部壓力)。

動壓損失

Pd=(ρv2)/2

(4)

摩擦壓力損失

(5)

局部壓力損失

Pj=(ζρv2)/2

(6)

總壓

P=Pd+Pm+Pj

(7)

式中：ρ——空氣密度，kg/m3；

v——?dú)饬魉俣?，m/s；

λ——摩擦因數(shù)；

R——輸送管道半徑，m；

ζ——局部阻力系數(shù)；

L3——風(fēng)管長度，m。

各參數(shù)選值為ρ=1.21 kg/m3，v=17 m/s，λ=0.1，R=0.031 m，ζ=0.3，L3=2 m，得P=791 MPa。

根據(jù)風(fēng)機(jī)功率計(jì)算公式，得

(8)

式中：ηm——機(jī)械效率，ηm=0.9；

ηj——葉輪效率，ηj=0.98。

計(jì)算得N=1.04 kW。根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓的計(jì)算結(jié)果，最終選用11-62多翼式離心風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)見表4。

表4 風(fēng)機(jī)主要參數(shù)Tab. 4 Main parameters of centrifugal fan

3 噴霧效果仿真

3.1 霧滴模型建立

在農(nóng)用噴霧機(jī)的應(yīng)用上，只要將霧滴直徑控制在0.1 mm以下，就能達(dá)到霧滴分布有效密度的要求，此時(shí)霧滴數(shù)能達(dá)到10～20個(gè)/cm2，能滿足大多數(shù)情況下的噴霧作業(yè)具備的防治效果。

霧滴直徑在噴霧機(jī)結(jié)構(gòu)方面上，取決于噴霧機(jī)具的壓力、孔徑大小和藥液的表面張力。在理論公式上取決于擴(kuò)散系數(shù)k和印記直徑d。霧滴直徑D如式(9)所示。

D=k×d

(9)

在EDEM中的模型如圖6所示?？紤]到球形顆粒的半徑值越小，對于仿真時(shí)間的影響越大，仿真時(shí)將霧滴顆粒的半徑值設(shè)為0.05 mm。根據(jù)球形顆粒的體積公式算得單個(gè)顆粒體積為5.236×10-4mm3。藥箱的總?cè)莘e為4.5×105mm3，最終分配到24個(gè)噴頭。

圖6 霧滴顆粒模型Fig. 6 Droplet particle model

3.2 參數(shù)設(shè)定

參照水的物理性質(zhì)來對EDEM中的Bulk Material進(jìn)行設(shè)置，其彈性模量E為2.16×109Pa，泊松比ν1為0.5，密度ρ1為1 000 kg/m3。采用CATIA創(chuàng)建噴頭機(jī)架的幾何模型，材料選用Q235，其密度ρ2為7 850 kg/m3，剪切模量G為8×1010Pa，泊松比ν2為0.3。

Q235屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼，對于水滴顆粒的恢復(fù)系數(shù)K為0.78，滾動摩擦系數(shù)為0.014，靜摩擦系數(shù)為0.027；水滴顆粒間的恢復(fù)系數(shù)為0.6，滾動摩擦系數(shù)為0.02，靜摩擦系數(shù)為0.05。

根據(jù)噴霧機(jī)的幅寬可調(diào)節(jié)特性，采用600 mm、900 mm、1 200 mm幅寬下有無離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)送的6組數(shù)據(jù)進(jìn)行單一仿真和耦合仿真，對顆粒的分布情況以及各顆粒的速度值進(jìn)行標(biāo)定。把扇形噴頭的排布簡化成矩形面來生成顆粒，對速度分支下的spray條件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：標(biāo)準(zhǔn)差(0.05 m/s)、平均流速(10 m/s)、噴霧角(80°)。標(biāo)準(zhǔn)差的設(shè)置是用來反映顆粒的離散度和精確度。

3.3 耦合處理

將噴頭形成的霧滴面設(shè)置為速度入口，從而設(shè)置風(fēng)速大小，機(jī)架下端面為默認(rèn)壓力出口部分。通過EDEM中的Coupling Serve連接Fluent中Manage公式，導(dǎo)入耦合文件edem_udf。由此插件的加載來連接EDEM和Fluent求解器進(jìn)行同步仿真。在進(jìn)行耦合時(shí)，接口以串行方式打開(并行時(shí)求解器的進(jìn)程設(shè)為0)。再由此插件的加載來連接EDEM和Fluent求解器。湍流模型選擇Standardk-ε模型。依據(jù)局部固相體積保持比例占總體積的比例來看，選用Euler法來耦合。

3.4 仿真結(jié)果

仿真結(jié)果如圖7所示，其中圖7(a)、圖7(b)、圖7(c)是通過EDEM軟件的Spray模塊對X、Y、Z三個(gè)方向的速度設(shè)置進(jìn)行仿真生成的，分別對應(yīng)噴霧形成過程中噴口的水平方向、噴霧角形成的上揚(yáng)方向、霧滴沉積方向。在無風(fēng)的情況下，不同幅寬對應(yīng)的霧滴最小顆粒速度分別為3.392 m/s、8.474 m/s、3.873 m/s。

通過觀察仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，600 mm幅寬下霧滴顆粒分布最為集中，900 mm幅寬下顆粒速度最快，1 200 mm 幅寬下霧滴顆粒分布較為稀疏，顆粒速度介于兩者之間。

結(jié)合風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)速情況，采用EDEM-Fluent耦合的方式，具體仿真結(jié)果如圖7(d)、圖7(e)、圖7(f)所示。在設(shè)置入口速度的邊界條件下，不同幅寬對應(yīng)的霧滴最小顆粒速度分別為2.038 m/s、8.361 m/s、6.526 m/s。

可以看出900 mm幅寬下顆粒的整體速度最快，這與無風(fēng)情況下的仿真情況是一致的。同樣，1 200 mm幅寬相較于600 mm幅寬顆粒的整體速度稍快，分布也較稀疏。

將兩種情況進(jìn)行對比分析，無風(fēng)時(shí)顆粒分布的密集程度小于有風(fēng)時(shí)的情況。600 mm幅寬下，霧滴整體速度較小，無風(fēng)時(shí)顆粒速度大于有風(fēng)，波動值為1.354 m/s，但顆粒呈現(xiàn)向上移動的趨勢；900 mm幅寬下，兩種情況下霧滴整體速度最大，有風(fēng)時(shí)的速度接近無風(fēng)，波動值為0.113 m/s；1 200 mm幅寬下，顆粒整體速度開始下降，波動值為2.653 m/s。隨著幅寬增大，有風(fēng)的顆粒速度逐漸大于無風(fēng)，且大幅寬下顆粒速度下降幅度較小。具體速度值的分布情況如圖8所示。考慮到霧滴沉積對于噴霧效果的影響，加上僅有風(fēng)時(shí)顆粒呈現(xiàn)向上移動的趨勢?？梢姡酗L(fēng)時(shí)的顆粒分布效果最佳。

(a) no-air-600

(b) no-air-900

(c) no-air-1200

(d) air-600

(e) air-900

(f) air-1 200 圖7 無風(fēng)送、有風(fēng)送不同幅寬的顆粒分布仿真結(jié)果Fig. 7 Simulation results of particle distribution with different width without air and with air

圖8 速度值的分布情況Fig. 8 Value of velocity distribution

4 樣機(jī)試驗(yàn)

為了驗(yàn)證機(jī)具設(shè)計(jì)的合理性與可行性，研制了履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)樣機(jī)，并進(jìn)行了噴霧效果試驗(yàn)，施藥作業(yè)對象為人工設(shè)置的仿真葡萄葉，架子高度1 600 mm、葉片下垂長度為690 mm。為使霧滴效果具象化，試驗(yàn)采用長110 mm、寬35 mm的水敏紙采集霧滴沉積效果，用回形針平行固定在作物靶標(biāo)部位，分上、中、下三層。試驗(yàn)時(shí)履帶行駛速度為0.76 m/s，噴霧壓力0.5 MPa，噴頭角度與地面平行，依次調(diào)節(jié)單隧道作業(yè)幅寬為600 mm、900 mm、1 200 mm，通過開關(guān)離心風(fēng)機(jī)分別測試有風(fēng)與無風(fēng)狀態(tài)下的噴霧效果。噴霧后，將水敏紙取下風(fēng)干后用掃描儀對試紙進(jìn)行灰度掃描，并采用霧滴分析軟件進(jìn)行霧滴沉積效果的顯色測試。

圖9為試紙掃描分析示意圖，具體分析結(jié)果見表5和表6。從葉片的正反面，對比不同條件下霧滴沉積量、霧滴數(shù)量中徑NMD、霧滴體積中徑VMD，通過NMD與VMD的比值進(jìn)一步得出霧滴均勻度DR，DR值越趨近于1，表面霧滴尺寸越趨于一致，機(jī)具的霧化性能越好；當(dāng)DR值小于0.67，則霧滴尺寸大小很不均勻，且在葉片上的覆蓋和穿透性能都會很差。

圖9 試紙掃描分析示意圖Fig. 9 Schematic diagram of scan analysis of test paper

表5 無風(fēng)時(shí)的霧滴參數(shù)Tab. 5 Parameters of fog drops without wind

表6 有風(fēng)時(shí)的霧滴參數(shù)Tab. 6 Parameters of fog drops with wind

根據(jù)表格計(jì)算得出，無風(fēng)送時(shí)DR的平均值為0.734，有風(fēng)送時(shí)DR的平均值為0.796，有風(fēng)較無風(fēng)提升了8.45%；在有風(fēng)的條件下，600 mm幅寬下的DR平均值為0.72，900 mm為0.85，1 200 mm為0.82，在有風(fēng)的情況下900 mm幅寬的霧滴均勻度為最佳，與耦合仿真結(jié)果一致。

5 結(jié)論

1) 針對籬架型作物施藥環(huán)節(jié)存在的問題，設(shè)計(jì)了履帶自走式雙隧道噴霧機(jī)。該機(jī)采用履帶行走底盤，采用小轉(zhuǎn)彎半徑提高了機(jī)具的操控穩(wěn)定性；隧道幅寬伸縮裝置，能夠滿足生長在兩側(cè)不同間距、不同植株的受藥液需求；藥液系統(tǒng)減少了藥液流失及降低了環(huán)境污染。

2) 采用EDEM-Fluent耦合方法對不同幅寬及有無風(fēng)送的條件下進(jìn)行了霧滴顆粒的狀態(tài)仿真，結(jié)果表明，有風(fēng)情況下，顆粒運(yùn)動速度更快，霧滴密集程度更高，有利于霧滴沉積。

3) 田間試驗(yàn)表明，有風(fēng)情況下的DR均值較無風(fēng)提升8.45%，900 mm幅寬下的DR平均值為0.85，最接近1。