多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機出風(fēng)口及分流器設(shè)計與試驗

中圖分類號：S224.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5553（2025）08-0135-08

DOI：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2025.08.019

Abstracts：Multiairductairdeliveredsprayers have been widelyutilized inorchardplantprotectionduetotheirabilityto enhancespraying eficiency.However，theperformanceof such sprayers ishighlydependenton theintemal airflow dynamics，whichdirectlyafectspraydistributionquality.Inordertooptimizetheinternalairflow fieldof themulti-duct air sprayerused invineyards，this studyfocusedonthe designof theairoutletsand diverters.The wind velocityattheair outlets，aswellastheflowregulationefectsof diverters，withandwithoutdeflectors，wereanalyzedusingFluent numerical simulation software.The simulation assessed theatenuation of wind speed along the centerlineof theair outlet，thewind sped distributionatvarious distances fromtheoutlet，andtheuniformityofairflowatthediverter inboth configurations （with andwithout deflectors）.The suitableoperational spraying distancewas also determined basedon airflowcharacteristics，andthesimulation findingswerevalidated through experimental testing.Resultsfromthe simulation indicatedthat wind speedalong theoutletcenterlineinitialldeclined sharplyand thentaperedgradually.The sprayer was found to be optimal for operation at adistance of 1m . In the configuration without a deflector，the diverter exhibited significant variability inwind speed，with a coefficient of variation of 39.08% ，indicatingahighlyunevenairflow distribution.Conversely，thepresenceofadeflectorresulted inamuch moreuniformflow，withacoeficientof variation reduced to 3.06% .Experimental validation showed that the measured wind speed trends closely matched the simulation predictions，with only minordeviations.Thesediscrepancies remainedwithin acceptable eror margins，confirming the accuracy and reliability of the simulation model.

Keywords：vineyards；multi-duct air sprayer；air outlet；diverter;Fluent simulation

0 引言

植保作業(yè)是葡萄種植過程中重要的環(huán)節(jié)之一，其作業(yè)質(zhì)量會對葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)造成直接影響，由于我國傳統(tǒng)籬架式葡萄種植模式的葡萄植株行距較小，留給機械作業(yè)空間僅 1.3m 左右，嚴重影響植保機械作業(yè)。大部分葡萄產(chǎn)區(qū)仍然以人力植保作業(yè)為主，勞動強度大、作業(yè)質(zhì)量差、農(nóng)藥浪費污染嚴重[12]。目前國內(nèi)外先進的果園植保技術(shù)有多種，如靜電噴霧技術(shù)、自動對靶噴霧技術(shù)等，當(dāng)前推廣較好的是風(fēng)送式噴霧機[3-5]

風(fēng)送式噴霧機可提供強大的氣流，對霧滴進行二次霧化并帶動葉片間擾動，從而增加霧滴覆蓋率，提高農(nóng)藥利用率[6]，故噴霧機內(nèi)部氣流場的運動直接影響霧滴的沉積情況[7]。降低風(fēng)送式噴霧機霧滴漂移的關(guān)鍵是對噴霧機的氣流進行有效調(diào)控[8.9]。通過設(shè)計優(yōu)化出風(fēng)口及導(dǎo)流裝置可以提高氣流場與自標作物冠層噴霧要求的匹配效果，提升噴霧質(zhì)量[10]。宋玲[11]通過設(shè)計風(fēng)送式噴霧機的導(dǎo)風(fēng)裝置，通過試驗證明加導(dǎo)風(fēng)裝置后噴霧機出風(fēng)口的風(fēng)速和噴幅有所提高，風(fēng)場的均勻性明顯提高。胡煜等[12通過研究不同結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流片對風(fēng)筒出口風(fēng)速和壓力的影響，從而優(yōu)化風(fēng)送式噴霧機的綜合性能。

由于籬架式葡萄園的植保噴霧作業(yè)對噴霧機的冠層適應(yīng)性要求較高，而針對籬架式的多風(fēng)管風(fēng)送式噴霧機的研究較少。為優(yōu)化多風(fēng)管風(fēng)送式噴霧機的內(nèi)部氣流場，本文以籬架式葡萄為作業(yè)對象，以提高籬架式葡萄園內(nèi)多風(fēng)管噴霧機的施藥效果為目的，對多風(fēng)管噴霧機的出風(fēng)口及分流器進行設(shè)計，利用Fluent數(shù)值仿真計算對出風(fēng)口中心線上風(fēng)速衰減狀況、出風(fēng)口各距離上風(fēng)速分布和有無導(dǎo)流板的分流器分流效果進行分析，驗證設(shè)計合理性，并利用試驗方法對仿真結(jié)果加以驗證，為提升葡萄園多風(fēng)管噴霧機的施藥效果提供一定參考。

1多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機出風(fēng)口及分流器設(shè)計

1.1多風(fēng)管風(fēng)送式噴霧機整機結(jié)構(gòu)及工作原理

多風(fēng)管風(fēng)送式噴霧機主要由柴油發(fā)動機、藥箱、隔膜泵、離心風(fēng)機、分流器、出風(fēng)口和扇型噴嘴等部件構(gòu)成，其整機的總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其工作原理：工作時，隔膜泵將藥箱中的藥液抽取輸送至出風(fēng)口上的扇型噴頭后，藥液經(jīng)扇型噴頭初次霧化噴出；柴油發(fā)動機提供動力驅(qū)動離心風(fēng)機轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生高速氣流，高速氣流被分流器分流后，通過風(fēng)管輸送至出風(fēng)口，由出風(fēng)口噴出。藥液經(jīng)扇型噴頭初次霧化后形成霧滴，霧滴在出風(fēng)口被離心風(fēng)機產(chǎn)生的高速氣流二次霧化，并高速向目標作物漂移，最終附著于目標作物，完成噴霧作業(yè)。

圖1多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機總體結(jié)構(gòu)

Fig.1 Overall structure of multi-duct air sprayer 1.隔膜泵2.藥箱3.柴油發(fā)動機4.分流器5.風(fēng)管 6.出風(fēng)口7.扇型噴嘴8.離心風(fēng)機9.固定支架

1.2 出風(fēng)口設(shè)計

出風(fēng)口的輪廓和尺寸會影響出風(fēng)口的出風(fēng)均勻性，非圓形出風(fēng)口相對于圓形出風(fēng)口能夠有效改善其出風(fēng)效果[13]。吳敏敏[14]曾針對2種鴨嘴式出風(fēng)口的形狀進行研究，并基于計算流體力學(xué)進行數(shù)值仿真分析，通過對比2種出風(fēng)口的噴射壓力和速度分布變化后發(fā)現(xiàn)，2種噴射出風(fēng)口的軸心速度衰減趨勢相似，軸心速度衰減趨勢與測量距離成反比，在 0.6m 前速度衰減較快， 0.6m 后速度衰減較平穩(wěn)，半圓弧形出風(fēng)口相較于矩形出風(fēng)口軸心速度衰減較緩。因此，考慮到應(yīng)盡量滿足風(fēng)速均勻輸送的條件，選擇采用鴨嘴式半圓弧形噴射出風(fēng)口，如圖2所示。

鴨嘴式半圓弧形噴射出風(fēng)口的結(jié)構(gòu)分為3個部分，分別是導(dǎo)流段、擴散段和收縮段，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。導(dǎo)流段作為進氣段，通過柔性軟管引導(dǎo)風(fēng)機產(chǎn)生的氣流進入出風(fēng)口；擴散段是將導(dǎo)流段流入的氣流按擴散角 φ 呈垂直方向擴散，水平方向壓縮；收縮段是將氣流進行最后加速，在水平方向進一步壓縮，垂直方向停止擴散，改善氣流紊亂。

圖3出風(fēng)口結(jié)構(gòu)Fig. 3 Structure of air outlet

在鴨嘴式出風(fēng)口中，氣流速度在一定范圍內(nèi)會隨擴散角 φ 的增大而變化，出風(fēng)口擴散角 φ 一般為20^°～30^° ；利用出風(fēng)口進行噴霧時，應(yīng)保證風(fēng)場能夠完全將噴頭噴灑的霧滴包裹在內(nèi)，結(jié)合實際需要和經(jīng)驗，選出風(fēng)口長度 a 為 150～200mm ；考慮到風(fēng)送氣流的損失及損耗與風(fēng)管直徑成反比，雷諾也在研究中進一步發(fā)現(xiàn)，氣體黏度與風(fēng)管直徑相關(guān)，根據(jù)研究經(jīng)驗并綜合考慮，選擇風(fēng)管內(nèi)徑為 120mm ，因此，出風(fēng)口導(dǎo)流段直徑 d₀ 為 120mm ，風(fēng)口的總長度 l₀ 為200 mm[15，16]。

根據(jù)Alfredkoestel式（1）所示，可以得到在射程x 處的軸心速度 和出口速度 v₀ 的關(guān)系[17]。

式中： K ——湍流系數(shù)，與出風(fēng)口的形狀有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗取參數(shù) K=4.3 x 中 -射程，即距離出風(fēng)口位置， m ：A₀. 一出風(fēng)口面積， m² 。

結(jié)合實際，考慮到風(fēng)機作為風(fēng)送設(shè)備，噴射出風(fēng)口存在功耗問題，功耗計算方法如式（2）所示[18]。

式中： P_Δf T 一通過噴射出風(fēng)口的氣體全壓變化量，MPa ：ρ 空氣密度， 1.29kg/m³ P -風(fēng)機功耗；Q₁ ——有效氣體體積流量，L；v 出風(fēng)口處平均速度， m/s 。

結(jié)合末速度原則，在距離出風(fēng)口 1.2m 處的末速度為 7m/s 時，能更好地滿足作業(yè)要求[19]。根據(jù)式（2）可以求出風(fēng)機功耗與不同出風(fēng)口寬度的關(guān)系，設(shè)出口寬度為 10～60mm ，每 10mm 取一個節(jié)點計算，根據(jù)功耗計算結(jié)果，繪制功耗和出風(fēng)口寬度的關(guān)系曲線，如圖4所示。

1.3 分流器設(shè)計

分流器主要功能是將離心風(fēng)機產(chǎn)生的氣流均勻分散到各個風(fēng)管，保證出風(fēng)口的風(fēng)量均勻。為提高對葡萄冠層的高度適應(yīng)性，噴霧系統(tǒng)兩側(cè)分別布置3個出風(fēng)口，因此，分流器設(shè)計6個風(fēng)口，風(fēng)口為圓形截面。出風(fēng)口連接風(fēng)管，圓形截面直徑與出風(fēng)口導(dǎo)流段直徑相同，均為 120mm 。分流器底部位于離心風(fēng)機風(fēng)口連接處，底部入風(fēng)口為長 230mm 寬 150mm 的矩形，為確保氣流分布均勻，風(fēng)口布置面采用弧形設(shè)計。分流器采用雙行對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，為保證風(fēng)口風(fēng)量均勻，在分流器內(nèi)部設(shè)置2塊導(dǎo)流板，將入風(fēng)口均勻分成3個部分。分流器外部輪廓及導(dǎo)流板設(shè)置如圖5所示。

圖5分流器設(shè)計示意圖Fig. 5 Schematic diagram of shunt design

2 出風(fēng)口及分流器仿真

出風(fēng)口風(fēng)場分布對籬架式葡萄園多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機在噴霧作業(yè)中最適末速度影響較明顯，而分流器風(fēng)場分布的均勻性直接影響風(fēng)送噴霧系統(tǒng)的各出風(fēng)口風(fēng)量分布。利用Fluent數(shù)值仿真計算對出風(fēng)口和分流器的風(fēng)場進行研究，探究出風(fēng)口中心線上風(fēng)速衰減狀況、出風(fēng)口各距離上風(fēng)速分布和有無導(dǎo)流板的分流器分流效果，采用試驗的方法對Fluent數(shù)值仿真結(jié)果進行驗證。

根據(jù)1.2節(jié)出風(fēng)口設(shè)計的參數(shù)范圍（寬度為 10～ 60mm ，長度為 150～200mm ，擴散角為 20^°～30^° ），選擇出風(fēng)口寬度為 30mm ，出風(fēng)口長度為 150mm ，出風(fēng)口擴散角為 25^° 。通過SolidWorks軟件建立出風(fēng)口及分流器的三維幾何模型，利用Fluent軟件分別對出風(fēng)口及分流器進行仿真，探究出風(fēng)口中心線上的風(fēng)速衰減情況和不同噴霧距離的風(fēng)速分布以及有無導(dǎo)流板的分流器風(fēng)口風(fēng)速。

2.1 仿真過程

通過SolidWorks軟件建立三維幾何模型，如圖6所示。

圖6三維幾何模型Fig.6 Three-dimensional geometric model

將已經(jīng)建好的三維模型導(dǎo)人ANSYSWorkbench平臺下的Mesh軟件。由于出風(fēng)口的三維模型是相對比較規(guī)則的模型，結(jié)合三維模型的幾何特征，且長寬比相對較小，所以噴射出風(fēng)口內(nèi)外流場均選擇非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，可以在保證模擬精度的前提下，提高仿真計算的效率[20]。首先，將出風(fēng)口內(nèi)外流場域劃分為3個部分，分別是空白場域1、內(nèi)流場域2和外流場域3，如圖7所示，其中內(nèi)流場域2為出風(fēng)口內(nèi)部場域，空白場域1和外流場域3的厚度為 500mm ，長度和寬度分別為 200mm×1 200mm 和 2 000mm×1 200mm 0

圖7流場域劃分

Fig.7Flow field division 1.空白場域2.內(nèi)流場域3.外流場域

通過Mesh劃分網(wǎng)格功能，將出風(fēng)口內(nèi)外流場進行網(wǎng)格劃分，計算域劃分網(wǎng)格單元數(shù)量為3131579個，節(jié)點為549091個；選擇非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分分流器內(nèi)流場，只對分流器內(nèi)一個流場進行仿真設(shè)計。計算域劃分網(wǎng)格單元數(shù)量為1894109個，節(jié)點為338650個，如圖8和圖9所示。

圖8出風(fēng)口網(wǎng)格劃分

圖9分流器內(nèi)流場網(wǎng)格劃分

2.2 出風(fēng)口仿真結(jié)果與分析

用Fluent軟件對出風(fēng)口內(nèi)外流場進行氣流場仿真，得到出風(fēng)口氣流場速度云圖，如圖10所示?？梢钥闯?，在出風(fēng)口內(nèi)流場段，導(dǎo)流段內(nèi)部氣流場穩(wěn)定，其風(fēng)速變化較小；在擴散段，風(fēng)速從兩側(cè)邊緣起先上升，中部隨后上升，因為隨著擴散段長度增加，出風(fēng)口截面積相對降低，風(fēng)速增大；收縮段整段速度上升較快，各部分速度增加均勻。說明該出風(fēng)口結(jié)構(gòu)具有對氣流增速的功能。

在出風(fēng)口外流場段，出風(fēng)口風(fēng)速最高，隨著距離增加，風(fēng)速逐漸衰減，圖10中間黑色線為出風(fēng)口中心線，中心線上衰減較快，出風(fēng)口兩側(cè)衰減相對較慢。

出風(fēng)口中心線上距出風(fēng)口每隔 0.1m 進行數(shù)據(jù)記錄，使用Origin軟件繪制出風(fēng)口中心線上速度衰減趨勢，如圖11所示?？梢钥闯?，在出風(fēng)口的風(fēng)口處風(fēng)速最高，可達 31.339m/s ，隨著噴霧距離的增加，風(fēng)速先迅速減小后逐漸減弱。當(dāng)噴霧距離為 1.1m 時，風(fēng)速衰減至 8m/s 左右。當(dāng)噴霧距離小于 1.1m 時，適用于籬架式葡萄園噴霧作業(yè)。

圖11出風(fēng)口中心線上風(fēng)速衰減圖

依據(jù)出風(fēng)口中心線上速度衰減趨勢數(shù)據(jù)，選擇噴霧距離為 0.5m，0.75m，1m 和 1.25m 處研究其速度分布，如圖12所示，縱向位置為垂直于出風(fēng)口方向，每間隔 0.03m 取一點，正數(shù)為出風(fēng)口中心線上方，負數(shù)為出風(fēng)口中心線下方。從圖12可以看出，在各噴霧距離上，沿出風(fēng)口中心線向上或者向下，風(fēng)場速度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，噴霧距離從 0.5～1.25m ，變化趨勢逐漸變緩。隨著噴霧距離的不斷增加，有效風(fēng)場逐漸變寬。參照戴奮奮[19提出的適用于果園的風(fēng)速為8～10m/s ，適宜的噴霧距離應(yīng)為 1m 。

2.3分流器仿真結(jié)果與分析

對未加導(dǎo)流板的分流器和加導(dǎo)流板的分流器進行仿真計算，分流器內(nèi)風(fēng)場分布如圖13所示。

從圖13（a）可以看出，當(dāng)分流器未加導(dǎo)流板時，風(fēng)速變化范圍較大，表明離心風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)絕大部分從中間2個出口直接排出，左、右兩側(cè)風(fēng)量較少，其主要原因是氣流缺乏引導(dǎo)。對分流器設(shè)置導(dǎo)流板引流后，從圖13（b）可以看出，風(fēng)速變化較小，風(fēng)量分布均勻，可以將離心風(fēng)機產(chǎn)生的氣流均勻分散到各個風(fēng)管，保證出風(fēng)口風(fēng)量均勻。

對無導(dǎo)流板和有導(dǎo)流板的分流器風(fēng)口速度研究，如圖14所示。從圖14（a）可以明顯看出，各風(fēng)口出口平均速度相對均勻，分布在 18m/s 附近。相對于風(fēng)口速度相對均勻的有導(dǎo)流板分流器，無導(dǎo)流板分流器風(fēng)口速度差異較大，如圖14（b）所示，最大為26.33m/s ，最小為 12.56m/s 。

圖16分流器風(fēng)口采樣點設(shè)置 Fig.16 Splitter air outlet sampling point setup

分流器各風(fēng)口風(fēng)速的具體數(shù)據(jù)如表1所示?？梢钥闯?，無導(dǎo)流板的分流器風(fēng)口速度差異較大，變異系數(shù)達 39.08% ，風(fēng)量分布極其不均勻；有導(dǎo)流板的分流器風(fēng)速比較均勻，變異系數(shù)為 3.06% ，變異系數(shù)低于5% ，說明加導(dǎo)流板的分流器風(fēng)速分布均勻性較好，滿足設(shè)計要求[21]

表1分流器風(fēng)口平均風(fēng)速仿真數(shù)據(jù)表 Tab.1 Simulation data table of the average wind speed at the diverter air outlet

3出風(fēng)口及分流器氣流場風(fēng)速試驗

3.1 出風(fēng)口的氣流場風(fēng)速試驗設(shè)計

根據(jù)出風(fēng)口風(fēng)場仿真試驗結(jié)果，對出風(fēng)口的外流場風(fēng)速分布進行試驗驗證。依據(jù)仿真數(shù)據(jù)中心最大風(fēng)速為 31.339m/s ，選擇葉輪式風(fēng)速儀采集風(fēng)速信息，型號為Testo416，量程為 0.6～40m/s ，分辨率為0.1m/s ;離心風(fēng)機選用 Y5-47 型離心風(fēng)機，風(fēng)機轉(zhuǎn)速為 2800r/min 時，風(fēng)量為 3800m³/h （約為 1m³/s ），全壓為 1580Pa ，功率為 3kW ；發(fā)動機選用斯巴克單缸、四沖程、風(fēng)冷柴油發(fā)動機D178F，輸出動力為 ，額定轉(zhuǎn)速為 3600r/min 。

參照仿真試驗取點位置，在出風(fēng)口中心線上，從出風(fēng)口開始每隔 0.1m 作為測量點，選取16個點；在距離出風(fēng)口 0.5m，0.75m，1m 和 1.25m 處，從中心線為原點依次向上間隔 0.06m 取4個點，編號為 1～ 4，依次向下間隔 0.06m 取4個點，編號為 -1～-4 每個噴霧距離取9個點，如圖15所示。使用風(fēng)速儀對采樣點進行采樣，每點采樣3次，取平均值作為該采樣點風(fēng)速。為避免外界風(fēng)速影響，試驗在室內(nèi)進行，室內(nèi)溫度為 18^°C～21^°C ，空氣濕度為 62%～69% 。

3.2分流器風(fēng)口的氣流場風(fēng)速試驗設(shè)計

同樣采用Testo416葉輪式風(fēng)速儀為測試工具，在分流器風(fēng)口的中間及四周位置5個采樣點，采集的風(fēng)速平均值作為該風(fēng)口的風(fēng)速，采樣點位置如圖16所示。為避免外界風(fēng)速影響，試驗在室內(nèi)進行，室內(nèi)溫度為 18^°C～22^°C ，空氣濕度為 64%～70% 。

4試驗結(jié)果與分析

4.1 出風(fēng)口中心線上風(fēng)速分析

將葉輪式風(fēng)速儀采集到的出風(fēng)口中心線上的重復(fù)試驗數(shù)據(jù)做均值處理后，保留小數(shù)點后兩位，與仿真數(shù)據(jù)進行比較，對仿真值和實測值進行誤差計算，如表2所示。

可以看出，出風(fēng)口中心線上風(fēng)速實測值均小于仿真值，這是因為仿真是理想狀態(tài)，實際作業(yè)時風(fēng)機、分流器和風(fēng)管等會產(chǎn)生一定的損耗，因此，會出現(xiàn)實測值小于仿真值的現(xiàn)象。但實測值與仿真值變化趨勢一致，絕大部分誤差在 10% 以內(nèi)，少量誤差高于 10% ，誤差最大為 13.53% 其中存在人為操作葉輪式測速儀產(chǎn)生的偶然誤差。

表2中心線風(fēng)速實測值與仿真值對比 Tab.2 Comparison of measured and simulated centerline wind speed values

4.2出風(fēng)口不同噴霧距離上風(fēng)速分析

將各采樣點測得的3次風(fēng)速取平均值后作為實測值與仿真值進行比較，如表3所示?？梢钥闯觯诟鱾€噴霧距離上風(fēng)速分布的實測值與仿真值趨勢基本保持一致，證明數(shù)值仿真模型的合理性。實測值相比仿真值偏小，絕大部分誤差在 10% 以內(nèi)，少量誤差高于10% （但在 10% 左右），極個別誤差高于 20% ，這與測量時人員操作產(chǎn)生的偶然誤差有關(guān)。當(dāng)噴霧距離為

0.5m 時，取樣點4和取樣點一4誤差分別高達63.69%.37.69% ，說明當(dāng)風(fēng)速小于 1m/s 時，外界環(huán)境風(fēng)速對實際測試時產(chǎn)生較大影響，因此，將風(fēng)速小于1m/s 時的測試數(shù)據(jù)作為無效值。當(dāng)噴霧距離為 1m 時，絕大多數(shù)風(fēng)速在 8m/s 以上，參照戴奮奮19提出的適用于果園的噴霧風(fēng)速 8～10m/s ，噴霧距離為 1m 時適用于噴霧作業(yè)。出風(fēng)口寬度為 30mm ，出風(fēng)口長度為 150mm ，出風(fēng)口擴散角為 25^° ，工況設(shè)計合理。

表3不同距離上各取樣點風(fēng)速實測值與仿真值對比表 Comparison of measured and simulated wind speeds at diferent distances from each sampling F

4.3分流器風(fēng)口風(fēng)速分析

將有導(dǎo)流板的分流器的各風(fēng)口采樣點實測風(fēng)速數(shù)據(jù)值進行均值處理，將其作為分流器風(fēng)口的實際風(fēng)速，與分流器各風(fēng)口仿真值進行對比，并計算變異系數(shù)，如表4所示。

對比分流器的各個風(fēng)口不同采樣點的風(fēng)速數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)各個采樣點的風(fēng)速差異較大，但各風(fēng)口5個采樣點的風(fēng)速平均值相差很小，均為 18m/s 左右，且與其對應(yīng)的仿真值相差較小，實測風(fēng)速平均值略小于仿真值。實測的風(fēng)口風(fēng)速平均值的變異系數(shù)為2.54% ，相比仿真值的變異系數(shù) 3.06% 更小。因此，在分流器中添加導(dǎo)流板的設(shè)計能夠更好地對風(fēng)機風(fēng)量進行分配，使其更加均勻地分散到各個風(fēng)口。

表4分流器各風(fēng)口采樣點數(shù)據(jù)表 Tab.4Data table of sampling points for each air outlet of the splitter

5 結(jié)論

設(shè)計一種葡萄園多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機的出風(fēng)口及分流器，并基于Fluent數(shù)值仿真計算對出風(fēng)口和分流器進行模擬計算，通過試驗的方法對仿真結(jié)論進行驗證。

1）通過仿真的方法，對出風(fēng)口的中心線上風(fēng)速變化趨勢、不同距離下風(fēng)場分布情況和有無導(dǎo)流板的分流器分流效果進行分析。仿真計算可知，出風(fēng)口中心線上風(fēng)速先急劇下降，后下降速度變緩；適合噴霧作業(yè)的距離為 1m ，出風(fēng)口設(shè)計合理；有導(dǎo)流板的分流器能夠更好地對離心風(fēng)機產(chǎn)生的氣流進行分流。

2）試驗驗證結(jié)果表明：仿真計算得到的出風(fēng)口中心線上風(fēng)速衰減趨勢和在不同距離上的風(fēng)速分布與試驗測得趨勢一致，實測風(fēng)速都小于仿真值，誤差值在合理范圍內(nèi)；試驗測得有導(dǎo)流板分流器風(fēng)口風(fēng)速比仿真值略小，各風(fēng)口風(fēng)速實測值變異系數(shù)小于仿真值變異系數(shù)，說明有導(dǎo)流板的分流器能更好地滿足分流效果，分流器設(shè)計合理。

本文雖確定適合噴霧作業(yè)的噴霧距離為 ^1m ，但未通過田間噴霧試驗測試霧滴實際沉積情況。另外，在實際作業(yè)中葡萄園行距并非都是標準行距，可能在3～4m 變化，今后要重點研究開發(fā)噴霧距離自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高多風(fēng)管風(fēng)送噴霧機與不同行距下葡萄冠層的適應(yīng)性。

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