基于農(nóng)藥熱力煙化霧化機理及效果研究的測試方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可視化熱力煙化霧化測試方法及裝置，用于可視化測試基于農(nóng)藥熱力煙化霧化機理及效果研究的方法和裝置，屬于農(nóng)林業(yè)或植保噴霧噴煙設備測試技術領域。
【背景技術】
[0002]噴霧或噴煙設備是農(nóng)林業(yè)病蟲害防治中常用的設施，其煙化霧化性能的好壞在很大程度上決定了農(nóng)藥的有效利用程度及防治效率的高低。熱煙霧載藥防治技術是農(nóng)林病蟲害防治工作中最有效的一種方法，是通過熱煙霧發(fā)生裝置，將油溶劑農(nóng)藥熱力煙化成粒徑小于50um的細小煙霧；熱煙霧機是熱煙霧載藥防治技術的施藥機具，主要有電加熱式煙霧機、廢氣加熱式煙霧機、穩(wěn)態(tài)燃燒器式煙霧機和脈沖式煙霧機四種，其中以便攜式脈沖煙霧機為例，其防治效率是同類常規(guī)噴霧或噴粉設備的10倍以上。
[0003]熱煙霧機工作時，由噴管出口噴出的高溫高速氣流帶動冷卻管與噴管之間環(huán)形通道內(nèi)的空氣一起向冷卻管外噴出，從而形成局部真空，使得外界的冷空氣從冷卻管入口自動吸入，在冷卻管與噴管之間形成連續(xù)的冷空氣流，對噴管起到冷卻作用；而噴管溫度的高低不僅決定藥液的煙化效果，同時還影響裝置的使用壽命，若溫度過低，藥液將無法實現(xiàn)完全熱力煙化，形成的大霧滴無法在空中擴散彌漫而直接沉降到地面上，造成農(nóng)藥浪費；若溫度過高，藥液會受熱分解、失去藥效，還易出現(xiàn)農(nóng)藥煙霧發(fā)生燃燒、燃燒室-噴管被燒紅燒穿等不良現(xiàn)象；因此，研究冷卻管對噴管溫度及藥液熱力煙化效果的影響十分重要。
[0004]一般噴霧機所噴灑的藥液為水基型藥液，是將農(nóng)藥原液按一定比例直接稀釋于水中制成，而采用直接噴霧方法，霧滴粒徑一般在100?300 μ m之間，霧滴懸浮、擴散、彌漫及滲透能力弱，防治效率較低。熱煙霧機所施放的煙霧劑一般為油溶劑藥液，是將農(nóng)藥原液與溶劑油以合適的比例混合稀釋制成，溶劑油一般為O號柴油；施藥時煙霧霧滴粒徑一般在51 μ m左右、水霧霧滴粒徑在50 μ m左右；但在果園果實生長時期，煙霧滴附著性及抗沖刷能力強，會長期附著在果實表面，嚴重影響果實的口感和食用安全性；在一些室內(nèi)或封閉場合，油溶性霧滴彌散性較強，蒸發(fā)性弱，易附著于墻壁及物品表面，引起環(huán)境和物品嚴重污染；因此，針對上述問題，應選擇水霧施藥方式進行病蟲害防治。由于水基型藥液的比熱容大約是油溶劑藥液的兩倍，即對等量的水基型和油溶劑藥液分別加熱到相同溫度時，前者需要的熱量為后者的2倍左右，故現(xiàn)有的熱煙霧機大都無法將水基型藥液完全熱力霧化，會形成許多大霧滴直接從噴管出口噴出或從噴管出口流淌或滴落下來，因此，開展對水基型藥液熱力霧化效果的研究對熱水霧機的發(fā)展及應用具有重大意義。
[0005]由于藥噴嘴在噴管上的位置和燃燒尾氣的熱量對藥液煙化霧化效果起著至關重要的作用，目前國內(nèi)外針對熱煙霧機或發(fā)動機的工作機理的研究很多，但關于冷卻管對噴管溫度影響以及藥液熱力煙化霧化效果的研究較少，研制的油溶劑藥液熱力煙化和水基型藥液熱力霧化效果可視化測試裝置更少，幾乎處于空白，而集噴煙霧和噴水霧功能于一體的植保設備對提高果園或封閉場合病蟲害防治效率具有重大意義，因此，對噴管溫度高低及油溶劑藥液熱力煙化和水基型藥液熱力霧化效果的精準把握，為設計出高效率的煙霧水霧機奠定了基礎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對農(nóng)林業(yè)及植保煙化霧化系統(tǒng)的研發(fā)和煙化霧化系統(tǒng)在實際研發(fā)煙化霧化裝置時的檢測需求，提出一種能夠在不同燃油消耗率、噴藥壓力、噴藥流量、藥噴嘴位置和冷卻管長度參數(shù)條件下，既可以測試油溶劑藥液熱力煙化效果、又可以測試水基型藥液熱力霧化效果，也就是說對油溶劑藥液熱力煙化效果和水基型藥液熱力霧化效果均適用的測試方法和測試裝置，同時還可用于研究冷卻管對熱力煙化霧化管的溫度影響。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明的基于農(nóng)藥熱力煙化霧化機理及效果研究的測試裝置包括發(fā)動機、熱力煙化霧化管及冷卻管裝置、流量調(diào)節(jié)裝置、溫度檢測裝置、熱力煙化霧化管出口速度檢測裝置、藥液熱力煙化霧化過程檢測裝置及霧滴粒徑分布檢測裝置。所述發(fā)動機是指在試驗過程中提供高速高溫氣流的動力裝置，通過調(diào)節(jié)供油量改變?nèi)加拖穆剩谷紵矚饩哂胁煌膭幽芎蜔崮?，發(fā)動機排氣管與熱力煙化霧化管采用法蘭結構水平連接；所述熱力煙化霧化管及冷卻管裝置采用高純度耐高溫石英材料制成，在熱力煙化霧化管軸向方向上設置有3個藥噴嘴座，藥噴嘴座上也可安置氣塞，用于溫度測試，測試時不需測試的藥噴嘴座被密封，以防止燃燒尾氣和藥液霧滴泄漏，且冷卻管長度可調(diào)；所述流量調(diào)節(jié)裝置是通過改變齒輪泵轉速調(diào)節(jié)藥液壓力和流量大小，并通過壓力表和流量計顯示，具體包括齒輪泵、出液調(diào)節(jié)閥、回液調(diào)節(jié)閥、壓力表、流量計；所述溫度檢測裝置是指用于檢測熱力煙化霧化管軸向溫度分布情況的裝置，采用直接接觸式測量，包括氣塞、熱電偶和溫度顯示儀；所述熱力煙化霧化管出口速度檢測裝置包括畢托管和U型管壓力計，畢托管采用304不銹鋼制作和焊接，通過U型管壓力計得到壓差，從而計算求得各測試點處的氣流速度值；所述藥液熱力煙化霧化過程檢測裝置是指在試驗過程中高速連續(xù)拍攝藥液流熱力煙化霧化破碎、裂化、蒸發(fā)及冷凝形成煙霧的過程及直觀顯示溫度場分布的裝置，包括高速攝影機、熱成像儀和數(shù)據(jù)采集處理器；所述霧滴粒徑分布檢測裝置包括激光粒度儀和數(shù)據(jù)采集處理器。
[0008]本發(fā)明的基于農(nóng)藥熱力煙化霧化機理及效果研究的測試方法:在藥箱中分別盛放水基型藥液和油溶劑藥液，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機供油量改變?nèi)加拖穆剩谷紵矚饩哂胁煌膭幽芎蜔崮?，通過選擇藥噴嘴位置、噴藥流量、噴藥壓力和冷卻管長度，完成對連續(xù)藥液流破碎、裂化、蒸發(fā)及冷凝過程、霧滴粒徑分布、熱力煙化霧化管軸向溫度分布及出口各測試點處氣流速度的測試，實現(xiàn)冷卻管對熱力煙化霧化管溫度影響、油溶劑藥液熱力煙化效果和水基型藥液熱力霧化效果的測試功能。
[0009]測試時，高速攝影機、熱成像儀和激光粒度儀輸出端接數(shù)據(jù)采集處理器的信號輸入端，熱電偶輸出端接溫度顯示儀的信號輸入端。通過選擇發(fā)動機供油量、齒輪泵轉速、藥噴嘴位置和冷卻管長度，就可以可視化研究不同燃油消耗率、噴藥壓力、流量、藥噴嘴位置和冷卻管長度條件下，油溶劑藥液和水基型藥液連續(xù)藥液流熱力煙化霧化破碎、裂化、蒸發(fā)及冷凝過程、霧滴粒徑分布情況、熱力煙化霧化管軸向溫度分布情況及出口各測試