Estudio de las características de distribución del campo de flujo de aire en las copas de los árboles basado en el modelo CFD
Autores: Xu, Tao; Zhou, Hao; Lv, Xiaolan; Lei, Xiaohui; Tao, Shutian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de las características de distribución del campo de flujo de aire en las copas de los árboles basado en el modelo CFD
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Rociadores asistidos por aire
Dosel
Campo de flujo de aire
Gotas
Modelo de simulación
Parámetros de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los pulverizadores asistidos por aire son la maquinaria principal de protección de plantas en huertos en China. Durante el uso de los pulverizadores, las gotas de pesticida transportadas por fuertes chorros de aire entran en la copa del objetivo. Por lo tanto, la distribución del campo de flujo de aire en la copa tiene una influencia significativa en el movimiento espacial de las gotas y en la adherencia y penetración de las gotas dentro de la copa. Para mejorar el rendimiento de los pulverizadores, es imperativo estudiar su uso en las copas de los árboles. Basándose en la dinámica de fluidos computacional (CFD), el modelo de turbulencia k- y el algoritmo SIMPLE, se estableció un modelo simulado en 3D de la distribución espacial del campo de flujo de aire en y alrededor de la copa del árbol basado en el modelo poroso en este documento. El modelo se utilizó para simular y calcular la distribución del campo de aire de un pulverizador asistido por aire en huertos bajo diferentes parámetros de funcionamiento. Los resultados mostraron que se logró el efecto de operación óptimo cuando la velocidad de conducción y la velocidad del aire en la salida del ventilador eran de 1 m/s y 20 m/s, respectivamente, mientras que la velocidad del aire en la copa no era inferior a 2 m/s. Los 36 puntos medidos en la copa se compararon con los resultados simulados a través de experimentos de campo. Se mostró que el error relativo promedio entre los valores medidos y simulados fue del 13.85%, y la bondad de ajuste general fue de 0.97656. El modelo simuló con precisión la distribución del flujo de aire en la copa y proporcionó una base para optimizar los parámetros de funcionamiento de los pulverizadores asistidos por aire en huertos.
Descripción
Los pulverizadores asistidos por aire son la maquinaria principal de protección de plantas en huertos en China. Durante el uso de los pulverizadores, las gotas de pesticida transportadas por fuertes chorros de aire entran en la copa del objetivo. Por lo tanto, la distribución del campo de flujo de aire en la copa tiene una influencia significativa en el movimiento espacial de las gotas y en la adherencia y penetración de las gotas dentro de la copa. Para mejorar el rendimiento de los pulverizadores, es imperativo estudiar su uso en las copas de los árboles. Basándose en la dinámica de fluidos computacional (CFD), el modelo de turbulencia k- y el algoritmo SIMPLE, se estableció un modelo simulado en 3D de la distribución espacial del campo de flujo de aire en y alrededor de la copa del árbol basado en el modelo poroso en este documento. El modelo se utilizó para simular y calcular la distribución del campo de aire de un pulverizador asistido por aire en huertos bajo diferentes parámetros de funcionamiento. Los resultados mostraron que se logró el efecto de operación óptimo cuando la velocidad de conducción y la velocidad del aire en la salida del ventilador eran de 1 m/s y 20 m/s, respectivamente, mientras que la velocidad del aire en la copa no era inferior a 2 m/s. Los 36 puntos medidos en la copa se compararon con los resultados simulados a través de experimentos de campo. Se mostró que el error relativo promedio entre los valores medidos y simulados fue del 13.85%, y la bondad de ajuste general fue de 0.97656. El modelo simuló con precisión la distribución del flujo de aire en la copa y proporcionó una base para optimizar los parámetros de funcionamiento de los pulverizadores asistidos por aire en huertos.