Experimento numérico y diseño optimizado de un aparato de mezcla en línea de pesticidas basado en CFD experimento ortogonal
Autores: Sun, Daozong; Liu, Weikang; Li, Zhi; Zhan, Xurui; Dai, Qiufang; Xue, Xiuyun; Song, Shuran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Experimento numérico y diseño optimizado de un aparato de mezcla en línea de pesticidas basado en CFD experimento ortogonal
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Rociado de tuberías
Producto fitosanitario residual
Tecnología de mezcla de pesticidas en línea
Parámetros de estructura
Experimento ortogonal de CFD
índices de evaluación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La pulverización de tuberías puede ser adoptada para mejorar significativamente la eficiencia de pulverización en operaciones de pulverización en huertos en laderas. Sin embargo, después de completar las operaciones de pulverización de tuberías, todavía queda producto fitosanitario residual en la tubería. Actualmente, el líquido fitosanitario residual se maneja de acuerdo con el siguiente método general: enjuague de la tubería con agua fresca. Este método puede llevar fácilmente al desperdicio de pesticidas y a la contaminación del medio ambiente. La tecnología de mezcla de pesticidas en línea puede ser adoptada para reducir el desperdicio de pesticidas y la contaminación ambiental. Sin embargo, la tecnología de mezcla de pesticidas en línea no se aplica en las operaciones de pulverización de tuberías. Por lo tanto, el principio de mezcla de aparatos de chorro se adopta como referencia en el documento para diseñar la estructura básica del aparato de mezcla de pesticidas en línea basado en la pulverización de tuberías. La estructura está compuesta principalmente por un tubo constreñido, cámara de succión, Venturi y tubo de difusión. Se adopta un método de análisis basado en el experimento ortogonal CFD para estudiar la influencia de los cambios de cuatro parámetros estructurales clave en el aparato de mezcla de pesticidas en línea, el rendimiento de disolución de pesticidas y el rendimiento de mezcla de pesticidas; los cuatro parámetros incluyen el ángulo de caída del tubo constreñido, el ángulo de divergencia del tubo de difusión, el diámetro del Venturi y la longitud del Venturi. Dado que puede haber interacción entre ellos, se establecen tres índices de evaluación del experimento de altura de elevación, energía cinética turbulenta y distancia de recuperación de presión para el juicio. El cambio de los tres índices de evaluación con el cambio del ángulo de caída del tubo constreñido, el ángulo de divergencia del tubo de difusión, el diámetro del Venturi y la longitud del Venturi, respectivamente, se revela a través del análisis de varianza de un solo índice; los tres índices incluyen altura de elevación, energía cinética turbulenta y distancia de recuperación de presión. Se obtienen las secuencias primarias y secundarias de las respectivas influencias de todos los parámetros estructurales y su interacción en todos los índices de evaluación. Los resultados del análisis de todos los índices de evaluación se consideran de manera integral para finalmente descubrir los parámetros de estructura óptimos integrales del aparato de mezcla de pesticidas, a saber: el ángulo de caída del tubo constreñido es de 22 grados, el ángulo de divergencia del tubo de difusión es de 9 grados, el diámetro del Venturi es de 2 mm, la longitud del Venturi es de 6 mm y los parámetros de estructura del aparato de mezcla de pesticidas están optimizados. Se proporciona una referencia teórica en el documento para la producción de prototipos de aparatos de mezcla de pesticidas en línea sobre la base de la pulverización de tuberías.
Descripción
La pulverización de tuberías puede ser adoptada para mejorar significativamente la eficiencia de pulverización en operaciones de pulverización en huertos en laderas. Sin embargo, después de completar las operaciones de pulverización de tuberías, todavía queda producto fitosanitario residual en la tubería. Actualmente, el líquido fitosanitario residual se maneja de acuerdo con el siguiente método general: enjuague de la tubería con agua fresca. Este método puede llevar fácilmente al desperdicio de pesticidas y a la contaminación del medio ambiente. La tecnología de mezcla de pesticidas en línea puede ser adoptada para reducir el desperdicio de pesticidas y la contaminación ambiental. Sin embargo, la tecnología de mezcla de pesticidas en línea no se aplica en las operaciones de pulverización de tuberías. Por lo tanto, el principio de mezcla de aparatos de chorro se adopta como referencia en el documento para diseñar la estructura básica del aparato de mezcla de pesticidas en línea basado en la pulverización de tuberías. La estructura está compuesta principalmente por un tubo constreñido, cámara de succión, Venturi y tubo de difusión. Se adopta un método de análisis basado en el experimento ortogonal CFD para estudiar la influencia de los cambios de cuatro parámetros estructurales clave en el aparato de mezcla de pesticidas en línea, el rendimiento de disolución de pesticidas y el rendimiento de mezcla de pesticidas; los cuatro parámetros incluyen el ángulo de caída del tubo constreñido, el ángulo de divergencia del tubo de difusión, el diámetro del Venturi y la longitud del Venturi. Dado que puede haber interacción entre ellos, se establecen tres índices de evaluación del experimento de altura de elevación, energía cinética turbulenta y distancia de recuperación de presión para el juicio. El cambio de los tres índices de evaluación con el cambio del ángulo de caída del tubo constreñido, el ángulo de divergencia del tubo de difusión, el diámetro del Venturi y la longitud del Venturi, respectivamente, se revela a través del análisis de varianza de un solo índice; los tres índices incluyen altura de elevación, energía cinética turbulenta y distancia de recuperación de presión. Se obtienen las secuencias primarias y secundarias de las respectivas influencias de todos los parámetros estructurales y su interacción en todos los índices de evaluación. Los resultados del análisis de todos los índices de evaluación se consideran de manera integral para finalmente descubrir los parámetros de estructura óptimos integrales del aparato de mezcla de pesticidas, a saber: el ángulo de caída del tubo constreñido es de 22 grados, el ángulo de divergencia del tubo de difusión es de 9 grados, el diámetro del Venturi es de 2 mm, la longitud del Venturi es de 6 mm y los parámetros de estructura del aparato de mezcla de pesticidas están optimizados. Se proporciona una referencia teórica en el documento para la producción de prototipos de aparatos de mezcla de pesticidas en línea sobre la base de la pulverización de tuberías.