Diseño de optimización y estudio experimental de un esparcidor de partículas sólidas para vehículo aéreo no tripulado
Autores: Zhang, Linhuan; Zhang, Ruirui; Yi, Tongchuan; Zhang, Danzhu; Ding, Chenchen; Wu, Mingqi; Noguchi, Ryozo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de optimización y estudio experimental de un esparcidor de partículas sólidas para vehículo aéreo no tripulado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Dispersor de partículas sólidas
Rueda de ranura
Optimización de parámetros
Experimental
Estabilidad de descarga
Rango ajustable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio diseñó e investigó un esparcidor de partículas sólidas, así como la optimización de parámetros y experimentos para una rueda ranurada, para mitigar los problemas de baja uniformidad y mala precisión de control en la dispersión de material particulado sólido por UAV. Se utilizó el método de elementos discretos para simular y analizar el rango de desplazamiento y la estabilidad de cada rueda ranurada a bajas velocidades. Además, se utilizaron análisis de regresión ortogonal y superficies de respuesta para analizar la influencia de cada factor en la estabilidad de la tasa de descarga y la amplitud de pulsación. Los resultados mostraron que el ángulo de hélice, la agudeza y la longitud de la ranura influían significativamente en el rendimiento de aplicación, mientras que el número de ranuras no tuvo una influencia significativa. La forma de la ranura era excéntrica, el ángulo de hélice era de 50 grados, la longitud era de 35 mm y el número de ranuras era 7. Además, los resultados de la prueba de banco mostraron que en el rango de 10-60 rpm, la desviación relativa de la tasa de descarga entre la simulación y la prueba de banco varía del 0.47% al 10.39%, y la desviación relativa promedio es del 3.93%. Entre la velocidad de rotación de la rueda ranurada y la tasa de descarga, R2 fue 0.991, y el rango ajustable de la cantidad de descarga estaba entre 3.68 y 23.43 g/s. Los coeficientes de variación mínimo y máximo de la tasa de descarga promedio entre los aplicadores individuales fueron del 1.01% y 2.79%, respectivamente, mientras que las desviaciones estándar fueron de 0.09 y 0.46 g/s, respectivamente. En conclusión, la estabilidad de descarga y el rango ajustable del esparcidor utilizando la rueda ranurada optimizada satisfacieron los requisitos para la descarga de material particulado sólido.
Descripción
Este estudio diseñó e investigó un esparcidor de partículas sólidas, así como la optimización de parámetros y experimentos para una rueda ranurada, para mitigar los problemas de baja uniformidad y mala precisión de control en la dispersión de material particulado sólido por UAV. Se utilizó el método de elementos discretos para simular y analizar el rango de desplazamiento y la estabilidad de cada rueda ranurada a bajas velocidades. Además, se utilizaron análisis de regresión ortogonal y superficies de respuesta para analizar la influencia de cada factor en la estabilidad de la tasa de descarga y la amplitud de pulsación. Los resultados mostraron que el ángulo de hélice, la agudeza y la longitud de la ranura influían significativamente en el rendimiento de aplicación, mientras que el número de ranuras no tuvo una influencia significativa. La forma de la ranura era excéntrica, el ángulo de hélice era de 50 grados, la longitud era de 35 mm y el número de ranuras era 7. Además, los resultados de la prueba de banco mostraron que en el rango de 10-60 rpm, la desviación relativa de la tasa de descarga entre la simulación y la prueba de banco varía del 0.47% al 10.39%, y la desviación relativa promedio es del 3.93%. Entre la velocidad de rotación de la rueda ranurada y la tasa de descarga, R2 fue 0.991, y el rango ajustable de la cantidad de descarga estaba entre 3.68 y 23.43 g/s. Los coeficientes de variación mínimo y máximo de la tasa de descarga promedio entre los aplicadores individuales fueron del 1.01% y 2.79%, respectivamente, mientras que las desviaciones estándar fueron de 0.09 y 0.46 g/s, respectivamente. En conclusión, la estabilidad de descarga y el rango ajustable del esparcidor utilizando la rueda ranurada optimizada satisfacieron los requisitos para la descarga de material particulado sólido.