叶片风振响应空间运动姿态及雾滴沉积效果分析

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 17; pp. 71 - 81
• Main Authors: 许林云, 武玉柱, 周宏平, 张健, 张超
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心,南京 210037%南京林业大学机械电子工程学院,南京 210037 01.09.2024; 南京林业大学机械电子工程学院,南京 210037
• Subjects: air-delivered spray; droplet size; 风送喷雾; droplet deposition; movement posture; 叶片; 运动姿态; 雾滴尺寸; leaf; 雾滴沉积
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202311089

S225.93; 风送喷雾技术可有效提升雾滴向冠层内部的输送能力,增强雾滴在树冠各处的覆盖均匀性,但气流对单一叶片的动态响应及雾滴沉积的细观作用效果还不清楚.该研究通过风洞内的稳定气流对单一梨树叶片进行风振响应试验,追踪叶片表面代表叶片形态的4个特征点,构建模拟叶片的三维空间运动模型,分析研究特征点的空间运动轨迹及叶面雾滴沉积效果.研究结果表明:低于临界风振响应速度,叶片基本稳定于一定抬升角位置,大于等于临界风振响应速度,叶片的稳定状态才会破坏,出现大幅度的摆动与翻转的复合运动响应,且运动响应具有周期性特征.对应5、7和9m/s风速下,在一个周期内叶尖的空间运动总行程分别为180.61、1 140.77、766.33 mm,叶片总扭转角分别为290.7°、896.8°、716.2°.雾滴沉积试验中,风速低于5m/s,雾滴主要沉积于面向气流方向的叶面,随着气流速度增大,正面雾滴沉积覆盖率由43.2％逐渐减小为10.3％;大于等于风速5m/s时,叶片正反两表面均有雾滴沉积,但雾滴主要沉积亲水性较好的叶片反面上.提出了应用叶片的空间运动瞬时位置的实际坐标构建模拟叶片位姿,可清晰体现叶片的空间位姿及运动过程.研究结果可进一步揭示风送喷雾过程中载雾气流与动态叶片的沉积作用机理.