Mess Spray Tröpfchengröße von landwirtschaftlichen Düsen mit Laserbeugung

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, den Einfluss des Düsentyps, des Sprühdrucks und der Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs auf Sprühtröpfchen zu bewerten, die sich aus dem Einsatz von Boden- und Luftapplikationsdüsen ergeben. Diese Methode kann daher dazu beitragen, eine Reihe von Schlüsselfragen im Bereich der Anwendungstechnik zu beantworten, die sich auf den Einsatz und die Leistung von Sprühdüsen beziehen, die in typischen Fördersystemen verwendet werden. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie eine relativ schnelle und präzise Messung einer großen Anzahl von Düsen und Betriebstechniken ermöglicht.

Führen Sie Bodendüsentests an der Luvöffnung eines großen Windkanalabschnitts durch. Montieren Sie an der Öffnung einen Düsenkörper, eine Düse und ein Manometer an einem Transfersystem. Dieses Protokoll verwendet eine 110-Grad-Flachstrahldüse, deren Längsachse vertikal ausgerichtet ist.

Halten Sie ein elektronisches Manometer direkt vor dem nach außen gerichteten Düsenauslass an. Die Messungen finden etwas außerhalb des Windkanals statt. Richten Sie das Laserbeugungssystem vor dem Windkanal und der Düse richtig aus und konfigurieren

Bevor Sie fortfahren, messen Sie den Abstand vom Düsenauslass und der Messzone des Systems. Der Abstand sollte 30,5 Zentimeter betragen. Begeben Sie sich anschließend zu dem Edelstahl-Druckbehälter, der für die Testmischung verwendet wird.

Verwenden Sie eine vorbereitete aktive Blindmischung, um den Tank mit genügend Flüssigkeit für die geplanten Tests zu füllen. Nachdem Sie den Tank gefüllt haben, verschließen Sie ihn und stellen Sie sicher, dass er sowohl mit dem Luftdruckschlauch als auch mit dem Schlauch zur Düse richtig verbunden ist. Der nächste Schritt besteht darin, den Windkanal einzuschalten und die Fluggeschwindigkeit auf 6,7 Meter pro Sekunde einzustellen.

Bestätigen Sie die Fluggeschwindigkeit selbstständig, wie hier mit einem Messwert von einem Hitzdraht-Anemometer im Windkanal. Stellen Sie nun mit dem Inline-Druckregler des Luftkompressors den Sprühluftdruck auf 276 Kilopascal ein. Überprüfen Sie den Sprühdruck mit der Anzeige des elektronischen Manometers in der Nähe der Düse.

Aktivieren Sie an dieser Stelle die lineare Traverse, um die Düse in der höchstmöglichen Position zu positionieren. Geben Sie alle experimentellen Parameter in die Software des Laserbeugungssystems ein. Führen Sie als Nächstes eine Referenzmessung durch, um Staub und Hintergrundpartikel zu berücksichtigen.

Fahren Sie fort, indem Sie einen Messzyklus starten. Wenn das System bereit ist, öffnen Sie das Flüssigkeitszufuhrventil aus dem Druckbehälter. Sobald der Sprühvorgang beginnt, verwenden Sie den Traversenmechanismus, um die Düse abzusenken, bis die gesamte Sprühfahne die Messzone des Laserbeugungssystems passiert hat.

Schließen Sie nach der Messung das Flüssigzufuhrventil. Bringen Sie dann die Düse wieder in die höchstmögliche Position, um die Referenz- und Plume-Messungen zu wiederholen. Führen Sie Luftdüsentests in einem Hochgeschwindigkeits-Windkanal durch.

Montieren Sie an einem Auslegertraversensystem im Luftströmungsbereich einen Düsenkörper, eine Düse und ein Manometer. Bei diesem Test wird eine standardmäßige 20-Grad-Flachstrahldüse verwendet, die horizontal parallel zum Luftstrom ausgerichtet ist. Platzieren Sie ein elektronisches Manometer direkt vor der Düse.

Für diesen Aufbau ermöglicht ein Staurohr die Messung der Windgeschwindigkeit. Vor dem Düsenkörper befindet sich ein richtig ausgerichtetes und konfiguriertes Laserbeugungssystem. Vergewissern Sie sich für diese Messungen, dass der Abstand zwischen dem Düsenauslass und der Messzone 45,7 Zentimeter beträgt.

Überprüfen Sie als Nächstes den Tank, der die Flüssigkeit liefert. Stellen Sie sicher, dass der Tank mit einer aktiven Blindmischung gefüllt und mit dem Luftkompressor und dem Düsenkörper verbunden ist. Schalten Sie das Windkanalgebläse ein und stellen Sie die Fluggeschwindigkeit am Tunnelausgang auf 62,5 Meter pro Sekunde ein.

Bestätigen Sie diese Fluggeschwindigkeit mit einem Fluggeschwindigkeitsmesser, der am Staurohr befestigt ist. Stellen Sie anschließend den Inline-Regler der Luftpumpe so ein, dass der Sprühdruck auf 207 Kilopascal eingestellt wird. Verwenden Sie die Anzeige des Manometers am Düsenkörper, um den Sprühdruck zu überprüfen.

Bevor Sie eine Messung starten, platzieren Sie die Düse in der oberen Position der Traverse. Stellen Sie sicher, dass alle experimentellen Parameter in die Software des Beugungssystems eingegeben werden, und initiieren Sie eine Referenzmessung. Starten Sie nun den Messzyklus und öffnen Sie bei Bereitschaft des Systems das Flüssigkeitszufuhrventil am Druckbehälter.

Sobald der Sprühstoß begonnen hat, senken Sie die Düse mit dem Traversenmechanismus ab, bis die gesamte Sprühfahne die Messzone passiert hat. Schließen Sie das Flüssigkeitszufuhrventil, wenn die Messung beendet ist. Bringen Sie die Düse wieder in die höchstmögliche Position, um die Referenz- und Plume-Messungen zu wiederholen.

Diese Daten beziehen sich auf eine 20-Grad-Flachstrahl-Luftsprühdüse mit einer Blende mit der Nummer 15. Er wurde mit einer Geschwindigkeit von 207 Kilopascal und einer Fluggeschwindigkeit von etwa 54 Metern pro Sekunde betrieben. Die blaue Kurve zeigt den prozentualen Anteil des gesamten Sprühvolumens in Tröpfchen innerhalb jedes der 31 Messbehälter, die im Aufbau des Laserbeugungssystems verwendet werden.

Bei der roten Kurve handelt es sich um die gleichen Daten, die als kumulative Verteilung dargestellt sind. Verwenden Sie die Daten in diesem Formular, um den Bereich der Tröpfchendurchmesser zu ermitteln, der einen bestimmten Prozentsatz des gesamten Sprühvolumens enthält. In diesem Beispiel befinden sich 50 % des Sprühvolumens in Tröpfchen mit einem Durchmesser von 551 Mikrometern oder kleiner.

Zum Vergleich sind dies die Daten für eine 40-Grad-Flachstrahl-Luftsprühdüse mit einer Blende mit der Nummer 15. Er wurde mit 207 Kilopascal und einer Fluggeschwindigkeit von etwa 72 Metern pro Sekunde betrieben. Die inkrementelle Verteilung in Blau ist im Vergleich zum ersten Datensatz deutlich in Richtung kleinerer Tröpfchendurchmesser verschoben.

Dies ist das Ergebnis des sekundären Tröpfchenaufbrechens aufgrund der erhöhten Fluggeschwindigkeit. Bei der kumulativen Verteilung sind 50 % des Sprühvolumens in Tröpfchen mit einem Durchmesser von 350 Mikrometern oder kleiner enthalten. Einmal gemeistert, kann diese Technik in 10 bis 15 Minuten für eine einzige Kombination von Düsen und Betriebsbedingungen durchgeführt werden.

Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, alle Geräte und Düsen richtig einzurichten und auszurichten, um sicherzustellen, dass Ihre Ergebnisse genau und wiederholbar sind. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere bildgebende Verfahren verwendet werden, um die Sprühstruktur weiter zu erforschen. Nach dieser Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Anwendungstechnik, eine Reihe von Tröpfchengrößenmodellen zu entwickeln.

Diese Modelle können von Applikatoren verwendet werden, um ihre Sprühsysteme so einzurichten, dass sie den Vorschriften zur Anwendung von Pestiziden entsprechen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie eine gute Vorstellung davon haben, wie Boden- und Luftdüsen unter einer Vielzahl von Betriebsbedingungen bewertet werden können. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Lasern gefährlich sein kann und bei der Arbeit mit dieser Methode alle angemessenen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden sollten.