Pomiar wielkości kropli cieczy roboczej z dysz rolniczych za pomocą dyfrakcji laserowej

Ogólnym celem tej procedury jest ocena wpływu typu dyszy, ciśnienia rozpylania i prędkości lotu samolotu na kropelki rozpylonej cieczy, wynikające z zastosowania dysz do aplikacji naziemnej i powietrznej. Tak więc metoda ta może pomóc odpowiedzieć na szereg kluczowych pytań w dziedzinie technologii aplikacji związanych z zastosowaniem i wydajnością dysz natryskowych stosowanych w typowych systemach doprowadzania. Główną zaletą tej techniki jest to, że daje stosunkowo szybki i precyzyjny pomiar dużej liczby dysz i technik operacyjnych.

Wykonaj test dyszy gruntowej przy otworze z wiatrem dużego odcinka tunelu aerodynamicznego. Przy otworze zamontuj korpus dyszy, dyszę i manometr na układzie transferowym. Ten protokół wykorzystuje płaską dyszę wentylatora 110 stopni z długą osią zorientowaną pionowo.

Elektroniczny manometr powinien znajdować się tuż przed wylotem dyszy skierowanym na zewnątrz. Pomiary odbywają się tuż poza tunelem aerodynamicznym. Prawidłowo wyrównaj i skonfiguruj system dyfrakcji laserowej przed tunelem aerodynamicznym i dyszą.

Przed kontynuowaniem zmierz odległość od wylotu dyszy i strefy pomiarowej systemu. Odległość powinna wynosić 30,5 centymetra. Następnie przejdź do zbiornika ciśnieniowego ze stali nierdzewnej używanego do mieszaniny testowej.

Użyj przygotowanej aktywnej ślepej mieszanki, aby napełnić zbiornik wystarczającą ilością płynu do planowanych testów. Po napełnieniu zbiornika uszczelnij go i upewnij się, że jest prawidłowo podłączony zarówno do węża ciśnieniowego powietrza, jak i węża do dyszy. Kolejnym krokiem jest włączenie tunelu aerodynamicznego i ustawienie prędkości lotu na 6,7 metra na sekundę.

Potwierdź prędkość lotu niezależnie, tak jak ma to miejsce w przypadku odczytu z anemometru z gorącego drutu wewnątrz tunelu aerodynamicznego. Teraz użyj wbudowanego regulatora ciśnienia sprężarki powietrza, aby ustawić ciśnienie natryskiwanego powietrza na 276 kilopaskalów. Sprawdź ciśnienie rozpylania za pomocą odczytu elektronicznego manometru w pobliżu dyszy.

W tym momencie aktywuj trawers liniowy, aby ustawić dyszę w najwyższym możliwym położeniu. Wprowadź wszystkie parametry eksperymentalne do oprogramowania systemu dyfrakcji laserowej. Następnie wykonaj pomiar referencyjny, aby uwzględnić cząstki kurzu i tła.

Kontynuuj, inicjując cykl pomiarowy. Gdy system jest gotowy, otwórz zawór zasilania cieczą ze zbiornika ciśnieniowego. Po rozpoczęciu natryskiwania użyj mechanizmu poprzecznego, aby opuścić dyszę, aż cała pióropusz aerozolu przejdzie przez strefę pomiarową systemu dyfrakcji laserowej.

Po pomiarze zamknij zawór zasilania cieczą. Następnie ustaw dyszę w najwyższej możliwej pozycji, aby powtórzyć pomiary odniesienia i pióropusza. Przeprowadź testy dysz powietrznych przy użyciu tunelu aerodynamicznego o dużej prędkości.

W systemie trawersu wysięgnika, w obszarze przepływu powietrza, zamontuj korpus dyszy, dyszę i manometr. W tym teście wykorzystuje się standardową płaską dyszę wentylatora o kącie 20 stopni zorientowaną poziomo, równolegle do strumienia powietrza. Umieść elektroniczny manometr tuż przed dyszą.

W tej konfiguracji rurka Pitota pozwala na pomiar prędkości wiatru. Przed korpusem dyszy należy umieścić odpowiednio ustawiony i skonfigurowany system dyfrakcji laserowej. W przypadku tych pomiarów upewnij się, że odległość między wylotem dyszy a strefą pomiaru wynosi 45,7 centymetra.

Następnie sprawdź zbiornik dostarczający płyn. Upewnij się, że zbiornik jest wypełniony aktywną ślepą mieszanką i jest podłączony do sprężarki powietrza i korpusu dyszy. Włącz dmuchawę tunelu aerodynamicznego i ustaw prędkość powietrza na wylocie z tunelu na 62,5 metra na sekundę.

Potwierdź tę prędkość za pomocą wskaźnika prędkości przymocowanego do rurki Pitota. Następnie wyreguluj wbudowany regulator pompy powietrza, aby ustawić ciśnienie natrysku na 207 kilopaskalów. Użyj odczytu z manometru na korpusie dyszy, aby sprawdzić ciśnienie natrysku.

Przed rozpoczęciem pomiaru należy umieścić dyszę w górnej pozycji trawersu. Upewnij się, że wszystkie parametry eksperymentalne zostały wprowadzone do oprogramowania systemu dyfrakcyjnego i rozpocznij pomiar odniesienia. Teraz rozpocznij cykl pomiarowy, a gdy system będzie gotowy, otwórz zawór zasilania cieczą na zbiorniku ciśnieniowym.

Po rozpoczęciu natryskiwania opuść dyszę z mechanizmem poprzecznym, aż cała smuga rozpylonej cieczy przejdzie przez strefę pomiaru. Zamknij zawór zasilania cieczą po zakończeniu pomiaru. Ustaw dyszę w najwyższej możliwej pozycji, aby powtórzyć pomiary odniesienia i smugi.

Dane te dotyczą dyszy natryskowej z płaskim wentylatorem o kącie 20 stopni i otworem numer 15. Operował z prędkością 207 kilopaskali i prędkością około 54 metrów na sekundę. Niebieska krzywa przedstawia procent całkowitej objętości rozpylonej cieczy w kroplach, w każdym z 31 pojemników pomiarowych używanych w konfiguracji systemu dyfrakcji laserowej.

Czerwona krzywa to te same dane, wykreślone jako rozkład skumulowany. Skorzystaj z danych w tym formularzu, aby znaleźć zakres średnic kropel, które zawierają dany procent całkowitej objętości rozpylonej cieczy. W tym przykładzie 50% objętości rozpylonej cieczy stanowią kropelki o średnicy 551 mikrometrów lub mniejszej.

Dla porównania są to dane dla dyszy natryskowej z płaskim wentylatorem o kącie 40 stopni i otworem o numerze 15. Operował z prędkością 207 kilopaskali i prędkością około 72 metrów na sekundę. Rozkład przyrostowy, zaznaczony na niebiesko, jest znacznie przesunięty w kierunku mniejszych średnic kropel w porównaniu z pierwszym zestawem danych.

Jest to wynik wtórnego rozpadu kropli spowodowanego zwiększoną prędkością lotu. Stosując rozkład skumulowany, 50% objętości oprysku jest zawarte w kropelkach o średnicy 350 mikrometrów lub mniejszej. Po opanowaniu tę technikę można wykonać w ciągu 10 do 15 minut dla pojedynczej kombinacji dysz i warunków pracy.

Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby prawidłowo ustawić i wyrównać wszystkie urządzenia i dysze, aby upewnić się, że wyniki są dokładne i powtarzalne. Po tej procedurze można zastosować inne techniki obrazowania w celu dalszego zbadania struktury sprayu. Po tym rozwoju technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się technologią aplikacji, którzy opracowali szereg modeli wielkości kropel.

Modele te mogą być używane przez aplikatorów do ustawiania systemów opryskiwania w celu zapewnienia zgodności z przepisami dotyczącymi stosowania pestycydów. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć dobre pojęcie o tym, jak oceniać dysze naziemne i powietrzne w szerokim zakresie warunków operacyjnych. Nie zapominaj, że praca z laserami może być niebezpieczna i podczas pracy z tą metodą należy podjąć wszelkie odpowiednie środki ostrożności.