變量施藥以提高農(nóng)藥利用率、降低農(nóng)藥殘留對食品和環(huán)境污染為目的,是未來施藥發(fā)展的方向。然而變量施藥系統(tǒng)中隔膜泵的間歇性吸排液以及液壓元件快速動作的特點,導致施藥系統(tǒng)管路的壓力波動范圍較大,進而影響噴頭的霧化特性以及噴施流量的控制精度。本文針對變量施藥系統(tǒng)管路中壓力脈動的主要來源——隔膜泵的波動特性展開研究,利用Workbench軟件下的FSI模塊對隔膜泵工作過程中內(nèi)部流場的動態(tài)變化進行雙向流固耦合仿真,實時監(jiān)測隔膜泵出口壓力值、穩(wěn)壓氣室隔膜變形量,并在現(xiàn)有的PWM變量施藥系統(tǒng)特性試驗臺上完成隔膜泵出口壓力動態(tài)特性測試試驗,驗證仿真模型的準確性和仿真結(jié)果的可靠性。論文主要工作及結(jié)論如下:(1)首先分類分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。根據(jù)變量施藥系統(tǒng)中存在較大壓力波動以及往復式隔膜泵輸出壓力脈動的研究現(xiàn)狀,提出了本文的研究內(nèi)容。(2)對ZMB240型活塞式隔膜泵工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)展開分析,在準確真實反映隔膜泵壓力波動特點的基礎(chǔ)上對隔膜泵采取上水速度入口簡化,同時對噴霧系統(tǒng)中噴頭、比例溢流閥等部件簡化,最終得到隔膜泵三維CFD仿真的簡化模型。(3)基于Workbench下FSI流固耦合模塊實現(xiàn)隔膜泵液...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 施藥系統(tǒng)中壓力波動特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 隔膜泵輸出壓力波動特性的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 建立隔膜泵的三維CFD仿真模型
    2.1 ZMB240型活塞式隔膜泵介紹
    2.2 ZMB240型活塞式隔膜泵三維模型建立
    2.3 隔膜泵簡化
        2.3.1 泵軸滑塊機構(gòu)Adams分析
        2.3.2 滑塊行程運動函數(shù)擬合
        2.3.3 隔膜泵兩側(cè)隔膜運動簡化
        2.3.4 簡化模型速度入口UDF程序編寫
        2.3.5 隔膜泵出口簡化
    2.4 隔膜泵簡化仿真模型建立
    2.5 本章小結(jié)
第三章 隔膜泵穩(wěn)壓氣室隔膜有限元分析
    3.1 雙向流固耦合理論
        3.1.1 流體控制方程
        3.1.2 結(jié)構(gòu)控制方程
        3.1.3 流固耦合方程
        3.1.4 雙向流固耦合的求解過程
    3.2 隔膜泵穩(wěn)壓氣室介紹
    3.3 隔膜泵流固耦合分析
        3.3.1 計算模型
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 湍流模型
        3.3.4 邊界條件
        3.3.5 參數(shù)設(shè)置
    3.4 仿真模型驗證
    3.5 穩(wěn)壓氣室隔膜仿真結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 隔膜泵穩(wěn)壓氣室作用研究
    4.1 不帶穩(wěn)壓氣室隔膜泵Fluent仿真
        4.1.1 不帶穩(wěn)壓氣室的隔膜泵仿真模型
        4.1.2 計算過程及結(jié)果分析
    4.2 不同穩(wěn)壓氣室初始壓力下隔膜泵波動特性研究
    4.3 隔膜泵波動特性試驗驗證
        4.3.1 試驗方案
        4.3.2 試驗結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 隔膜泵穩(wěn)壓氣室參數(shù)對輸出壓力脈動的影響
    5.1 噴霧系統(tǒng)中隔膜泵對管路壓力脈動的影響理論分析
        5.1.1 穩(wěn)壓氣室隔膜彈性模量對輸出壓力脈動影響
        5.1.2 穩(wěn)壓氣室初始容積對輸出壓力脈動影響
        5.1.3 穩(wěn)壓氣室初始壓力和隔膜泵轉(zhuǎn)速對輸出壓力脈動影響
    5.2 隔膜泵輸出壓力脈動影響因素分析
        5.2.1 建立穩(wěn)壓氣室容積的水平
        5.2.2 建立隔膜彈性模量的水平
        5.2.3 設(shè)置穩(wěn)壓氣室初始壓力和噴霧壓力的水平
    5.3 隔膜泵參數(shù)對輸出壓力脈動的影響規(guī)律
        5.3.1 穩(wěn)壓氣室容積、隔膜彈性模量對隔膜泵輸出壓力脈動的影響
        5.3.2 穩(wěn)壓氣室初始壓力對隔膜泵輸出壓力脈動的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文和專利



本文編號：3801507