论文摘要
荷电喷雾技术是降低药液漂移、减少农药对环境污染的有效手段，是高效低污染农药喷洒技术发展的新方向。论文在综述目前荷电喷雾国内外发展现况的基础上，对荷电喷雾领域未来几个重点研究方向进行比较、分析和归纳，发现荷电喷雾复合空间电场场值及其分布情况是影响荷电喷雾质量的关键因素。由于空间电荷的存在，空间电场分布非常复杂，对这一方面，无论在理论上还是试验上都少有研究。为此，论文针对在荷电喷雾中最常用的电晕荷电法所产生的电场进行数值分析，展开深化研究。荷电喷雾复合空间电场由高压电极和空间电荷共同作用产生，电极参数和喷嘴类型对空间电场分布起决定性作用。论文设计并制作了环形针状电晕放电电极，采用模拟电荷法对该电极诱导电场进行数值计算，建立了诱导电场数学模型；选取适用范围最广的空心圆锥喷头，建立了空间电荷产生电场的数学模型，进而利用叠加原理，推导两种电场共同作用下的荷电喷雾空间电场数学模型。利用matlab软件编制程序进行数值计算，分别得出上述三类电场的电势、场强值及其分布图。在此基础上，分析了各类电场电势、场强分布规律；通过对电场的实测比较，校验了各数学模型的正确性，研究分析了电极结构参数以及带电雾锥区各参数对电场分布的影响。根据以上工作，得到以下结论：（1）高压电极诱导电场电势、场强值及其分布情况由电极电压V、曲率半径r0、极径r1、针状电极根数n以及电极环中心距地面垂直距离H等参数决定。曲率半径r0、极径r1以及根数n三个参数是相互作用的，其中一个参数对诱导电场分布规律的影响受其他两个参数取值的影响，电极电压V以及电极环中心距地面垂直距离H对诱导电场的影响相对独立。（2）空间电荷作用产生的电场由喷嘴形成的雾锥区形状及其带电量决定，即喷嘴类型和雾滴荷电效果会影响电场分布。对于空心圆锥喷头，在空心圆锥内部，电势沿V轴即径向逐渐降低、场强逐渐增大；在空心圆锥外部，电势沿径向逐渐增大、场强沿径向逐渐减小；若x0为空心圆锥体积中点，当x≤x0时，沿x轴即雾锥区轴向，电势逐渐降低，场强逐渐减小；当x（?）>x0时，电势沿轴向逐渐升高，场强逐渐增大。在靶标附近空间电荷能形成相对较高的场强。（3）由于空间电荷的作用，除高压电极附近，荷电喷雾空间电场电势、场强比电极诱导电场分布均匀。在荷电雾滴从喷头输运到靶标的过程中，在喷头附近即高压电极附近，电极诱导电场起主导作用；在靶标附近，空间电荷作用产生的电场起主导作用。