摘要

本文从世界风洞建设发展历程入手，介绍了国内外低速风洞概况、现状及发展情况，着重介绍用于森林保护科研试验的低速风洞的构造、性能和设计原理，并与国内相关风洞进行了性能比较。针对药液雾滴飘移特性研究的需要，依照流体力学、空气动力学、机械学及相似理论设计了植保低速风洞。为使设计的风洞能真实复现喷雾作业的主要特征，并在可控试验条件下开展雾滴飘移特性的定量化研究，选定该风洞型式为直流闭口式。主要由进气段、动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成，采用理论计算来确定各段结构。

关键词：雾滴飘移，植保，发展，构造，分段设计

1. 课题研究目的和意义：

本课题设计低速风洞洞体，目的是模拟喷雾实际作业的侧风，在一方面满足试验用不同气流大小的需要，另一方面在试验段布置喷雾系统和雾滴采集装置，满足喷雾性能试验需求。同时风洞产生的气流参数可以模拟实际作业中的气流，可以获得气流对这些病虫害防治装备的影响效果，通过建立低速风洞系统，可以对设备中常用的雾化部件性能、雾滴飘移参数、气流大小进行测试和试验分析。目前国内由于使用技术落后，喷雾作业过程中始终有一定比例的农药雾滴会被气流携带飘移到非靶标区域，不能充分发挥防治病虫害的作用，造成环境污染、药液流失和药液有效利用率低等现象。因此为了优化病虫害防治装备的雾化部件，合理选择气流、探索气流大小对雾滴作用，选择了设计森林保护科研试验的低速风洞。这对研究喷雾系统的飘移性能具有重要的作用。

风洞是用来研究气流与机械设备相互作用的装置。它可以用来模拟自然界的流场。通过对比分析发现我国现有低速风洞在流场品质、气动声学试验能力等方面比较国外还有较大差距，大部分小型风洞实验台多从国外进口，价格昂贵且不能满足未来精细试验任务的需要，因此利用国际合作开展借鉴国外成熟的风洞设计技术，是提高我国风洞流场品质、试验效率、测量水平精准度和完备试验技术体系的好途径。并且可以利用风洞进行大量研究，在药液雾滴飘移、雾滴在靶标沉积方面做出重要贡献。因此，设计制作满足使用需求的小型低速风洞实验装置十分具有现实意义

2.国内外研究现状：

2.1 低速风洞设备现状

风洞是测试与空气有相对运动物体性能的重要试验设备，它在森林植保机械的研究中广泛应用。由于低速风洞能提供稳定均匀的气流场，风洞内的环境条件可以控制，近年风洞技术在药液雾滴飘移特性研究、病虫害防治喷雾过程以及森林火灾机理等研究课题中受到重视。目前用于森林保护研究实验的风洞，尺寸偏小，气流速度调节范围偏小；而用于火灾研究的风洞风速偏大，低速段气流尚不够稳定，不能直接用于雾滴飘移试验。

国外低速风洞大多数建于20 世纪60、70 年代，而在80、90 年代，由于科技进步，又陆续建造了一些高质量的低速风洞，各主要低速风洞多次进行改造和更新，提高了风洞试验的质量和效能。随着科学技术进步，低速风洞试验的领域越来越大，促进了低速风洞试验设备的发展。同时，由于计算机与计算空气动力学的发展，激光热线、红外等多种非接触测量技术广泛应用于空气动力试验，获取的信息量增多，费用下降，试验数据质量明显提高，使低速风洞的试验能力迅速增强。进入21世纪以来，因为关系到在低速试验领域能否居于领先地位的问题，欧洲、美国都注重低速风洞试验设备的建设和更新改造。