Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật thông dụng hiện nay

HÀ NỘI – 2013 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. LÊ VŨ QUÂN 2. PGS.TS. HOÀNG ĐỨC LIÊN Mã số: 60.52.01.03 Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯ Ở NG Đ Ế N CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT THÔNG DỤNG HIỆN NAY NGUYỄN VĂN HƯNG HÌI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Văn Hưng Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… i LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn chân thành đầu tiên tác giả xin được gửi đến người thầy TS. Lê Vũ Quân, PGS.TS Hoàng Đức Liên người trực tiếp hướng dẫn đã dành nhiều thời gian, công sức để chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Cơ - Điên, Bộ môn Máy nông nghiệp, cùng toàn thể các thầy, cô tham gia giảng dạy lớp Cao học cơ khí nông nghiệp khóa 2010 - 2012, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng Nghề Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh, các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới tất cả những tập thể và cá nhân đã dành cho tác giả mọi sự giúp đỡ quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Văn Hưng Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ PHUN THUỐC TRONG BẢO VỆ THỰC VẬT 3 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1.1.1. Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật trên thế giới 3 1.1.2. Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật ở trong nước 20 Kết luận:……………………………………………………………………25 1.2. Mục tiêu, cách tiếp cận, phương pháp, đối tượng nghiên cứu 26 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu 26 1.2.2. Cách tiếp cận 26 1.2.3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 26 1.2.4. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu 27 1.2.5. Nội dung nghiên cứu 27 Chương 2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ LOẠI VÒI PHUN KHUYẾCH TÁN ỨNG DỤNG TRONG MỘT SỐ THIẾT BỊ PHUN THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT THÔNG DỤNG 28 2.1. Khái niệm, phân loại máy phun, vòi phun khuyếch tán đang sử dụng trong và ngoài nước 28 2.1.1. Máy phun kiểu giàn phun 28 2.1.2. Khái niệm, phân loại, cấu tạo một số loại vòi phun 31 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iii 2.2. Ứng dụng của vòi phun khuyếch tán trong thiết bị phun kiểu giàn phun 33 2.2.1. Hệ thống giàn phun và vòi phun 33 2.2.2. Dạng giàn phun có trợ gió 37 2.2.3. Hệ thống chỉ thị bề rộng phun 39 2.2.4. Phun thuốc có chọn lọc 40 2.3. Một số vòi phun thuốc BVTV đang sử dụng phổ biến 41 2.3.1. Một số dạng cơ bản của vòi phun 41 2.3.2. Cấu tạo một số loại vòi phun đang sử dụng phổ biến 43 2.4. Các thông số chính ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun 45 2.4.1. Xác định góc phun của vòi phun 46 2.4.2. Sự phân bố đồng đều thuốc phun 49 2.4.3. Cường độ phun 50 Chương 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KIỂM TRA THỬ NGHIỆM CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN 51 3.1. Đề xuất phương án thiết kế hệ thống kiểm tra thử nghiệm các thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun 52 3.2. Thiết kế bàn kiểm tra thực nghiệm 54 3.3 Lựa chọn, thiết kế hệ thống hỗ trợ 60 3.3.1 Bàn đỡ hệ thống xác định các thông số động học dòng phun bằng laser PIV 60 3.3.2 Lựa chọn hệ thống bơm 61 3.3.3 Thiết kế hệ thống đường ống 61 3.3.4 Thiết kế hệ thống thoát nước 62 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iv Chương 4 KHẢO NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN 63 4.1. Thí nghiệm xác định lưu lượng thuốc phun tiêu chuẩn 63 4.1.1. Vòi phun DG-TEEJET-11002 66 4.1.2. Vòi phun XR-TEEJET-11003 67 4.1.3 Vòi phun TEEJET-TP11002 68 4.1.4 Vòi phun XR-TEEJET-11002 69 4.2. Thí nghiệm xác định phân bố thuốc phun 70 4.2.1. Mật độ phân bố của giọt thuốc phun 70 4.2.2. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của áp lực tới phân bố thuốc phun 72 4.3. Thí nghiệm xác định góc phun của vòi phun. 77 KẾT LUẬN 79 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 A. KẾT LUẬN 80 B. KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 2.1. Khoảng cách tối thiểu của vòi phun so với đối tượng phun 33 Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm lưu lượng phun thực tễ của vòi phun DG- TEEJET-11002 66 Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm lưu lượng phun thực tế của vòi phun XR- TEEJET-11003 67 Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm lưu lượng phun thực tễ của vòi phun TEEJET-TP11002 68 Bảng 4.4. Kết quả thí nghiệm lưu lượng phun thực tễ của vòi phun XR- TEEJET-11002 69 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của áp lực đến góc phun của vòi phun 77 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 1.1. Robot phun thuốc trừ sâu trong nhà kính 6 Hình 1.2. Kết cấu bên trong mái che………………………………………….7 Hình 1.3. Mái che…………………………………………………………… 7 Hình 1.4. Hệ thống phun trên máy kéo 9 Hình 1.5. Kết cấu bộ phận hòa trộn thuốc sâu 9 Hình 1.6. Hệ thống hòa trộn thuốc sâu. 11 Hình 1.7. Kết cấu bộ phận hòa trộn dung môi (nước) và hỗn hợp thuốc 11 Hình 1.8. Hệ thống phun cơ động cầm tay Fisher 13 Hình 1.9. Hệ thống cắt cỏ, phun thuốc trừ sâu 15 Hình 1.10. Kết cấu bộ phận phun kiểu ly tâm 15 Hình 1.11. Hệ thống phun thuốc sâu kéo tay 16 Hình 1.12. Thiết phun thuốc trừ sâu tĩnh điện 19 Hình 1.13. Máy phun tự hành MPT260 21 Hình 1.14. Máy phun thuốc kéo tay Hoàng Thắng 22 Hình 1.15. Máy phun có động cơ sử dụng ở Đồng bằng Sông Cửu Long 22 Hình 1.16. Máy phun thuốc trừ sâu OVTA1 23 Hình 1.17. Một số máy phun dùng cho lúa 23 Hình 1.18. Sử dụng vòi phun tự chế cho cây công nghiệp 24 Hình 1.19. Một số hình ảnh máy phun do nông dân cải tiến, chế tạo 24 Hình 2.1. Máy phun dạng giàn phun đeo vai 29 Hình 2.2. Máy phun dạng giàn phun tự đẩy 29 Hình 2.3. Máy phun dạng giàn phun kiểu treo 29 Hình 2.4. Máy phun dạng giàn phun kiểu kéo 29 Hình 2.5. Máy phun dạng giàn phun tự hành 30 Hình 2.6. Máy phun dạng giàn phun cho cây trồng có chiều cao tương đối lớn 30 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… vii Hình 2.7. Vòi khuếch tán 32 Hình 2.8. Vòi phun tia 32 Hình 2.9. Máy phun dạng giàn phun có trợ gió 37 Hình 2.10. Máy phun kiểu giàn phun có thêm nắp chụp 38 Hình 2.11. Máy phun có định vị GPS 39 Hình 2.12. Hệ thống giàn phun có chọn lọc đối tượng khi phun 41 Hình 2.13. Cấu tạo một số loại vòi phun đang được sử dụng trong thực tế 43 Hình 2.14. Một số hình ảnh về các loại vòi phun có các hình dạng phun thuốc khác nhau 44 Hình 2.15. Vòi phun tĩnh điện 45 Hình 2.16. Góc phun của vòi phun 47 Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm xác định sự phân bố đồng đều thuốc phun 49 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của hệ thống kiểm tra thử nghiệm thông số vòi phun…………………………………………………53 Hình 3.2. Hệ thống kiểm tra thử nghiệm thông số của vòi phun 53 Hình 3.3. Sơ đồ cấu trúc bàn kiểm tra thực nghiệm 54 Hình 3.4. Cấu tạo của các rãnh thu chất lỏng phun từ vòi phun 56 Hình 3.5. Bố trí lặp đặt các vòi phun trong trường hợp kiểm tra thử nghiệm nhiều vòi phun 57 Hình 3.6. Hệ thống khung giá đỡ ống đo 58 Hình 3.7. Cơ cấu thay đổi chiều cao vòi phun 59 Hình 3.8. Cấu tạo và hình ảnh bàn đỡ hệ thống PIV 60 Hình 3.9. Khung gắn bơm và động cơ 61 Hình 3.10. Hệ thống đường ống 62 Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thoát nước thải 62 Hình 4.1. Lưu lượng phun của vòi phun DG-TEEJET-11002 66 Hình 4.2. Lưu lượng phun của vòi phun XR-TEEJET-11003 67 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… viii Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… ix Hình 4.3 Lưu lượng phun của vòi phun TEEJET-TP11002 68 Hình 4.4. Lưu lượng phun của vòi phun XR-TEEJET-11002 69 Hình 4.5. Ảnh hưởng của độ mòn của vòi phun tới mật độ phân bố của thuốc phun 71 Hình 4.6. Bố trí thí nghiệm đo mật độ phân bố thuốc phun của 3 vòi phun 73 Hình 4.7. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi phun XR-TEEJET-11003 74 Hình 4.8. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi phun XR-TEEJET-11002………………………………………….75 Hình 4.9. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi phun TEEJET-TP11002……………………………………………76 Hình 4.10. Ảnh hưởng của áp lực phun tới góc phun vòi phun của vòi phun XR-TEEJET11002 78 [...]... ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật thông dụng hiện nay ” Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 2 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ PHUN THUỐC TRONG BẢO VỆ THỰC VẬT 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.1 Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật trên thế giới Hiện nay, ở các nước phát triển, trang thiết bị máy móc bảo và kỹ thuật sử dụng thuốc. .. trọng của vòi phun nên hiện nay ở các nước nông nghiệp phát triển có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến vòi phun và chất lượng làm việc của vòi phun Các kết quả nghiên cứu này không chỉ dừng ở nghiên cứu lý thuyết mà còn được ứng dụng rất nhiều trong thực tế, thể hiện qua việc hiện nay có rất nhiều các loại vòi phun khác nhau đã được chế tạo sử dụng cho các nhiệm vụ khác nhau, từng loại máy phun. .. giá năng suất, chất lượng của máy phun thuốc cần phải có các trang thiết bị thí nghiệm kiểm tra xác định thông số kỹ thuật của vòi phun Hệ thống giàn thí nghiệm kiểm tra xác định thông số kỹ thuật của vòi phun là công cụ để đo các thông số làm việc của vòi phun trong các điều kiện làm việc khác nhau, đây là thiết bị quan trọng của việc kiểm định thiết bị vòi phun là các sản phẩm nghiên cứu hoặc sản xuất,... thiết bị thí nghiệm để xác định các thông số làm việc chính ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật 1.2.2 Cách tiếp cận - Thu thập xử lý thông tin qua sách báo, tạp chí, Internet… - Tham khảo ý kiến chuyên gia - Thiết kế chế tạo hệ thống kiểm tra đo lường xác định các thông số vòi phun - Khảo nghiệm đánh giá chất lượng một số loại vòi phun thông dụng (Theo quy trình, tiêu chuẩn... tiêu chuẩn đã ban hành) 1.2.3 Phương pháp nghiên cứu của đề tài - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: + Điều tra, thu thập thông tin xác định một số loại vòi phun thuốc bảo vệ thực vật thông dụng hiện nay + Sử dụng các phần mềm thiết kế như AutoCAD, SolidWorks vẽ cấu tạo của các vòi phun đã lựa chọn + Sử dụng lý thuyết dòng phun để xác định ảnh hưởng của các thông số Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội –... thuốc bảo vệ thực vật phun tầm thấp Ở Việt Nam hiện nay mới chỉ sản xuất, chế tạo được các máy phun thuốc bảo vệ thực vật phun ở tầm thấp (dưới 4 m), chủ yếu là các bình phun tay không có động cơ Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phun thuốc bảo vệ thực vật có động cơ chỉ tập trung ở một số tỉnh phía Nam, do một số Công ty đầu tư tiến hành, nhưng các thiết kế chủ yếu là dựa vào thiết kế có sẵn một số. .. độ ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật tác động trực tiếp trên các vòi phun khi Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 1 được thiết kế lắp đặt trên giàn phun, qua đó sẽ xác định được chất lượng sản phẩm và hiệu quả sử dụng Do đó, việc nghiên cứu, ứng dụng Hệ thống giàn thí nghiệm kiểm tra xác định thông số kỹ thuật của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật ở nước ta hiện. .. nghiên cứu chế tạo về máy phun thuốc bảo vệ thực vật, mặc dù có mối quan hệ hợp tác nghiên cứu với những đơn vị đối tác nước ngoài rất mạnh về lĩnh vực này, nội dung nghiên cứu chỉ gói gọn trong một số đề tài về sử dụng máy phun thuốc trừ sâu (khảo nghiệm đánh giá tính năng của một số loại máy phun thuốc bảo vệ thực vật đang được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp Việt Nam) • Các loại thiết bị phun thuốc. .. 2010 đến nay nhóm nghiên cứu thuộc khoa Cơ Điện, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội hợp tác với trường Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh, Trung Quốc đã tiến hành một số nghiên cứu chuyên sâu về cơ giới hóa trong công tác bảo vệ thực vật, theo hướng nâng cao hiệu quả sử dụng thuốc, giảm tác động xấu của thuốc bảo vệ thực vật với môi trường và con người, như đề tài nghiên cứu tự động hóa máy phun thuốc bảo vệ thực. .. nghiên cứu ứng dụng để thiết kế chế tạo được các mẫu máy phun phù hợp với điều kiện canh tác, kinh tế xã hội của Việt Nam, mà còn phải có những nghiên cứu cơ bản để làm nên tảng cho các nghiên cứu ứng dụng Trong đó việc thiết kế, chế tạo được hệ thống giàn thí nghiệm kiểm định cho phép xác định thông số kỹ thuật của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật đang được nhập khẩu và sử dụng ở nước ta hiện nay là . NGHIỆM CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA VÒI PHUN 51 3.1. Đề xuất phương án thiết kế hệ thống kiểm tra thử nghiệm các thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun. thạc sỹ của mình, tôi sẽ thực hiện đề tài Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật thông dụng hiện nay ”. Trường Đại học. nói chất lượng làm việc của máy phun được thể hiện bởi chính chất lượng làm việc của vòi phun như độ tơi của thuốc phun (kích thước hạt thuốc phun) , cự li phun, bề rộng, hình dạng của dòng thuốc