畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告茶園物理除蟲機管道模擬設(shè)計

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）開題論證審批表學(xué)生姓名學(xué)號年級專業(yè)及班級2008 級 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) （ 5 ）班指導(dǎo)教師及職稱開題時間2011年 9 月 25 日畢業(yè)論文（設(shè)計）題目茶園物理除蟲機管道模擬研究文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等）（宋體五號，行間距單倍行距。）一研究意義：有機茶是在有機農(nóng)業(yè)和有機食品的概念下提出的，它要求經(jīng)過有關(guān)嚴格規(guī)定，在生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，沒有污染的地方，依照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系和方法生產(chǎn)的青葉，在加工、包裝、貯藏、運輸、銷售等系列過程中不受化學(xué)物品污染，并經(jīng)有機食品認證機構(gòu)審查、辦證的茶葉，有機茶是真正的純天然、富營養(yǎng)、高質(zhì)

2、量保健飲品。然而在茶葉生產(chǎn)過程過去的一段很長的時間里，由于農(nóng)藥和化學(xué)肥料的不斷的開發(fā)使用和茶葉市場的不斷短缺和對利益的追逐，使得生產(chǎn)上生產(chǎn)者盲目片面的追求高產(chǎn)量以滿足市場需求，化學(xué)肥料、農(nóng)藥的使用在生產(chǎn)上大量的使用，造成了茶園栽植者在防治茶園病蟲害時對化學(xué)肥料、農(nóng)藥的嚴重依賴性，加劇了茶葉品質(zhì)與殘毒污染的矛盾。茶樹病蟲害的防治是一門綜合知識，在茶樹遭受病蟲害時，為了達到防治目的，一些茶葉生產(chǎn)者對掌握茶葉栽植技術(shù)和對病蟲害防治上知識不足和方法的局限性的情況下，即是任憑感覺和習(xí)慣，在不明情況和病害蟲種類的情況下加大農(nóng)藥的用量來控制病蟲害，這樣就加劇了短期的利益與可持續(xù)發(fā)展、新的經(jīng)營理念和傳統(tǒng)的經(jīng)營

3、意識的矛盾，制約了有機食品的產(chǎn)業(yè)化的進程。現(xiàn)有殺蟲方法均是通過藥物殺蟲，藥物殺蟲方法一方面容易造成因農(nóng)藥或藥械使用不當而產(chǎn)生中毒傷亡的嚴重事件，最更為嚴重的是藥物本身會在農(nóng)作物上殘留，這對于茶葉不經(jīng)洗滌就直接泡用的經(jīng)濟作物來說，有毒農(nóng)藥會直接進入人體而影響身體健康，而且也會造成部分農(nóng)藥流失到土壤和環(huán)境中去，不但造成藥物資源的浪費，更會造成環(huán)境的污染，目前農(nóng)藥對環(huán)境污染的嚴重性已引起國際社會的廣泛關(guān)注，美國、德國等國家都頒布了相關(guān)的環(huán)境農(nóng)藥控制條例、法規(guī)等來減少農(nóng)藥的使用和對環(huán)境的污染；在已有技術(shù)中還沒有一種不使用農(nóng)藥而實現(xiàn)殺蟲的方法，尤其沒有一種能在除蟲的同時又能實現(xiàn)清潔茶葉等經(jīng)濟作物的方法。

4、有機茶作為一種高品質(zhì)的保健飲品，在物質(zhì)生活水平迅速提高的今天，人們對食品健康、安全消費的要求越來越高。種植有機茶不僅可以提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力，增加出口，而且成為我國南方廣大的山區(qū)茶農(nóng)脫貧致富的和增加當?shù)卣愂盏闹匾緩街弧Ｓ纱丝梢?，有機茶園病蟲害的無害化控制技術(shù)要求越來越明顯，一方面可以減少農(nóng)藥、化肥、除草劑等化學(xué)物質(zhì)的使用對環(huán)境、生態(tài)造成的污染和破壞，減少作物農(nóng)藥的殘存量，提高人們食品的食用的安全。另一方面可以提高企業(yè)經(jīng)濟效益，節(jié)省資源，在當今資源匱乏、環(huán)境污染嚴重的今天顯得格外重要。本課題設(shè)計可有效的助于物理除蟲機的除蟲效果或有助于物理除蟲機機體的健康和使用年限從而提升茶葉的品質(zhì)，減少環(huán)

5、境污染，減少農(nóng)藥、化肥等化學(xué)物質(zhì)的使用。二國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：有機茶園物理除蟲機的提出和研制開發(fā)，為解決短期的利益與可持續(xù)發(fā)展、新的經(jīng)營理念和傳統(tǒng)的經(jīng)營意識的矛盾，提供了一定的方法和依據(jù)。目前國內(nèi)外對有機茶園病蟲害的物理防治措施主要有人工捕殺和摘除，利用害蟲的趨光、色、味的習(xí)性將其誘殺。其中風(fēng)力式物理除蟲機是機茶園物理除蟲機重要組成部分，風(fēng)力式物理除蟲機主要是利用吹、吸風(fēng)力將害蟲從茶樹或者茶葉上吹落，利用捕蟲袋將吹落得病蟲害收集并將其捕殺。在風(fēng)力式物理除蟲機的開發(fā)研制上，出風(fēng)管道作為設(shè)計風(fēng)力物理除蟲機的最后執(zhí)行部件，其設(shè)計的好壞和安裝位置的得當與否直接影響到除蟲機的除蟲率。目前國內(nèi)外對有機茶園物理

6、除蟲機的研究開發(fā)取的了很大的進展，在改革傳統(tǒng)除蟲方面取的很大的突破，其中風(fēng)力在有機茶園物理除蟲上的利用取得了有益探索和明顯成效。出風(fēng)管道作為除蟲機執(zhí)行的重要部分，其在有機茶園風(fēng)力式物理除蟲機應(yīng)用主要有： 由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)李明等提出了對灌木經(jīng)濟作物環(huán)保物理除蟲法，采用風(fēng)力和水力聯(lián)合除蟲。該除蟲法設(shè)備主要由1調(diào)節(jié)開關(guān)，2風(fēng)機，3水泵，4水箱，5壓力閥，6水管開關(guān)，7水管，8噴霧頭，9捕蟲袋，10，風(fēng)機口等組成，其示意圖如（圖1）。該物理除蟲法包含風(fēng)力除蟲和水力除蟲。出風(fēng)管道在該除蟲法的應(yīng)用主要體現(xiàn)風(fēng)力除蟲部分。它大概工作狀況如下：風(fēng)力除蟲是裝有風(fēng)機2，風(fēng)機2輸出一定壓力的風(fēng)，通過出風(fēng)管道出風(fēng)口的調(diào)節(jié)

7、開關(guān)1輸出大小合適的風(fēng)力，考慮到許多害蟲躲藏在葉面的背面，為提高除蟲率，風(fēng)機口10從作物底部傾斜向上吹風(fēng)；利用足夠的風(fēng)力吹走部分害蟲。該設(shè)計發(fā)明由于出風(fēng)管道中的出風(fēng)口安裝在作物底部，能實現(xiàn)環(huán)保除蟲的目的，執(zhí)行原理簡單，節(jié)省能源，但由于未作出實驗樣機進行測試，該除蟲法除蟲率得不到保證。 圖1 灌木經(jīng)濟作物環(huán)保物理除蟲法示意圖 由黃樹長，廖冬晴，熊偉建，韋祿民等根據(jù)吸塵器的原理研制的吹吸式風(fēng)力除蟲機，該除蟲機利用渦輪風(fēng)機強大的吸風(fēng)力和吹風(fēng)力，將害蟲吸入吸盤內(nèi)擊殺，再排出除蟲機指定位置。該除蟲機主要由固定支架1、動力機構(gòu)2、渦輪風(fēng)機3、吸盤4、殺蟲旋槳及甩繩5、風(fēng)管6組成，7為高速空氣束流，8為作物

8、，9為害蟲。它結(jié)構(gòu)如（圖2）所示。除蟲機出風(fēng)管道6主要由風(fēng)管活接口6-1、內(nèi)接風(fēng)管6-2、彈力夾片6-3、彈力夾支架6-4、彈力夾手柄、外套風(fēng)管直段6-6、外套風(fēng)管彎段6-7、吹風(fēng)口6-8等組成。該風(fēng)力式除蟲機節(jié)省能源，性能穩(wěn)定可靠，操作簡單，安全耐用和無污染等優(yōu)點?？梢詮V泛運用到丘陵、山區(qū)、平地有機茶園茶葉風(fēng)力除蟲，為茶葉的安全生產(chǎn)提供了一種可靠的途徑和方法。但由于該吹吸式除蟲機是采用背負式，當它工作時其出風(fēng)管道的出風(fēng)口的位置具有隨意性，加之害蟲的依附茶樹的隨機性，可能造成資源的浪費和除蟲率不確定等缺點。圖2 國內(nèi)研制的吹吸式風(fēng)力除蟲機 由日本深山大介與寺田股份有限公司共同研制出了乘坐型吹風(fēng)

9、式捕蟲機（圖3），該乘坐型吹風(fēng)式捕蟲機裝在采茶機上，它主要由產(chǎn)生強制風(fēng)的鼓風(fēng)部，產(chǎn)生水霧風(fēng)的輔助裝置以及捕獲害蟲的捕獲機等三部分構(gòu)成。通過出風(fēng)管道輸出鼓風(fēng)部的強風(fēng)以及水霧風(fēng)等輔助裝置強行吹落茶葉上的害蟲，并通過設(shè)置好的捕獲袋收集害蟲。由于該乘坐型吹風(fēng)式捕蟲機出風(fēng)管道分開直接架在茶樹上，吹風(fēng)覆蓋范圍大，所以該乘坐型吹風(fēng)式捕蟲機除蟲率相對較高，方便可靠，使用范圍較廣。但由于屬于乘坐式的結(jié)構(gòu)較大，出發(fā)管道設(shè)計較復(fù)雜。圖3 日本乘坐型吹風(fēng)式捕蟲機 三主要參考文獻：1 劉新,張優(yōu)等有機茶在我國的實踐j 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2005. 13(3),183-1852 吳成建.有機產(chǎn)品與有機茶的認證歷史和現(xiàn)狀j

10、.中國茶葉,2009.12:12-143 康孟利.有機茶生產(chǎn)與現(xiàn)代茶園的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略.寧波市農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究,2006 no.4:10-114 楊麗.國際有機農(nóng)業(yè)運動聯(lián)盟及其標準j.中國標準化,2002.10:56-575 吳洵.有機茶生產(chǎn)發(fā)展與思考j.福建茶葉,2002(3):34-356 王美珍,李程榮.淺談茶樹病蟲害防治的誤區(qū)j.2005(1):36-377 曉陽,有機食品有望普及j. 知識就是力量,2010(7):37-37 8 楊喜俊,有機農(nóng)業(yè)與有機食品的發(fā)展趨勢j.2009(3):135-1369 王林萍,林金科,莊佩芬,林奇英,謝聯(lián)輝.常規(guī)茶與有機茶比較的經(jīng)濟分

11、析j.福建農(nóng)林大學(xué)報, 2005,8(3):60-6210 包宗順.有機茶與常規(guī)茶生產(chǎn)的技術(shù)比較江西婺源武口茶場案例分析j.農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2002(2):39-4411 長弓.國家有機農(nóng)業(yè)運動聯(lián)盟ifoam標準化近況j.世界標準化及質(zhì)量管理,2006(1):55-5512 張真等.ipm的發(fā)展方向emp.中國有害生物綜合治理文集.中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1996.96一9813 李程榮.王美珍.淺談茶樹病蟲害防治的誤區(qū)j.茶葉科學(xué)技術(shù),2005(1):36-37研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）（宋體五號，行間距單倍行距）研究內(nèi)容：有機茶園風(fēng)力式物理除蟲機出風(fēng)管道和計算流體力學(xué)

12、發(fā)展的研究和分析。 對有機茶園主要病蟲害的某些物理特性進行分析研究與測定。 出風(fēng)管道的建模。 對出風(fēng)管道出風(fēng)口的氣流速度進行測定與分析，得出出風(fēng)管道出風(fēng)口結(jié)構(gòu)與出風(fēng)口風(fēng)速的函數(shù)擬合方程。 出風(fēng)裝置內(nèi)部風(fēng)流場進行數(shù)值模擬研究和仿真。 通過單因數(shù)試驗找出各運動參數(shù)對除蟲率效果影響和最佳的除蟲參數(shù)組合。研究方法與步驟： 了解國內(nèi)外現(xiàn)有風(fēng)力式物理除蟲機的發(fā)展，確定茶園主要病蟲害的種類及分布狀況。 利用pro/e軟件對出風(fēng)管道進行造型。 利用1stopt軟件的準牛頓法和通用全局優(yōu)化法對輸入數(shù)據(jù)進行快速公式擬合搜索得到出風(fēng)管道出風(fēng)口與出風(fēng)口風(fēng)速的擬合方程，將得到的擬合方程利用matlab軟件繪圖得到風(fēng)速函

13、數(shù)擬合方程的曲面圖。 用fluent軟件對出風(fēng)管道內(nèi)部風(fēng)流場進行數(shù)值模擬研究及分析。預(yù)期成果： 優(yōu)化除蟲機出風(fēng)管道三維模型。 實現(xiàn)利用計算流體動力學(xué)分析出風(fēng)管道內(nèi)部流場的建模和仿真。 建立出風(fēng)管道出風(fēng)口機構(gòu)與出風(fēng)管道出風(fēng)風(fēng)速的擬合方程和曲面圖及出風(fēng)管道內(nèi)部質(zhì)量、動量和能量方程，得到出發(fā)管道內(nèi)部流場的gst、壓力、流速分布圖。時間進程安排（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等）（宋體五號，行間距單倍行距）起止日期 主要工作內(nèi)容2011.9.10前 選題2011.9.0 2011.9.15 下達任務(wù)書201.9.16 2011.9.30 開題2011.10.1 2012.4.15 設(shè)計2012.4.16 2012.4.20 中期