太阳能驱动大跨距平移施药喷灌机的设计与试验

发布时间：2020-09-03 10:27

　　 随着社会的发展和市场需求不断地增长,人类对能源的需求越来越大,而可利用的能源有可再生的和不可再生的。不可再生的能源已经不能完全满足人类巨大的需求量,所以为了人类的后续发展,开发和利用可再生的资源已经是当代的潮流和发展方向。针对光伏农业的发展需要,本文对大跨距的平移施药喷灌机进行设计和试验。调查市场上常用的平移式喷灌机和施药系统,目前我国还是主要使用国家电网或者柴油机发电来带动各种泵的转动。针对这个问题,本文将研究和试验用太阳能发电来驱动喷灌机和施药系统完成作业。首先要解决整个系统的结构设计问题,主要分几大块:光伏系统的设计,行走系统的设计,施药系统的设计以及整个桁架的总体设计,其中为了节约太阳能板所占用的土地资源,设计时考虑实现电板与喷灌机的一体化目标。通过计算确定理论上太阳能驱动施药喷灌机需要31块100W太阳能板,以及20个蓄电池储存电能。在结构设计中,为了达到最大效果节约资源,太阳能板的安装位置是本文的创新点,本文设计太阳能电池板安装在桁架及三角固定钢架上,主要由螺栓进行固定,待以上结构及型号基本确定后,本文选用CATIA软件进行三维建模及结构有限元分析,再做整机的模态分析,本文使用有限元分析软件ABAQUS对结构设计好的桁架进行模型简化分析和静力学分析,得出应力结果及应变结果,应力结果为101MPa,比Q235材料强度极限235MPa小,应变产生位移矢量结果为0.05608mm。结果表明:太阳能板安装在整个桁架上,也能保证桁架的结构稳定性。本文也做了太阳能驱动施药喷灌机作业环境的分析研究和太阳能驱动施药喷灌机的试验,研究试验结果表明,选择离网型的太阳能光伏发电系统作为平移式施药喷灌机的驱动和施药能源是可行的,在光照强度相对弱的1月份,计量泵出口压力为0.5MPa时,施药车依靠太阳能和蓄电池也可满足灌溉施药要求。经过田间试验,机组日常行走及施药喷灌的作业可以满足作物的需求。本文研究结果可为光伏系统驱动平移式施药喷灌机的设计方案提供参考。
【学位单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S277.94
【部分图文】：

品更安全、更营养、更多产，其符合生物最佳生产原料能量系统和生物，也遵循了产品生产规律的创新物质和能量转换技术，也为当地农民带并且大大促进了我国光伏农业的发展[26-27]。

品更安全、更营养、更多产，其符合生物最佳生产原料能量系统和生物，也遵循了产品生产规律的创新物质和能量转换技术，也为当地农民带并且大大促进了我国光伏农业的发展[26-27]。图 1- 1 光伏温室Fig.1-1 Solar greenhouse

图 1- 1 光伏温室Fig.1-1 Solar greenhouse图 1- 2 光伏禽类养殖Fig.1-2 Photovoltaic poultry breeding

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本文编号：2811306