移动式臭氧喷雾器的性能优化与试验研究

摘要

臭氧具有优良的特性:氧化性、被还原性等，被广泛应用于医疗、食品、卫生、设施农业等行业。传统农药杀菌消毒带来的负面影响严重危害人类的身体健康，因此，寻找新的杀菌消毒方法成为当务之急，臭氧作为天然的杀菌剂优势逐渐显现出来，常温下30min即可还原成氧气与水不存在二次污染。本文在大量调研基础上，提出一种以锂电池为动力源，适合温室大棚作物生长的移动式臭氧喷雾器。它改变了传统利用农药喷雾杀菌消毒的作业方式，减少了农药残留以及农药所产生的二次污染。通过有限元分析软件ANSYS，确定了臭氧放电室最佳电介质材料，模拟了高压电极、低压电极温度场的应力云图分布。具体研究工作如下:
　　(1)利用ANSYS建立臭氧放电室传热模型，并对不同介质材料的温度云图、放电室内流体温度场应力云图分析。结果表明:在圆管型臭氧放电室中，不同电介质材料圆周方向的温度分布均匀，但沿气体流动方向和径向温度具有一定的梯度特性，高压电极内壁温度最高，逐渐向低压电极外壁降低，热通量与热梯度呈现均匀分布。
　　(2)收集整理了详细的臭氧放电室功能参数，并对臭氧发生系统的电压、放电电流、气体流量等条件的分析和试验表明:在相同电压、放电电流、气体流量条件下，不同电介质材料产生的臭氧浓度、臭氧产量以及材质的使用寿命不同。其中:陶瓷作为介电材料臭氧产量最高，搪瓷次之，石英玻璃最低。并通过正交试验得出最佳水平因素组合:气体流量400L/h，气体温度0℃，电源电压10kv。
　　(3)通过对纯净水、臭氧水以及农药三种不同的液体进行试验比对，从结论明显看出臭氧水在一定程度上杀虫效果高于部分农药，并且臭氧水在常温下30min即可自动还原成氧气与水，对环境不会产生二次污染。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状分析

1．3 研究内容与技术路线

1．4 本章小结

第2章 移动式臭氧喷雾器的设计

2．1 整机方案的确定及工作原理

2．2 主要技术参数

2．3 关键零部件的选型与优化分析

2．4 本章小结

第3章 放电室产生臭氧的传热数值模拟

3．1 ANSYS软件简介

3．2 求解模块的选择

3．3 求解过程

3．4 圆管型放电室温度分布规律及影响因素

3．5 本章小结

第4章 试验设计及结果分析

4．1 臭氧放电室电介质材质选择试验

4．2 臭氧放电室使用参数匹配试验

4．3 室内试验效果设计及结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论及展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简历