一種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法，屬于植物保護(hù)領(lǐng)域。通過(guò)確定防霜機(jī)有效作用最長(zhǎng)距離L和最短距離l，確定等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)(Xi，Yi)，繪制防霜機(jī)風(fēng)速分布圖，通過(guò)曲線(xiàn)擬合，計(jì)算曲線(xiàn)與X軸圍成的面積，確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積。以農(nóng)用防霜機(jī)WT3000安裝高度6.5m、安裝傾角15°為例，具體為：防霜機(jī)有效作用最長(zhǎng)距離為25.62m，最短距離為9.7m，風(fēng)速分布范圍為鴨梨狀；擺動(dòng)角度為60°時(shí)，防霜作用面積為554.907m2；風(fēng)機(jī)擺動(dòng)角度為90°時(shí)，防霜作用面積為702m2；擺動(dòng)角度為120°時(shí)，防霜作用面積為849m2。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積，為防霜機(jī)群最優(yōu)布置提供有效作用防霜面積參數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于植物保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法 與技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)由于氣候的異常變化，倒春寒頻頻發(fā)生，嚴(yán)重影響茶果業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)，已經(jīng) 成為長(zhǎng)江以南名優(yōu)茶果經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要限制因素之一。以江蘇、浙江兩省為例，2005~2014 年連續(xù)發(fā)生多次嚴(yán)重倒春寒，茶樹(shù)霜凍害面積達(dá)8萬(wàn)公頃/年，經(jīng)濟(jì)損失約10億元人民幣。采 用常規(guī)的霜凍害防治方法如煙熏、覆蓋、灌水等，效果很差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染 或者資源浪費(fèi)。
[0003] 基于氣流擾動(dòng)原理的機(jī)械化防霜裝備在日本、美國(guó)、新西蘭等國(guó)相繼成功應(yīng)用并 推廣。霜凍發(fā)生且存在逆溫時(shí)，防霜裝備啟動(dòng)擾動(dòng)近地逆溫層溫度較高的空氣，把其強(qiáng)制對(duì) 流至作物冠層，有效提升冠層溫度，從而達(dá)到防霜的目的。專(zhuān)利號(hào)為JP2007000096、 JP2000050749和JP10113076的日本專(zhuān)利，公開(kāi)了用于茶果園的高架防霜扇，專(zhuān)利號(hào)為 200810124434.7的中國(guó)發(fā)明，公開(kāi)了一種防除植物霜凍害的風(fēng)扇系統(tǒng)控制方法及裝置;專(zhuān) 利號(hào)為201120394220.9的中國(guó)實(shí)用新型，公開(kāi)了一種植物防霜機(jī)，它采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇 的最大擺動(dòng)角度為90°，風(fēng)力最遠(yuǎn)投送距離超過(guò)30m。查閱文獻(xiàn)可知，江蘇大學(xué)胡永光自主開(kāi) 發(fā)設(shè)計(jì)的WT3000型防霜機(jī)，主電機(jī)功率3Kw，風(fēng)機(jī)葉片為四葉，回轉(zhuǎn)直徑900mm，額定轉(zhuǎn)速 998以11^11，擺動(dòng)云臺(tái)電機(jī)功率60?，風(fēng)機(jī)的安裝高度為6.5111，安裝俯角15~50°可調(diào)，擺角 60°、90°、120°可調(diào)。不管哪種防霜機(jī)，確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積可為防霜機(jī)群最優(yōu) 布置提供有效作用防霜面積參數(shù)，降低經(jīng)濟(jì)投入成本，對(duì)農(nóng)用防霜機(jī)的安裝具有指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積，為 防霜機(jī)群最優(yōu)布置提供重要參考參數(shù)。
[0005] -種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法，其特征在于:通過(guò)等風(fēng)速測(cè)量，繪制 防霜機(jī)風(fēng)速分布形狀，并通過(guò)曲線(xiàn)擬合，以實(shí)現(xiàn)確定所述農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防 霜作用面積，具體包括以下步驟：
[0006] 步驟一，根據(jù)所選擇的防霜機(jī)，確定農(nóng)用防霜機(jī)在離地面高度1米高度處的有效作 用最長(zhǎng)距離L和有效作用最短距離1;
[0007] 步驟二，確定農(nóng)用防霜機(jī)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)N個(gè)，確定每個(gè)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)距離農(nóng)用防霜 機(jī)的坐標(biāo)(Xi，Yi); i為從1到N;
[0008] 步驟三，根據(jù)(Xi，Yi)繪制防霜機(jī)風(fēng)速分布圖；
[0009] 步驟四，對(duì)(Xi，Yi)，采用曲線(xiàn)擬合，得到X和Y的擬合曲線(xiàn)方程f(x);
[0010] 步驟五，通過(guò)方程5:,〇'(Λ·ν/Λ·計(jì)算擬合曲線(xiàn)與X軸所圍面積So;
[0011] 步驟六，計(jì)算得農(nóng)用防霜機(jī)不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積& = 25〇;
[0012] 步驟七，確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)角度a，計(jì)算農(nóng)用防霜機(jī)防霜作用面積S。
[0013] 所述風(fēng)速分布范圍的輪廓形狀為鴨梨狀。
[0014]所述農(nóng)用防霜機(jī)防霜作用面積S的計(jì)算方法如下：
[0015]
[0016] 所述步驟二中的確定原則為：當(dāng)離地面高度1米處的農(nóng)機(jī)防霜機(jī)風(fēng)速高于lm/s時(shí)， 將風(fēng)速分為以下幾檔:風(fēng)速為l-2m/s、2-3m/s、3-5m/s、5-10m/s共四檔;分別測(cè)量四檔風(fēng)速 條件下農(nóng)用防霜機(jī)作用面積中的最遠(yuǎn)徑向距離，并分別繪制徑向距離等速線(xiàn)；確定作用面 積最大即徑向距離最遠(yuǎn)的風(fēng)速檔為l-2m/s。
[0017] 本發(fā)明的工作原理。通過(guò)確定防霜機(jī)有效作用最長(zhǎng)距離L和最短距離1，在防霜機(jī) 水平方向X和垂直方向Y均選取i個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行等風(fēng)速點(diǎn)測(cè)量，并繪制防霜機(jī)風(fēng)速分布形狀，并 通過(guò)曲線(xiàn)擬合，計(jì)算曲線(xiàn)與X軸圍成的面積，以實(shí)現(xiàn)確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜 作用面積。
[0018] 本發(fā)明具有的有益效果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積 的準(zhǔn)確計(jì)算，為防霜機(jī)群最優(yōu)布置提供重要有效作用防霜面積參數(shù)，為農(nóng)用防霜機(jī)的安裝 提供指導(dǎo)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明防霜機(jī)風(fēng)速分布圖；
[0020]圖2為本發(fā)明等風(fēng)速分布曲線(xiàn)擬合圖；
[0021 ]圖3為本發(fā)明不同安裝傾角下防霜機(jī)作用于茶樹(shù)冠層的區(qū)域圖；
[0022]圖4為本發(fā)明不同擺動(dòng)角度下防霜機(jī)作用于茶樹(shù)冠層的區(qū)域圖；
[0023]表1為本發(fā)明防霜機(jī)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)(Xi，Yi)數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]以防霜機(jī)型號(hào)為WT3000、安裝高度6.5m，安裝傾角15°應(yīng)用于茶園防霜為例。
[0026] 圖1為本發(fā)明防霜機(jī)風(fēng)速分布形狀圖。形狀呈平鴨梨狀，風(fēng)速對(duì)稱(chēng)分布，最大有效 作用距離L為30m。以0為原點(diǎn)，水平距離為X軸，垂直距離為Y軸，依次鴨梨狀上端最外曲線(xiàn)上 點(diǎn) i為(Xi，Yi)。
[0027] 表1為本發(fā)明等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)(Xi，Yi)，在SPSS中應(yīng)用回歸和曲線(xiàn)擬合，可得到擬合曲 線(xiàn)方程：
[0028] f (x) = 1.844-0.418x+0.081x2-〇.002x3
[0029] 表1-防霜機(jī)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)(Xi，Yi)數(shù)據(jù)
[0030]
[0031] 圖2為本發(fā)明等風(fēng)速分布曲線(xiàn)擬合圖。防霜機(jī)作用面積為擬合曲線(xiàn)與X軸所圍成的 區(qū)域的兩倍，當(dāng)俯角為15°時(shí)，防霜機(jī)作用到地面的最遠(yuǎn)距離L為25.62m，最近距離1為9.7m， 計(jì)算擬合曲線(xiàn)與X軸所圍面積：
[0032]
[0033] 農(nóng)用防霜機(jī)不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積Si = 2S〇 = 260.496m2。
[0034]圖3為本發(fā)明不同安裝傾角下防霜機(jī)作用于茶樹(shù)冠層的區(qū)域圖。防霜機(jī)的安裝高 度為6.5m，安裝傾角在15~50°之間可調(diào)。防霜機(jī)的實(shí)際作用面積為上述理論作用面積在茶 樹(shù)冠層表面的投影，由于風(fēng)機(jī)的安裝高度，使得風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)在其前面的下方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)防 霜盲區(qū)。當(dāng)俯角為15°時(shí)，風(fēng)機(jī)作用到地面的最遠(yuǎn)有效距離為25.62m，距離立柱9.7m內(nèi)為防 霜盲區(qū)；俯角為50°時(shí)，風(fēng)機(jī)作用到地面的最遠(yuǎn)有效距離為9.5m，距離立柱3.2m內(nèi)為防霜盲 區(qū)；在安裝傾角調(diào)節(jié)區(qū)間[15°，50°]內(nèi)，隨著安裝傾角的減小，風(fēng)機(jī)作用在茶冠層的區(qū)域會(huì) 增大，盲區(qū)的位置與風(fēng)機(jī)立柱的距離也會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)。
[0035]圖4為本發(fā)明不同擺動(dòng)角度下防霜機(jī)作用于茶樹(shù)冠層的區(qū)域圖。設(shè)擺動(dòng)角度η分別 為60°、90°、120°時(shí)防霜機(jī)的有效作用面積為56〇、59〇、512()，選擇當(dāng)安裝傾角為15°進(jìn)行計(jì)算， 擺角為60°時(shí)，防霜的有效作用面積：
[0036]
[0037]同理可得，風(fēng)機(jī)擺動(dòng)角度為90°時(shí)，防霜機(jī)實(shí)際作用面積S9Q為702m2;風(fēng)機(jī)擺動(dòng)角度 為120°時(shí)，防霜機(jī)實(shí)際作用面積S12Q為849m2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定農(nóng)用防霜機(jī)的防霜作用面積的方法，其特征在于:通過(guò)等風(fēng)速測(cè)量，繪制防 霜機(jī)風(fēng)速分布形狀，并通過(guò)曲線(xiàn)擬合，W實(shí)現(xiàn)確定所述農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)時(shí)和不擺動(dòng)時(shí)防霜 作用面積。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種確定農(nóng)用防霜機(jī)防霜面積的方法，其特征在于具體包括W 下步驟： 步驟一，根據(jù)所選擇的防霜機(jī)，確定農(nóng)用防霜機(jī)在離地面高度1米高度處的有效作用最 長(zhǎng)距離L和有效作用最短距離1; 步驟二，確定農(nóng)用防霜機(jī)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)N個(gè)，確定每個(gè)等風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)距離農(nóng)用防霜機(jī)的 坐標(biāo)(Xi，Yi);i為從1到N; 步驟Ξ，根據(jù)(Xi，Yi)繪制防霜機(jī)風(fēng)速分布圖； 步驟四，對(duì)(Xi，Yi)，采用曲線(xiàn)擬合，得到X和Y的擬合曲線(xiàn)方程f(x); 步驟五，通過(guò)方程十算擬合曲線(xiàn)與X軸所圍面積So; 步驟六，計(jì)算得農(nóng)用防霜機(jī)不擺動(dòng)時(shí)防霜作用面積Si = 2S〇; 步驟屯，確定農(nóng)用防霜機(jī)擺動(dòng)角度a,計(jì)算農(nóng)用防霜機(jī)防霜作用面積S。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種確定農(nóng)用防霜機(jī)防霜面積的方法，其特征在于:所述風(fēng)速分 布范圍的輪廓形狀為鴨梨狀。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種確定農(nóng)用防霜機(jī)防霜面積的方法，其特征在于:所述農(nóng)用防 霜機(jī)防霜作用面積S的計(jì)算方法如下：5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種確定農(nóng)用防霜機(jī)防霜面積的方法，其特征在于:所述步驟二 中的確定原則為：當(dāng)離地面高度1米處的農(nóng)機(jī)防霜機(jī)風(fēng)速高于Im/s時(shí)，將風(fēng)速分為W下幾 檔:風(fēng)速為1-2111/3、2-3111/3、3-5111/3、5-1〇111/3共四檔；分別測(cè)量四檔風(fēng)速條件下農(nóng)用防霜機(jī) 作用面積中的最遠(yuǎn)徑向距離，并分別繪制徑向距離等速線(xiàn)；確定作用面積最大即徑向距離 最遠(yuǎn)的風(fēng)速檔為l-2m/s。
【文檔編號(hào)】A01G13/06GK106069412SQ201610375932
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】鹿永宗, 胡永光, 趙夢(mèng)龍, 王升
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)