65、农业喷雾系统中的孔隙率与集成送风细雾系统研究

农业喷雾系统中的孔隙率与集成送风细雾系统研究

1 动态孔隙率估算模型

1.1 相关参数定义

在研究植物喷雾相关问题时，涉及到一些重要参数：
- (SA)：单叶投影图像面积（(cm^2)）
- (SB)：等叶面积圆形叶片的叶面积（(cm^2)）
- (r)：初始圆形叶片半径值（(cm)）
- (R)：等叶面积圆形叶片半径值（(cm)）

1.2 叶片倾角变化量

在喷雾作业中，棉花枝叶会受到气流干扰，叶片倾角发生变化，从而导致静态孔隙率改变。为研究孔隙率变化的动态过程，需考虑不同风速下不同层叶片倾角的变化。这里仅考虑简化的圆形叶片，叶片倾角的变化属于叶片受风力影响的弹性变形，可通过挠度曲线方程估算。
挠度曲线方程为：
(wl(x) = \frac{\rho \cdot S}{12k_7 \cdot E \cdot I} U \cdot \cos(\beta) \cdot L)
叶片倾角变化量公式为：
(\Delta\beta = \arccos\left(\frac{2 \cdot \Delta x^2 - (wl(x_2) - wl(x_1))^2}{2 \cdot \Delta x^2}\right)\frac{180}{\pi})
其中各参数含义如下：
- (wl(x))：叶片表面横坐标(x)处主叶脉的挠度值（(mm)）
- (\rho)：空气密度（(1.293 kg/m^3)）
- (S)：棉花叶面积（(mm^2)）
- (E)：材料弹性模量（(MPa)）
- (I)：悬臂梁惯性矩（(mm^4)）
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