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论文作者签名:墓涵 指导教师签名:鄞塞搂塾援 论文评阅人1 至圭鸯丝缝圣 评阅人2 一 勤盘堡 塞一圣 评阅人3 一主圣翌茭 到塑童一 评阅人4 : 评阅人5 : 答辩委员会主席:丕玷武丞幽兰 委员1 :麴丝窒 壶 圣 委员2 , 玉望麴霞 到盔丝 委员3 : 多斫 芡 吕1 毅援 委员4 : 豇至垫耋叁趁 委员5 : t 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果,也不包含为获得逝江盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名奏恻 签字日期汐年歹月仙日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿态堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位做储躲豁酬 签字日期:砂i ,1 年眵月2 ,d 日 导师签名: 签字日期:日 i n d e x 致谢1 a b s t r a c t :2 摘要4 1 i n t r o d u c t i o n :a 1 1d u s th a z a r d s o 1 1 1f i b r o g e n i cd u s t :7 1 1 2 n u i s a n c ed u s t :, 1 1 3r e s p i r a b l ed u s t :芍 1 1 4i n h a l a b l ed u s t :8 1 1 6f u g i t i v ed u s te m i s s i o n :8 1 1 7p a r a m e t e r sa f f e c t i n gd u s tf o r m a t i o n s :1 z i 1 8e m i t t e dd u s ts u p p r e s s i o nc a l c u l a t i o nm e t h o d s :1 3 1 1 9v o r t e xe n t r a i n m e n t l b i 1 1 0s 1 i p p a g ee n t r a i n m e n t :l b 1 1 1 1r e l a t i o nb e t w e e nd r o p l e t sa n de m i t t e dd u s tp a r t i c l e s :1 7 1 2a n i m a ld e t e r r e n ta p p a r a t u s :l , 1 2 1p r o t e c t i n gp l a n t sf r o mi n t r u d e ra n i m a la n dp r e d a t o r :1 7 1 2 2m o t i o ns e n s o rs p r i n k l e r s :1 8 i 2 3m o t i o ns e n s o rs p r i n k l e r :z 4 1 2 4s h a p er e c o g n i t i o ns y s t e m :3 4 1 3r e t r o f i t ti n gs p r i n k l e rs y s t e m sf o rc o o ii n gli v es t o c k s :3 7 i 3 1e f f e c to fs p r i n k l e ro na i rq u a l i t yi n s i d eb a r r e n s :3 7 i 3 2o b j e c t i v eo fi n s t a l l i n gs p r i n k l e r s :3 8 1 3 3s p r i n k l e r ss p r a y i n gp a t t e r n s :3 9 1 3 4r e l a t i o nb e t w e e ns p r i n k l e rs y s t e ma n dh e a tl o s s :4 0 1 4r e t r o f i t t e ds p r i n k l e rf o rf i r ep r o t e c t i o n :4 0 1 4 1f i r es p r i n k l e r sl a y o u t :4 u 1 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e dp m md u s tp a r t i c l e sc o n c e n t r a t i o na n d 浙江大学硕士学位论 自动喷水系统的多功能开发及应用研究 v e h i c l ev e l o c i t y 5 8 3 1 2r e l a ti o n s h i pb e t w e e nw a t e rd r o p l e td i a m e t e r sa n de m i t t e dd u s t p a r t i c l e s 5 9 3 1 3e f f e c to fp r e s s u r ec h a n g e so nd r o p l e t sc o l l e c t i o ne f f i c i e n c y 6 0 3 1 4e f f e c to fw i n ds p e e do nw a t e rd r o p l e t sf o r m a t i o n 6 0 3 2 r e s u l t so fs h a p er e c o g n i t i o ns p r i n k l e rs y s t e m :6 3 3 3r e s u l t so fc o o l i n gl i v e s t o c ks p r i n k l e r s :6 6 4 d i s c u s s i o n :6 9 4 1d u s ts u p p r e s s i o ns y s t e m :6 9 4 2a n i m a ld e t e r r e n ta p p a r a t u s :7 l 4 3s p r i n k l e rr e t r o f i t t e df o rf i r ep r o t e c t i o n :7 l 4 4s p r i n k l e rr e t r o f i t t e df o rd i s e a s ec o n t r o l :7 l 4 5e c o n o m i cb e n e f i t s :7 2 5 c o n c l u s i o na n di n n o v a t i o n ( 结论与创新) :8 0 5 1m a i nc o n c l u s i o n ( 主要结论) :8 0 5 1 1d u s ts u p p r e s s i o ns y s t e m ( 自动喷水灭尘系统) 8 0 5 1 - 2a n i m a ld e t e r r e n ts y s t e m ( 自动喷水防动物系统) 8 1 5 1 3s p r i n k l e rc o o l i n gs y s t e m ( 喷水降温系统) 8 2 5 1 4f i r ep r o t e c t i o ns p r i n k l e r s ( 防火喷头) 8 2 5 1 5d i s e a s ec o n t r o ls p r i n k l e r s ( 防疾病系统) 8 3 5 2m a i ni n n o v a t i o n s ( 主要创新点) :8 4 5 2 1f u l la u t o m a t e dd u s ts u p p r e s s i o ns p r i n k l e r su s i n gm o t i o ns e n s o r :8 4 5 2 2s h a p er e c o g n i t i o nb a s e da n i m a ld e t e r r e n ts p r i n k l e r :8 6 a c k n o w l e d g m e n t s e ;8 r e f e r e n c e s :8 8 自动喷水系统的多功能开发及应用研究 致谢 在本文即将完成之际,回想论文的写作过程,使我想到了自己不 分昼夜的努力与坚持,除此之外,更多的是想感谢曾经给予我关心与 和帮助的老师和同学们,对他们的关爱表示衷心的感谢。 首先,感谢我的导师郭宗楼老师,在研究生学习的这三年以及论 文撰写与修改过程中,都给予我莫大的帮助与支持。最终使得我的论 文圆满完成。 其次,感谢我的家人,在这段时间内给予我的帮助与鼓励。 最后,感谢中国政府与浙江大学,使我在理论与实践层次上更上 一层楼,在今后的生活及工作中都将受益匪浅。 借此机会,向参评我毕业论文的各位专家致以诚挚的谢意! 浙江大学硕士学位论自动喷水系统的多功能开发及应用研究 a b s t r a c t : s p r i n k l e rs y s t e m sa r eu s u a l l yu s e dt os u p p l yp l a n t sf o rt h er e q u i r e dm o u n t so f i r r i g a t i o nw a t e r ;i nm o s tf a r m st h em a n a g e m e n ti sb u y i n gah u gm o u n to fi r r i g a t i o n s y s t e mm a t e r i a l ss u c ha sp v cp i p e s ,s p r i n k l e r sh e a d s ,f o g g e r so ra n yo t h e rc o m p o n e n t s , i nt h i sr e s e a r c ht h e s ec o m p o n e n t sw e r er e t r o f i t t e df o rm u l t i p u r p o s eu s a g et os o l v es o m e c o m m o np r o b l e m so rt oi m p r o v eq u a l i t y , a sah u m a nh e a l t ha l w a y st a k e sa ni m p o r t a n t p l a c ea n dw o r k e r si n s i d ef a r m sa r ea l w a y se x p o s e dt of u g i t i v ed u s tp a r t i c l e sg e n e r a t e d b yt r a v e l i n gv e h i c l e so nu n p a v e dr o a di n s i d ef a r m sas t u d yo nr e t r o f i t t i n gs p r i n k l e r s y s t e mt os u p p r e s sd u s te m i t t e db yt r a v e l i n gv e h i c l e sw a sr e q u i r e d ,t h i ss t u d yb a s e do n u s i n gs p r i n k l e r st of o r m a ta m i s tc l o u dd r o p l e t sw i t had i a m e t e rb e t w e e n ( 10 0t o6 0 0 ) p mw h i c hi s t h ee f f e c t i v e c o l l i s i o nd i a m e t e r , s p r i n k l e r sw e r ei n s t a l l e di no p e n e n v i r o n m e n ta n dt h ee m i t t e dd u s tw e r em e t h o d i c a l l yc a l c u l a t e d u s i n gd i f f e r e n t e q u a t i o nb a s e do nv a r i o u se n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa n df o r c e s a sas o l u t i o nf o rp m io a i r b o r n ed u s tt h a tg e n e r a t e db yt h et r a v e l i n gv e h i c l e sa ni n n o v a t i o np r o p o s e di nt h e s t u d yt h a tc l a i m e dt ob eas a t i s f y i n gd u s ts u p p r e s s i o ns y s t e mi no p e ne n v i r o n m e n tt h a t w o r k s a u t o m a t i c a l l yw h e nv e h i c l e sp a s su n d e rt h es y s t e mb yg e n e r a t i n gf o go fw a t e r m i s tt h a tc o n t a i nd r o p l e t sw i t hh i 曲c o l l e c t i o ne f f i c i e n c y , t h ei n n o v a t i o nh e l p si m p r o v e a i rq u a l i t y , l a b o rp r o d u c t i v i t y , i n c r e a s ei n v i s i b i l i t y , t h eo v e r a l lr e s u l to ft h ei n n o v a t i o n i ss a t i s f a c t o r y t h es e c o n ds t u d yw a sr e t r o f i t t i n gs p r i n k l e r st od e t e r r e n tu n w a n t e da n i m a l sa n d p r e d a t o r s ,w h i l ei nf a r m so re v e ns i m p l eg a r d e n sa ni n t r u d e ra n i m a lc o u l dc a u s e d a m a g et of r e s h l ye m b e d d e ds e e d s ,o rt r a n s p l a n t e dp l a n t sc a u s i n gt h el o s so fv a l u a b l e t i m ea n dw o r k , d e s t r o yp r o p e r t y , l e a v ed r o p p i n g s ,s c a r ea w a yo t h e ra n i m a l s ,h a r m h u m a n s ,e a tp l a n t sa n da t t r a c to t h e ra n i m a l s ,s p r i n k l e ri so n eo ft h em o s th u m a n e 2 浙江大学硕士学位论自动喷水系统的多功能开发及应用研究 a n i m a ld e t e r r e n ts y s t e m sb e c a u s ei td o e sn oh a r mt os u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n to rt o u s e r su n l i k ec h e m i c a l ss h o c k so rf e n c e s e f f i c i e n to nw a t e ru s a g ea n df a m i l ys a f e ,t h e s p r i n k l e r su s ei rs e n s o rd e t e c t i o nt oa c t i v a t et h es p r i n k l e r sw h i c hw i l ls p r a yf e wj e t so f w a t e rt os t a r t l et h ei n t r u d e ra n i m a l ,h o w e v e ru s i n gi rm o t i o ns e n s o rc a u s eu n n e c e s s a r y t r o u b l e ss u c ha ss h o w e r i n gh u m a ng u e s tt h e r e f o r eas m a r ts y s t e mi sr e q u i r e d ,a st h e m o t i o ns p r i n k l e rs y s t e ms h o w ss a t i s f y i n gr e s u l t si nd e t e r r i n gi n t r u d e ra n i m a l sa n d p r e d a t o r sb u ti ts t i l ls h o w ss o m ed i s a d v a n t a g e ss u c ha ss m a l lc o v e r a g ea r e aa n ds i m p l e t r i g g e r i n gm e t h o d w h i c hc a u s et h es y s t e mt oo p e r a t ei nt h ep r e s e n c eo fa n yh e a ts o u r c e t h a ti n c l u d eh u m a na n dm a c h i n e s ,ap r o p o s e di n n o v a t i o nr e c l a i m st ob et h en e x t g e n e r a t i o no fa n i m a ld e t e r r e n ts p r i n k l e rs y s t e m , t h es y s t e mw a sb a s e do ns h a p e r e c o g n i t i o ns y s t e mt h a tc a np r o c e s si m a g e sc a p t u r e db yas u r v e i l l a n c ec a m e r aa n d c o m p a r ei tw i t hi m a g e sd a t a b a s e ,w h e nt h er e c o g n i t i o ns o f t w a r ec a p t u r ea n i m a ls h a p e o nc a m e r ai t sg i v e st h et r i g g e r i n gs i g n a lt ot h et r a n s m i s s i o nb o xw h i c hi st h el i n k b e t w e e nt h ei m a g ep r o c e s s i n gs y s t e ma n dt h es p r i n k l e rw a t e rv a l v e ,t h ei n n o v a t i o n c l a i mt ob ea b l et oi n c l u d eo re x c l u d ea n yt a r g e tf r o mb e i n gs t a r t l eb yt h ed e t e r r e n t s y s t e m , i ta d dp r o t e c t i n gp e r s o n a lp e t sf r o mi n t r u d e ra n i m a l sa sam a i nn e wu s a g e a d v a n t a g e ,b e s i d et h eo t h e ra d v a n t a g e ss u c ha sh i g ha r e ac o v e r a g e ,e a s yt ow o r ki nt h e p r o t e c t e da r e a , a n du s i n ge x i s t e n c ei r r i g a t i o ns p r i n k l e r s ,t h ep r e s e n tr e s u l t so ft h e i n n o v a t i o na r ev e r yp r o m i s i n gh o w e v e rm o r ef u t u r ei m p r o v e m e n t ss t i l ln e e d e d o t h e rr e t r o f i t t e ds p r i n k l e rw h e r et e s t e di n t h i ss t u d ys u c ha sr e t r o f i t t i n gs p r i n k l e r s f o rc o o l i n ga n i m a l sa n dr e t r o f i r i n gs p r i n k l e r sf o rf i r ep r o t e c t i o n s ,a tt h ee n dt h e r e s e a r c hf m dt h a tr e t r o f i t t i n gs p r i n k l e r sc o m p o n e n t sh e l p st oi m p r o v ee f f i c i e n c ya n d p r o d u c t i v i t yw h e t h e rd i r e c t o ri n d i r e c tw a y , t h ee c o n o m i cb e n e f i t so fr e t r o f i t t i n g 浙江大学硕士学位论自动喷水系统的多功能开发及应用研究 s p r i n k l e rc o m p o n e n t ss h o w st h a tt h ei n c o m ef r o ms a v i n gt h e mf r o mb e i n gw a s t e db y s t o r a g ea n db e i n ge x p o s e df o rr u i na n dd a m a g e ,b e s i d et h ee c o n o m i cb e n e f i to f p r o t e c t i n ga n di m p r o v i n gp r o d u c t i v i t y , i nt h i ss t u d yt w oi n n o v a t i o nw e r ep r o p o s e d k e y w o r d s :r e t r o f i t t i n g ,s p r i n k l e rs y s t e m s ,d u s tc o n t r o l ,a i rq u a l i t y , a n i m a ld e t e r r e n t , f i r es u p p r e s s i o n , d i s e a s ec o n t r 0 1 摘要 自动喷水系统通常是用来供给植物所需的灌溉用水:在大多数农场的管理中是 买一组灌溉系统的材料,如p v c 管,洒水装置的喷头,烟雾器或其他的成分,在本项 研究中,为了解决一些常见的问题或改善空气环境等质量而将这些元件改造,比如 改造成自动喷水灭尘系统、自动喷水防动物系统等。 由于人的健康总是据于非常重要的地位,在农场工人都暴露在尘埃颗粒中( 必 然影响健康) ,这些颗粒是由车辆在农场的土路上行驶产生的,因此,开展改造洒 水系统来抑制车辆产生的灰尘的研究是非常必要的。洒水装置安装在开放的环境 里,并对空气中的灰尘依据各种环境因素用多种方程来进行推算出来。本研究还表 明洒水器形成的一层直径1 0 0 至6 0 0 的小云滴对防尘是最有效的,此水滴直径为 有效碰撞直径。作为一种解决运动车辆产生的p m i o 气载尘埃的办法,此研究提出了 一个令人满意的在开放环境中的除尘系统。当有车辆经过这个系统并产生尘埃的时 候,此系统产生水滴来控制这些尘埃,其中,水滴有很高的收集效率。这项创新有 助于改善空气质量,提高劳动生产率,提高可见度。总体来说,此项创新是令人满意 的。 第二项研究是改造洒水器用来威慑不必要的动物和捕食者,在农场或者花园 里,入侵的动物可能破坏新鲜植物的种子,破坏移植植物,摧毁了人们的财产,留下 粪便,吓跑其他的动物,伤害人类,损坏植物和吸引其他的动物等。与投放化学药品和 4 浙江大学硕士学位论自动喷水系统的多功能开发及应用研究 修建篱笆相比,洒水器是一个最人道的动物威慑系统,因为它对周围环境和使用者 无害。喷淋装置使用红外传感器检测控制洒水装置,自动喷淋很少的水来惊吓入侵 者的动物。然而使用红外运动感应会造成不必要的麻烦,例如会喷射到人类。因 此,本论文研究了一个更灵敏的系统自动喷水防动物系统,采用光学运动检 测( 监控摄像头) 来识别对象以区分是人类的身材或四条腿的动物,或者应用照片 库进行模式分析和识别。作为移动的自动洒水装置在阻止动物的入侵方面表现出令 人满意的结果。但是仍然有很多不足。例如很小的覆盖范围,简单的触发程序导致 这个系统在很小的热源例如人体还有机器热量的条件下就可能运作起来。研发新一 代动物威慑自动喷洒系统就被提出来。这个系统建立在可以被照相机捕获的过程图 像,然后和图库进行比较的形状识别系统,当这个识别软件在摄像机中识别出动物 的形状,他就可以给在影像处理系统和洒水阀之间的传动装置的一个触发信号。创 新目标是包含或者排除任何目标来避免受到威慑系统的损害。他增加了保护宠物免 受入侵动物的侵袭作为重要新的优势,和其他优势例如大的覆盖范围,在保护区域 内容易工作。与利用存在的灌溉喷洒装置相比,这个创新点非常有发展前景,是未 来改进需要的。 此外,在本研究中对喷淋冷却动物的装置和防护火灾等洒水器进行了研究。 最后这个研究发现,改装的喷水系统直接或间接地有助于提高效率和生产率, 喷水系统的经济效益显示用于系统的储存或是修复系统的损坏的费用比保护和提高 生产率的费用低得多。 关键字:改装:自动喷水系统:尘埃控制;空气质量;动物威慑;火灾扑救;疾病 控制 1 i n t r o d u c t i o r t h e r ei sn od o u b tt h a tw h a ti si m p o r t a n tf o ra n yf a r mm a n a g e m e n ti na n y w h e r ei s t h ef a r me c o n o m i ci n c o m et h r o u g ht h ev a r i o u sk i n do fi n d u s t r i a lp r o c e s s e sa n da l s ob y r e d u c i n gt h ef a r mc o s t sa l s oi m p r o v i n g t h eu n i tp r o d u c i n g 1 1 5 浙江大学硕士学位论自动喷水系统的多功能开发及应用研究 s ow ew i l lh a v eal o o kt ot h em i c r oi r r i g a t i o ns y s t e ma n dh o ww ec a nm a k es o m e a p p l i c a n tt h a tc a nh e l pi nt h i sm a t t e rc a u s ew h e naf a r mt h i n ka b o u tb u i l du pa m i c r o i r r i g a t i o ns y s t e mi to fc o u r s eb u yah u g ea m o u n to fi r r i g a t i o ns y s t e mc o m p o n e n t s w h i c hs o m eo ft h e mc o u l db eu s e l e s sa f t e rb u i l d i n gu pt h i ss y s t e mf o re x a m p l et h ef a r m w i l lb u ys om a n ym e t e r so fi r r i g a t i o np i p e s t h i sr e s e a r c hs t u d yt h ea v a i l a b i l i t yo fd e v e l o p i n gt h e s ec o m p o n e n t st ob eu s e f u li n s o m eo t h e rs i d e si nt h ef a r mu n l i k et h ec o m m o nu s ef o ri ti ni r r i g a t i o na n dt h a tw i l l l e a dt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fp r o d u c i n gi nt h i sf a r ma n dt h a tw h a tm a k eu ss e a r c h a b o u ta l lt h ep o s s i b l eu s ef o rt h em i c r oi r r i g a t i o ns y s t e mi n s i d ea ni n d i v i d u a lf a r ma l s o w h a ti st h ec h a n g e si nt h a ts y s t e m st h a tw ec a nm a k et ob ef i t f u lf o rt h en e wu s ea n d h o wm u c hi ti su s e f u la n dg i v es a t i s f y i n gr e s u l t sa l s ot h ep o s s i b i l i t yo fr e u s et h e c o m p o n e n t st h a tb e c o m eu n u s a b l ef o ri r r i g a t i n gt h ep l a n t sc a u s et h ep l a n ti sv e r y s e n s i t i v ef o rt h ec h a n g e si nt h ea m o u n to fw a t e rw h e t h e rb yi n c r e a s i n go rd e c r e a s i n gs o a n yf a i l u r ei ns o m ep a r tm a y b em a k ei tu n u s a b l ef o ri r r i g a t i o ns ow e c a n u s ei ti nt h e o t h e rp r o c e s s e st h a td o n tn e e dt h es a m ee 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