静电喷雾在农药植保领域的应用与现状分析

首先从静电喷雾的静电产生、雾滴雾化以及雾滴吸附等基础理论出发,论述了雾滴雾化性能评价指标和方法,并概括性对比分析了3种不同静电充电方式及各自的优缺点,得出在相同情况下感应式充电效果更佳的一般性结论;其次,通过对国内外大型喷雾器械的应用与现状的论述,为我国静电喷雾机械设备的研究和发展明确了方向;最后论述了静电电压、喷雾液压、喷雾速度和环境风速这4个关键因素对静电喷雾雾滴沉积分布的影响,并提出静电喷雾技术在烟草农药施药上的应用研究展望与建议。     

压力旋流喷头雾化性能的仿真

为了提高喷雾质量,提高农药的使用效率,用CFD商用软件FLUENT对雾化喷头在农药雾化时的流场进行数值模拟。利用Eulerian—Lagrangian双流体模型来模拟气液两相流动。模拟结果表明：药液雾化形状为中空锥形结构,大部分液滴速度大于1．12m／s;雾化液滴的体积中值直径（NMD）在50～100Mm之间,数量中值直径（NMD）在30～70Mm之间,适用于苗期或者前期的叶片植物农药的喷洒;压差在2．0MPa以下时,雾化均匀度（DR）大于0．67,雾化性能良好,所以此类型喷头选用的喷雾压差应小于2．0MPa。喷头仿真预测了雾化喷头的微粒化性能,为高效低喷量喷雾的研究提供一定的依据。     

管道入口段雾化加注天然气减阻剂的数值模拟

采用数值模拟的方法研究天然气管道减阻剂的雾化加注过程,首先对气体管道入口段的稳态流场进行模拟,得到收敛的气流场,再将减阻剂作为一系列离散相雾滴从入口喷嘴注入后进行耦合计算,分析各雾化条件对雾滴索泰尔平均直径（SMD）及其在入口段管壁上吸附特性的影响。模拟结果表明：喷雾压差、喷雾流量、喷嘴直径和喷射角度是影响天然气管道减阻剂减阻效果和减阻距离的关键因素。喷雾压差越大,喷雾流量越小,雾滴的SMD越小,越容易吸附在入口段的管壁上;喷嘴直径和喷射角度对雾滴的SMD影响不大,但喷射角度较小时,雾滴能被气流携带更长距离。研究成果可为天然气减阻剂的工程应用提供一定的理论指导。（图6,表5,参17）。     

新型种子包衣机静电雾化装置的研究

种子包衣技术普遍存在对种子呈凹凸形状的脐部覆盖不足的问题,严重影响种子的发芽率。提出将静电雾化技术应用到种子包衣中,以此解决种子包衣不足的问题。静电雾化技术的核心是使喷洒出的雾滴携带电荷,因此研究携带电荷的雾滴成为研究静电雾化技术的关键。通过静电喷雾实验及雾滴参数测试,得出在喷雾压力0.4 MPa,充电电压25 k V时,雾滴平均半径0.072 mm,拌种剂雾化效果最佳;并利用低频有限元软件Ansoft Maxwell对不同数量的荷电雾滴与平板接地导体之间的空间电场进行模拟仿真,采集不同情况下的电场强度数据,分析荷电雾滴所产生空间电场的分布规律;最后对雾滴群与更接近种子形状的球形导体之间的空间电场进行模拟仿真,从仿真结果得出雾滴群所产生的电场可以完全包围球形导体,这有利于拌种剂全面覆盖种子,特别是呈凹凸形状的脐部,提高种子包衣质量,从而得出将静电雾化技术运用到种子包衣上是可行和有效的方法。     

变量喷施技术及其雾化特性评价方法综述

综述了变量喷施技术的研究背景和研究现状,表明,必须继续深入研究变量喷施技术及其雾化特性,以提高农药利用效力、减小环境污染。概括并提出了一套适用性较广的研究变量喷雾雾化特性的研究思路和评价方法,即在建立变量喷雾控制装置后,先设计确定标准工况和随流量变化的各测量工况,在各工况下测量喷雾流量、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径和雾滴速度,用统计方法拟合各雾化特性参数随流量的变化规律,从流量调节范围、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径、雾滴速度、喷雾比能和喷雾动能中值直径等方面综合评价此种变量喷雾装置的喷雾特征和适用场合。     

一种新型农业喷雾机喷雾装置设计及智能化实现

针对电动喷雾装置雾滴大小不可调节、易漂移等关键问题,文中分析了影响电动喷雾装置雾滴大小的主要因素是电机转速（N）和喷雾流量（Q）,用脉宽调制（PWM）方式控制喷头电机转速、电磁阀的通断时间以调节电机转速和喷雾流量;影响雾滴漂移的主要因素是外界风力,用离心风机产生垂直地面的风压,控制雾滴的漂移;该喷雾装置已应用于3WD-12和3WD-4型喷雾机械,并申请了发明专利（发明专利中请号：200810108124．6）。试验结果表明,根据喷雾作业对象及作物生长密度的不同而改变喷雾方式,以达到节省农药、保护环境的目的。     

风速、喷雾压力和静电电压对雾滴沉积性的影响

为提高农药喷洒过程中雾滴的沉积效果,在试验基础上研究不同风速、喷雾压力和静电电压下雾化靶标荷电效果和沉积效果的综合影响,优化选配影响因素的参数。试验结果表明,荷质比在4 k V之后趋于稳定,当风速为0 m/s,喷雾压力为0. 3 MPa,静电电压达到6 k V时,雾滴粒径达到最小值137. 79μm,荷质比达到最大值0. 128 m C/kg,靶标背部在荷电电压大于4 k V以后出现雾滴沉积,在0. 3 MPa以后沉积率增大幅度趋于平缓。正交试验得出,风速、喷雾压力和静电电压均对雾滴沉积率有显著影响,影响主次顺序分别是静电电压、喷雾压力、风速。本系统喷雾的最佳组合是风速为0 m/s喷雾压力为0. 4 MPa和静电电压为6 k V,总沉积率达到最大值48. 01%。研究结果为进一步研究喷雾技术参数优化选配和提高喷雾沉积效果提供了依据。     

3种助剂对22%氟啶虫胺腈悬浮剂表面张力及雾化分散的影响

为研究喷雾助剂对农药界面参数及雾化分散特性的影响,将3种助剂(倍达通、N380、G2801)分别与浓度为0.3%、0.4%、0.6%的22%氟啶虫胺腈悬浮剂混配,测定混合液的表面张力变化,并在雾滴传递评价系统中进行雾化分散试验,分析喷雾助剂对药液表面张力、雾滴体积中径及雾滴谱跨度的影响。结果表明,喷雾助剂对药液的表面张力有明显的降低作用,且不同浓度药液中添加同一种助剂后,表面张力具有较明显的一致性;喷雾助剂对雾滴体积中径改变作用明显,倍达通表现为增大作用,N380及G2801表现为减小作用;在较大药液浓度及较低喷雾压力下,助剂对雾滴谱跨度具有增大作用,降低了雾滴粒径的均匀性。该试验结果可为施药前助剂筛选提供依据,为进一步研究农药减施增效提供数据基础。     

我国农药静电喷雾技术的研究及应用进展

农药静电喷雾技术可以提高雾滴的有效沉积,减少农药飘失造成的生态环境隐患,是改善我国植保施药机械相对落后现状的重要突破口.首先,介绍静电喷雾技术不同荷电方式下的工作原理及应用特点,概述静电喷雾技术的发展历程,从静电喷头的研制、雾滴的荷电效果、静电雾滴的空间运动与沉积分布、静电喷雾装备的研制等4个方面详细论述我国静电喷雾技术的发展现状.其次,指出当前我国在静电喷雾领域尚缺乏对静电雾滴飘移特性与减飘方法的深入研究,建议针对不同作物开展专用静电喷雾设备的研发,并通过喷雾模型的相关理论研究,为植保施药喷雾作业提供技术装备与理论支撑,以期提高我国的植保施药技术水平.最后,针对云南省特色烟草种植的静电雾滴沉积分布及飘移特性的研究进展进行概述,并展望静电喷雾技术在云南省特殊山地条件下烟草植保的应用前景.     

农药喷雾粒径的研究现状与发展(综述)

【目的】农药的不合理使用严重威胁着我国农产品质量安全和农业生态环境安全。优化农药喷施方式,提高农药利用率与喷施效果,实现农业生产的良好发展已成为迫切需要解决的问题。【方法】从农药雾滴粒径的检测方法出发,介绍了雾滴粒径检测技术的发展、以及雾滴尺寸与农药防治效果的关系;对农药喷雾最佳粒径的研究进行了分析;总结了农药喷雾最佳粒径的研究以及所存在的不足,并对农药喷雾粒径的研究进行了展望。【结果】人工表面得到的最佳粒径与真实的喷雾最佳粒径具有明显的差异性,人工表面通常倾向于收集大液滴;细小雾滴大量漂移的发生不存在必然性;同一靶标不同时期所对应的喷雾最佳粒径是变化的;小雾滴更容易吸附在靶标表面,能穿透植物冠层杀死冠层内部的害虫。【结论】不同农药、不同靶标、不同药液浓度甚至害虫的不同时期,农药的最佳喷雾粒径大不相同。今后应加强农药雾滴最佳粒径的理论研究,从宏观和微观多角度综合分析,开发精准可控变粒径喷嘴。     

农药喷雾粒径的研究现状与发展

【目的】农药的不合理使用严重威胁着我国农产品质量安全和农业生态环境安全。优化农药喷施方式,提高农药利用率与喷施效果,实现农业生产的良好发展已成为迫切需要解决的问题。【方法】从农药雾滴粒径的检测方法出发,介绍了雾滴粒径检测技术的发展、以及雾滴尺寸与农药防治效果的关系;对农药喷雾最佳粒径的研究进行了分析;总结了农药喷雾最佳粒径的研究以及所存在的不足,并对农药喷雾粒径的研究进行了展望。【结果】人工表面得到的最佳粒径与真实的喷雾最佳粒径具有明显的差异性,人工表面通常倾向于收集大液滴;细小雾滴大量漂移的发生不存在必然性;同一靶标不同时期所对应的喷雾最佳粒径是变化的;小雾滴更容易吸附在靶标表面,能穿透植物冠层杀死冠层内部的害虫。【结论】不同农药、不同靶标、不同药液浓度甚至害虫的不同时期,农药的最佳喷雾粒径大不相同。今后应加强农药雾滴最佳粒径的理论研究,从宏观和微观多角度综合分析,开发精准可控变粒径喷嘴。     

新型扇形雾射流喷头雾滴沉积和飘移潜力特性研究

为合理选用喷头,提高农药有效利用率,减少流失、飘失,应用激光雾滴粒径分析仪和改进后农药雾滴沉积飘移测试平台,依据ISO24253-1田间喷雾沉积试验测试标准和ISO22369-3农药飘移潜力测试平台标准,对具有代表性的德国Lechler公司生产的射流（IDK系列）和双扇面射流（IDKT系列）新型大雾滴扇形雾喷头在不同喷雾压力（0.2、0.3、0.4 MPa）下的雾滴谱、雾滴裸地沉积分布和雾滴飘移潜力进行测试研究,并与常用标准扇形雾喷头Lechler ST、LU系列喷头进行对比。结果表明：随喷雾压力增大,标准扇形雾喷头和射流喷头均雾滴粒径变小,雾滴谱变宽,雾滴直径小于100 μm,V100增大。ST系列的雾滴谱比LU的宽,IDKT的雾滴谱比IDK的宽。标准扇形雾喷头（ST和LU）雾滴为细雾和非常细雾,射流喷头（IDK和IDKT）雾滴为中等雾和粗雾。喷头雾滴粒径决定了雾滴的沉积和飘移特性,在相同喷雾压力条件下,同种型号喷头雾滴裸地沉积量IDKT120＞IDK120＞LU120＞ST110,射流喷头雾滴沉积量显著高于标准扇形雾喷头（P<0.05）,所测喷头雾滴沉积变异系数均低于8.5%。随着喷雾压力增加,喷头雾滴的飘移量均增加,喷雾压力对标准扇形雾喷头雾滴飘移影响更加明显,但对射流喷头不明显。在相同喷雾压力条件下,射流喷头雾滴飘移量远小于标准扇形雾喷头,各喷头雾滴飘移量均随雾滴收集距离增大而呈现减小趋势,且飘移均主要集中在测试平台前5 m处。射流喷头IDK和IDKT之间DPV无显著性差异,但标准扇形雾喷头DPV显著高于射流喷头（P<0.05）,射流喷头与ST喷头相比,相对防飘能力均在55%以上。上述结果将有助于种植户和生产企业选择最佳喷嘴类型,以提高药效,减少农药喷雾漂移。     

水稻叶片上露水对农药沉积量的影响

水稻叶片表面独特的微纳米结构是造成农药雾滴在叶片上难以持留的主要原因,叶片上凝结的露水会改变叶片表面的微结构,从而对农药雾滴的沉积状态产生影响。针对这一问题分别进行了田间试验和实验室模拟试验,通过高速摄影以及农药沉积量试验研究没有露水、露水量较少和露水量多3种情况下,使用标准扇形喷头与防飘射流喷头进行喷雾时的农药雾滴沉积。试验结果显示,叶片上露水的存在能够增加农药雾滴的沉积并且影响显著,且不同喷头间存在显著性差异。高速摄影试验结果显示,露水的存在减少了雾滴的弹跳情况,农药雾滴在沉积过程中雾滴与叶片的直接作用变为农药雾滴与露水的作用,从而增加了沉积。     

蜂蜜喷雾干燥过程的模拟与仿真

研究了蜂蜜混合料液在离心喷雾干燥塔内的运动及水分蒸发情况,结合蜂蜜物性和喷雾干燥的特点,运用Fluent软件建立了离心雾化器的雾化模型及喷雾干燥室内气固2相运动、蒸发等CFD模型。对蜂蜜喷雾干燥过程进行了仿真试验,得到了喷雾干燥室内气流的温度分布、雾滴的运动轨迹和蒸发情况等。并通过试验验证了该模型的适用性,得到了蜂蜜喷干的最佳工艺条件。     

添加飞防助剂对植保无人飞机喷雾在茶园中雾滴沉积分布的影响

为验证飞防助剂对植保无人机喷雾沉雾滴沉积的影响,为今后茶园飞防农药减施增效以及植保无人机的改进提升提供科学依据,在四川主要茶叶产区进行飞防助剂与植保无人机的施药效果试验。结果表明,添加飞防助剂可以提高喷施药剂与植保无人机的兼容性,改善雾化效果,同时也能避免用无人机施药所导致的药液漂移大、沉积量少、挥发快等诸多问题,能够显著提高喷雾雾滴在茶园冠层中的雾滴沉积效果,对于提高防治效果有积极作用。     

植物表面特性与农药雾滴行为关系的研究进展

农药利用率的提高,是农药减量使用技术的重要组成部分.农药利用率的高低取决于农药雾滴在植物表面上的行为.本文综述了植物表层、叶片生物学特征和表面活性剂的使用等3个方面与农药雾滴行为趋势关系的研究进展,提出了当前农药利用率提高过程中尚需解决的关键问题.     

3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机的设计与试验

基于生物最佳粒径理论,以离心雾化技术为核心,在撞击式低速离心雾化器、夹管式流量阀等关键基础部件创新及优化设计的基础上,研发一种通过雾化器转速变化即可精准控制雾滴粒径,满足设施农作物病虫害防治要求的3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机。结果显示,离心雾化器的转速越高,产生的雾滴粒径越小,转速为2 400 r/min时,雾滴粒径为101μm,接近于弥雾机的雾滴细度;转速为2 700 r/min时,雾滴粒径为65μm,远低于超低容量喷雾雾滴粒径≤100μm的要求;转速为3 000 r/min时,雾滴粒径减至41μm;随着离心雾化器转速的提高,雾滴谱趋窄,当转速在2 400~3 000 r/min范围内时,雾化质量较为理想。田间试验结果表明,该机具喷雾量低,平均施药量为127.5 L/hm2,但可提高药液在靶标作物上的覆盖率和分布均匀性,从而可在提高病虫害防治效果的同时,减少农药使用量。     

基于Fluent枣裂果防治液体膜雾化喷嘴的流场分析

为了减少成熟期枣裂果的产生,解决枣裂果喷膜防治中液体膜的喷施问题。本研究从增大气液接触面积和提高雾滴速度2个方面,改进设计了1种适用于液体膜喷施的两通道离心式气液两相雾化喷嘴,并应用Fluent软件对喷嘴在不同气体进口速度、喷嘴孔径、喷嘴终端形状条件下的喷雾效果进行了模拟仿真。结果显示,该喷嘴所采用的切向离心通道结构可以有效提高气体速度,增大气液接触面积,促使雾滴2次雾化,在细化雾滴的同时,能提高雾滴速度,利于对靶喷施。该种喷嘴雾化效果良好,适用于液体膜的喷施,对枣裂果的防治有一定参考价值。     

农用喷头雾滴粒径对液体黏度的响应

目的 研究农药不同黏度对喷头雾化特性的影响,为农业喷雾施药技术提供理论参考。方法 配制不同质量分数的甘油溶液替代农药试剂进行研究,将喷头喷雾区域网格化,使用粒子动态分析仪测量喷雾区域不同位置处的雾滴参数,利用SPSS分析轴心方向和径向雾滴粒径的分布规律。结果 在喷头喷雾区域轴心方向上,雾滴算术平均直径、雾滴体积平均直径及雾滴索尔特平均直径呈现出先变小然后逐渐变大的规律,外界空气阻力的扰动作用使喷射出的液体表面形成一定模式的表面波,随着距离增大波幅变大,波峰被撕裂下来,破碎成小雾滴,而后在重力的作用下雾滴间发生碰撞聚合,雾滴粒径逐渐变大;喷头喷雾区域径向上,雾滴近似于对称分布,雾滴粒径呈现出中间小两边大的特点,随着径向距离增大雾滴粒径逐渐增大;通过SPSS分析得出,轴心方向上,轴心距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.531、0.795;在喷雾区域径向上,径向距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.932、0.328。结论 在一定程度上,黏度较大的液体具有一定的防止漂移效果;液体黏度改变对轴心方向上雾滴粒径影响效果显著;在喷头径向上,距离的改变对雾滴粒径大小影响显著。     

气力式静电感应喷雾系统研究

<正>论文针对新疆垦区高密度机采棉采收前喷施脱叶催熟剂不均直接影响棉花品质的问题,为改善脱叶催熟剂的喷施效果,提高雾滴在棉株中下部及隐蔽部位的沉积率,减少细小雾滴的飘移和地面无效沉积,研究开发了气力式静电喷雾机;本研究重点从雾滴充电过程、雾滴运输过程和雾滴沉降过程深入分析其机理,并用计算流体力学软件对气力式静电喷雾状态下雾滴的运动和沉积进行模拟分析,优化关键部件的结构和工作参数,实现气力雾化和雾滴荷电的方法减少飘移和提高