农用扇形喷嘴性能对比分析

针对目前国内仿制扇形喷嘴在田间应用喷雾性能差的问题。以德国LECHER公司生产AD120-04型扇形喷嘴与国产120-04型扇形喷嘴为研究对象,以喷雾流量、喷雾角、雾滴粒径为考核指标,进行试验对比分析,试验结果表明:德国AD120-04型扇形喷嘴压力在3.0 bar时喷雾角为120°,趋于稳定。国产120-04型扇形喷嘴在压力达到4.0 bar时喷雾角为115°;国产120-04型扇形喷嘴雾滴数量中径和体积中径在相同压力下大于德国AD120-04型扇形喷嘴。分析原因得出:扇形喷嘴数量中径和体积中径由入口流道终端形状的曲率半径R所影响,为我国仿制喷嘴质量的改进提供了参考。     

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。     

扇形喷头雾量分布均匀性的试验研究

 雾量分布均匀性是喷头使用性能重要指标,通过对国产TEJJET120 02vs,TEJJET120 04vs和美国XR TEEJET8002vs,XR TEEJET8004vs几种扇形喷头的试验,研究不同喷雾压力和不同喷雾高度变化对其雾量分布变异系数的影响,以及组合喷头的喷头间隔对雾量分布的影响,分析喷头喷雾压力及喷雾高度对扇形喷头的雾量分布变异系数的影响规律,找出最佳的使用喷雾高度,提高实际喷头的喷雾效率。结果表明：扇形喷头的压力对雾量分布均匀性的影响不大,单个喷头使用有一最佳喷雾高度,在此处进行喷施作业,效果最佳。在0.3MPa下,TEJJET120-02vs,120-04vs,XR TEEJET8002vs和8004vs喷头的最佳喷雾高度分别为400,550,650,700mm。组合喷头在不同喷头间距及压力情况下,相应有一最佳的喷雾高度使雾量分布变异系数最小,雾量分布最均匀。喷头间距为300mm,0.2,0.4MPa压力下TEJJET120 02vs 和XR TEEJET8002vs喷头最佳喷头高度均分别为400,600mm;当喷头间距为500mm时,TEJJET120 02vs在0.2 ,0.4MPa压力下的最佳喷雾高度分别为500,400mm,此时XR TEEJET8002vs喷头最佳高度均为700mm,压力对其影响不大。喷头间距较小时,雾锥角大的喷头适宜的喷头高度不宜过大,间距较大时,喷头适宜的高度也相应大些。     

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。     

同种类型不同型号的3种喷嘴性能测试分析

[目的]筛选适当的喷头喷嘴,使用小雾滴喷洒,实现最小的用药量,实现农药的精准喷施,减少大容量、大雾滴喷雾技术给农业带来的负面影响.[方法]选用哈尔滨博纳科技有限公司生产的试验室喷雾性能测试台,对3种同类型不同型号(LICHENG Vp110015、Vp11003和Vp11006)的扇形喷嘴性能进行比较分析,根据喷雾机喷头的压力与流量关系、喷雾角大小、雾滴粒径分布等参数的比较,选出比较适合大田作业的喷嘴.采用高精度超声波传感器,进行超声波数据的采集和处理,得出喷雾分布均匀性.[结果]在同一压力(0.3 MPa)下3种喷嘴的流量分别为0.74、0.85和2.26 L/min;采用低照度高感度工业摄像机,进行图像采集和处理,测量得出喷雾角测量喷雾角的大小分别为109.5°、109.0°和114.1.;采用喷雾激光粒度仪进行雾滴测试体积粒径结果为91.881、119.625和185.499um.[结论]综合考虑,型号为Vp11003的喷嘴具有较好的喷洒性能,选取该型号的喷嘴对大田作物进行喷雾效果更佳.     

喷嘴类型对植保无人飞机喷雾性能的影响

【目的】植保无人飞机具有喷雾效率高、适用性好、作物损伤小和操控人员安全系数高等特点,但飘移严重制约着其推广应用,喷嘴作为核心组件,是影响雾滴飘移的关键因素。本文旨在明确不同类型喷嘴对植保无人飞机喷雾的雾化性能及雾滴飘移的影响,为选择合适喷嘴提供理论依据。【方法】筛选20种常见的扇形、气吸型和圆锥形喷嘴,采用激光粒度仪系统测定并计算喷嘴的分布跨度、体积中径(D50)及尺寸150μm的雾滴占全部雾粒体积的百分比(ΦVol150μm)等表征雾化性能的参数,在开放式风洞中首先测定不同喷嘴在0.3 MPa下的流量,然后采用相片纸法和麦拉片法评价喷嘴型号对喷雾飘移和飘移沉积雾滴粒径特征的影响。【结果】在0.3MPa喷雾压力下测定不同喷嘴雾化性能表明,在常规扇形喷嘴中,F110-01、F110-015、F110-02和F110-03随着型号的增加,分布跨度和D50显著增加,而ΦVol150μm显著减低,气吸型扇形喷嘴AFC-01—AFC-05和圆锥形喷嘴HCC80-0075—HCC80-025具有相同的规律,但相同型号的气吸型扇形喷嘴,ΦVol150μm均显著小于扇形喷嘴和圆锥形喷嘴,而分布跨度和D50均大于扇形喷嘴和圆锥形喷嘴;在气吸型扇形喷嘴中,AFC-01及IDK120-015分布跨度和D50显著小于其他类型;IDK120-015ΦVol150μm极显著低于HCC80-02、F110-015和F110-03,分布跨度和D50显著高于HCC80-02和F110-015,HCC80-02的流量分别与IDK120-015、F110-015之间差异不显著,均显著低于F110-03。进一步采用麦拉片和相片纸法评价地面飘移沉积雾滴粒径特征和飘移量,喷嘴类型和飘移距离对飘移沉积雾滴D50和分布跨度的影响均达到极显著,飘移距离3 m的D50和分布跨度均显著低于1 m和2 m的,Depositscan软件计算预估飘移量的趋势和实测飘移量一致,均为HCC80-02F110-015F110-03IDK120-015。计算不同喷嘴防飘移效果可知,IDK120-015的防飘移效果最好,达72.02%,F110-03次之,HCC80-02最差。【结论】麦拉片和相片纸均可收集地面飘移量作为评估雾滴飘移的方法;合理选择喷嘴可降低小雾滴的百分比和扩大相对雾滴粒径,显著减少植保无人飞机施药作业过程中的雾滴飘移。     

雾滴粒径对川楝素在3种作物上沉积量的影响

为探明川楝素(Toosendanin)的沉积量与所用喷头粒径的关系,笔者以小白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino)、黄瓜(Cucumis sativus L.)和甘蓝(Brassica oleracea L.)为植物材料,2%川楝素乳油、2%川楝素微乳剂、2%可湿性粉剂为供试药剂,选用德国Lechler公司生产的ST110-03、ST110-04、ST110-05及ST110-06 4种扇形雾喷头,研究了3种制剂形态的川楝素在3种作物上的沉积量。结果表明,喷雾雾滴VMD在151.7～215.3μm范围内,在叶片临界表面张力较大的黄瓜和小白菜上,川楝素乳油和可湿性粉剂稀释液在植物叶片上的沉积量有随着雾滴直径增加而增加的趋势,但处理间的差异不明显。而川楝素微乳剂稀释液在小白菜和黄瓜叶面上的沉积量随雾滴直径的增加而逐渐减小。在叶片临界表面张力较小的甘蓝植株上,3种川楝素制剂稀释液的沉积量均随着喷雾雾滴直径的增加而减小。因此,建议使用ST110-03(151.7μm)型喷头,以提高药剂沉积量。     

喷嘴类型对植保无人飞机喷雾性能的影响

【目的】植保无人飞机具有喷雾效率高、适用性好、作物损伤小和操控人员安全系数高等特点,但飘移严重制约着其推广应用,喷嘴作为核心组件,是影响雾滴飘移的关键因素。本文旨在明确不同类型喷嘴对植保无人飞机喷雾的雾化性能及雾滴飘移的影响,为选择合适喷嘴提供理论依据。【方法】筛选20种常见的扇形、气吸型和圆锥形喷嘴,采用激光粒度仪系统测定并计算喷嘴的分布跨度、体积中径（D₅₀）及尺寸<150 μm的雾滴占全部雾粒体积的百分比（ΦVol_{<150 μm}）等表征雾化性能的参数,在开放式风洞中首先测定不同喷嘴在0.3 MPa下的流量,然后采用相片纸法和麦拉片法评价喷嘴型号对喷雾飘移和飘移沉积雾滴粒径特征的影响。【结果】在0.3 MPa喷雾压力下测定不同喷嘴雾化性能表明,在常规扇形喷嘴中,F110-01、F110-015、F110-02和F110-03随着型号的增加,分布跨度和D₅₀显著增加,而ΦVol_{<150 μm}显著减低,气吸型扇形喷嘴AFC-01—AFC-05和圆锥形喷嘴HCC80-0075—HCC80-025具有相同的规律,但相同型号的气吸型扇形喷嘴,ΦVol_{<150 μm}均显著小于扇形喷嘴和圆锥形喷嘴,而分布跨度和D₅₀均大于扇形喷嘴和圆锥形喷嘴;在气吸型扇形喷嘴中,AFC-01及IDK120-015分布跨度和D₅₀显著小于其他类型;IDK120-015 ΦVol_{<150 μm}极显著低于HCC80-02、F110-015和F110-03,分布跨度和D₅₀显著高于HCC80-02和F110-015,HCC80-02的流量分别与IDK120-015、F110-015之间差异不显著,均显著低于F110-03。进一步采用麦拉片和相片纸法评价地面飘移沉积雾滴粒径特征和飘移量,喷嘴类型和飘移距离对飘移沉积雾滴D₅₀和分布跨度的影响均达到极显著,飘移距离3 m的D₅₀和分布跨度均显著低于1 m和2 m的,Depositscan软件计算预估飘移量的趋势和实测飘移量一致,均为HCC80-02>F110-015>F110-03>IDK120-015。计算不同喷嘴防飘移效果可知,IDK120-015的防飘移效果最好,达72.02%,F110-03次之,HCC80-02最差。【结论】麦拉片和相片纸均可收集地面飘移量作为评估雾滴飘移的方法;合理选择喷嘴可降低小雾滴的百分比和扩大相对雾滴粒径,显著减少植保无人飞机施药作业过程中的雾滴飘移。     

基于雾化粒径调控的猕猴桃花粉粒靶向沉积量研究

【目的】研究猕猴桃授粉雾化粒径对花粉粒沉积分布的影响,探寻授粉适宜的雾化粒径范围,为建立猕猴桃液体授粉方法提供理论支持。【方法】构建双流式喷雾试验平台,在雾化气压为0.025～0.150 MPa、花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s、喷雾距离为350 mm的喷雾控制参数下进行试验。采用自制雾滴收集器,用称质量法测定单次喷射体积,分析雾化气压对单次喷射体积的影响;用激光粒度仪测量雾化粒径值,建立雾化气压与雾化粒径的关系;用雾滴环形采集片代替花朵采集花粉悬浊液雾滴,通过显微镜分区计数法,明确花粉粒沉积数量在花蕊区和花瓣区的沉积特征;以充分授粉需求花粉粒数为判断标准,确定适宜双流式雾化授粉的花粉液雾化粒径控制范围。【结果】猕猴桃花粉液单次喷射体积与单次喷出的花粉粒数均随雾化气压的增大而减小,当雾化气压为0.150 MPa时,花粉液单次喷出体积最小,为185.9 μL,单次喷出花粉粒数也最小,为15.7万粒;雾化粒径与雾化气压呈非线性负相关关系,雾化气压为0.025～0.150 MPa时对应的雾化粒径为92.8～28.2 μm;花蕊区和花瓣区花粉液雾滴沉积质量都随雾化粒径的增加而减小,且更集中于花蕊区,花蕊区沉积质量占单次喷射质量的比例最高可达10.6%;花蕊区花粉粒数量随雾化粒径的增加而减小,当雾化粒径小于33.7 μm时,花蕊区沉积花粉粒数量可满足充分授粉的需求。【结论】在花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s的工况下,猕猴桃授粉的适宜雾化粒径为28.2～33.7 μm,雾化气压为0.125～0.150 MPa。     

基于激光测量的典型扇形航空喷头喷雾羽流雾滴粒径空间分布研究

近年来，植保无人机在现代农业中展现出了明显的优势，但植保无人机所适配的典型扇形喷头的雾化性能尚待进一步研究，尤其是喷雾羽流的雾滴粒径空间分布特性亟待明确。使用DP-02激光粒度仪分别对CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF11002、SF110015、TeeJet11002、TeeJet110015共7种典型扇形航空喷头进行了喷雾羽流雾滴粒径空间分布特性测定。试验分为横向和纵向轴线两种测定形式，其中研究横向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.8 MPa，等间距选取了7个连续的横向测量点，喷头选择CFA11002、SF11002和TeeJet11002型；研究纵向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.5 MPa，等间距选取了5个连续的纵向测量点，喷头选择CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF110015和TeeJet110015型。结果表明：横向轴线的分布特点：在固定喷施压力0.8 MPa的条件下，3种型号喷头的D_V0.1、D_V0.5在各横向测量点位的数值变化不大，并且两侧关于中心点呈较好的对称分布...     

一种农用气液两相喷头的设计与喷雾特性仿真

基于文丘里原理设计了一款农用气液两相喷头,并采用k-ε湍流模型,利用FLUENT和CFX求解器对喷头内部气流场进行了计算流体力学(CFD)仿真和试验验证。结果表明:喷头出口平面中心区域的气流速度达到亚音速和超音速,喷头出口的气流速度随着两相压力的增加而增加;当气相入口压力一定时,液相入口压力的增大可使喷头下方两侧气流朝喷头轴向集中,喷口中心区域气流速度的实测值与仿真值的相对偏差≤10%,仿真结果真实可靠。雾滴粒径测试结果表明:在0.05 MPa的恒定水压下,雾滴粒径随着气压的增高而降低;在常用工作气压下,距喷头喷射距离1.6 m处,粒径65μm以下的雾滴比例≥85%,雾滴体积中径(D_(50))50μm。所设计的喷头雾化性能优异,可获得烟雾级雾滴,适用于在设施农业中进行整棚弥散性喷雾防治病虫害。     

基于PLC变频控制的温室雾化降温系统与试验研究

[目的]考查在温室中采用不同水压下喷雾降温的效果.[方法]以可编程逻辑控制器、变频器、水泵、触控系统和多路传感器为硬件平台,设计了温室变频雾化装置.试验探索5个不同喷雾频率下,系统的实际降温效果,并在此基础上提出了适合试验温室的喷雾压力.[结果]喷雾压力低于110 kPa(对应喷雾频率为31 Hz)时,降温幅度随着压力的增加而升高,但当喷雾压力大于110 kPa时,随着压力的增加降温效果趋于平滑,而温室内湿度随着压力的增加不断增加,喷头的流量随着压力的升高而近似线性增加.[结论]综合考虑温度和湿度2个因素,该试验温室的最适应喷雾为压力为100～120 kPa.     

马鞍列岛海域浮游植物优势种粒径组成及影响因子分析

基于2005年3月-2006年11月对马鞍列岛海域进行的采样调查及后续实验,探讨了该海域浮游植物优势种类的粒径分布及其季节变化特点,分析了水温、营养盐、悬浮物等环境因子对浮游植物粒径变化的影响.结果表明,马鞍列岛海域浮游植物粒径组成主要受琼氏圆筛藻(Coscinodiscus jonesianus (Grev.) Ostf)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis Lamx)、拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus Mangin)、中华盒形藻(Bidduphia sinensis Greville)、佛氏海毛藻(Bidduphia sinensis Greville)以及夜光藻(Noctiluca scientillans)等优势种的季节变化趋势所影响,分布范围在8.7 μm～396.7 μm之间,其中小型浮游植物比例为65.2%,硅藻和甲藻的平均粒径分别为44.3 μm和141.5 μm,浮游植物平均粒径的最小和最大值分别出现在8-11月和3-5月;硅藻粒径组成与水温成显著线性负相关(R2=0.64、 P<0.01),与该海域限制性营养盐氮的浓度成显著正相关(R2=0.65、 P<0.01),硅藻体积与水温及氮营养盐的关系为当水温上升1℃,体积减小6.5%,而当氮营养盐上升1μg/L时,体积增大0.37%.甲藻粒径组成对悬浮物浓度的显著负线性相关大于硅藻,其粒径变化与悬浮物浓度的数值对应关系约为悬浮物浓度每升高1 mg/L甲藻粒径减小1.73%,硅藻粒径的降低幅度为甲藻的1/2.     

静电喷雾对农药飘移及沉积分布的影响

【目的】旨在揭示静电技术对喷雾雾化性能、理化性质和沉降等方面影响,为静电喷雾技术在作物病虫草害防控应用提供依据。【方法】采用激光粒度系统比较分析静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,采用铂金环法和座滴法分别评测静电喷雾和非静电喷雾雾滴的表面张力和其与稗草叶片的接触角,在开放式风洞中采用麦拉片、相片纸中收集不同喷雾方式的地面飘移量及靶标的沉积量,评价静电喷雾技术对飘移沉积分布和靶标沉积量的影响。【结果】在0.3 MPa喷雾压力下,比较静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,发现静电喷雾的体积中径D₅₀高于非静电喷雾的,雾滴直径D₉₀却低于非静电喷雾的,但差异不显著;分布跨度S显著低于非静电喷雾的,两者的ΦVol_<150μm差异不显著,而静电喷雾粒径分布更加均匀。比较两者的理化性质发现,静电喷雾雾滴的表面张力及其与稗草叶片在200、400和600 ms的接触角均显著低于非静电喷雾。进一步采用Depositscan分析比较相片纸上飘移沉积规律,喷雾方式对飘移沉积雾滴D₅₀的影响均达到显著水平,且非静电喷雾...     

无人机喷施雾滴在水稻群体内的沉积分布及防效研究

为阐明3WWDZ-10B型植保无人机喷雾雾滴在水稻生长后期的沉积效果,研究了飞行作业高度对无人机喷雾雾滴在水稻群体内沉积分布的影响,比较了无人机喷施与人工喷施75%戊唑醇?肟菌酯水分散粒剂(WDG)对水稻稻瘟病(Pyricularia grisea Sacc.)和纹枯病(Rhizoctonia solani Kühn)的防治效果。结果表明,3WWDZ-10B型植保无人机在作业高度2 m时雾滴的沉积覆盖率和分布密度最高,其次为作业高度2.5 m处理。在同一作业高度下,雾滴沉积覆盖率和分布密度由大到小依次为水稻上层、中层和下层,作业高度对雾滴分布均匀性无显著影响。作业高度对雾滴沉积穿透性有较大影响,在作业高度1.2～2.5 m,雾滴沉积穿透性随着作业高度的上升而逐渐增强。在不同作业高度下,雾滴粒径的体积中值直径(DV.5)主要分布在396～968μm,其中在水稻上、中层以作业高度2 m处理的DV.5最大,而在水稻下层以作业高度3.0 m处理的DV.5最大。在不同作业高度下,雾滴粒径相对粒谱宽度变化不大;在同一作业高度下,水稻上、中层的相对粒谱宽度均大于下层。在不同作业高度下,75%戊唑醇?肟菌酯WDG对水稻稻瘟病和纹枯病防效均随着使用剂量的增加而显著上升;中、低使用剂量(160 g/hm2和120 g/hm2)防效随着雾滴密度的增加而上升,而高使用剂量(200 g/hm2)防效与雾滴密度关系不大。雾滴大小对防效无显著影响。在作业高度1.5～2.5 m,75%戊唑醇·肟菌酯WDG无人机喷施对水稻稻瘟病和纹枯病防效与人工喷施处理无显著差异,而其经济效益约为人工喷施的1.5倍。该研究为3WWDZ-10B型植保无人机在水稻病害防治上的应用提供技术依据。