基于NO_2~-显色反应的抗湿性喷雾雾滴密度和大小的检测体系

喷雾质量在一定程度上影响着"农药有效利用率"。喷雾雾滴密度和大小是影响喷雾质量的2个重要参数。针对目前应用最多的喷雾雾滴测量方法——水敏纸法,水敏纸存在抗湿性能差的缺点,该研究在保证原有使用性能的同时,设计制作一种适合在潮湿环境中使用的喷雾雾滴密度和大小的检测体系。该检测体系由检测卡和检测液两部分组成。检测液中含有能与检测卡反应的NO2-,综合考虑安全性和检测卡使用性能,检测液中Na NO2浓度应尽量接近但不能超过150 mg/L,该文下述试验采用Na NO2质量浓度125 mg/L。研究对检测卡的扩散均匀性和不同卡之间的平行性进行了探究,结果显示在同一检测卡上的相对标准偏差小于等于5.37%,在随机3张检测卡之间的相对标准偏差小于等于12.66%,结果表明该检测卡的均匀性和平行性较好;雾滴实际直径与斑点直径的拟合方程对于该方法制作的检测卡检测雾滴大小时具有较好的通用性;并与市售水敏纸进行检测准确性比较,结果显示在3种不同喷雾压力下,该检测卡检测结果与水敏纸基本相同,且与市售水敏纸同时进行抗湿性检验,结果显示本检测系统的检测卡具有较好的抗湿性能。因此,该文设计的喷雾雾滴密度和大小的检测体系在干燥与潮湿环境中均能良好使用。     

喷头位置与孔径对尾气回收式烟雾机雾化的影响

烟雾机的雾化效果对病虫害的防治及环境保护具有重要的影响,在尾气回收式烟雾机的工作系统中,喷头的安装位置和喷头孔径是影响其雾化效果的主要原因。为此,试验分析了在定喷头流量和发动机定转速条件下喷头不同安装位置及孔径对雾化效果的影响,结果表明:喷头孔径在0.6~1.0mm范围内的不同喷头型号中,45°七眼喷头的均匀度值达到0.91,雾化效果最好;喷头安装位置在100mm处的VND与NMD数值在雾滴粒径最佳范围内,DR值为0.91,雾滴最为均匀。     

Non-negligible factors in low-pressure sprinkler irrigation: droplet impact angle and shear stress

Droplet shear stress is considered as an important indicator that reflects soil erosion in sprinkler irrigation more accurately than kinetic energy, and the effect of droplet impact angle on the shear stress cannot be ignored. In this study, radial distribution of droplet impact angles, velocities, and shear stresses were investigated using a two-dimensional video disdrometer with three types of low-pressure sprinkler (Nelson D3000, R3000, and Komet KPT) under two operating pressures (103 and 138 kPa) and three nozzle diameters (3.97, 5.95, and 7.94 mm). Furthermore, the relationships among these characteristical parameters of droplet were analyzed, and their influencing factors were comprehensively evaluated. For various types of sprinkler, operating pressures, and nozzle diameters, the smaller impact angles and larger velocities of droplets were found to occur closer to the sprinkler, resulting in relatively low droplet shear stresses. The increase in distance from the sprinkler caused the droplet impact angle to decrease and velocity to increase, which contributed to a significant increase in the shear stress that reached the peak value at the end of the jet. Therefore, the end of the jet was the most prone to soil erosion in the radial direction, and the soil erosion in sprinkler irrigation could not only be attributed to the droplet kinetic energy, but also needed to be combined with the analysis of its shear stress. Through comparing the radial distributions of average droplet shear stresses among the three types of sprinklers, D3000 exhibited the largest value (26.94-3313.51 N/m²), followed by R3000 (33.34-2650.80 N/m²), and KPT (16.15-2485.69 N/m²). From the perspective of minimizing the risk of soil erosion, KPT sprinkler was more suitable for low-pressure sprinkler irrigation than D3000 and R3000 sprinklers. In addition to selecting the appropriate sprinkler type to reduce the droplet shear stress, a suitable sprinkler spacing could also provide acceptable results, because the distance from the sprinkler exhibited a highly significant (P<0.01) effect on the shear stress. This study results provide a new reference for the design of low-pressure sprinkler irrigation system.     

冠层推拨装置对喷杆喷雾机雾滴飘失与沉积特性的影响

喷杆喷雾机具有作业效率高、雾滴覆盖率高、沉积分布均匀、防治效果好等优点,是目前大田作物最主要的施药机具。但受作物冠层遮挡和侧风等气象条件的影响,导致喷杆喷雾机作业时雾滴难以穿透到植株中下部并伴随飘失。为改善喷杆喷雾机喷雾雾滴在作物冠层的穿透性并降低飘移量,本文优化设计了一种适用于大田作物的喷杆喷雾机冠层推拨装置。并分别使用两种喷头(标准扇形雾喷头ST110-02、射流喷头IDK120-02)对该装置的减飘性和在小麦上的沉积特性进行了对比试验。结果表明:该冠层推拨装置对标准扇形雾喷头ST110-02的减飘效果强于射流喷头IDK120-02,其减飘效果分别为59.0%和9.5%;冠层推拨装置可以提高药液的沉积率,对于ST110-02喷头可增加18.0%,IDK120-02喷头增加了8.6%;同时该推拨装置对小麦植株的推拨作用增加了雾滴向冠层中下方的穿透效果,有利于药液在植株上的均匀沉积。     

飞防助剂对植保无人飞机喷施除草剂雾滴分布的影响

通过仪器分析结合田间试验方法, 研究了不同飞防助剂对3种剂型除草剂沉积率?雾滴粒径?物理指标及田间药效, 系统地分析飞防助剂对植保无人飞机喷施除草剂的增效作用及增效机理?结果表明, 4种飞防助剂均有显著的增效作用?其中迪翔对3种除草剂的作用效果最为显著, 可降低雾滴谱相对宽度至0.62, 使雾滴均匀分布; 增加沉积率, 可最多增加32.2百分点; 同时可显著降低3种除草剂的药液表面张力, 增加药液黏度及扩展直径, 延长其干燥时间?迈飞对乳油作用效果较好, 在增加药液扩展直径方面优于其他3种飞防助剂?总体比较4种飞防助剂对除草剂的增效作用, 大小依次为迪翔>迈飞>烈鹰>Greenwet 3710; 3种剂型除草剂中, 飞防助剂对乳油增效作用最显著, 增效可达23百分点?     

植保无人飞机喷施作业的雾滴信息采集方法研究

农药雾滴信息是评价农药施用质量的主要指标, 农药雾滴采集器的设置对于获取雾滴信息有较大的影响。针对如何科学地设置农药雾滴采集器从而准确地获取真实雾滴信息等问题, 本文以油动单旋翼植保无人飞机和电动六旋翼植保无人飞机为供试药械, 以诱惑红为雾滴示踪剂, 采用将卡罗米特纸卡直接固定在棉花叶片上和使用金属杆固定2种方法采集雾滴信息, 研究2种方法下采集的雾滴信息的差异。结果表明, 油动单旋翼植保无人飞机作业, 在添加助剂情况下, 金属杆固定法在棉花冠层上、中、下层采集的雾滴体积中径分别为(435.4±66.1)、(434.6±68.3)μm和(398.9±66.7)μm显著大于植株固定法在相应部位采集的雾滴体积中径(361.2±93.1)、(351.9±95.7)μm和(338.1±71.1)μm;金属杆固定法采集的雾滴密度在棉花冠层上层为(29.9±13.6)个/cm2, 中层为(13.4±4.5)个/cm2, 下层为(6.7±4.2)个/cm2, 显著大于植株固定法在相应冠层采集的雾滴密度(12.9±5.0)、(8.6±3.4)个/cm2和(1.9±1.3)个/cm2。添加助剂能够提升两种植保无人飞机喷施作业的雾滴覆盖率和雾滴的沉积量, 提高农药的利用率。     

喷雾器及施液量对水稻冠层农药雾滴沉积特性的影响

【目的】分析弥雾机和手动喷雾器在不同施液量条件下喷雾,农药雾滴在水稻冠层沉积分布特征,阐明农药剂量的沉积结构及空间分布对药剂防治效果的影响。【方法】以农药雾滴采集装置和水敏纸收集农药雾滴,通过DepositScan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并利用示踪剂估测农药沉积量。【结果】弥雾机和手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,叶角45°和0°水稻叶片正面的雾滴覆盖率显著高于叶片反面。弥雾机在225、450、600 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°水稻叶片反面的雾滴密度均大于200个/cm2,施液量间差异显著。手动喷雾器在600、900、1 200 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°和45°水稻叶片反面的雾滴密度均小于15个/cm2,施液量间无显著差异。相同剂量,弥雾机在450 L•hm-2施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量最高;而手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量无显著差异。手动喷雾器喷雾叶片反面的农药沉积量均低于弥雾机喷雾。用15 g a.i.•hm-2氯虫苯甲酰胺防治纵卷叶螟,弥雾机在施液量450 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最高,手动喷雾器在施液量1 200 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最差。【结论】弥雾机和手动喷雾器稻田喷雾,农药雾滴在水稻叶片正面的覆盖率均高于叶片反面。弥雾机喷雾时增加施液量,能提高水稻叶片反面的雾滴密度和覆盖率;手动喷雾器喷雾时增加施液量,无显著效应。与手动喷雾器相比,弥雾机喷雾显著增加了叶片反面的雾滴密度、雾滴覆盖率及农药沉积量,能显著提高药剂的防治效果。     

基于CFD离散相模型雾滴沉积特性的模拟分析

为分析三维空间中气流对雾滴飘移的影响,该文基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)离散相模型的粒子跟踪技术,研究了不同喷雾条件下的雾滴特性。该文在条件为3m×2m×2m的长方体计算区域,喷嘴置于长方体顶端(上表面的几何中心),在合适的边界条件参数下,对喷雾高度为0.25～2m,风速为0～3m/s变化范围内的雾滴沉积特性进行了分析。结果显示,雾滴的分布趋势(偏移量)随风速和喷雾高度大小而变化:雾滴的沉积量随喷雾高度和风速的增加逐渐减小,其最大值为100%(喷雾高度为0.25m,风速为0),最小值为7.2%(喷雾高度为2m,风速为3m/s),其沉积率最大值和最小值分别为79.07%和3.98%,并基于该方法建立了雾滴沉积量和沉积率的预测模型。该研究为精量施药提供参考。     

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。     

山地管道恒压喷雾中喷雾压力和孔径对雾滴粒径的影响

为提高农药利用率,研究山地果园管道恒压喷雾系统中喷雾压力和孔径对雾滴粒径参数的影响,利用激光粒度仪,测量3种孔径空心圆锥雾喷头在8种压力下的6种雾滴粒径参数数据,分析各粒径级雾滴的分布情况,给出雾滴粒径大小及其随压力和孔径的变化趋势,进行了雾滴参数的多元线性回归,建立基于压力的雾滴参数模型。结果表明:粒径大于100μm的雾滴(小于0.3%)和粒径为0~20μm的雾滴(小于0.5%)可忽略不计,雾滴粒径主要分布于20~40μm(79.5%~92.8%);雾滴均较细小,全部为气溶胶;孔径越小,压力越大,雾滴越细小;6种雾滴粒径参数与孔径和压力均有良好的二元线性关系(R2分别为0.928、0.956、0.949、0.949、0.889和0.815);6种雾滴粒径参数均随压力呈二次多项式变化规律,决定系数R2均达到了0.894以上。研究结果对山地果园管道恒压喷雾中喷头的选型、喷雾压力的调整及喷雾效果的优化有重要参考意义。