转子喷头的雾滴轨迹及雾滴飘移性能

在干旱少雨地区，大喷量家药喷洒会受到缺水的限制。采用转子式低量喷雾方法能使雾滴均匀分布，但由于转了喷头特殊的雾型，雾滴相对压力式喷头更容易飘移。对转子喷头雾滴的初速度和空间轨迹进行分析，说明了雾滴容易飘移的原因；通过与标准扇形喷头的对比试验，定量分析了转子喷头雾滴的分布特性。试验结果表明：转子喷头不适用于靶喷雾，但它的这种特性非常适合于低量或超低量喷雾；在微风环境下，转子喷头具有喷量小，喷幅宽和雾滴均匀性好等特点，适合缺水地区喷洒农药。     

侧向风对航空植保无人机平面扇形喷头雾滴飘移的影响

目的 侧向风是影响植保无人机航空喷施雾滴飘移和作业效果的主要因素。探究航空植保喷施过程中侧向风对雾滴沉积和飘移的影响,为植保无人机航空喷施作业参数的选择和作业关键部件的改进提供数据支持和理论指导。方法 以常用平面扇形喷头Lechler系列的LU 120-015和LU 120-03标准压力喷头为研究对象,基于计算流体力学离散相模型的粒子跟踪技术,在适宜的边界条件下对喷施作业过程中风洞内雾滴流场和农药喷洒离散相进行模拟试验;通过仿真模拟对平面扇形喷头喷施的雾滴沉积和飘移分布情况进行可视化分析,探究雾滴粒子在不同侧风风速条件下的飘移特性;在农业航空专用风洞中,采用近似条件对雾滴的沉积飘移特性进行试验验证和分析。结果 仿真模拟结果表明,随着侧向风速的增加,离散相雾滴粒子飘移程度越严重,雾滴水平飘移越明显。随着侧向风速的增加,模拟离散相雾滴粒子的准确沉积率(R_a)呈指数下降,由14.11%下降到0.66%;水平飘移率(R_h)呈线性增加,由14.25%增加到60.58%。风洞试验结果表明,在侧风风速分别为1、3和6 m/s的条件下,雾滴的R_h分别为0.4%、48.1%和75.1%,且雾滴在风洞内部会随着侧风风速的增加发生一定程度的卷扬现象。仿真模拟与风洞测试试验的R_h具有显著相关性(R²=0.963,P<0.05)。结论 仿真模拟对航空喷施条件下的雾滴飘移具有较好的预测效果;采用仿真模拟辅助风洞试验测试的方法,可以比较准确地得出航空植保无人机作业中常用平面扇形喷头的雾滴沉积与飘移情况。     

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。     

果园喷雾机喷头类型与喷雾角度 对雾滴沉积的影响

为研究喷头类型与喷雾角度对雾滴沉积的影响规律,将喷头在垂直平面上的喷雾角度设置为0°、±15°、±30°、±45°,选用标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02和HU-SS60-03共3种喷头进行喷雾试验,通过雾滴沉积量和雾流穿透能力两个指标综合择优喷头喷雾角度。结果表明:3种喷头喷雾角度分别为-15°、-30°和-30°时叶片正面喷雾效果较优,角度为30°、30°和45°时叶片反面喷雾效果较优。不同喷头对应的叶片正、反面的雾滴沉积分布随喷雾角度变化的趋势基本一致,但喷头雾滴粒径越大,达到较优喷雾效果所需的喷雾角度值也相应增加。     

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。     

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。     

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。     

大田环境中不同助剂和喷头对无人机喷洒雾滴分布和漂移的影响

目的 探索在大田环境中不同助剂和喷头型号对无人机喷洒雾滴分布和漂移的影响。方法 利用色素染色法染色雾滴,使用大疆MG-1S无人机进行喷洒作业,并收集雾滴卡进行扫描分析。喷洒中使用φ为1%的不同助剂溶液或不同种类喷头,以比较助剂和喷头对雾滴分布的影响。结果 室内喷洒φ为1%助剂溶液时,雨燕油性助剂、禾大助剂提高雾滴粒径的效果较优。IDK 120-01喷头增大雾滴粒径效果最明显。在大田测试中,所有的助剂相比清水对照都降低了漂移。大部分雾滴集中于距离喷洒航线2 m距离内。离地80 cm处的雾滴沉积量比离地50 cm的雾滴沉积量少40%~60%。雨燕油性助剂在目标区域沉积较多。目标区域内使用IDK 120-01喷头的雾滴沉积量最大,但单位面积的雾滴数量较少。结论 使用助剂和大粒径喷头均可以明显降低雾滴漂移,提高目标区域雾滴沉积量。不同助剂抗漂移效果有明显差异。     

农药雾滴在麦田的沉积分布及其对灰飞虱防效的影响

为科学用药防治灰飞虱提供理论依据,采用雾滴采集装置和水敏纸采集农药雾滴,通过Deposit Scan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并以示踪剂估测农药沉积量,从而分析两种喷雾方式下农药雾滴在小麦基部2个位点上的沉积分布与对灰飞虱防效的关系。结果表明,弥雾机下倾喷雾获得的雾滴覆盖率频次分布多倾向于高值区间,平均雾滴覆盖率分别为2.52%和0.48%,与弥雾机飘移喷雾下的雾滴覆盖率相比,差异分别达到显著和不显著水平;从雾滴密度来看,两种喷雾方式之间无显著差异。沉积量的结果表明,弥雾机下倾喷雾获得的沉积量均大于弥雾飘移方式下获得的沉积剂量,平均沉积剂量分别为0.427和0.422 mg·m-2,均显著高于弥雾飘移方式下获得的沉积量。由于较高的雾滴覆盖率和沉积量,使得弥雾下倾喷雾田间防治灰飞虱的效果要显著高于弥雾飘移喷雾下的防效,且在药后5 d达到防效最高值86.10%。     

农药喷雾系统建模与仿真技术研究综述

农药使用效果与农药喷雾过程密切相关,农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留（resistance,resurgence,residue,3R）/效果、效率、生态（efficacy,efficiency,eco-environment,3E）/方法、模型、测试（method,model,measurement,3M）,重点综述农药喷雾过程的雾化、输运、沉积等关键环节的模拟仿真研究状况。根据模拟仿真技术发展趋势,提出农药喷雾半实物仿真系统设计的建议,并提出雾化模型及新型喷头雾化机理、群体农药雾滴多相流场模拟、靶标定制与识别模型、综合农药雾滴飘移模型、植物生长模型与农药喷雾系统耦合等建议,以促进原创农药精确喷雾技术研究和高质量植保机械研发。     

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(ΦVol<150μm)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ΦVol<150μm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<150μm均显著小于扇形...     

防飘喷头在植保无人飞机水稻病害防治应用研究

为了解植保无人飞机应用文丘里防飘喷头对水稻病害的防效影响。利用植保无人飞机搭载文丘里防飘喷头的方法,分析雾滴沉积特性及水稻纹枯病、稻曲病的防治效率。结果表明：应用文丘里防飘喷头雾滴在冠层上部与下部以及总体沉积量均超过应用常规扇形喷头的雾滴沉积量,相对于小雾滴,植保无人飞机采用大雾滴可以改善雾滴在冠层中的穿透性及喷幅范围内的雾滴分布均匀性;不论是粗雾滴还是细雾滴,植保无人飞机均可以有效防治稻曲病,而且防效优于传统的背负式喷雾器;纹枯病植保无人飞机应用文丘里防飘喷头施药后,其防效达到80%,与背负式喷雾器防效相当,较常规扇形喷头防效提高30%。因此,水稻叶部病害应用文丘里防飘喷头能够达到病害防治要求。     

适宜玉米化控剂喷施的植保机具选型研究

[目的]玉米抗倒伏化控剂喷施缺少适宜机具,拟通过开展植保机具选型试验,筛选适宜化控剂喷施作业的机型。[方法]采用大田试验与实验室检测相结合的方法,检测约翰迪尔4630型、3W-500型和3WBD-16型3种植保机型开展化控作业的适应性。[结果]4630型喷杆喷雾机配套防飘扇形雾喷头作业其雾滴粒径较大,雾滴沉积密度低,且多分布在下部叶片,不利于叶片吸收,化控效果较差,且植株损伤率最高;3WBD-16型背负式电动喷雾器配套圆锥雾喷头作业喷雾均匀性最低,化控作业后效果不均匀,田间整齐度低,作业成本最高;3W-500型东方红悬挂式喷杆喷雾机配套标准扇形雾喷头作业质量和作业效率优于背负式电动喷雾器,作业后化控效果显著优于约翰迪尔4630型喷杆喷雾机,且作业成本最低。[结论]3W-500型东方红悬挂式喷杆喷雾机适宜在京郊地区玉米化控作业中应用。     

Droplet spectra and high-speed wind tunnel evaluation of air induction nozzles

A series of air induction nozzles were tested in a high-speed wind tunnel. Droplet size spectra were measured for four air induction nozzles (IDK-120-01, IDK-120-02, IDK-120-03 and IDK-120-04) each at three spray pressures (0.3, 0.4 and 0.5 MPa) and seven different air velocities (121.7, 153.4, 185.5, 218.4, 253.5, 277.5 and 305.5 km·h⁻¹). The measurement distance (0.15, 0.25 and 0.35 m) from the nozzle orifice was found to be important for the atomization of the droplets. The response surface method was used to analyze the experimental data. The results indicated that Dv_0.1 and Dv_0.5 of the droplets decreased quasi-linearly with increased wind speed, while Dv_0.9 was affected by the quadratic of wind speed. Dv_0.1, Dv_0.5 and Dv_0.9 of the droplets were all proportional to the orifice size, and were not markedly influenced by the spray pressure. The percentage of the spray volume consisting of droplets with a diameter below 100 mm (%<100 mm) was found to be quadratically related to wind speed, and was not markedly influenced by the spray pressure and orifice size. However, the effect of the orifice size on the %< 200 mm could not be ignored.     

国产农用喷雾器喷头性能参数测定与分析

本文介绍了国产喷雾器喷头的几个主要性能参数与国外著名喷头公司产品的对比结果、并提出了改进我国喷头产品的若干建议。如:1.影响侧向进液式喷头喷量变异的因素。2.缝隙式扇雾喷头药液沉积横向分布中的牛角、对喷杆式喷雾器药液沉积分布均匀性有着极坏的影响。     

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。     

果树农药对靶喷雾药液沉积分布研究

为实现果树农药精确喷雾,减小农药在果树以外的沉积损失,降低果树农药喷雾对环境的影响,采用喷雾试验台对果树对靶喷雾中水平安放的空圆锥型喷嘴的喷雾药液沉积分布进行试验研究.建立了药液沉积对数概率分布模型,计算了喷雾药液沉积范围.分析了喷雾药液沉积距离随喷雾压力,喷雾速度变化的规律,为对靶喷雾的参数选择提供依据.