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。     

基于高速摄像技术的生物柴油静电雾化研究

采用2万帧/s高速数码相机对生物柴油单液滴静电雾化现象进行微距拍摄,对比分析了荷电与非荷电时液滴的变形以及运动情况,获得了不同电压下液滴的雾化模式以及锥射流模式中Taylorcone的锥长和锥角的变化。结果表明：液滴粒径随着电压增大而减小,下落速度随着电压增大而增大;荷电后同一型号毛细管中生物柴油的变形率大于水,生物柴油小液滴的变形程度大于大液滴;随着电压增大,液滴依次经历滴状模式、过渡阶段、锥射流模式、多股射流模式,在锥射流中Taylor-cone的锥长与电压呈正比,锥角与电压呈反比;电导率对液滴运动有影响,电导率小的液滴基本沿毛细管轴向运动,而电导率大的液滴既有轴向运动又有径向运动。     

助剂S240对水分散性粒剂及乳油药液雾化的影响

为探究药液性质对喷头雾化的影响,该文应用粒子图像分析系统、高速摄影仪及粒径分析仪对ST110-03喷头与IDK120-03喷头进行试验研究,分析了水分散性粒剂Don-q、乳油Score及2种药剂条件下助剂Breakthru S240浓度对雾化区及雾滴谱的影响。未添加助剂时,农药剂型不同,2类喷头的雾化区及雾滴体积中径(volume medium diameter,VMD)均发生显著变化,水分散性粒剂溶液与自来水的雾化区结构、液膜长度和VMD相差不大;乳油溶液可以使2类喷头的雾化区结构发生显著变化,液膜长度分别减小35.2%和40.5%,VMD分别增大13.5%和28.9%;不同剂型农药条件下,随助剂浓度增大,2类喷头液膜区及破碎区结构均发生不同程度的变化,液膜长度均先减小后增大,VMD先增加后减小,即液膜长度变化与VMD变化呈现负相关性。结合药液理化性质研究发现表面张力是影响雾化的重要因素之一。该研究可为田间助剂浓度的添加范围及喷头雾化特性的模拟与模型建立提供参考。     

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。     

雾化植物精油在荔枝保鲜中的应用研究

本文通过单因素试验,研究雾化后植物精油的种类、浓度对荔枝保鲜效果的影响。结果表明:肉桂精油(5、10、15μL/L)和百里香酚精油(5、10、15μL/L)对采后荔枝有一定的防腐作用(P0.05);15μL/L精油能使荔枝采后贮藏保持较高的果实品质;随着浓度增大,褐变颜色指数呈上升趋势,对果皮表面品质具有影响(P0.05);2种精油对果实pH值无显著影响(P0.05)。综上所述,植物精油微孔压电超声雾化能抑制荔枝的腐败、褐变,有助于提高荔枝的商业价值。     

静电喷雾的工作原理及分析

对静电喷雾技术原理进行了分析,阐述了静电喷雾的工作的原理,尤其是药液的雾化过程以及雾滴的充电及运动过程的工作原理,研究表明:由于静电喷头与农作物之间的静电场力作用,使雾滴具有了一定的方向性,从而向农作物各个部位运行,为静电喷头的研制提供参考。     

EPEC-B1型高压静电喷雾器喷雾性能试验

摘要：采用纸卡法在室内对TEPEC-B1型高压静电喷雾器进行了雾滴大小,喷雾距离,喷雾密度和喷雾量的测试,同时与常规喷雾器进行了比较。测试结果表明：TEPEC-B1型高压静电喷雾器荷电喷雾的雾滴密度显著高于非荷电喷雾,在靶标背面的雾滴密度明显增大。荷电喷雾的雾滴粒径只有常规喷雾雾滴粒径的1/3～1/4,且粒径谱较常规喷雾器窄,雾滴均匀度较高。TEPEC-B1型高压静电喷雾器通过不同档位调节可以控制喷雾量和喷雾距离,适于保护地不同类型蔬菜的病虫害防治。     

农用无人机超低容量旋流喷嘴的雾化特性分析与试验

针对农用植保无人机超低容量喷施作业时,使用液力喷嘴产生的雾滴粒径较大,离心喷嘴结构复杂、价格较高等不足,基于旋流雾化的原理并采用模块化方法,提出了一种超低容量旋流喷嘴结构。通过对旋流喷嘴内流场的流体动力学行为和雾化特性进行数值分析与试验,明确了流体的物理特性和旋流喷嘴的结构参数等对雾化性能的影响规律。研究结果表明,液膜表面的正弦波失稳是导致锥形液膜碎化为雾滴的主要原因,在旋流喷嘴的结构参数中,喷嘴出口直径是喷嘴雾化性能的主要影响因素。当喷嘴出口直径从1增大至1.5 mm,喷雾流量平均增大了46.23%,喷雾角平均增大了29.77%,产生雾滴的索特平均直径平均增大了15%。此外,喷雾流量还与旋流槽数量成比例,旋流槽的螺旋角主要影响喷雾角。喷嘴入口处的流体相对压强则对喷雾角及雾滴粒径有较大的影响,其中喷雾角随着相对压强的增大而增大,而雾滴的索特平均直径随压强的增大呈非线性递减,当流体的相对压强从70增大至160 k Pa时,系列化旋流喷嘴的索特平均直径降低了约25%~35%。此外对于旋流喷嘴而言,流体黏度的增大会导致喷雾角的减小,但适当增加流体的黏度(不超过纯水黏度的200%)可显著降低雾滴的平均粒径,提高喷嘴的雾化质量。该研究可为农用无人机超低容量变量喷洒系统的研发提供参考。     

EPEC-B1型高压静电喷雾器喷雾性能试验

摘要：采用纸卡法在室内对TEPEC-B1型高压静电喷雾器进行了雾滴大小,喷雾距离,喷雾密度和喷雾量的测试,同时与常规喷雾器进行了比较。测试结果表明：TEPEC-B1型高压静电喷雾器荷电喷雾的雾滴密度显著高于非荷电喷雾,在靶标背面的雾滴密度明显增大。荷电喷雾的雾滴粒径只有常规喷雾雾滴粒径的1/3～1/4,且粒径谱较常规喷雾器窄,雾滴均匀度较高。TEPEC-B1型高压静电喷雾器通过不同档位调节可以控制喷雾量和喷雾距离,适于保护地不同类型蔬菜的病虫害防治。     

3MD-8型低量弥雾植保机的设计与试验

为解决现有植保机械施药量大、药液利用率低等问题,设计了3MD-8型低量弥雾植保机。该机型采用风力雾化风力传送的弥雾原理,将药液撕裂成70~150μm的雾滴,主要用于棉花、大豆等中高秆作物的植保化控作业。其主要部件包括风机、输风管、药液箱、喷头及机架等,结构简单,造价低廉;通过与拖拉机液压升降机构韧性连接实现输风管折叠,操作方便。室内和田间试验结果表明:机具各项性能良好,工作可靠,同常规喷雾机相比,可节约药液50%~70%,杀虫效果显著,达95%以上。