李君;牛萌萌;杨洲;徐兴;许绩彤
【摘 要】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.
【期刊名称】《广东农业科学》
【年(卷),期】2015(042)024
【总页数】6页(P173-178)
静压实验
【关键词】果园喷雾机;喷头类型;喷雾角度;雾滴沉积;雾滴穿透
染料敏化太阳能电池
【作 者】李君;牛萌萌;杨洲;徐兴;许绩彤
【作者单位】华南农业大学工程学院/华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642;华南农业大学工程学院/华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642;华南农业大学工程学院/华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642;华南农业大学工程学院/华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642;华南农业大学工程学院/华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642
【正文语种】中 文
【中图分类】微型水轮发电机S224
目前，液力雾化喷杆式施药形式在我国农业病虫害的防治作业中依旧占主导地位［1］。扇形喷头和实心圆锥喷头是目前喷杆喷雾中应用最广泛的两种喷头［2-3］，具有较好的喷洒均匀性。
国内外研究人员已将雾滴沉积量、雾滴沉积率、沉积分布变异系数等作为衡量喷雾效果的
主要研究［4-5］。宋坚利等［6］通过试验探究了在大田内进行平面施药时改变雾流方向角对药液在水平标靶和垂直标靶上的沉积影响，并确定了150 L/hm2和300 L/hm2 喷量条件下的最佳喷雾雾流方向角。Ade 等［7-8］通过研究雾滴运动规律来探究雾滴的飘移现象，得出雾滴尺寸和运动速度是决定雾滴沉积和飘移的两个最基本的因素。文献［9-11］结合试验研究了喷雾过程中雾滴的运动规律和特性，得出远离喷头的区域，细小雾滴速度衰减迅速，极易受气流影响而产生飘失影响雾滴沉积。
音频功放电路
与大田作业喷杆喷雾机的下倾喷雾（施药时喷杆为水平状态）不同，果园喷杆喷雾机为侧向喷雾（施药时喷杆为垂直状态），喷洒雾滴沿果树高度方向有较强的交互沉积效应，喷头类型与喷雾角度对于雾滴运动特性也存在关联影响。研究果园喷杆喷雾机沉积特性及其影响参数，对于提高施药效果、减少用药量和保护生态环境有积极作用。本文以华南农业大学研制的果园立式喷杆喷雾机为研究对象［12］ （研制的此喷雾机适用于篱笆式果园及低矮果树型果园等的施药作业），选用南方种植面积较大的柑橘树作为喷雾采样对象进行雾滴沉积试验，通过开展不同类型喷头与喷雾角度的组合试验，用于确定叶片正、反面达到最佳喷雾效果时不同喷头所对应的喷雾角度，以期探究不同喷头与喷雾角度对叶片正、反面雾滴沉积分布的关联影响规律。
1 材料与方法
1.1 试验设备与参数设定
试验用果园立式喷杆喷雾机的结构如图1 所示，其主要工作参数：配套动力4.2 kW 汽油机；药箱容量200 L；工作压力0.5~1.0 MPa；工作速度0.37、0.50、0.69 m/s（3 个档位可调）。
图1 果园自走式喷杆喷雾机
试验标靶为仿真柑橘树（高×宽）1.8 m×1.4 m（图2A），试验用3 种喷头采用常用的标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02 和HU-SS60-03（图2B）。试验测得3 种喷头在不同工作压力下的喷雾流量如表1 所示，正常喷雾时的雾滴平均粒径范围分别为100~130、110~45、120~160 μm。
图2 试验仿真柑橘树与喷头类型
表1 3 种喷头不同工作压力下的喷雾流量 （L/min）压力（MPa） 实心圆锥 扇形02 扇形03
0.5 1.218±0.009 1.479±0.024 1.812±0.030 0.75 1.337±0.008 1.583±0.024 1.962±0.031 1.0 1.450±0.009 1.718±0.025 2.100±0.031
所选喷头的雾锥角α=60°，在不同喷雾压力下喷头雾锥角的变化忽略不计［13］。无风力辅助喷雾时，喷头距离目标物0.5~1.0 m 较宜［13］。按照无风力或低风力辅助情况下计算喷头布置间距E，选择喷头离目标物距离F=50 cm。不考虑重力和空气阻力对雾流运动的影响［9］，单个喷头的理论覆盖范围D=2Ftan（α/2），且0<E<D。为确保雾滴沉积的均匀性，取E=D/2=28 cm，使相邻喷头覆盖区互相重叠，达到喷雾均匀的效果，如图3 所示。试验时在标靶仿真橘子树冠层内，上、中、下3 层采样点的布置高度分别为150、115、80 cm，则喷雾工作范围W=70 cm。设计试验用喷杆长度L=2W=140 cm，则每侧喷杆喷头个数N=L/E+1=6。
图3 喷头间距设计
试验时喷雾压力为0.75 MPa、工作速度为0.5 m/s、喷头离目标物外层距离为50 cm［6，13］。
1.2 采样方法
小型振动器
采样点布置如图4 所示，在标靶仿真柑橘树冠层内离地高度分别为150、115、80 cm 的上、中、下平面上，从冠层外向冠层中心以间隔20 cm 设置外、中、内3 条采样线，即布置9 条采样线（每条采样线的方向与试验喷雾设备工作前进方向一致）。每条采样线上均匀布置A、B、C 3 个重复采样点，并用回形针在所选采样点叶片上正、反面各卡住1 张滤纸（r=3.5 cm、β=90°的扇形滤纸），分别用于采集采样点处叶片正、反面的雾滴沉积量。每条采样线上叶片正面（或反面）的3 张采样滤纸的雾滴沉积量的平均值，即为冠层这一高度和深度处的叶片正面（或反面）的雾滴沉积量。
图4 雾滴沉积采样点布置示意图
采样溶液用0.25‰的胭脂红溶液代替农药进行喷雾试验，对标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02 和HU-SS60-03 进行在垂直平面上改变喷头喷雾角度的喷雾试验，设计喷雾角度分别为0°、±15°、±30°、±45°，规定喷头垂直于喷杆和前进方向所在的平面安装时喷雾角度为0°标准喷雾角度，在垂直平面内喷头喷雾角度向上为正值，反之为负值。每次喷雾后将采样滤纸取下放入对应的存放袋子。试验采样时周围环境温度27~30℃，风速0.3 m/s（近似无风≦0.2 m/s）。
1.3 数据测定
用去离子水分别配制浓度为0.015、0.010、0.005、0.002、0.001、0.0005 mg/mL 的胭脂红标准液各50 mL，用上海佑科UV762 双光束紫外可见分光光度计，设定吸收波长λmax=507 nm［14］，测得胭脂红标准液的吸光度值如表2 所示。
表2 胭脂红标准液在波长507 nm 处的吸光度值标准样液浓度 吸光度值标准样液浓度 吸光度值（mg/mL）ABS（mg/mL）ABS 0.0005 0.0457 0.0050 0.2220 0.0010 0.0640 0.0100 0.4185 0.0020 0.1045 0.0150 0.6094
探针天线
标准液吸光度值与溶液浓度的回归方程为：
ABS=38.98316c+0.02636
式中，ABS 为分光光度计测得的吸光度，c 为胭脂红溶液浓度。相关系数R=0.999965。
将所有采样滤纸分别用20 mL 去离子水震荡洗脱，然后结合胭脂红溶液的工作曲线，使用上海佑科UV762 双光束紫外可见分光光度计测定试验采样值。
2 结果与分析
以胭脂红溶液浓度作为等价衡量采样点雾滴沉积量大小的指标［9］。以标准扇形喷头HUSS60-02 为例，雾滴沉积试验中各采样点的雾滴沉积量如表3 所示。
表3 HU-SS60-02 型喷头改变喷雾角度时采样点的雾滴沉积量 （μg/mL）采样位置 -45° -30° -15° 0° 15° 30° 45°正 反 正 反 正r 反 正 反 正 反 正 反 正 反外 上 4.5 0.2 3.9 0.7 3.3 0.7 3.2 1.2 2.0 1.8 1.0 2.1 1.2 3.1中 3.9 1.9 5.0 1.3 5.3 1.2 1.9 1.1 2.1 0.6 3.2 1.1 4.6 3.2下 5.1 1.0 5.1 0.5 4.6 0.2 5.7 0.5 3.2 0.6 3.3 0.8 1.9 0.9中 上 2.5 0.5 2.8 0.2 2.9 3.0 1.7 2.3 1.0 1.6 1.8 1.5 2.5 2.0中 4.0 0.4 4.5 1.0 5.4 0.8 4.7 0.6 3.9 0.9 2.7 1.7 3 2.2下 3.0 0.1 4.1 0.4 2.5 0.3 3.5 0.6 3.0 1.4 1.6 1.0 0.7 0.6内 上 0.9 0.3 1.9 0.5 1.9 0.2 1.4 0.2 1.1 0.3 0.7 1.6 1.1 0.2中 1.6 0.6 2.3 0.4 1.9 0.7 1.4 1.4 0.8 1.3 1.4 0.8 0.9 0.3下 0.7 0.2 2.5 0.1 2.3 0.1 2.1 0.2 2.1 1.0 0.9 0.9 0.4 0
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