喷雾机风幕技术

    李存斌　陈宝昌　王立军　刘晓娟

    摘 要：风幕技术依靠风机的气流进一步破碎和雾化雾滴，使雾滴具有足够的动能穿透作物的枝叶。从而在作物的枝叶之间填充带有气流的小雾滴，使喷洒的农药雾滴附着在叶片的表面和背面。

    关键词：风幕技术;喷雾机;漂移量

    中图分类号：S491文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.08.035

    在喷雾机喷药时，为了提高农药的利用率，降低农药对环境的污染，应当减少雾滴的漂移，提高农药的附着率，因此风幕技术应运而生。在传统的喷杆式喷雾机的喷杆上增加一个风筒，工作时，在施药方向吹强风形成风幕，增强药滴的穿透能力，尽可能地避免了漂移现象。该技术在风力小于四级的天气条件下工作，均不易产生雾滴飘移现象。

    1 风幕技术原理

    风幕所产生的气流大多数情况是为了减小风力对雾滴飞行方向的改变，并且对植物枝叶有穿透打开的作用。可增加雾滴对作物的农药沉积、减少了雾滴漂移量、降低对土壤的污染。风幕技术可增加雾滴的能量，以增强对喷雾液的控制，对空气和液体的“共同角度调整”有助于“打开”密集作物，以获得更好的渗透率，有利于将雾滴安全地送至目标，更有利于雾滴在植物不同层次位置的沉积。最大限度地减少随风飘移导致的偏离目标沉积并减少地面损耗，并获得良好的渗透率，即使在低用水量情況下，也能确保高覆盖率。

    风幕角度调整系统的主要用途是抵消风向和行驶速度对喷雾作业所带来的负面影响。此外，风幕技术大概分为以下几种方式，常见的有双流系统、真空系统和风袖机架等方式。双流系统是在喷头的后面，沿整个喷杆方向布置风幕，风幕的底部沿喷杆方向开一排小孔或窄槽，风幕系统可以利用液压进行倾斜，倾斜范围为前倾18°到后倾18°，喷嘴儿与气槽之间的角度固定，在工作时形成风帘。风幕的风力由中心风扇供给，风速无极可调，可在排风出口处产生0～35 m/s的气流速度，相当于0～2000 m 3/s的风量，必须根据机器作业速度调节风幕的风速。当自然环境无风条件不需要风幕系统时，可关闭风幕的风扇，使用常规喷雾。在自然环境风速不大时，风幕系统提供的风力可以阻止雾滴向后方漂移，从而可以提高喷雾机的作业行进速度。当外界风速较高可引起雾滴的漂移时，应当调整风幕的角度和风扇的转速以减少漂移量甚至阻止雾滴漂移的发生。风幕系统产生的风与喷嘴产生的雾滴一般在喷嘴下方30 cm处相遇，对雾滴起到加速作用，雾滴的速度受漂移性能的影响很大，由于风幕系统的风直接吹向植物叶面，对叶子有翻转作用，不但能喷到作物顶部和叶子正面而且有利于作物底部和叶子背面附着雾滴，这样非常有利于消除那些寄生在叶子背面的害虫。

    2 风幕技术对雾滴分布的影响

    当在农作物叶面喷施过程中，为了提高喷施效率，可对农作物进行较低的喷施量。在正常喷洒条件下，机器的运动和喷嘴垂直表面后的涡流会降低液滴的沉积质量。

    采用风幕技术后，液滴沉积速率明显提高。雾滴分布均匀性优于常规喷雾。然而，3 m/s风速与垂直叶片的均匀性差异不大。风幕产生的风加速了水滴飞行的速度，使其更具穿透性，特别是在一定的风角下，使水滴水平速度增加，增加了附着垂直目标的机会。

    3 漂移性能

    为了减小雾滴的漂移，设计了不同风速下的风幕效应。产生漂移的主要原因是风速。在有无风幕的两种对比情况下，实验得出了在不同风速下5 m处测得的漂移。有风幕均比无风幕减少漂移量50%以上，而且测得风幕技术对不同尺寸雾滴漂移的影响，风速对小雾滴的影响更显著。

    风幕技术相对于普通喷雾方式在许多方面具有优越性，例如可提高喷雾效率、减小雾滴漂移、扩展适于喷雾的外界环境，刮风天可不间断作业、对驾驶员和环境有更多的保护、增加雾滴在植被上的附着率、不但能喷到作物顶部和叶子正面，而且能喷到作物底部和叶子背面等。但应用风幕技术也需要增加成本，风幕设备大约占整机成本的30%左右，从投入产出比考虑，风幕技术适用于大型悬挂式喷杆式喷雾机、牵引式喷杆式喷雾机和高地隙自走喷雾机，可以极大的提高喷雾机的工作效率。

    4 结语

    影响喷雾漂移性的因素包括自然因素和技术因素，造成雾滴漂移最主要的原因是风速，相对湿度和环境温度可间接影响雾滴在空气中的飘散。

    技术参数与漂移的关系可以归结为液滴尺寸与漂移量的关系。喷头的类型、尺寸和喷雾压力直接影响雾滴大小，因此雾滴大小与漂移量之间的相关性代表了许多技术参数与漂移的综合相关性。

    雾滴的漂移距离在完全挥发以前与风速之间存在着线性关系。在各种影响条件中，喷头的类型对漂移性能的影响较大，通过实验比较，在喷雾量大小相近的情况下，几种常用喷头的抗漂移能力，从转子喷头、空心锥雾喷头、扁扇喷头、到双流喷头依次由弱到强。风幕技术对喷雾质量能够有较大程度的提高，拓展喷雾环境条件，降低药液使用量，减少罐装药液时间，节省农药，能提高防病灭虫效果。

    参考文献：

    [1] 王立军，姜明海，孙文峰，等.气流辅助喷雾技术的试验分析[J].农机化研究，2005（4）：174-175.

    [2] 祁力钧. 优化液体农药喷施技术的研究[D].北京：中国农业大学，2000.