Как действуют или бездействуют капли при аэрозольном распылении

На некоторых этикетках пестицидов производители пишут требования к размерам капель или указывают ограничения на капли определенного размера, чтобы снизить вероятность сноса. Но даже если на этикетках ничего не говорится об ограничениях по размеру, операторы должны осознавать, что размер капли влияет на качество покрытия. В случае аэрозольного распыления капли должны быть:

  •  достаточно крупными, чтобы «выжить» и не испариться на пути от распылителя до целевой поверхности.

  •  достаточно мелкими, чтобы удержаться без отклонения от курса.

  •  в достаточном количестве, чтобы обеспечить равномерное покрытие без ущерба для производительности (например, влияя на заправки и скорость движения).

Как только капли покидают распылитель, оператор больше не контролирует внесение, поэтому важно предусмотрительно спланировать как можно больше факторов, которые влияют на этот процесс. Для того, чтобы решить, какие распылители лучше использовать, Вам надо понимать символы, которыми обозначают качество распыла и иметь базовое представление о том, как ведут себя капли.



КАЧЕСТВО РАСПЫЛА

Диаметр капель измеряется в микронах (мкм). При заданном давлении распылитель создает капли различных размеров, которые описаны в стандарте S572.1 Американского общества инженеров-биологических и сельскохозяйственных инженеров (ASABE). Это международная классификация капель, в которой качество распыления варьируется от «Очень мелкого - XF» до «Ультракрупного - UC». Название, символ и диапазон диаметров описывают качество распыла распылителя. Не обращайте внимания на цвета и запомните символы.


Чтобы отнести наш распыл к какой-то конкретной категории, мы должны сначала понять, что не все капли, производимые гидравлическим распылителем, имеют одинаковый размер. Один распылитель производит капли разных размеров. Качество распыла фиксируется с помощью нескольких ключевых показателей. Первый — это объемный средний диаметр (VMD) или DV0,5. Представьте себе, что у вас есть распылитель с полым конусом, который разбивает объем жидкости на капли. Давайте расположим их от самых мелких до самых крупных, как показано на графике.


DV0,5 означает, что половина объема распыляемого раствора состоит из капель меньшего размера, чем DV0,5, а другая половина - из более крупных капель. Но нам нужно больше, чтобы понять различия в этой популяции. Другими словами, все ли они одного размера или сильно различаются? Вот почему мы также вводим понятие DV0.1, которое сообщает нам размер капель, когда 10% объема распыляемой жидкости составляют более мелкие капли, и DV0.9, который указывает, что 10% объема распыляемой жидкости составляют более крупные капли. Добавим их на график (смотрите ниже). Используя все три числа, мы можем рассчитать относительный диапазон (RS), вычтя DV0,1 из DV0,9 и разделив на DV0,5. Чем меньше полученное число, тем меньше разница в качестве распыления. Два распылителя могут производить ряд капель с одинаковым DV0,5, но тот, который с большим RS, более вариативен и с большей вероятностью будет дрейфовать. Поскольку обычно мы не знаем RS каждого распылителя, то полагаемся на символы качества распыления в каталогах техники, которые предупреждают нас о потенциальных проблемах дрейфа.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАЗМЕР КАПЕЛЬ

Вы заметили на графике, что мелких капель много по сравнению с крупными? Независимо от исходного диаметра капли система подачи воздуха опрыскивателя и расстояние до цели значительно уменьшают DV0,5 к тому времени, когда капли достигают цели. Можно с уверенностью предположить, что окончательное качество распыла будет намного мельче, чем номинальные характеристики распылителя.

В этом большая разница между штанговыми опрыскивателями и аэрозольными (садовыми) аналогами: там, где оператор штангового опрыскивателя должен знать, как давление влияет на размер капель, это не имеет большого значения для оператора садового опрыскивателя. В аэрозольном опрыскивателе давление действительно влияет только на расход распылителя.

Таким образом, система подачи воздуха опрыскивателя и испарение увеличивают потенциал дрейфа, но воздух также увеличивает количество капель. Представьте себе объем, который выходит с распылителя, в виде торта. Независимо от того, на сколько кусочков вы разрежете торт, у вас останется такое же количество. Чем тоньше кусочки, тем больше людей может съесть кусочек, хотя и не очень много. Точно так же одна крупная капля может содержать тот же объем, что и множество более мелких капель. Математически капля диаметром X представляет тот же объем, что и восемь капель диаметром 1 / 2X. Смотрите иллюстацию ниже.


Правило восемь к одному: каждый раз, когда диаметр капли удваивается, капель становится в восемь раз меньше. И наоборот, каждый раз, когда диаметр капли уменьшается вдвое, их становится в восемь раз больше.

ПОВЕДЕНИЕ КАПЕЛЬ

Капли, из которых состоит спрей, ведут себя по-разному. Более мелкие имеют низкую скорость оседания, что означает, что им требуется много времени, чтобы “выпасть” из воздуха. И наоборот, более крупные капли быстрее выпадают из воздуха. Подумайте о том, как мяч для пинг-понга (более мелкая капля) имеет гораздо меньшую массу, чем мяч для гольфа (более крупная капля). Когда мяч брошен против ветра, перед падением он следует по простой траектории. Шарик для настольного тенниса ведет себя неустойчиво, как мыльный пузырь. Ветер, термики, влажность и многие другие факторы влияют на него, потому что он слишком легкий, чтобы им противостоять. Он может даже приземлиться позади бросающего за счет отнесения преобладающим ветром.

Именно из-за поведения более мелких капель и склонности воздушной струи опрыскивателя создавать их мы должны проявлять особую осторожность при настройке параметров воздуха.

Проводили такой эксперимент: оператор опрыскивал молодые деревья с очень небольшим количеством боковых ветвей. Он использовал пушечный опрыскиватель, чтобы покрыть 30 рядов (по 15 с каждой стороны), и чувствовал, что будет меньше сноса, если он будет использовать только давление, а не воздух, чтобы разбрызгивать. Водочувствительная бумага показала неустойчивое покрытие. Равномерность покрытия была значительно улучшена при использовании воздуха.


Инжекторные распылители можно использовать для увеличения среднего размера капель на аэрозольном опрыскивателе. При использовании распылителей в верхних положениях более крупные капли, которые не попадают в верхнюю часть высоких мишеней, в конечном итоге падают (уменьшая снос). Их также можно использовать в положениях, где поток воздуха ограничен. В этом случае оператор полагается на давление для продвижения более крупных капель там, где мало воздуха для переноса более мелких.

ВЫВОД

Все сводится к тому, что оператор опрыскивателя должен выбирать распылитель, давление и скорость движения, учитывая влияние расстояния до цели и погодных условий. Результирующий диапазон капель должен быть достаточно мелким, чтобы увеличить количество капель, и переноситься воздухом опрыскивателя для равномерного осаждения по всей целевой поверхности. Однако капли также должны быть достаточно крупными, чтобы уменьшить риск сноса.