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雾滴尺寸

较多,将使雾滴尺寸值偏小。但数量较多的细雾滴之总量在总施药液量中只占非常小的比例,因此数量中径不能正确地反映大部分药液的粒径范围及其适用性。体积和质量中径法则从体积和质量的角度来计算及统计。因球体积与直径的立方成正比,雾滴群中为数不多的大雾滴将使体积中径值明显增大。

在一次喷雾中,有足够代表性的若干个雾滴的平均直径或中值直径。是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的主要指标。因与喷头类型有关,故也是选用喷头的主要参数。

表示法

有下列4种:①体积中值直径(volume median diameter,VMD)。简称体积中径。其定义为:在一次喷雾中,将全部雾滴的体积从小到大顺序累加,当累加值等于全部雾滴体积的50%时,所对应的雾滴的直径(见图)。②数量中值直径(number median diameter,NMD)。简称数量中径。其定义为:在一次喷雾中,将全部雾滴从小到大顺序累加,当累加的雾滴数目为雾滴总数的50%时,所对应的雾滴直径(见图)。③质量中值直径(mass median diameter,MMD)。简称质量中径。定义与体积中径相似。因质量为体积与密度的乘积,当药液密度在不同直径的雾滴中都保持不变(例如在蒸发量可忽略不计的情况下)时,质量中径等于体积中径。④沙脱平均直径(sauter mean diameter,SMD)。简称沙脱直径。其定义为:若某一直径雾滴的体积与表面积之比等于全部取样雾滴的体积之和与表面积之和的比,则此雾滴的直径即为雾滴群的沙脱平均直径。

雾滴的体积中径和数量中径

上述各表示法的衡量角度不同,适用范围也不同。

数量中径法是从数量角度计算雾滴群中各不同粒径雾滴的比例并统计占比例较多的粒径之范围。如果雾滴群中细雾滴数量较多,将使雾滴尺寸值偏小。但数量较多的细雾滴之总量在总施药液量中只占非常小的比例,因此数量中径不能正确地反映大部分药液的粒径范围及其适用性。体积和质量中径法则从体积和质量的角度来计算及统计。因球体积与直径的立方成正比,雾滴群中为数不多的大雾滴将使体积中径值明显增大。但因从体积或质量的角度,能表达绝大部分药液的粒径范围及其适用性,因此农业喷雾中多用体积中径来表达雾滴群的雾滴尺寸,作为选用喷头的依据。在静电喷雾或工业上的冷却喷雾等作业中,雾滴群表面积值对作业质量影响突出时,可用沙脱直径法表示雾滴尺寸。通常(G.A.Matthews,1975):

SMD/VMD=0.8

通过沙脱平均直径,可计算出一定量的药液在雾化后的总表面积值。

中华人民共和国国家标准(GB6959-86)中,对雾滴尺寸的分类规定如下表。

雾滴尺寸体积中径(μm)

测量方法

大体可分为直接测量和间接测量两类。

间接测量法

测量雾滴在特殊靶面上留下的印迹,再求雾滴的直径的方法,也称为印迹法。多用于田间作业中测量。印迹直径略大于雾滴直径。

雾滴直径=扩散系数×印迹直径

其中,扩散系数的确定是一项繁琐的工作。①氧化镁薄膜印迹法。在距玻璃片下几厘米处:燃烧金属镁带,形成的氧化镁烟粒沉积在玻璃片上,形成氧化镁薄膜,可用来捕集雾滴。当雾滴撞击到薄膜层上时即在膜上留下相应的孔洞。再把玻片放到显微镜下测量孔洞的直径,便可算出雾滴的直径。孔洞直径略大于雾滴直径,当雾滴直径在20微米至200微米范围内时,其扩散系数为0.86(Mag,1950):

雾滴直径值=0.86×孔径值

当直径为15~20微米和10~15微米时,其系数分别为0.8和0.75(G.A.Matthews,1975)。此法不适用于测量直径小于10微米和大于300微米的雾滴。②在玻璃片上涂瓷土或明胶等材料捕集雾滴的测量方法。因扩散系数随粒径和液体种类而波动、不如氧化镁法通用。③用特制的纸卡。如水敏纸、油敏纸、克罗密柯特纸卡(kromeket card)等捕集雾滴,再测量纸上雾滴印迹直径的方法。

直接测量法

在雾滴保持其原形时,直接测量其直径的方法。适于实验室内测定。常用的方法有:①用激光雾滴粒径测定仪直接测定在空间运动中的雾滴直径。并可用计算机立即进行雾滴尺寸的计算和打印。②沉入法(immersion method)。使雾滴落入盛有两种不同粘度的油(如机油和煤油,下层为粘度大的机油)的平底玻璃皿中,使雾滴在粘度大的油层中保持原形,上层稀粘度油层的作用是防止雾滴蒸发,即可在显微镜下直接测定雾滴直径。也可用0.1~0.2%浓度的BSF(brilliant sulfo-flavin)荧光液喷入装有两种不同粘度硅油的容器中,随即在紫外灯光下照像,冲洗后的底片用幻灯机放大后测量雾滴直径,再将测得的数据输入计算机处理。③雾滴全息摄影法。把空中的雾滴群摄入全息底片中,能如实地记录雾滴群在空中的立体分布状况。(见彩图59、67

意义和应用

随着高效农药的生产和低容量喷施技术的推广,对雾滴尺寸的研究日显重要。雾滴尺寸的正确选用是用最少药量取得最好药效及减少环境污染等技术的关键,并相继产生出理论和控滴喷雾等新的施药技术。大雾滴的特点是:①有较大的动能,能很快沉降到靶标正面上(见农药沉积);②不易发生随风飘移及蒸发散失,有利于控制飘失;③大雾滴撞击到靶标上后的附着力差,易发生弹跳和滚落流失(称为田内流失),造成大量农药损失并污染环境。小雾滴的特点是:①由于雾滴体积与其直径的立方成正比,一定体积的药液能产生的小雾滴的数量将几倍于甚至几十倍于大雾滴的数量,因此小雾滴对靶标的覆盖密度和覆盖均匀度远胜于大雾滴。在低容量喷施时,这一特点尤为突出;②小雾滴有较好的穿透能力,能随气流深入株冠层,沉积在果树或植株深处靶标正面或大雾滴不易沉积的背面;③小雾滴在靶标上的附着力强、不会产生流失现象,农药利用率高;④但过细的雾滴(例如小于100微米的雾滴)易蒸发和飘移而造成环境污染,在施药时应考虑这些特点。例如喷施除草剂时,为防止因飘失而引起对邻近地块敏感作物的危害,应选用产生较大粒径雾滴的喷头、在防止突发性暴食性虫害时,采用超低容量飘移喷雾法利用自然风或气流运送及分散细小雾滴,是防治飞翔害虫的较好的雾滴选择,能有效杀灭害虫,又能提高工效,及时防治。施药时,所选用的雾滴尺寸应能使所喷施的药液的绝大部分都均匀地沉积在靶标各部位,并能最大限度地减少环境污染。