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磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長對除草劑溶液表面張力、噴霧霧滴粒徑的影響(三)

來源:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 瀏覽 504 次 發(fā)布時(shí)間:2024-12-12

2.3磁化除草劑溶液霧滴粒徑


在不同磁場強(qiáng)度和不同磁化時(shí)長共同影響下除草劑溶液噴霧霧滴粒徑分布見圖7。磁化除草劑溶液霧滴粒徑試驗(yàn)結(jié)果見表5。當(dāng)磁場強(qiáng)度為350 mT、循環(huán)磁化時(shí)長為15.0 min時(shí),噴霧霧滴粒徑達(dá)到最小值,為108.75μm,下降11.20%。多數(shù)試驗(yàn)證明單個(gè)霧滴所產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)大于其本身的粒徑范圍,在符合除草劑最佳生物粒徑(100~300μm)要求的同時(shí),減小霧滴粒徑可以減少農(nóng)藥使用量。與磁化除草劑溶液表面張力變化趨勢對比,在50~500 mT磁場范圍內(nèi),表面張力與霧滴粒徑均隨磁化時(shí)長的增加呈現(xiàn)先下降后回升的趨勢,兩者總體變化趨勢一致,但變化率不同,這可能是磁化方式和磁化溶液量不同導(dǎo)致的。該結(jié)果同樣表明并不是磁化處理時(shí)間越長或磁場強(qiáng)度越大,噴霧的霧滴粒徑就越小,而是存在處理效果最佳的磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長。

表5磁化除草劑溶液霧滴粒徑測試結(jié)果

2.4磁化除草劑溶液霧滴粒徑分布擬合及模型驗(yàn)證


為直觀地分析霧滴粒徑變化情況,參照“2.2”表面張力數(shù)據(jù)擬合方法對噴霧霧滴粒徑進(jìn)行多項(xiàng)式擬合、高斯擬合和洛倫茲擬合,但高斯擬合與洛倫茲擬合在達(dá)到最大迭代次數(shù)之后擬合結(jié)果仍不收斂,所以采用多項(xiàng)式擬合模型。多項(xiàng)式擬合結(jié)果中,R2為0.833 6,調(diào)整后R2為0.787 4,RMSE為2.085 7,這說明擬合函數(shù)有意義且擬合程度較高,公式(5)為除草劑噴霧霧滴粒徑與磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長的函數(shù)關(guān)系式,圖8為磁化除草劑溶液霧滴粒徑擬合曲面。


為方便高效地達(dá)到利用磁化方式控制噴霧霧滴粒徑的目的,經(jīng)“2.3”分析,當(dāng)磁場強(qiáng)度為350 mT時(shí),隨著磁化時(shí)長的變化,霧滴粒徑變化范圍最大,因此以固定磁場強(qiáng)度調(diào)整磁化時(shí)長的方式控制噴霧霧滴粒徑。對磁場強(qiáng)度為350 mT時(shí)霧滴粒徑隨磁化時(shí)長變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行三次多項(xiàng)式擬合,擬合結(jié)果中,R2為0.990 5,調(diào)整后R2為0.977 4,RMSE為1.162 3。三次多項(xiàng)式函數(shù)(6)可作為350 mT磁場強(qiáng)度下霧滴粒徑調(diào)控模型,圖9為磁化時(shí)長與霧滴粒徑擬合曲線。

圖9磁化時(shí)長與霧滴粒徑擬合曲線


為驗(yàn)證350 mT磁場強(qiáng)度時(shí)霧滴粒徑調(diào)控模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,參考磁化除草劑溶液霧滴粒徑的試驗(yàn)設(shè)計(jì),在磁場強(qiáng)度為350 mT前提下,對除草劑溶液分別循環(huán)磁化5.0、10.0、15.0、20.0 min,實(shí)測霧滴粒徑與模型理論霧滴粒徑見表6,經(jīng)過分析,實(shí)測值與理論值相對誤差均小于1%,此模型具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

表6模型驗(yàn)證分析


3結(jié)論與討論


1)在0~500 mT磁場強(qiáng)度范圍內(nèi),當(dāng)磁場強(qiáng)度為350 mT、磁化時(shí)間為15.0 min時(shí),表面張力最小,為54.0 mN/m,下降14.96%;噴霧霧滴粒徑最小,為108.75μm,下降11.20%。溶液表面張力和噴霧霧滴粒徑隨磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長的增加均呈現(xiàn)先下降后回升的趨勢,表明只有在特定磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長范圍內(nèi)磁化效果才最佳。


2)對磁化除草劑溶液表面張力和噴霧霧滴粒徑進(jìn)行擬合處理,洛倫茲擬合模型最符合除草劑溶液表面張力受磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長影響的變化規(guī)律,以洛倫茲模型函數(shù)作為表面張力與磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長的函數(shù)關(guān)系式;多項(xiàng)式擬合模型能有效描述除草劑溶液噴霧霧滴粒徑受磁場強(qiáng)度和磁化時(shí)長影響的變化規(guī)律,以固定磁場強(qiáng)度調(diào)整磁化時(shí)長的方法給出了350 mT磁場下調(diào)控噴霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系式。


3)除草劑溶液經(jīng)磁化作用后,其噴霧霧滴粒徑可由122.47μm下降到108.75μm,下降11.20%,有效減小霧滴粒徑且符合最佳生物霧滴粒徑要求,為除草劑溶液噴施作業(yè)中霧化特性控制提供新的參考。


噴施壓力、噴頭型號、磁化溶液量等多種因素都可能對磁化效果產(chǎn)生影響,在后續(xù)研究中應(yīng)盡可能建立有多影響因素參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式;除此之外,磁化作用通過影響除草劑溶液表面張力而間接影響霧滴粒徑,可通過研究表面張力與霧滴粒徑關(guān)系模型來優(yōu)化磁化作用與霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系式。


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