农业静电喷涂

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关于Jason Deveau (Spray_Guy)

Jason Deveau博士(@spray_guy)自2008年以来一直是OMAFRA应用技术专家。他研究和教授方法,以提高安全、有效和高效的农业投入品在特种作物、田间作物和受控环境中的应用。他是Sprayers101的共同管理者,《空中爆破101教科雷竞技app震中杯赞助商书》(Airblast101 Tex雷竞技苹果app下载官方版tbook)的合著者,一个骑自行车慢的人,一个跑得慢的人。

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亲爱的读者:本文旨在提供有关静电喷雾器如何在农业环境中工作的基本信息。作者不销售或制造喷雾器。如果您的兴趣与在私人或商业环境中喷洒消毒剂,请联系零售商或静电喷雾器制造商。

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静电喷嘴自20世纪70年代末开始在农业中试验。它们主要用于空中应用,有时也用于果园和浆果作业中的空气喷雾器,以及蔬菜作物的水平围栏。在较小程度上,它们甚至被安装在小面积应用的魔杖上。

索赔

独立研究、制造商声明和用户感言很有趣:

  • 提高覆盖度的均匀性(即叶下覆盖度、全景茎覆盖度和冠层穿透度)。
  • 提高滞留率(>比常规提高50%)和/或可能节省50%的喷雾混合。
  • 降低土壤损失。
  • 改善了昆虫和疾病控制的疗效。

这就引出了一个问题:“为什么不是每个人都有一个静电喷雾器?”我们最近在荷兰马什进行了一项关于胡萝卜的研究,以探索其中的一些说法(见文章)这里)。本文旨在作为静电应用如何工作的底漆。

充电液滴

喷雾通过高压增压器充电。通常,当液滴开始形成时,由靠近雾化喷雾羽流的电极诱导电荷。强烈的电场根据所使用的直流电源的极性赋予正或负电荷。有时喷雾通过液压喷嘴(例如空心锥)雾化,有时使用空气剪切喷嘴。后者具有吹出液滴远离电极并将其突出到树冠中的额外优势。

让我们考虑一个带负电荷的液滴(见下图)。当液滴通过电场时,它就极化了。电场将电子吸引到液滴表面,并将正电子排斥到液滴中心。水滴现在有了自己的磁场,将它吸引到地面上的物体上。液滴表面的负电荷排斥目标表面的移动电子,移动电子重新分布,在液滴表面形成相对的正电荷并吸引液滴。

液滴尺寸

液滴的大小是一个关键因素。液滴必须足够大,以抵抗蒸发和漂移,但又必须足够小,使电荷能够在接近目标时改变其轨迹(即电荷质量比)。大多数静电喷嘴产生约50µm的水滴,在农业中被分类为极细。相比之下,人的头发大小为20 ~ 180µm。雾大约是5微米。如此小的液滴意味着喷嘴和冠层之间的距离是决定喷雾沉积或漂移的因素。

液滴的行为

许多力影响液滴的行为(例如惯性、气流、重力等)。非常细的水滴具有较低的终端速度,导致它们下落缓慢(大约40秒下落3米),这使它们非常容易漂移。然而,模拟表明,在接近地面的目标处释放的带电液滴会比不带电的液滴更快地被“拉动”。此外,它们的运动轨迹受空气运动的影响较小,而且它们有逆着重力向上移动的潜力,朝向叶子的背面。

当然,在可以实现任何这些潜在的优势之前,液滴必须到达顶篷。即使有空气辅助将喷雾投入到树冠中,据估计,液滴必须在吸引力提高沉积之前在左厘米内。有许多影响这个过程的物理现象:

法拉第笼效应喷涂密集的檐篷时会发生。它遇到的第一个接地物体上的喷雾沉积物。这是树冠的上表面,并且防止喷雾移动更深。此外,在地球表面上通常存在自然发生的负电荷,其排斥带负电的喷雾。这可能是为什么学习经常报告降低土壤的损失。

电晕效果是作物的形状,密度和间距之间的一种非常复杂的关系,它对带电喷雾的影响。研究表明,围绕圆形目标更好地沉积。叶子尖端和喷雾之间的气体交换可以中和甚至击退液滴。这可能是静电示范通常包括苹果或球体的原因。

膨胀云效应(或者更冷一点,“太空云”效应)描述了带电水滴是如何被带相同电荷的物体排斥的。库仑定律描述了带相反电荷的物体如何相互吸引,但它也说带相同电荷的物体相互排斥。由于液滴都带有相同的电荷,所以它们相互排斥。虽然这导致羽流扩展到树冠,有助于分散水滴,提供统一的覆盖范围,但它也导致水滴向上扩展,远离作物,使它们容易漂移。

观察

减少农药使用的机会是吸引人的,并且可能会吸引消费者认为静电喷雾器作为更环保的选择。然而,我们发现与漂移有关的研究非常少,并且在静电应用是比传统应用更容易发生的静电应用的意见。

综合考虑,静电应用似乎在受控条件下表现良好,但由于自然环境的变化和设备成本的复杂性,延缓了采用。需要更多的漂移研究,覆盖均匀性和冠层穿透(特别是地面钻机系统)必须在现实世界中保持一致。

然而,静电的应用有很大的“潜力”。