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。他研究并教授如何在特种作物、大田作物和受控环境中安全、有效和高效地应用农业喷雾剂。他是Sprayers101的共同管理人,Airblast10雷竞技app震中杯赞助商1教科书的合著者,骑自行车慢,跑得更慢。雷竞技苹果app下载官方版

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亲爱的读者:本文旨在提供静电喷雾器在农业环境中如何工作的基本信息。作者不销售或生产喷雾器。如果您有兴趣在私人或商业场所喷洒消毒剂,请与静电喷雾器的零售商或制造商联系。

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自20世纪70年代末以来,静电喷嘴已经在农业中进行了测试。主要用于空中应用,它们有时用于果园和浆果作业的空气喷雾器,以及蔬菜作物的水平吊杆。在较小的程度上,它们甚至被安装在小面积应用的棒上。

索赔

独立研究、制造商声明和用户推荐都很有趣:

  • 提高覆盖均匀性(即底叶覆盖、全景茎覆盖和冠层穿透)。
  • 提高保留率(>比传统的好50%)和/或潜在节省50%的喷雾混合物。
  • 减少对土壤的损失。
  • 提高了控制昆虫和疾病的功效。

这就引出了一个问题:“为什么不是每个人都有一台静电喷雾器?”我们表演了胡萝卜的研究在安大略省的荷兰沼泽探索一些说法,并获得第一手的技术经验。那篇文章可能有助于回答这个问题。但首先,阅读这篇文章,它探讨了静电应用如何工作的基本原理。

为液滴充电

喷雾由高压增压器充电。通常,当液滴开始形成时,电荷是由靠近雾化喷羽的电极诱导的。这被称为冠状放电。强烈的电场根据所使用的直流电源的极性赋予正电荷或负电荷。把它想象成高压静电。

有时喷雾是由液压喷嘴(例如空心锥体)雾化,有时使用空气剪切喷嘴。后者具有将液滴吹离电极并将其投射到冠层的额外优势。

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。磁场将电子吸引到液滴表面,并将正电子排斥到液滴中心。液滴现在有了自己的电场,电激励它降落在中性物体上。当它们接近这样一个物体时,液滴表面的负电荷排斥目标表面的移动电子,这些电子重新分布,在表面产生相对正电荷并吸引液滴。

另一种类型的静电技术采用沿喷雾器的出风口高度带电板,通常连接在管道内。液滴和平板之间的间隙相对于双流体雾化器,线圈式充料系统是相当大的。

液滴尺寸

液滴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,当电荷接近目标时可以改变其轨迹(即电荷质量比)。大多数静电喷嘴产生~50微米的液滴,在农业中被分类为非常细。相比之下,一根人类头发的范围从20到180微米。雾约为5微米。如此小的液滴意味着喷嘴与冠层之间的距离是喷雾沉积或漂移的决定因素。

液滴的行为

许多力都会影响液滴的行为(如惯性、风、重力等)。非常细的液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),这使得它们非常容易漂移。然而,模拟已经表明,在靠近地面的目标处释放的带电液滴会比不带电液滴被“拉”得更快。此外,它们的轨迹受空气运动的影响较小,它们有可能在重力的作用下向上移动到叶子的下面。

当然,在这些潜在的优势得以实现之前,液滴必须到达冠层。即使有空气辅助将喷雾投射到冠层,也有证据表明,液滴必须在距离目标两厘米以内,引力才能改善沉积。有许多物理现象会影响这一过程:

法拉第笼效应喷洒浓密树冠时可发生。喷雾沉积在它遇到的第一个接地物体上。这是冠层的外表面,可以防止喷雾深入密集的冠层。对于可耕种的作物来说,地球表面经常有自然产生的负电荷来排斥带负电荷的喷雾。这可能就是为什么研究经常报告土壤损失减少的原因。

电晕效应作物的形状、密度和间距之间的关系及其对带电喷雾的影响是非常复杂的。研究表明,沉积对圆形靶比尖靶更好。叶尖和喷雾之间电荷的气体交换可以中和甚至排斥液滴。这可能就是为什么静电演示经常包含水果或球体的原因。

膨胀云效应(或者更酷的说法是“太空云”效应)描述了带电荷的液滴是如何被带类似电荷的物体排斥的。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如何相互排斥。由于液滴都带有相同的电荷,所以它们相互排斥。虽然这会导致烟羽扩张到冠层,并帮助液滴分布以提供均匀的覆盖,但它也会导致液滴向上扩张,远离作物,使它们容易漂移。

观察

减少农药使用的机会是有吸引力的,它可能会吸引消费者考虑静电喷雾器作为一个更环保的选择。然而,我们发现很少有关于漂移的研究,人们对静电应用是否比传统应用更容易漂移的看法不一。

综合考虑,静电应用似乎在受控条件下表现良好,但自然环境的可变性和设备成本引起的并发症减缓了采用。目前用于实际应用的规则定义不清。需要更多的漂移研究,覆盖均匀性和冠层穿透(特别是来自地面钻机系统)必须在现实环境中保持一致。

然而,静电应用有很大的“潜力”。

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