选择现场喷雾器喷嘴

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关于厄达尔·奥兹坎

Erdal Ozkan博士自1985年起担任俄亥俄州立大学农业工程教授。Ozkan博士在农药应用技术和农药废物管理领域的学术活动获得国际认可。他撰写或合作撰写了5本书章节,70多篇参考期刊出版物,60多篇其他农药施药者、农民和喷雾器制造商的教育出版物。

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喷嘴

本文经允许转载自俄亥俄州立大学外延处的情况说明书FABE-528。

虽然喷嘴是喷雾器中最便宜的部件,但它们对喷雾器性能的影响非常大。

喷嘴测量每单位面积的液体喷洒量,控制施用量,以及喷雾臂宽度上的可变性。喷嘴也影响液滴大小,影响目标覆盖范围和喷雾漂移风险。

喷嘴有各种各样的类型和尺寸。对于特定的应用,最好的喷嘴将最大限度地提高效果,最小化喷雾漂移,并允许符合标签要求,如施用量(加仑/英亩)和喷雾液滴大小。选择最好的喷嘴需要仔细考虑以下所有因素:

喷嘴式

  • 喷雾器运行参数
    • 施用量、喷涂压力、行进速度
  • 喷洒化学品的类型
    • 除草剂(土壤掺入,出苗前/后)
    • 杀虫剂
    • 杀真菌剂
    • 肥料和生长调节剂
  • 化学品的作用方式(喷雾覆盖范围要求)
    • 系统性
    • 联系
  • 应用类型(广播、波段、定向、空中辅助)
  • 目标作物(大田作物、蔬菜、葡萄园、灌木、乔木等)
  • 喷雾漂移风险

喷嘴的大小

每种喷嘴类型都是针对特定类型的目标和应用而设计的。例如,设计用于广播喷洒的喷嘴不适合在窄带上喷洒农药。幸运的是,大多数喷嘴制造商的目录都有图表显示哪种喷嘴类型最适合特定的工作。检查喷嘴制造商的网站,以获得他们的目录。欲了解更多信息,请与您所在县的推广办公室联系。

喷嘴制造商的目录提供了显示应用速率(加仑每英亩或gpa)的表格和图表,给定喷嘴的流量(加仑每分钟或gpm)在不同压力(psi)和行驶速度(mph)下交付。这些表是选择合适的喷嘴、压力和速度的有用工具,以按照产品标签规定的应用速度喷洒化学品。然而,这些图表仅适用于有限数量的旅行速度和喷嘴间距情况。在某些情况下,图表可能不会提供与喷雾器设置(喷嘴间距)和操作条件(行驶速度和喷雾压力)相关的信息。大多数主要喷嘴制造商开发的应用程序可以为您提供任何给定应用参数集所需的准确喷嘴流量,并为给定应用参数确定特定的喷嘴推荐集。

要找到这些应用程序,只需访问你的智能手机或平板电脑上的应用程序商店,并在下面进行搜索“喷嘴计算器”,或其他一些与喷嘴尺寸选择相关的关键词。您可能还想在您有兴趣购买喷嘴的喷嘴公司的名称下进行搜索。然而,有些应用程序对用户不友好,有时它们在推荐喷嘴时没有考虑液滴大小要求。虽然目录中的应用程序和表格可以加快喷嘴尺寸的选择过程,但最好了解喷嘴制造商用于生成表中列出的值的过程和数学,并在其应用程序中推荐喷嘴。下面将解释喷嘴制造商用于在表格和应用程序中生成数字的过程。按照下面提到的步骤,您应该能够确定喷雾应用参数所需的确切喷嘴流速(gpm)。

一旦确定了准确的喷嘴流量,您可以查看目录,选择喷嘴,将提供您在实际压力设置的流量。

选择合适喷嘴尺寸的步骤:

确定喷嘴流量(gpm)必须采取以下步骤:

  1. 选择以加仑/英亩(gpa)为单位的施用量。这是一个管理决策,你必须根据农药标签的建议,现场条件和供水。
  2. 选择一个实用和安全的地面速度,单位为英里每小时(mph)。
  3. 确定每个喷嘴的喷射宽度(W)。对于广播应用,W =喷嘴间距(臂架上两个喷嘴之间的距离),单位为英寸。对于波段喷涂,W =波段宽度,单位为英寸。对于定向喷涂,W =行间距(英寸或带宽度)除以每行(或带)的喷嘴数量。
  4. 使用以下公式确定每个喷嘴所需的流量(gpm):GPM = (gpax英里每小时xW) / 5940(5940是将gpa、MPH和英寸转换为gpm的常数)。
  5. 从制造商目录中选择喷嘴尺寸,当喷嘴在推荐压力范围内运行时,将给出步骤4中确定的流量(gpm)。如果没有这种尺寸的喷嘴,则改变上面方程中的旅行速度,并确定所需的新流量。

一个例子

例如:你想以每小时8英里的速度以每小时15 gpa的速度喷洒一种苗前除草剂。吊杆上的喷嘴之间的距离是20英寸。除草剂标签要求喷洒质量为“中等”。你要选择的喷嘴的流量应该是多少?

gpm = (gpa × mph × W)÷5940年

由于这是一个广播应用(预涌现),W是喷嘴之间的距离(W = 20″)。填充变量产生如下计算:

GPM = (15 gpa × 8 MPH × 20英寸)÷5,940 = 0.4 GPM

这意味着,在这个喷雾器设置下,以8英里/小时的速度应用15gpa,我们需要选择一个流速为0.4 gpm的喷嘴。

现在,我们去喷嘴目录,并找到一个喷嘴,将给我们0.4 gpm的流量,同时操作喷雾器在一个适用的压力,以8英里每小时的速度行驶。目录中有每个喷嘴的图表,类似于下一页所示。第一列给出了喷嘴的颜色代码(表示流量),喷嘴ID号,以及喷嘴的适当过滤器类型。第2列给出了喷嘴应操作的压力范围。第3列给出了喷雾质量,在不同压力设置下产生的喷雾液滴大小(细、中、粗等)的测量。第4列和第5列分别给出了在不同压力设置下喷嘴的流量,单位为加仑/分钟和盎司/分钟。第6栏给出了在不同的行驶速度设置下,加仑/英亩的施用量。

首先,我们需要找到最适合我们应用的喷嘴类型。在他们的目录中,喷嘴制造商推荐了一种平扇型喷嘴,用于播播除草剂。然后我们找到一个与喷嘴类型推荐相关的图表。

图表显示的恰好是那种类型的喷嘴。现在我们继续确定喷嘴的适当尺寸。

一个典型的喷嘴速率表的例子。

在我们上面的例子中,步骤4中的方程得出流速为0.4 gpm。现在,我们看第4列(每个喷嘴的gpm),以确定提供0.4 gpm的喷嘴。通过图表,我们可以看到XRC8004或XRC11004喷嘴(红色所示)在40 psi的工作压力下提供0.4 gpm的流量。该喷嘴也恰好提供除草剂标签上推荐的中等(以“M”命名)喷雾质量。在这些操作条件下,这个喷雾器应该以我们预期的8英里/小时的速度应用15 gpa。这一点在图表中也得到了验证。如果你看第6栏,选择8英里/小时的地面速度,我们选择的喷嘴将以8英里/小时的速度和40 psi的喷雾压力喷洒大约15加仑/英亩(图中显示为14.9 gpa)。

可能有多个喷嘴可以满足0.4 gpm的流量要求。然而,它们可能无法满足所需的喷射质量和/或所需的行驶速度。可能需要根据喷嘴的选择来调整压力和/或运行速度。例如,Brown XRC8005喷嘴能够产生0.4 gpm,并在8英里/小时时达到15 gpa,如果喷雾压力降低到约25 psi。可以使用下面的公式进行类似的计算,得出其他GPM(流量)和PSI(压力)组合,以满足所需的15gpa应用速率:

(GPM₁÷Gpm₂)=(√psi₁÷√PSI₂)

在本例中,将压力降低到25 psi会改变喷雾质量为“粗糙”,违反了标签建议。当改变压力不是一个合适的选择时,唯一的其他实用的选择是改变行驶速度。车速(mph)与施用量(gpa)呈反比线性关系。关系式为:

(GPA₁÷Gpa₂)= (mph₁÷英里₂)

(GPA₁×Mph₁)= (gpa₂×英里₂)

利用上面的关系,我们可以确定将行驶速度提高到9.9英里/小时,并保持喷雾器运行在40 psi,将产生15 gpa,如下所述。前面所示的图表表明,当使用XRC11005时,GPA₁= 18.6,时速8英里(mph₁),压强40 psi。我们想知道要达到15 gpa (gpa₂),新的行驶速度(MPH₂)应该是多少。用上面的公式:

(18.6的绩点×8英里/小时)= (15 gpa×英里₂)
所以
英里₂= (18.6 gpa×8英里/小时)÷15 gpa = 9.9 MPH

然而,将行驶速度提高到每小时9.9英里可能并不实际或安全。当根据上述公式改变压力或行驶速度既不实际也不安全时,可能需要选择不同的喷嘴。

在这个例子中,看起来最适合我们的应用情况的喷嘴是XRC8004或XRC11004,两者在40 psi时提供0.4 gpm。这两个喷嘴之间唯一的区别是在喷射图案的角度:一个产生一个80度的风扇图案(XRC8004),而另一个(XRC11004)产生一个110度的风扇图案。由于喷雾模式角度的不同,每一个喷嘴都需要不同的臂架高度,以获得相邻两个喷嘴之间适当的重叠。

校准喷雾器

选择正确的类型和尺寸的喷嘴并不足以准确、有效和高效地应用喷洒的化学品。地面条件的变化(耕耘,未耕耘,草地,潮湿,干燥),以及所喷场地的地形(平坦,倾斜)将影响地面速度,这是用于确定正确喷嘴尺寸的变量之一。喷嘴孔随着时间的推移而磨损,造成比新喷嘴时更大的流量和扭曲的喷射模式。目录或应用程序中给出的gpm流速值仅基于喷射水。在相同的喷射压力下,比水密度高的喷射溶液(大多数喷射溶液是)会影响喷嘴的流量。由于上述原因,喷雾器应经常校准,特别是当现场条件发生变化时,以确定实际施用量。

校准很简单,有很多方法可以做到。无论选择哪种方法,都将进行三项测量:

  • 实际地面速度,
  • 喷嘴之间的距离,和
  • 喷嘴流量在给定长度的时间内。

本文末尾的参考文献中列出的OSU扩展出版物(AEX 520)解释了一种简单的方法。

在吊臂上保持多种类型的喷嘴

请记住,一种特定类型的喷嘴并不适用于所有应用。出于这个原因,最好在吊臂上有几种类型和尺寸的喷嘴,以便在给定的喷涂工作中切换到“最佳”喷嘴选择。如下图所示,有各种类型的喷雾器组件和设置,你可以购买来配置你的boom,这样新的设置可以让你轻松地从一个喷嘴切换到另一个瞬间。

喷嘴炮塔

选择喷嘴时要注意喷雾漂移

农药施药人员面临的主要问题之一是喷雾漂移,它被定义为农药随风从施药地点移动到脱靶地点。漂移受到许多因素的影响,在本文末尾的参考文献中列出的两个OSU扩展出版物(Bulletin 816和AEX-525)中详细讨论了这些因素。喷洒农药的设备,特别是喷嘴,在产生和减少喷雾漂移方面起着重要作用。在喷嘴目录中,您可以看到许多相同类型的不同喷嘴,在喷射模式方面。例如,人们可以在相同的“平扇”类别中找到被归类为“低漂移”的喷嘴。在俄亥俄州立大学和其他地方进行的研究清楚地表明,如俄勒冈州立大学扩展出版物AEX-523所述,标记为“低漂移”的喷嘴显著减少了喷雾漂移(参见下面的参考文献)。如果漂移是一个问题,或者成为一个问题,最好从传统的平扇喷嘴切换到具有相同流量的“低漂移”平扇喷嘴。因此,在臂架上最好有一种以上的“平扇”式喷嘴。

总结与结论

喷嘴通常是喷雾器上最便宜的产品,但它们在喷洒工作的最终结果中起着关键作用:实现所施用农药的最大功效,同时将农药的脱靶(漂移)运动减少到最低限度。如果在使用过程中达到了标签上的水平,杀虫剂就能很好地发挥作用。只有在喷雾器上安装了正确的喷嘴类型和适当的喷嘴尺寸,并且喷雾器操作正确,才能实现这一点。

虽然目录中的应用程序和表格可以加快喷嘴尺寸的选择过程,但最好了解喷嘴制造商用于生成表中列出的值的过程和数学,并在其应用程序中生成喷嘴推荐。在本出版物中解释的这个过程,希望能帮助您确定喷雾应用参数所需的确切喷嘴流速(gpm),同时强调一些其他重要参数,如喷雾压力、液滴大小、喷雾在目标上的覆盖范围和漂移,所有这些都应该在为喷涂工作选择最佳喷嘴时认真考虑。

致谢

作者感谢玛丽格里菲斯,农业和自然资源推广教育家,俄勒冈州立大学推广;俄亥俄州立大学食品、农业和生物工程系教授兼推广专家Larry C. Brown博士;罗伯特·“鲍比”·格里斯索博士,弗吉尼亚理工大学生物系统工程系弗吉尼亚合作推广教授兼副主任;感谢他们对本刊的审阅和编辑贡献。

参考文献

  1. 奥兹坎,e校准臂喷雾器。俄亥俄州立大学推广出版物AEX-520,哥伦布,俄亥俄州。
  2. Ozkan, E.用于减少喷雾漂移的新喷嘴。俄亥俄州立大学推广出版物AEX-523,哥伦布,俄亥俄州。
  3. 奥兹坎和R.C.德克森。Turbodrop®和Turbo Teejet®喷嘴在减少漂移方面的有效性。俄亥俄州立大学推广出版物AEX-524,哥伦布,俄亥俄州。
  4. Ozkan, E.和H. Zhu。主要变量对雾滴漂移距离的影响。俄亥俄州立大学推广出版物AEX-525,哥伦布,俄亥俄州。
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