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磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)對(duì)除草劑溶液表面張力、噴霧霧滴粒徑的影響（三）
來(lái)源：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 瀏覽 871 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(chǎng)強(qiáng)度和不同磁化時(shí)長(zhǎng)共同影響下除草劑溶液噴霧霧滴粒徑分布見(jiàn)圖7。磁化除草劑溶液霧滴粒徑試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為350 mT、循環(huán)磁化時(shí)長(zhǎng)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(shì)對(duì)比，在50~500 mT磁場(chǎng)范圍內(nèi)，表面張力與霧滴粒徑均隨磁化時(shí)長(zhǎng)的增加呈現(xiàn)先下降后回升的趨勢(shì)，兩者總體變化趨勢(shì)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(zhǎng)或磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)。
表5磁化除草劑溶液霧滴粒徑測(cè)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(duì)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(shuō)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)度為350 mT時(shí)，隨著磁化時(shí)長(zhǎng)的變化，霧滴粒徑變化范圍最大，因此以固定磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)整磁化時(shí)長(zhǎng)的方式控制噴霧霧滴粒徑。對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度為350 mT時(shí)霧滴粒徑隨磁化時(shí)長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)度下霧滴粒徑調(diào)控模型，圖9為磁化時(shí)長(zhǎng)與霧滴粒徑擬合曲線。
圖9磁化時(shí)長(zhǎng)與霧滴粒徑擬合曲線
為驗(yàn)證350 mT磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度為350 mT前提下，對(duì)除草劑溶液分別循環(huán)磁化5.0、10.0、15.0、20.0 min，實(shí)測(cè)霧滴粒徑與模型理論霧滴粒徑見(jiàn)表6，經(jīng)過(guò)分析，實(shí)測(cè)值與理論值相對(duì)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(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)，當(dāng)磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)的增加均呈現(xiàn)先下降后回升的趨勢(shì)，表明只有在特定磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)范圍內(nèi)磁化效果才最佳。
2)對(duì)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)度和磁化時(shí)長(zhǎng)影響的變化規(guī)律，以固定磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)整磁化時(shí)長(zhǎng)的方法給出了350 mT磁場(chǎng)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(hào)、磁化溶液量等多種因素都可能對(duì)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(guò)影響除草劑溶液表面張力而間接影響霧滴粒徑，可通過(guò)研究表面張力與霧滴粒徑關(guān)系模型來(lái)優(yōu)化磁化作用與霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系式。