农药雾化过程雾滴有效沉积的影响因素分析开题报告

1. 研究目的与意义

病虫害的多发、频发、重发对我国农业和林业造成了巨大损失，施用化学农药防治病、虫、草害是目前最主要而有效的防治手段。然而目前中国喷洒出去的农药仅有20～30%持留沉积在靶标上，另外70%～80%漂移到土壤或散失到大气中，非目标的农药流失现象，既影响杀虫效果，还造成农药的浪费、环境的污染、害虫抗性的增加等问题。农药的高效、科学使用与跟农药雾化过程有着密切的联系，影响喷头性能的因素有喷雾压力、流量、喷雾高度、雾滴尺寸、药剂类型、气象条件等，在实际病虫害防治工作中，应根据靶害虫和环境特点选择合适的喷头，因此，农用喷头雾化分析对于提高农药使用效率和促进农林可持续发展有着重要意义，不仅能提高效率，节约农药成本，也能减少农药对人体以及对环境的危害。

2. 国内外研究现状分析

我国传统的农药包装方法：操作者在配制药液时，需要打开密闭的包装袋或塑料瓶，从中称取一定量的药剂后再投入药液桶中与水混合。在此过程中，操作者与高浓度的农药接触的机会大，很容易发生人员中毒事件。而我国目前农民喷洒农药所用的喷头，喷液孔为圆形，喷出的药液呈空心锥形，不能均匀洒落在农作物上，操作者需要反复喷洒。不仅费时费力，还浪费药液。

目前，国内外农药使用的新技术有：1、低量喷雾技术；2、视觉喷雾系统；3、药液直接注射喷雾系统；4、风助喷雾系统；5、通道式喷雾装置；6、各种用途的喷头。除以上技术外，还有一些新的技术如粒化施药技术、药辊涂抹技术、植株根茎施药技术、药液中加添加剂等，都有利于提高农药的沉积率，可适用于不同的植保场合。而欧洲正在研究一种电子识别除草技术，应用摄像跟踪技术，识别杂草生长的地方，将除草剂只喷洒在杂草生长的地方。国际上喷雾技术的发展，主要方向在于常规喷雾方法的不断完善，虽然不断有新技术问世，但当今居主导地位的喷雾方法还是使用时间最长、应用最为广泛的液体农药压力喷雾。

我国学者史万苹等就曾研究过基于宽调制变量喷药技术喷雾角影响，将国产电磁阀安装到普通喷头入口处，通过控制电磁阀的的开关状态，控制喷头喷药、停喷。并通过实验证明采用这种技术可以实现变量喷药，从而提高农药利用率。

3. 研究的基本内容与计划

我所研究的内容就是对农药喷洒过程中雾滴有效沉积的影响因素进行分析，找出影响因素，并通过实验来证明这些因素如何影响雾滴沉积率，从而可以进行多方面的改进。

先了解喷头雾化性能参数、统计方法、使用的计算机软件和硬件设备，主要的实验测试过程和主要解决的问题。

再分析得到影响农用喷头雾化效果的因素有自然因素、农艺条件和喷雾技术三方面，自然因素，如风速、风向，气温，湿度等，是喷雾技术实施的限制因素，也是可利用条件；喷雾技术，包括喷雾装置类型和工作参数的选择。其中雾滴的大小、密度、喷头的类型、喷雾参数与喷雾质量之间的关系及喷雾参数的优化等是喷雾技术所要探讨的主要内容。可利用激光粒度仪进行特定农用喷头在不同的安装高度、角度、压力、风速、喷雾距离等情况下的雾滴尺寸、数量、范围的测试试验，分析施药技术参数对喷头雾滴颗粒尺寸、数量、范围、雾谱等级等喷雾粒径分布的影响，分析施药技术参数和测试环境因素对农用喷头喷雾粒径分布的影响，为减少雾滴飘移的施药技术研究提供理论依据，也为植保机械的实际应用提供技术指导。

4. 研究创新点

1、实验方法：利用控制变量法进行分析，相同的喷头在有风和无风环境下对比、在相同环境下，不同喷头喷出的雾滴有效沉积的对比、相同环境，相同喷头处于不同高度喷洒出雾滴的有效沉积对比等等，可以得出初步结论。

2、采用新技术：雾滴尺寸大小可以用测试雾滴粒径尺寸系统，要重复测量雾滴体积中径vmd、数量中径nmd、分布跨度span等参数，并进行数理统计分析。测试雾滴粒径系统，要通过测量各个位置处量筒中水的体积，检验雾滴的分布情况是否符合正态分布，得出相应的数学规律。分析喷头的型号、压力、流量、安装角度、高度等因素，对雾化效果和分布均匀性的影响。

3、采用新分析方法：在喷头下方一定区域布置克罗密柯纸卡，用于接收沉积雾滴。配置一定浓度的丽春红溶液做示踪剂，沉积到纸卡上的雾滴蒸发后会留下红色斑痕，便可在显微镜下看红色斑痕统计雾滴的个数，即可比较出雾滴有效沉积率的高低。