2.3磁化除草劑溶液霧滴粒徑

在不同磁場(chǎng)強度和不同磁化時(shí)長(cháng)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結果見(jiàn)表5。當磁場(chǎng)強度為350 mT、循環(huán)磁化時(shí)長(cháng)為15.0 min時(shí)，噴霧霧滴粒徑達到最小值，為108.75μm，下降11.20%。多數試驗證明單個(gè)霧滴所產(chǎn)生的影響遠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藥使用量。與磁化除草劑溶液表面張力變化趨勢對比，在50~500 mT磁場(chǎng)范圍內，表面張力與霧滴粒徑均隨磁化時(shí)長(cháng)的增加呈現先下降后回升的趨勢，兩者總體變化趨勢一致，但變化率不同，這可能是磁化方式和磁化溶液量不同導致的。該結果同樣表明并不是磁化處理時(shí)間越長(cháng)或磁場(chǎng)強度越大，噴霧的霧滴粒徑就越小，而是存在處理效果最佳的磁場(chǎng)強度和磁化時(shí)長(cháng)。

表5磁化除草劑溶液霧滴粒徑測試結果

2.4磁化除草劑溶液霧滴粒徑分布擬合及模型驗證

為直觀(guān)地分析霧滴粒徑變化情況，參照“2.2”表面張力數據擬合方法對噴霧霧滴粒徑進(jìn)行多項式擬合、高斯擬合和洛倫茲擬合，但高斯擬合與洛倫茲擬合在達到最大迭代次數之后擬合結果仍不收斂，所以采用多項式擬合模型。多項式擬合結果中，R2為0.833 6，調整后R2為0.787 4，RMSE為2.085 7，這說(shuō)明擬合函數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)強度和磁化時(shí)長(cháng)的函數關(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，當磁場(chǎng)強度為350 mT時(shí)，隨著(zhù)磁化時(shí)長(cháng)的變化，霧滴粒徑變化范圍最大，因此以固定磁場(chǎng)強度調整磁化時(shí)長(cháng)的方式控制噴霧霧滴粒徑。對磁場(chǎng)強度為350 mT時(shí)霧滴粒徑隨磁化時(shí)長(cháng)變化的數據進(jìn)行三次多項式擬合，擬合結果中，R2為0.990 5，調整后R2為0.977 4，RMSE為1.162 3。三次多項式函數(6)可作為350 mT磁場(chǎng)強度下霧滴粒徑調控模型，圖9為磁化時(shí)長(cháng)與霧滴粒徑擬合曲線(xiàn)。

圖9磁化時(shí)長(cháng)與霧滴粒徑擬合曲線(xiàn)

為驗證350 mT磁場(chǎng)強度時(shí)霧滴粒徑調控模型的實(shí)際應用價(jià)值，參考磁化除草劑溶液霧滴粒徑的試驗設計，在磁場(chǎng)強度為350 mT前提下，對除草劑溶液分別循環(huán)磁化5.0、10.0、15.0、20.0 min，實(shí)測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)測值與理論值相對誤差均小于1%，此模型具有實(shí)際應用價(jià)值。

表6模型驗證分析

3結論與討論

1)在0~500 mT磁場(chǎng)強度范圍內，當磁場(chǎng)強度為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)強度和磁化時(shí)長(cháng)的增加均呈現先下降后回升的趨勢，表明只有在特定磁場(chǎng)強度和磁化時(shí)長(cháng)范圍內磁化效果才最佳。

2)對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)強度和磁化時(shí)長(cháng)影響的變化規律，以洛倫茲模型函數作為表面張力與磁場(chǎng)強度和磁化時(shí)長(cháng)的函數關(guān)系式；多項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)強度和磁化時(shí)長(cháng)影響的變化規律，以固定磁場(chǎng)強度調整磁化時(shí)長(cháng)的方法給出了350 mT磁場(chǎng)下調控噴霧滴粒徑的函數關(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、磁化溶液量等多種因素都可能對磁化效果產(chǎn)生影響，在后續研究中應盡可能建立有多影響因素參數的函數關(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關(guān)系式。