喷雾助剂类型及浓度对喷头雾化效果影响

张瑞瑞，张 真，徐 刚，陈立平，Andrew J Hewitt



喷雾助剂类型及浓度对喷头雾化效果影响

张瑞瑞1,2,3，张 真2,3,4，徐 刚1,2,3，陈立平1,2,3※，Andrew J Hewitt5

（1.北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097； 2. 国家农业智能装备工程技术研究中心，北京 100097； 3. 国家农业航空应用技术国际联合研究中心，北京 100097； 4. 山东农业大学信息科学与工程学院，泰安 271018； 5. 昆士兰大学施药技术与安全研究中心，昆士兰 4072）

为达到农药减施增效的目的，助剂逐渐成为农药喷洒过程中必不可少的部分，其效果及浓度直接影响着施药过程中农药利用率。为探索不同助剂及浓度对喷头雾化效果的影响，该文利用激光粒度仪比较分析了IDK120-025型和LU120-015型喷头喷施不同浓度典型增效剂意欧、减量增产助剂激健、尿素时，其雾滴体积中径及雾滴分布相对跨度差异。两款喷头应用广泛，喷雾角度相同、喷腔雾化结构相异。结果表明：3种助剂溶液对IDK120-025型喷头的影响效果相比于LU120-015型喷头更为显著，但是LU120-015喷头喷雾雾滴均匀性较优于IDK120-025。激健溶液配比为1:3 000时，在0.4 MPa喷雾压力条件下，与水相比可将IDK喷头雾滴体积中径增加20.43%，粒径分布相对跨度减小1.74%；意欧溶液配比为1:2 000时，在0.4 MPa喷雾压力条件下，与水相比可将IDK喷头雾滴体积中径增加11.10%，粒径分布相对跨度减小8.86%；意欧溶液配比1:3 000时，在0.2 MPa喷雾压力条件下，与水相比可将LU喷头雾滴体积中径减小5.99%，粒径分布相对跨度增大1.56%；尿素溶液在配比1:2 000时，在0.4 MPa喷雾压力条件下，与水相比可将IDK喷头雾滴体积中径增加16.92%，粒径分布相对跨度减小6.92%。该试验可为田间农药施用中助剂及喷头的选择提供依据，为进一步研究喷头及助剂提供数据基础。

喷雾；农药；喷头；助剂；雾化；雾滴粒径

0 引 言

农药雾化是农药以雾滴的形式分散到大气中，形成雾状分散体系的过程，其实质是喷雾液滴在外力作用下实现比表面积的大幅度扩增[1-4]。将农药输送至靶标植物的过程依靠喷头实现[5]。农药雾化程度直接影响农药飘移距离及沉积有效利用率。喷雾雾滴粒径分布是农药雾化程度的主要检测指标[6-8]。较大雾滴能够在较长时间内保持动量，到达靶标时间短，飘移较小，但雾滴过大又易造成药液覆盖率降低、靶标附着性差和药液流失[9]。较小的雾滴由于其质量小，受空气阻力影响大，通常会由于动量不足而无法到达靶标[10-11]，但小雾滴有助于增大药液覆盖率、提升雾滴覆盖的均匀性和增大药液作物冠层的穿透性。

为达到减施增效目的，除通过改善施药器械和施药方式来尽可能降低农药飘移外[12-13]，也广泛运用喷雾助剂改善药液性质，优化药液雾化效果[14]。喷雾助剂是在农药喷洒时添加的用于改善药液物理性质的物质，其一般能够改善雾滴表面张力，改变雾滴粒径分布，增加药液在叶片的滞留量，提高农药利用率[15-16]。

王潇楠等[17-18]利用飘移潜在指数及雾滴体积中径2个参数分析比较了抗蒸发助剂、防飘移助剂不同浓度对不同喷头雾滴飘移的影响。何玲等[19]利用表面张力仪等设备测定了喷雾助剂不同配比浓度对溶液性质的影响，同时分析了喷雾助剂及施液量对水稻冠层不同位置有效沉积率等参数的影响。朱金文等[20]研究了有机硅喷雾助剂对草甘膦生物活性及在空心莲子草上的沉积量的影响，分析得出喷雾助剂在促进草甘膦向下传导、提高草甘膦耐冲刷性的同时降低了在叶面上的最大稳定持留量。张文君等[15]利用2种喷头试验分析了助剂S240对水分散性粒剂、乳油及2种药剂雾化性能的影响，分析得出在不同剂型农药条件下随助剂浓度增大，液膜长度变化与雾滴体积中径变化呈负相关性。雾滴特性不仅对其在靶标沉积有显著影响，与植物对药液的吸收及传导也密不可分。虽然小雾滴容易飘失，但大雾滴容易在叶片表面发生破碎与流失，从而影响植物对药液的吸收[21]。喷头结构、喷雾压力、药液性质等因素直接影响雾滴粒径分布，药物有效成分利用率很大程度上取决于雾滴大小[22-23]。谢晨等[24]利用雾滴粒径分析仪对标准扇形喷头（ST）与防飘喷头（IDK）的雾化过程进行试验研究与可视化图形分析，结果表明IDK喷头液膜区面积相较于ST喷头小，无波纹区，但是具有气泡状结构。唐青等[25]为了探究LU120-03及IDK120-03在高速气流下的雾化特性，利用IEA-I型风洞对其进行了测试，结果表明，管道压力变化对LU120-03喷头雾滴体积中径影响较大，对IDK120-03影响较小。赵辉等[26]为研究喷雾动态表面张力与雾滴粒径间的关系，重点分析了喷头尺寸、喷雾压力对Dv0.5的影响，结果表明喷头尺寸相同条件下，随喷雾压力增大，喷雾动态表面张力的改变对雾滴粒径的影响减小。杨希娃等[27]利用LU120-02、AD120-02及IDK120-02研究了雾滴尺寸对药液沉积和麦蚜防效的影响，结果表明LU喷头的施药平均覆盖率显著好于AD和IDK，但同时其地面损失最大。

为探究不同助剂及浓度对药液雾化效果的影响，本文选用阴-非离子增效剂意欧、减量增产助剂激健和尿素3种定型常用助剂，在可控试验室条件下利用空气诱导喷头IDK120-025和多量程平面喷头LU120-015对不同浓度助剂溶液的雾滴体积中径及分布均匀度进行量化分析，以期为其浓度配比及喷头选择提供参考数据。

1 理论模型

喷头雾化是喷头内液体在喷头内、外力作用下的碎裂过程。该过程是在喷头液体表面张力、黏性力与喷头外部空气径向速度分量、液体表面空气动力的相互作用下发生的。当外部作用力超过液体自身表面张力和黏性力后，喷头喷出的液柱或液膜会初级碎裂成液片、液线及大颗粒液滴。在空气湍流动能、液滴重力及空气阻力共同作用下，液滴二次碎裂、雾化，形成细小液滴。二次碎裂对喷雾粒径、喷雾雾滴均匀性起决定性影响。

对于低黏度液体，当液滴处在稳定气流场中，其变形取决于空气动力（0.5gd2，g是气体密度，kg/m3；d是气液流速差，m/s）和表面张力系数与液滴直径比（1/）。

量纲一参数韦伯数W可表示为

当空气动力大于表面张力时，韦伯数较大。受空气动力与表面张力作用，液滴碎裂条件为

式中C是取决于碎裂条件的常数。

在某一气液相对速度d下，最大的稳定液滴直径可表示为

可见，在稳定相对速度下，雾滴碎裂后可保持的最大稳定液滴直径与液滴表面张力系数正相关，与气体密度、气流差成反相关。另外，液滴黏度对碎裂过程产生的影响可以用Brodkey[28]经验公式表示如下

式中ρ为液滴密度，μ为液滴的动力学黏度系数，Pa·s。故液滴密度、液滴的动力学黏度系数对液滴碎裂有影响。

喷雾助剂通过改变药液表面张力、密度及其动力学黏度系数实现对喷雾二次碎裂过程的干预，改变喷雾雾化特性。

2 材料和方法

试验于2017年6月在国家农业智能装备工程技术研究中心航空施药喷雾检测试验室完成。

2.1 试验材料

喷雾样本分别是阴-非离子农用增效剂意欧、减量增产助剂激健和尿素3种农药助剂分别与自来水以一定比例的混合物，同时与市政自来水及蒸馏水进行对比试验。意欧助剂为阴-非离子表面活性剂，在稀释2 000～3 000倍后与农药混用，作用功能是减少药液表面张力，增加药液附着力。激健助剂主要成分为增效酮梨，是一种由吐温类表面活性剂和N-R-2-吡咯烷酮所组成的食品级多元醇型非离子表面活性剂。一般3 000倍后与农药混用，作用功能是减少农药表面蒸发和分解[29]。尿素是目前使用量较大的一种化学氮肥，属于无机盐类，溶于水后液体变浑浊，一般应用于航空施药溶液中改变药液密度、增加雾滴沉降。由于尿素不属于标准助剂，其对药液雾化的影响，目前尚不明确，这也是本试验的试验目的之一。意欧与尿素为粉末状，激健为液体状。

试验喷头为德国LECHLER公司生产的空气诱导喷头IDK120-025和多量程平面喷头LU120-015，其结构及尺寸如图1和图2所示。

图1 IDK120-025喷头实物及结构示意图

IDK系列喷头的设计原理与LU系列扇形喷头之间存在差异。IDK系列喷头内部结构设计利用文丘里原理，在喷头内部将喷雾液体与空气进行混合，使喷出的雾滴成为小气泡，从而达到增大雾滴粒径、减小雾滴飘移、降低雾滴入射靶标后二次反弹流失的效果[25]。经测定，喷雾压力为0.2 MPa时，IDK120-025及LU120-015的喷量速率均为0.48 L/min；喷雾压力为0.4 MPa时，IDK120-025的喷量速率为0.68 L/min[30-31]。

图2 LU120-015喷头实物及结构示意图

2.2 试验装置

试验测试装置如图3所示。该装置由激光粒度仪、喷雾系统及药液回收装置等部分组成。激光粒度仪是德国新帕泰克厂商生产的HELOS-VARIO/KR型号实时喷雾激光粒度仪，发射器与接收器间距可调，范围为123～1 400 mm，本试验中发射器与接收器间距1 200 mm，喷雾被测样本置于发射器与接收器中心位置。其粒径测量范围为0.1～3 500m，分为7个不同量程，对应2.2、13、26 mm 3种光束直径。设备安装时，激光发射器与探测器保持中心在同一轴线，喷头位置调整至激光束上方约20 cm处，可垂直于测量激光束水平移动约10 cm。IDK120-025及LU120-015均为平面扇形喷头，测试时保持喷雾面与激光束相互垂直。

1.激光粒度仪 2.压力表 3.二维电控位移台 4.喷头 5.喷雾收集装置

1.Laser diffraction system 2.Pressure gauge 3.Motor driving two dimensional arm 4.Nozzle 5.Droplets collection device

a. 雾滴粒径测试装置

a. Droplet size testing device

1.压力表2.流量表 3.稳压阀 4.电动隔膜泵 5.激光粒度仪

1.Pressure gauge 2.Flow meter 3.Pressure stabilizer valve 4.Electrical diaphragm pump 5.Laser diffraction system

b. 喷雾系统示意图

b. Diagram of spraying system

图3 雾滴粒径测试试验台

Fig.3 Schematic diagram of droplet size testing platform

2.3 试验方法

在室温26 ℃、空气相对湿度60%的环境下，测量IDK120-025、LU120-015喷头在0.2、0.4 MPa喷雾压力条件下喷施不同浓度助剂药液时的雾滴体积中值粒径和雾滴谱宽度。每次试验喷雾时间均为10 s，各重复5次，结果数据为试验数据平均值。

由粒度仪激光光源形成的激光束照射在雾滴上，因粒子大小不同形成不同角度折射，而后光束通过傅里叶透镜形成散射光与未散射光。探测器内部使用不同探测器对2种光强进行测量得到散射图像。喷雾雾滴粒径通常用雾滴直径分布曲线上的特征点进行分析，一般又称为雾滴的特征直径，它代表某一直径以下的所有液滴的体积占全部液滴总体积的百分比，并将此比值以符号下标的形式标出，特征直径下标数值均小于1。典型特征直径包括0.1、0.5、0.632、0.9、0.999及Dv（占有体积最大的液滴直径）。根据美国农业与生物工程学会（ASABE）和美国国家标准局（ANSI）572.1标准[30]，农业喷雾选择0.5作为喷雾雾滴雾化指标，表示喷雾雾滴粒径小于0.5所有雾滴体积总和占喷雾总液体体积的50%。0.5又被称为雾滴体积中径（volume median diameter，VMD）。

雾滴尺寸的发散性也是描述雾滴尺寸的重要指标[31]，一般用均匀度、相对尺寸范围、发散度及发散边界等指标来评价。根据美国农业与生物工程学会（ASABE）和美国国家标准局（ANSI）572.1标准，农业喷雾雾滴尺寸发散性选用相对尺寸范围Δ来评价，其定义如式（6），表示雾滴直径相对于体积中径的范围。一般而言，Δ值越大，代表雾滴粒径范围越大，发散性越大。

本文即以雾滴体积中径0.5及雾滴分布相对跨度Δ作为评价喷雾雾化程度的评价参数。

3 试验结果与分析

3.1 自来水与蒸馏水雾滴体积中径分析

试验结果如图4。各试验条件下，自来水与蒸馏水雾滴体积中径无明显显著性差异。因实际施药作业时，一般采用自来水饮用水源作为农药稀释液，因此，本试验中均采用北京市政自来水作为稀释液。

图4 不同试验条件下自来水与蒸馏水雾滴体积中径

3.2 LU120-015型喷头0.2 MPa压力条件试验结果分析

该试验条件下雾滴体积中径试验结果如表1所示。由表1可知，与自来水相比，激健与意欧均使雾滴粒径减小，而尿素溶液呈增大雾滴粒径的趋势。

表1 LU120-015型喷头0.2 MPa压力条件VMD平均值

注：数字后不同字母表示同1行不同溶液间差异显著（＜0.05），括号内字母表示同1列数值显著性差异（＜0.05）。VMD：雾滴体积中径。下同。

Note: Different letters after the number indicated significantly different at the<0.05 level among different concentrations in the same row. Different letters in parentheses indicated significantly different at the< 0.05 level among different concentrations in the same column. VMD: Volume median diameter. The same below.

同种助剂不同稀释比例条件下，雾滴体积中径无显著性差异，说明3种助剂与水混合后雾化效果均比较稳定。不同稀释比例下，激健溶液与水相比雾滴体积中径减小5%左右，意欧溶液与水相比雾滴体积中径减小6%左右。3种助剂均呈现随溶液浓度降低雾滴体积中径减小趋势。

同一配比浓度下，3种助剂溶液雾滴体积中径存在显著性差异。总体而言，尿素溶液的VMD最大，其次为激健溶液。1:2 000配比条件下，意欧溶液VMD相比于水减小5.99%，尿素溶液VMD相比于水增大4.43%，更有利于产生大雾滴降低飘移可能性。1:3 000配比条件下，尿素溶液VMD相比于水增加3.26%。

该试验条件下雾滴体积中径值在120～135m范围内，根据ASABE S572.1标准，喷雾品质属于Fine等级，在湿润叶片表面滞留能力好，药液二次流失可能性降低。

该试验条件下雾滴体积中径相对分布如图5所示，从图中可以看出：加入助剂后，溶液的雾滴体积中径均高于自来水，同时3种助剂溶液雾滴粒径相对分布跨度Δs受溶液配比因素影响程度不同。该条件下自来水的粒径分布相对跨度为1.344。激健溶液受影响程度最显著，1:2 000配比条件下激健溶液粒径分布相对跨度最大，粒径分布相对跨度为1.469，相比于水增加9.29%，1:3 000配比条件下粒径分布相对跨度为1.408，相比于水增大4.73%，相差近5%。意欧溶液受影响程度最小，1:3 000配比条件下意欧溶液粒径分布相对跨度为1.365，相比水仅增加1.56%，1:4 000配比条件下相比于水增大2.31%，相差不足1%。尿素溶液在1:3 000配比条件下，粒径分布相对跨度为1.429，相比于水增加6.33%,雾滴粒径一致性减弱。

图5 LU120-015不同助剂雾滴粒径相对分布

3.3 IDK120-025型喷头0.2 MPa压力条件试验结果分析

雾滴体积中径试验结果如表2所示，从表中可以看出：与水相比，3种助剂溶液均呈增大雾滴体积中径的趋势。意欧助剂在不同稀释比例下雾滴体积中径无显著性差异，说明该助剂与水混合后雾化效果稳定。与水相比，意欧溶液可将雾滴体积中径增大5%左右。激健助剂在1:3 000稀释比例下，与水相比雾滴体积中径增大16.73%，对雾滴体积中径增大效果明显。尿素溶液整体呈现增大雾滴体积中径趋势，随溶液浓度降低，与水相比，雾滴体积中径增大比例不断减小，差值5%左右。配比1:2 000时雾滴体积中径相比于自来水增加5.90%。说明尿素对雾滴体积中径增大效果受浓度因素影响显著。

表2 IDK120-025型喷头0.2 MPa压力条件VMD平均值

同一配比浓度下，3种助剂溶液与水之间均存在显著性差异。总体而言，除1:3 000激健溶液VMD达453.92m外，3种助剂溶液VMD相差不大，均保持在(400±10)m，与水相比增大1%～6%。

该试验条件下雾滴体积中径在390～455m范围内，根据ASABE S572.1标准，喷雾品质属于中等偏下的Coarse、Very Coarse等级，在湿润叶片表面滞留能力较弱。雾滴粒径相对分布如图6所示，结果表明，助剂的加入使雾滴粒径相对分布跨度与水相比均有不同程度减小。

图6 IDK120-025 0.2 MPa不同助剂雾滴粒径相对分布

此试验条件下自来水的粒径相对分布跨度为1.544。3种助剂溶液雾滴粒径相对分布跨度Δ受溶液配比因素影响程度不同。激健溶液1:3 000配比条件下对雾滴粒径相对分布跨度影响最为显著，为1.320，与水相比减小14.50%，明显优于该条件下其他各组数据。与尿素相比，意欧助剂在各浓度比例下对雾滴粒径相对分布影响保持在降低8%左右，改善效果更优，且受浓度变化影响小。

3.4 IDK120-025型喷头0.4 MPa压力条件试验结果分析

分析IDK120-025型喷头0.2 MPa压力条件试验结果可知，该试验条件下并未获得较好喷雾质量。因此调整试验压力至0.4 MPa继续进行试验。

表3为雾滴体积中径试验结果，结果显示，与水相比，3种助剂均呈现增大雾滴体积中径趋势。激健助剂在1:2 000稀释比例下溶液与其余2种配比溶液之间存在显著性差异。尿素与意欧助剂在1:4 000稀释比例下溶液与其余2种配比溶液之间对应存在显著性差异。此结果说明，3种助剂在与水混合后雾化效果相对稳定。不同稀释比例下，激健溶液与水相比雾滴体积中径增大17%～20%，尿素溶液增大13%～17%，意欧溶液增大7%～11%。尿素与意欧溶液对雾滴体积中径影响均呈现随溶液浓度降低影响效果减弱趋势。

表3 IDK120-025型喷头0.4 MPa压力条件VMD平均值

同一配比浓度下3种助剂溶液相比，激健溶液VMD最大，其次是尿素溶液。1:3 000配比时激健溶液相比于水将雾滴体积中径增大20.43%，意欧溶液仅增大10.44%。尿素与意欧溶液在配比1:2 000时分别将粒径增大16.92%、11.10%。

该试验条件下，添加助剂后雾滴体积中径均有一定程度增大。雾滴体积中径值在307～346m范围内，根据ASABE S572.1标准，大部分雾滴的喷雾品质属于中等Mediun等级，在湿润叶片表面滞留能力较好。

由图7可知助剂的加入使雾滴粒径相对分布跨度与水相比均有不同程度减小。3种助剂溶液雾滴粒径相对分布跨度Δ受溶液配比因素影响程度不同。意欧溶液随浓度降低，粒径相对分布跨度逐渐增大，激健与意欧溶液未表现出明显变化趋势。

此试验条件下自来水的粒径相对分布跨度为1.684。1:3 000配比浓度下，激健溶液雾滴粒径相对分布跨度为1.654，相比于自来水减小1.74%，其余2种浓度条件下分别减小0.04%、0.90%；尿素溶液在配比1:2 000条件下粒径相对分布跨度为1.567，相比于自来水减小6.92%，其余2种条件下分别减小4.25%、4.76%；意欧溶液在配比1:2 000条件粒径相对分布跨度为1.534，相比于自来水减小8.86%，其余2种条件下分别减小7.81%、6.04%。相较而言，意欧助剂对雾滴粒径分布相对跨度影响效果最显著，激健助剂影响效果最弱。

图7 IDK120-025 0.4 MPa不同助剂雾滴粒径相对分布

4 结 论

本文综合比较了添加不同类型及浓度助剂对空气诱导喷头IDK120-025和多量程平面喷头LU120-015的雾滴体积中径及粒径相对分布跨度的影响，所得结论如下：

1）LU120-015型喷头，0.2 MPa压力下。尿素在配比1:3 000条件下，相比于自来水雾滴体积中径增大3.26%，雾滴粒径相对分布跨度增大6.33%，雾滴粒径一致性减弱，雾滴飘移不可控性增大。激健、意欧均使雾滴体积中径减小，量值在4%～6%，粒径相对分布跨度增大。相较而言，该条件下尿素改善喷雾质量效果更显著。

2）IDK120-025型喷头，0.2 MPa压力下。激健在配比1:3 000条件下，相比于自来水雾滴体积中径增大16.73%，雾滴粒径相对分布跨度减小14.50%，说明该制剂能够在增大雾滴体积中径的同时有效提高雾滴粒径一致性，提高雾滴飘移可控性。尿素溶液和意欧溶液在配比1:2 000和1:4 000条件下，相比于自来水雾滴体积中径均增大，最大可达5.94%，雾滴粒径相对分布跨度减小约8%，改善喷雾效果较好。

3）IDK120-025型喷头，0.4 MPa压力下。激健在配比1:3 000条件下，相比于自来水雾滴体积中径增大20.43%，雾滴粒径相对分布跨度减小1.74%。尿素与意欧溶液在配比1:2 000条件下，相比于自来水雾滴体积中径分别增大16.92%、11.10%，雾滴粒径相对分布跨度分别减小6.92%、8.86%，在增大雾滴体积中径的同时有效改善雾滴分布质量，增大雾滴飘移可控性。

添加助剂类型及浓度均可对雾滴粒径产生较大影响，对于文中选用的3种助剂，不同浓度下激健助剂的雾滴体积中径和粒径分布跨度表现不一，建议添加浓度为1:3 000；意欧助剂可改善雾滴粒径分布跨度，提高喷雾均匀性；尿素可有效增大雾滴体积中径，体积中径随浓度呈正相关，一定程度上减少小雾滴引起的飘移。不同类型及浓度的助剂对不同喷头效果不同，因此，在田间作业时，应根据所用喷头选择合适的助剂及配比浓度，降低农药雾滴飘移，提高在靶标作物上的沉积。

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Effect of spray adjuvant types and concentration on nozzle atomization

Zhang Ruirui1,2,3, Zhang Zhen2,3,4, Xu Gang1,2,3, Chen Liping1,2,3※, Andrew J Hewitt5

(1.100097,;2.100097,; 3.100097,;4.271018,; 5.4072,)

In order to achieve the purpose of reducing pesticide application while increasing efficacy, adjuvant has become an essential part of pesticide application process. The application amount of adjuvant directly affects the pesticide utilization. In order to study the effects of adjuvant on volume median diameter (VMD) of spray droplet and relative span of droplet size, a laser diffraction system was used to investigate the spray droplet characteristics of different adjuvants with different hydraulic nozzles. Three different adjuvants were tested with 2 typesofnozzles, IDK120-025 and LU120-015, under laboratory conditions. The 3 adjuvants used in the experiment were Italy, Jijian and Urea. Italy and Jijian are standard adjuvants. Urea is a kind of chemical nitrogen fertilizer, and when it is dissolved in water the liquid becomes cloudy. Generally it is applied to aerial spraying solution to increase droplet settlement. As Urea does not belong to the standard adjuvants, its effect on the atomization of the liquid is not yet clear, and solving this problem is also one of the experimental purposes of this experiment. Italy and Urea are powdery and Jijian is liquid form. IDK nozzle and LU nozzle are widely used in the spraying, and the nozzle size and spray angle are the same, but the spay chamber atomization structure is different. The internal structure design of the IDK nozzle utilizes the Venturi principle to mix the spray liquid with the air inside the nozzle to make the ejected droplets become small bubbles. Studies have shown that changes in the physical and chemical properties of the spray liquid system play a decisive role in the correlation between the liquid film length and droplet size. Because the difference in physical and chemical properties of tap water and distilled water may affect the particle size of droplets, the experiment also uses tap water and distilled water as the experimental control groups. The results show that the 3 adjuvants have a more significant effect on IDK120-025. However, the spray mist droplet uniformity of LU120-015 nozzle is better than IDK120-025 nozzle. When the concentration ratio of Jijian solution is 1:3000, the VMD of droplets sprayed by IDK nozzle can be increased by 20.43% compared to water at a pressure of 0.4 MPa, and the relative span of droplet size can be reduced by 1.74%. When the concentration ratio of Italy solution is 1:2000, the VMD of droplets sprayed by IDK nozzle can be increased by 11.10% compared to water at a pressure of 0.4 MPa, and the relative span of droplet size can be reduced by 8.86%. When the concentration ratio of Italy solution is 1:3000, the VMD of droplets sprayed by LU nozzle can be reduced by 5.99% compared to water at a pressure of 0.2 MPa, and the relative span of droplets size can be increased by 1.56%. When the concentration ratio of Urea solution is 1:2 000, the VMD of droplets sprayed by IDK nozzle can be increased by 16.92% compared to water at a pressure of 0.4 MPa, and the relative span of droplet size can be reduced by 6.92%. According to the ASABE S572.1 standard to evaluate the result of the experiment, the spray quality of IDK nozzle is focused on medium and coarse grades, the VMD of droplets is large and the difficulty of retention on wet leave surface is moderate, and the drift potential is at medium level. The spray quality of LU nozzle is focused on fine grade, the VMD of droplets is small and the retention ability on wet leave surface is good, but the drift potential is high. This experiment can provide foundation for the selection of adjuvants and nozzles in field pesticide application, and provide the data basis for further research on new nozzles and adjuvants.

spraying; pesticides; nozzles; adjuvant; atomization; spray droplet size

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.005

TQ450.4+5

A

1002-6819(2018)-20-0036-08

2018-04-15

2018-07-30

国家自然科学基金项目（31601228）；北京市科技新星计划项目（Z181100006218029）；北京市农林科学院2018创新能力建设专项（KJCX20180424）

张瑞瑞，博士，副研究员，主要从事农业航空精准施药技术研究。Email：zhangrr@nercita.org.cn

陈立平，研究员，主要从事农业智能装备技术及应用研究。Email：chenlp@nercita.org.cn。中国农业工程学会会员：陈立平（E041200669S）

张瑞瑞，张 真，徐 刚，陈立平，Andrew J Hewitt. 喷雾助剂类型及浓度对喷头雾化效果影响[J]. 农业工程学报，2018，34(20)：36－43. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.005 http://www.tcsae.org

Zhang Ruirui, Zhang Zhen, Xu Gang, Chen Liping, Andrew J Hewitt. Effect of spray adjuvant types and concentration on nozzle atomization[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(20): 36－43. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.005 http://www.tcsae.org