2.3磁化除草劑溶液霧滴粒徑

在不同磁場強(qiáng)度和不同磁化時長共同影響下除草劑溶液噴霧霧滴粒徑分布見圖7。磁化除草劑溶液霧滴粒徑試驗結(jié)果見表5。當(dāng)磁場強(qiáng)度為350 mT、循環(huán)磁化時長為15.0 min時，噴霧霧滴粒徑達(dá)到最小值，為108.75μm，下降11.20%。多數(shù)試驗證明單個霧滴所產(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，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對比，在50~500 mT磁場范圍內(nèi)，表面張力與霧滴粒徑均隨磁化時長的增加呈現(xiàn)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(dǎo)致的。該結(jié)果同樣表明并不是磁化處理時間越長或磁場強(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強(qiáng)度和磁化時長。

表5磁化除草劑溶液霧滴粒徑測試結(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(dá)到最大迭代次數(shù)之后擬合結(jié)果仍不收斂，所以采用多項式擬合模型。多項式擬合結(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強(qiáng)度和磁化時長的函數(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)磁場強(qiáng)度為350 mT時，隨著磁化時長的變化，霧滴粒徑變化范圍最大，因此以固定磁場強(qiáng)度調(diào)整磁化時長的方式控制噴霧霧滴粒徑。對磁場強(qiáng)度為350 mT時霧滴粒徑隨磁化時長變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行三次多項式擬合，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。三次多項式函數(shù)(6)可作為350 mT磁場強(qiáng)度下霧滴粒徑調(diào)控模型，圖9為磁化時長與霧滴粒徑擬合曲線。

圖9磁化時長與霧滴粒徑擬合曲線

為驗證350 mT磁場強(qiáng)度時霧滴粒徑調(diào)控模型的實(shí)際應(yīng)用價值，參考磁化除草劑溶液霧滴粒徑的試驗設(shè)計，在磁場強(qiáng)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表6，經(jīng)過分析，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(yīng)用價值。

表6模型驗證分析

3結(jié)論與討論

1)在0~500 mT磁場強(qiáng)度范圍內(nèi)，當(dāng)磁場強(qiáng)度為350 mT、磁化時間為15.0 min時，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強(qiáng)度和磁化時長的增加均呈現(xiàn)先下降后回升的趨勢，表明只有在特定磁場強(qiáng)度和磁化時長范圍內(nèi)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強(qiáng)度和磁化時長影響的變化規(guī)律，以洛倫茲模型函數(shù)作為表面張力與磁場強(qiáng)度和磁化時長的函數(shù)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強(qiáng)度和磁化時長影響的變化規(guī)律，以固定磁場強(qiáng)度調(diào)整磁化時長的方法給出了350 mT磁場下調(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、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(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，磁化作用通過影響除草劑溶液表面張力而間接影響霧滴粒徑，可通過研究表面張力與霧滴粒徑關(guān)系模型來優(yōu)化磁化作用與霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系式。