2.3磁化除草劑溶液霧滴粒徑

在不同磁場強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果見表5。當磁場強度為350 mT、循環(huán)磁化時長為15.0 min時，噴霧霧滴粒徑達到最小值，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致的。該結果同樣表明并不是磁化處理時間越長或磁場強度越大，噴霧的霧滴粒徑就越小，而是存在處理效果最佳的磁場強度和磁化時長。

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(shù)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度和磁化時長的函數(shù)關系式，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，當磁場強度為350 mT時，隨著磁化時長的變化，霧滴粒徑變化范圍最大，因此以固定磁場強度調整磁化時長的方式控制噴霧霧滴粒徑。對磁場強度為350 mT時霧滴粒徑隨磁化時長變化的數(shù)據(jù)進行三次多項式擬合，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(shù)(6)可作為350 mT磁場強度下霧滴粒徑調控模型，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磁場強度時霧滴粒徑調控模型的實際應用價值，參考磁化除草劑溶液霧滴粒徑的試驗設計，在磁場強度為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，實測霧滴粒徑與模型理論霧滴粒徑見表6，經(jīng)過分析，實測值與理論值相對誤差均小于1%，此模型具有實際應用價值。

表6模型驗證分析

3結論與討論

1)在0~500 mT磁場強度范圍內(nèi)，當磁場強度為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度和磁化時長的函數(shù)關系式；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度和磁化時長影響的變化規(guī)律，以固定磁場強度調整磁化時長的方法給出了350 mT磁場下調控噴霧滴粒徑的函數(shù)關系式。

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)研究中應盡可能建立有多影響因素參數(shù)的函數(shù)關系式；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系模型來優(yōu)化磁化作用與霧滴粒徑的函數(shù)關系式。