انواع و انتخاب نازل ها در سمپاشی
در سیستم های پاشش، نازل ها مایع را به قطرات می شکنند و الگوی سمپاش را تشکیل می دهند. نازل ها حجم کاربرد را در فشار کاری معین، سرعت حرکت و فاصله تعیین می کنند. انتخاب نازلهایی که بزرگترین اندازه قطرات را تولید میکنند، در حالی که پوشش کافی را در نرخ اعمال و فشار مورد نظر فراهم میکنند، میتوانند رانش را به حداقل برسانند.
اندازه ذرات سمپاش مهم است زیرا هم بر اثربخشی و هم در رانش سمپاش استفاده از علفکش، حشرهکش یا قارچکش تأثیر میگذارد. اگر اندازه ذرات سمپاش (مثلاً 250 تا 500 میکرون) دو برابر شود و حجم کاربرد ثابت بماند، تنها یک هشتم قطرات سمپاش دارید (شکل 1). به عنوان مثال، برای به دست آوردن اثربخشی مطلوب در کنترل علفهای هرز، معمولاً حجم سمپاش 10 تا 20 گالن در هکتار (GPA) توصیه میشود، با اندازه قطرات متوسط برای تماس، علفکشهای غیرقابل انتقال، و اندازه قطرات درشت پیشنهاد شده برای تماس، انتقال علف کش ها. نگرانی در مورد رانش ممکن است باعث شود که از اندازه قطرات بزرگتر و حجم سمپاش بالاتر استفاده کنید.
توضیحات نازل
انواعی که معمولا در سمپاش های کشاورزی کم فشار مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از فن، مخروطی توخالی و تمام مخروطی. ویژگیهای خاصی مانند القای هوا (AI) و کاهش رانش (DG) برای برخی از نازلها موجود است.
نازل فن
رایج ترین نوع نازل مورد استفاده در کشاورزی نازل فن است. یک نازل فن به طور گسترده برای سمپاشی آفت کش ها استفاده می شود – هم باندینگ (در بین ردیف ها) و هم برای برنامه های پخش. این نازل ها یک الگوی سمپاش با لبه مخروطی با فن مسطح تولید می کنند (شکل 2). در سمپاشهای بوم برای کاربردهای پخش، نازلها طوری قرار گرفتهاند که خروجیشان همپوشانی داشته باشد.
نازل های فن به چند دسته تقسیم می شوند، مانند:
• پنکه تخت استاندارد،
• حتی (E) پنکه تخت،
• فن تخت کم فشار و
• فن مسطح با برد وسیع (XR). و برخی از انواع خاص مانند
• فن مسطح خارج از مرکز (OC) و
• پنکه تخت دو روزنه (TJ).
طرحهای جدید برای کاهش رانش عبارتند از نازلهای توربو، سیل، قطره باران و هوا. برخی از نازل های فن چندین مورد از این عناصر طراحی را ترکیب می کنند. نازلهای فن که قطرات بسیار بزرگی را در همه محدودههای فشار تولید میکنند، عبارتند از Spraying Systems Co.’s Turbo TeeJet Induction، Turbo FloodJet و TurfJet.
نازل استاندارد استاندارد فن مسطح معمولا بین 30 پوند بر اینچ مربع (psi) و 60 psi، با محدوده ایده آل 30 تا 40 psi کار می کند. نازل های صاف یکنواخت پوشش یکنواختی را در کل عرض الگوی سمپاش نازل اعمال می کنند. آنها برای باندبندی استفاده می شوند و نباید برای برنامه های پخش استفاده شوند. پهنای باند را می توان با ارتفاع رها شدن نازل و زاویه پاشش کنترل کرد. نازل فن مسطح با برد وسیع، کنترل دریفت منصفانه را هنگامی که در کمتر از 30 psi کار می کند، فراهم می کند. این نازل برای اپلیکاتورهایی که توزیع یکنواخت یک نازل فن مسطح را دوست دارند و برای کنترل دریفت فشار عملیاتی کمتری می خواهند، ایده آل است. از آنجایی که نازل های دوربرد دارای توزیع عالی سمپاش در طیف وسیعی از فشارها (15 تا 60 psi) هستند، می توان از آنها در سمپاش های مجهز به کنترل کننده جریان استفاده کرد.
نازلهای فن با ویژگیهای خاص، مانند فن خارج از مرکز، برای نازلهای بوم انتها استفاده میشوند، بنابراین نوار از انتها به انتها یکنواخت در مقابل مخروطی شدن در لبهها استفاده میشود. فن دو روزنه ای دو الگوی سمپاش تولید می کند: یکی با زاویه 30 درجه به جلو و دیگری 30 درجه به عقب (شکل 2). این قطرات به دلیل اتمیزه شدن توسط دو روزنه کوچکتر کوچک هستند. دو جهت سمپاش و قطرات کوچکتر پوشش و نفوذ را بهبود می بخشد – در هنگام استفاده از علف کش های تماسی، حشره کش ها و قارچ کش ها پس از سبز شدن. به دلیل قطرات کوچک سمپاش، رانش یک نگرانی است. برای تولید قطرات ریز، سوراخ دوقلو معمولا بین 30 psi تا 60 psi عمل می کند.
نازل های فن در چندین زاویه پاشش در دسترس هستند. رایج ترین زوایای پاشش 65 درجه، 80 درجه و 110 درجه است. ارتفاع نازل های توصیه شده برای نازل های فن مسطح در هنگام پخش پخش در جدول 1 آورده شده است.
ارتفاع صحیح نازل از نازل تا هدف اندازه گیری می شود که ممکن است بالای زمین باشد، در حال رشد یا کلش باشد. زمانی که بوم کمتر از 30 اینچ ارتفاع دارند با فاصله نازل 30 اینچ از نازل های 110 درجه استفاده کنید. زمانی که بوم ها بالاتر هستند از نازل های 80 درجه استفاده کنید.
اگرچه نازل های با زاویه باز قطرات کوچک تری تولید می کنند، ارتفاع بوم کمتر پتانسیل رانش را بیشتر از کاهش مربوطه در اندازه قطرات کاهش می دهد. فاصله و جهت نازل باید 100 درصد همپوشانی را در ارتفاع هدف فراهم کند. بیشتر نازل های فن نباید بیش از 30 درجه از عمودی جهت گیری داشته باشند.
شرکت Spraying Systems نازل های فن مسطح خود را با شماره چهار یا پنج رقمی شناسایی می کند. اعداد اول زاویه پاشش و اعداد دیگر نشان دهنده میزان دبی در فشار نامی هستند.
به عنوان مثال، نازل 8005 دارای زاویه پاشش 80 درجه است و 0.5 گالن در دقیقه (gpm) در فشار نامی 40 psi اعمال می کند. نازل 11002 دارای زاویه پاشش 110 درجه است و 0.2 gpm را در فشار نامی 40 psi اعمال می کند. تعیین های اضافی عبارتند از:
• BR = مواد برنجی
• SS = فولاد ضد زنگ
• HS = فولاد ضد زنگ سخت شده
• VP = پلیمر با کدگذاری رنگ
• VK = سرامیک با کدگذاری رنگ
• VH = فولاد ضد زنگ سخت شده با کدگذاری رنگ
• VS = فولاد ضد زنگ با کدگذاری رنگ
برخی از نازل های فن با LF یا LF-R شناسایی می شوند که نشان دهنده نازل های فن استاندارد و دامنه وسیع است. اولین اعداد زاویه پاشش و سپس یک خط تیره و سپس نرخ تخلیه در فشار نامی هستند. به عنوان مثال، یک LF 80-5R یک نازل با برد وسیع با زاویه پاشش 80 درجه است که 0.5 gpm در فشار نامی 40 psi اعمال می شود.
فن کاهنده ی رانش (DG) دارای یک پیش روزنه است که جریان را کنترل می کند. نازل سمپاش تقریباً یک دهانه بزرگتر از حالت عادی است، اما یک روزنه گرد قبل از خروجی جریان را کنترل می کند و بنابراین، قطرات بزرگتری تولید می کند و تعداد قطرات کوچک و مستعد رانش را کاهش می دهد.
نازل های توخالی مخروطی
نازل های مخروطی توخالی (شکل 2) به طور کلی برای اعمال حشره کش ها یا قارچ کش ها به محصولات زراعی در مواقعی که نفوذ شاخ و برگ و پوشش کامل سطوح برگ مورد نیاز است، استفاده می شود. این نازل ها در فشارهای 40 psi تا 100 psi کار می کنند. پتانسیل رانش سمپاش از نازل های مخروطی توخالی نسبت به سایر نازل ها به دلیل قطرات کوچک تولید شده بیشتر است.
نازل های تمام مخروطی
نازل های با زاویه باز و مخروطی کامل، قطرات بزرگی تولید می کنند. نازل های مخروطی کامل، که برای علف کش های ترکیب شده در خاک توصیه می شوند، در فشارهای بین 15 psi تا 40 psi کار می کنند. یکنواختی مطلوب با زاویه دادن 30 درجه نازل ها و همپوشانی 100 درصدی پوشش سمپاش به دست می آید.
مواد نازل
نازل ها از مواد مختلفی ساخته می شوند. رایج ترین آنها برنج، نایلون، فولاد ضد زنگ، فولاد ضد زنگ سخت شده، کاربید تنگستن، ترموپلاستیک و سرامیک است. نازل های سرامیکی و تنگستن کاربید بسیار مقاوم و بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند. نازلهای فولادی ضد زنگ بیشتر از برنج یا نایلون دوام میآورند و معمولاً در مدت زمان طولانی الگوی یکنواختی ایجاد میکنند. نازل های نایلونی با فولاد ضد زنگ یا درج های فولادی ضد زنگ سخت شده جایگزینی برای نازل های فولادی ضد زنگ جامد با هزینه کمتر ارائه می دهند. نازل های ترموپلاستیک مقاومت سایشی خوبی دارند، اما با برخی از مواد شیمیایی ممکن است تورم ایجاد شود و هنگام تمیز کردن به راحتی آسیب می بینند. نازل های ساخته شده از مواد سخت در ابتدا هزینه بیشتری دارند، اما به دلیل خواص طولانی مدت، هزینه خود را پرداخت می کنند.
انتخاب نازل
مهم است که نازلی انتخاب کنید که الگوی سمپاش و حجم سمپاش مورد نظر را ایجاد کند. کاربرد مورد نظر نازل – چه برای کاربرد پخش علفکشها یا سمپاش حشرهکش روی محصولات ردیفی – نوع نازل مورد نیاز را تعیین میکند. الزامات برنامه فعلی و آینده را بررسی کنید و آماده باشید که چندین مجموعه نازل برای انواع نیازهای کاربردی داشته باشید. به طور کلی، نازلی را انتخاب نکنید که به صفحه نازل ریزتر از مش 50 نیاز دارد. نازل هایی که به صفحه مش 80 تا 100 نیاز دارند خیلی راحت مسدود می شوند.
برای تعیین نوع صحیح نازل و ظرفیت مورد نیاز مراحل زیر را دنبال کنید.
مرحله 1: با برچسب مشورت کنید. مهمترین منبع اطلاعات برچسب آفت کش است. برچسب نه تنها میزان کاربرد، آفات قابل کنترل و شرایط مورد نیاز برای استفاده از آفت کش را مشخص می کند، بلکه اغلب اطلاعات مربوط به gpa، طبقه بندی قطرات، نوع نازل و فاصله را نیز ارائه می دهد. دستورالعمل های ذکر شده بر روی برچسب آفت کش ها را دنبال کنید. اگر توصیههای نازل روی برچسب ذکر نشده است، از جدول 7 برای انتخاب بهترین نوع نازل با در نظر گرفتن اندازه قطره استفاده کنید.
مرحله 2: شرایط عملیاتی را انتخاب کنید. سرعت زمین را بر حسب مایل در ساعت (مایل بر ساعت) انتخاب یا اندازه گیری کنید. فاصله نازل مورد نظر و حجم سمپاش را انتخاب کنید. برای اکثر برنامه های پخش، فاصله 30 اینچی ترجیح داده می شود. اگر برچسب فاصله نازل یا حجم سمپاش را توصیه نمی کند، توصیه های دانشگاه و شرکت های شیمیایی را دنبال کنید. انتخاب صحیح حجم سمپاش مهم است. چندین ویژگی سمپاش مانند پتانسیل رانش، پوشش، اندازه قطرات، هکتار در هر مخزن و کارایی آفت کش را تحت تاثیر قرار می دهد.
مرحله 3: دبی نازل مورد نیاز را محاسبه کنید. برای انتخاب یک اندازه دهانه خاص، حجم سمپاش، فاصله نازل و سرعت حرکت برای محاسبه زیر مورد نیاز است:
مرحله 4: با یک کاتالوگ نازل مشورت کنید. هنگامی که تخلیه نازل مشخص شد، با یک کاتالوگ نازل برای تعداد یا اندازه نازل خاص مشورت کنید. با استفاده از نوع نازل انتخاب شده از راهنمای کاربرد (جدول 7)، مشخصات این نازل ها را در ستون تخلیه-ظرفیت بررسی کنید. ممکن است چندین نازل متوالی نیاز شما را برآورده کند، اما نازلی را انتخاب کنید که با فشار کم کار کند و طبقه بندی قطرات مورد نظر را ارائه دهد که محدوده ای را برای تنظیم دقیق فراهم می کند. به یاد داشته باشید، اکثر نازل ها فقط در یک محدوده فشار محدود عملکرد خوبی دارند. به طور کلی، هر چه فشار عملیاتی بیشتر باشد، قطرات کوچکتر هستند. قطرات کوچکتر پتانسیل رانش را افزایش می دهند. برعکس، روزنه های بزرگتر قطرات بزرگتری تولید می کنند.
رابطه خطی بین فشار نازل و دبی جریان وجود ندارد. اگر میزان تخلیه در کاتالوگ ها یافت نشد، فشار عملیاتی را با استفاده از شرایط کاتالوگ شناخته شده محاسبه کنید:
از فشار زیاد برای نازل مورد استفاده خودداری کنید. فشارهای بالاتر پتانسیل رانش را افزایش می دهد و به اجزای سمپاش فشار وارد می کند. برعکس، از فشار کمتر از حداقل فشار توصیه شده اجتناب کنید، زیرا الگوهای سمپاش شروع به تغییر شکل می کنند و باعث یکنواختی ضعیف سمپاش می شوند.
مرحله 5: سمپاش را کالیبره کنید. پس از انتخاب، خرید، نصب و شستشوی نازل ها، سیستم سمپاش را کالیبره کنید. کاتالوگ نازل ها جداولی را برای نشان دادن حجم سمپاش برای نازل های مختلف، فاصله، فشار و سرعت زمین ارائه می دهد. ابتدا از این جداول برای راه اندازی سمپاش استفاده کنید، سپس از روش کالیبراسیون “اونس” (در زیر) برای ارزیابی و تنظیم سمپاش برای کاربرد دقیق استفاده کنید. (برای جزئیات بیشتر به نشریه MF3174، کالیبره کردن یک سمپاش با روش مجموعه “Ounce” مراجعه کنید.)
1. از جدول 8 (کارت های کالیبراسیون در دفتر تحقیقات و توسعه K-State محلی شما موجود است) برای مسافت رانندگی در میدان استفاده کنید. از فاصله نازل برای بوم ها استفاده کنید. برای ریگ های جهت دار و نواری، از فاصله ردیف استفاده کنید.
2. دریچه گاز را برای پاشش تنظیم کنید و تمام تجهیزات را کار کنید. به ثانیه های مورد نیاز برای رانندگی مسافت اندازه گیری شده توجه کنید.
3. سمپاش را برای مدت زمانی (که در مرحله 2 در بالا ذکر شد) در ظرف مشخص شده با اونس (یک بطری مدرج یا فنجان اندازه گیری) بگیرید. در صورت استفاده از سمپاش بوم، سمپاش را از یک نازل در مدت زمان مشخص شده بگیرید. در دکل های هدایت شده، سمپاش را از همه نازل ها در هر ردیف برای مدت زمان مشخص بگیرید.
4. خروجی نازل یا گروه نازل بر حسب اونس برابر با گالن در هر هکتار است.
5. برای اطمینان از توزیع یکنواخت برای هر نازل تکرار کنید.