1.离心雾化技术在国内外发展现状

离心雾化技术是当前世界上公认的产生雾滴均匀度好,且雾滴粒谱范围较窄的先进技术。在上世纪50年代，西欧就有些国家在非洲进行了把离心雾化技术应用于航空超低量喷雾的试验。最早设计的离心雾化转盘边缘不带齿，年，“可控雾滴”理论的创始人Bals，设计了一种边缘带齿的转盘，形成半梭锥形的雾射出点以减少克服表面张力所需的力，以产生较小的雾滴。Bals在年发明了一种内表面带沟槽的转盘，给药液提供了一个均布流动的沟槽，使药液在到达转盘边缘之前先分化成液丝，既有沟槽又有尖齿的转盘产生的雾滴范围很窄，因此可供“可控雾滴”植保机具之用。近些年来，国外以离心雾化技术为核心技术的新型植保机具产品层出不穷，并在航空植保及地面微量喷雾等领域得到广泛的应用。英国米克朗耐尔公司在航空喷雾方面研制开发的AU、AU、AU等系列产品关键部件风动转笼式喷头就是通过气流驱动雾化喷头高速旋转，药液经过两层网筛的细化，并在离心力的作用下高速甩出微小的雾滴来工作的。

我国离心喷雾技术发展起步较晚，但自上世纪70年代以来，也开始了相关研究。如年国内研制了东方红—18型机动喷雾机进行低量喷雾，用于农业病虫害防治和卫生防疫，其工作原理就是用离心风机产生的高速气流使带齿的转盘以转/分的速度高速旋转，药液的前后齿盘外缘圆周上个齿尖，以米/秒线速度抛出，雾化成直径15—75微米的雾滴。这种装置可依转盘的转速变化来控制雾滴大小。同年，国内开始研究将离心雾化技术应用于飞机超低量喷雾。年农业部南京农业机械化研究所的赵刚、刘建等，开发了炮塔式离心雾化风送远射程喷雾机，应用于草原灭蝗。年中国农机院的何学军，周海燕等研究的风送远程喷雾机离心喷头，应用在果树、保护地蔬菜、蝗虫防治和土壤消毒等施药领域。中国农业大学曾采用离心雾化技术，研制开发了以低速微电机驱动的低容量除草剂喷洒装置，操作者的行进速度与平时步行速度相一致，具有很好的可操作性。近年来，离心雾化技术在航空植保及地面微量喷雾等领域得到较快发展，深圳市隆瑞科技有限公司研发的推车式离心雾化喷雾机，可在导轨上进行自走智能对靶喷雾（如图1），雾化器转速高达转/分以上；高安金龙生物科技有限公司研发的航空植保无人机上应用的就是采用旋转离心式雾化喷嘴，如图2所示，研究表明离心式喷嘴在产生的雾滴时候不会发生雾滴间的干涉，并且雾滴谱宽度窄，是比较理想的航空喷嘴。

图1推车式离心雾化喷雾机

图2黑蜻蜓农用遥控植保机

2.离心雾化的雾化理论

2.1离心雾化原理

当向一个高速旋转的雾化盘上注入液体时，液体在高速旋转的雾化盘产生的离心力的作用下，被抛向雾化盘的边缘先形成液膜，在接近或达到边缘后分裂成液丝，再呈点状抛甩出，与空气撞击后形成雾滴，这一过程称为离心雾化。

离心雾化器是高速旋转的转盘产生的离心力将药液雾化的，当转盘的圆周速度和进液速度都很低时，药液的黏度和表面张力是影响喷雾质量的主要因素，雾滴将单独形成并从盘边缘甩出。当盘的圆周速度和进液速度均变高时，半球状液体也被拉成许多液丝，液量增加，液丝数目也增加并达到一个数值，再增加液丝就要变粗，液丝数不再增加，液丝极不稳定，距圆盘不远处就迅速断裂，变成无数小液滴。

当在圆盘上注入液体时，液体受两种力的作用：1）药液在离心力和重力的作用下得到加速而分裂雾化。2）药液和周围空气的接触面处，由于存在摩擦力促使其形成雾滴。前者称为离心雾化，以离心力起主导作用。后者称为速度雾化，离心力只起着给液体加速作用。实际上这两种雾化同时存在，很难区分。一般情况下，当液量少，转速较低时，以离心雾化为主。离心雾化所得的粒子大小要比压力雾化更均匀。离心雾化的雾化效果与流量，圆盘形状、直径、转速等因素有关。

2.2离心雾化技术雾化质量的评判

离心雾化质量的好与坏，与雾滴粒径大小、雾滴的漂移量及雾滴的沉降速度等因素有关，这些因素中，雾滴粒径的大小又是起着关键性的作用。雾滴粒径大，附着性好，但是会导致雾滴分布不均，多数雾滴会落在土壤中，对环境污染较严重，喷雾效果极差；雾滴粒径小，可在农作物表面得到很好的沉降和覆盖，并且在作物丛中有较好的穿透性，但是雾滴粒径过小会因为气流的影响导致雾滴漂移，无法对目标作物实施对靶作业，造成农药的有效利用率下降，对环境也产生污染。据调查，雾滴粒径小于20μm时，便很难进行有效的沉积。所以，对于不同的农作物，应根据生物最近粒径理论选择合适的雾滴粒径。而要想实现这样的防治目的，常规喷雾是根本不可能达到这一目标的，而离心雾化施药技术可根据不同作物品种、防治对象、农药剂型以及棚室内的作业环境对雾滴粒径大小的不同要求，对雾滴粒径进行有效控制。

3.离心雾化技术应用领域

在农业上以离心雾化技术为核心的喷雾机具主要应用于畜禽舍环境消毒、卫生防疫、喷施农药以及温室育秧、温室增湿降温、叶面施肥等领域。随着我国对农作物病虫草害防治需求的持续增长，以及农药与环境、生态、农产品质量、国民身体健康之间矛盾的日益突显，高效、低量、低污染、精准施药技术及装备的市场需求也将越来越大，其产业化前景十分广阔。

离心雾化技术可根据不同农作物品种、防治对象、农药剂型以及作业环境对雾滴粒径的不同需求，通过控制离心雾化喷射部件，获得满足“生物最佳粒径”的农药雾滴，从而最大程度减少无效雾滴数量，提高农药利用率，在节约作业成本的同时，有效解决了因过量施药造成的温室大棚环境污染及农产品农药残留超标的问题。

参考文献

[1]戴奋奋,袁会珠,何雄奎.植保机械与施药技术规范化[J]..

[2]傅锡敏等．农业立体污染防治装备技术的战略选择［J］．农机推广与安全，（3）：26-27.

[3]傅锡敏,薛新宇.基于我国施药技术与装备现状的发展思路[J].中国农机化,(6):72-76.

[4]龚艳，陈小兵等.设施农业可控雾滴喷雾机的设计与试验［J］.农业开发与装备，（10）:10-13

[5]刘德江,龚艳,王果,等.离心雾化技术在植保机械领域的发展研究[J].中国植保导刊,(12):58-61.

[6]刘德江,龚艳.设施农业施药技术装备机械化研究进展[J].农机化研究,,5:00

作者：刘德江、龚艳、陈晓（农业农村部南京农业机械化研究所）