На сьогодні обприскувачі комплектуються широким спектром типів і марок розпилювальних наконечників, тому перед аграрієм стоїть питання оптимального вибору відповідно до конкретних завдань й умов роботи. Розрізняють кілька видів процесів розпилення. Поряд із пневматичним і механічним розпилюванням найпоширенішим є гідравлічний тип розпилювання. Розпилювальний процес відбувається внаслідок проходження робочої рідини під тиском через отвір певного розміру та форми. Характеристики вихідного отвору зумовлюють форму потоку крапель і їх розміри. Отже, можна сказати, що одним із головних елементів обприскувача, який найбільш відповідальний за якість роботи його загалом, є розпилювальний наконечник.
Сучасні обприскувачі обладнують гідравлічними розпилювальними наконечниками виробництва відомих закордонних фірм Lechler, Tee Jet, Hypro, Аgrotop, Nozal, Albuz й ін. Вони бувають різних типів і застосовуються для проведення різноманітних видів хімічної обробки рослин: суцільного нанесення хімічних препаратів, стрічкової обробки міжрядь, прикореневої обробки рослин, поверхневого внесення рідких мінеральних добрив тощо. Конструкції розпилювальних наконечників різняться залежно від призначення й умов експлуатації. Основні показники, які характеризують їх, — це пропускна спроможність (продуктивність) за встановленого тиску рідини та якість розпилювання.
Кожен розпилювальний наконечник має маркування, у якому вказані його основні характеристики. Так, зокрема на продукції фірми Tee Jet, міститься така інформація: тип наконечника, товарний знак фірмивиробника, кут розпилювання, продуктивність насадки (в галонах за хвилину за тиску 2,8 бара). Під час вибору розпилювача слід пам’ятати, що на якість його роботи впливає низка чинників, які слід брати до уваги, налаштовуючи обприскувач.
Одним із основних чинників є відстань розташування його до цільової поверхні. Слід пам’ятати, що ширина захвату одного розпилювального наконечника визначається відповідно до висоти розміщення його над цільовою поверхнею та кута розпилювання, що характерний для кожної марки розпилювача та вказаний на ньому. Залежно від відстані між розпилювачами можливе перекриття певних зон ширини захвату розпилювача. Критичним чинником у такому розміщенні є досягнення подвійного перекриття сліду розпилювання. Зазвичай для забезпечення оптимального рівня покриття площі висота розміщення розпилювальних наконечників відповідає відстані між ними.
Також важливим чинником є кут розпилювання. Він вказаний на розпилювальному наконечнику, зберігається на незначній відстані від нього, а за збільшення відстані до цільової поверхні фактична зона покриття дещо зменшується внаслідок гравітації.
Також істотний вплив на якість роботи розпилювального наконечника має робочий тиск. Наприклад: якщо за стандартного тиску 2,8 бар кут розпилювання становить 110°, то зниження тиску до 1 бара зменшує кут розпилювання до 90°, а відповідно, й ширину захвату наконечника зі 130 до 92 см (за висоти до цільової поверхні хх см). Зниження тиску впливає й на продуктивність розпилювального наконечника. Цей самий розпилювальний наконечник за тискову 2,8 бар має продуктивність 0,8 л/хв, а зниження тиску до 1 бара знижує продуктивність наконечника до 0,46 л/хв. З підвищенням тиску збільшується пропускна спроможність розпилювальних наконечників, але разом із тим зменшується розмір краплин і підвищується швидкість знесення розпилювальних наконечників. Крім того, за даними досліджень, краплини розміром менше як 200 мкм, швидше випаровуються (табл.), їх зносить вітер, що істотно впливає на ефективність роботи.
Таблиця. Відсоток випаровування краплин діаметром 200 мкм залежно від відносної вологості повітря та пройденого шляху
Густина робочої рідини може також вплинути на якість обробки цільової поверхні обприскувачем. Адже продуктивність розпилювальної насадки розрахована для рідин густиною 1 кг/л, тому в процесі вибору треба перерахувати її продуктивність відповідно до густини робочої рідини.
Для правильного вибору насадки слід розрахувати її продуктивність за роботи з рідиною певної густини. Для цього потрібно перемножити значення витрати робочої рідини на коефіцієнт перерахунку й обрати розпилювальний наконечник по отриманому значенню продуктивності.
Якість розпилювання характеризується розміром крапель і ступенем вкриття площі краплями. Кожен розпилювач за певного тиску створює краплі різного діаметра. Розмір крапель виражається медіанно-масовим діаметром крапель (за європейською класифікацією — середній об’ємний діаметр краплі — MVD), що відповідає частці маси рідини у 50% крапель.
Важливим показником є розподілення розміру крапель по фракціях (дисперсність). Основним показником дисперсності розпилення є медіанний масовий діаметр крапель. Показником дисперсності розпилення є величина 10% об’ємного діаметра (VD10), що оцінює потенційне знесення краплі. Підвищення тиску на розпилювачі призводить до зменшення діаметрів MVD й VD10 (рис.). Чим більший отвір наконечника, тим більшого значення набувають обидва показники. Ступінь вкриття виражається кількістю осілих крапель на одиниці площі.
Розмір крапель інжекторного наконечника приблизно вдвічі більший, ніж у звичайних розпилювачів. Розпилення компактних інжекторних наконечників за низького тиску лежить у межах великих крапель, поблизу від показників довгих інжекторних за відповідно вищих тисків. Завдяки пологій формі кривої розміру краплі в довгих інжекторних розпилювачів досягається, як порівняти з компактними, ширший діапазон розпилення з великими краплями, що дозволяє використати технології внесення зі зниженням дрейфу в ширшій області. Гнучке використання таких властивостей розпилювачів за обробки рослин дає можливість варіювати як щільність вкриття краплями, так і швидкість обробки.
Розпилення з великою часткою крапель розміром меншим за 200 μ, проведене за несприятливих погодних умов (температура повітря більша за +20 °С, низька вологість повітря й висока швидкість вітру), неприпустиме через високу небезпеку знесення або випаровування. Ця небезпека збільшується зі зменшенням розміру краплі й зниженням швидкості краплі в струмені.
Як відомо, чим дрібніші краплі, тим вищий ступінь вкриття рослин краплями, кращі умови утримання їх на поверхні та проникнення в тканину рослин, а отже, і ефективність обприскування. Проте разом із тим дрібні краплі менш стійкі до погодних умов, а саме вітру і високої температури. За таких умови збільшуються втрати препарату через знесення краплин вітром і випаровування дрібних крапель на шляху від розпилювача до оброблюваної поверхні, знижується ефективність використання препарату та підвищується негативний вплив на навколишнє середовище. Тому, виходячи з ефективності обробки та екологічних аспектів, використання стандартних плоскоструменевих розпилювальних наконечників виправдане в межах робочого тиску, що не перевищує 0,25–0,30 МПа та за швидкості вітру не більшій як 3 м/с.
Усі розпилювальні наконечники стандартизовані й залежно від продуктивності мають кольорове кодування відповідно до ISO 10625:2005(Е) Equipment for crop protection — Sprayer nozzles — Colors Coding for identification (Обладнання для захисту рослин. Розпилювальні наконечники. Кольорове кодування для ідентифікації). Всього за цим показником наконечники кодують 16-ма кольорами — з продуктив ністю від 0,2 до 6 л/хв за робочого тиску рідини 300 кПа.
Нині аграрії найбільше користуються плоскоструменевими розпилювальними наконечниками, які є універсальними за своїм призначенням. Різняться вони між собою головним чином кутом розпилювання (80°; 90; 110; 120°) і матеріалом, з якого виготовлені (пластмасові, металеві, керамічні). Порівнюючи з іншими типами розпилювальних наконечників, вони простіші у виготовленні й обслуговуванні, але забезпечують відносно високодисперсне розпилювання, яке зростає зі збільшенням робочого тиску (рис.).
Рис. Залежність розміру крапель від робочого тиску
У деяких випадках, коли збільшення розміру крапель неістотно впливає на зниження біологічної ефективності препарату, застосовують розпилювальні наконечники «зі зниженим знесенням краплин». Вони забезпечують спектр розпилення в межах середньота великокрапельної фракцій. На відміну від стандартних плоскоструменевих у розпилювальних наконечниках «зі зниженим знесенням краплин» формування крапель відбувається у дві стадії: на вході та на виході рідини з розпилювального наконечника. Завдяки тому, що після першої стадії розпилювання знижується тиск робочої рідини (внаслідок більшого діаметра вихідного отвору), за однакового тиску в магістралі отримуємо грубіше розпилювання, а отже, і меншу ймовірність знесення краплин вітром.
Завдяки більшому діаметру вихідного отвору розпилювальні наконечники цього типу менш чутливі до чистоти робочої рідини. Крім того, ці розпилювальні наконечники внаслідок оптимального розподілення потоків рідини більш зносостійкі проти інших. Використання розпилювальних наконечників «зі зниженим знесенням краплин» дає можливість обприскувати за швидкості вітру до 4–5 м/с. Їх недоліком є зменшення біологічної ефективності препарату внаслідок того, що великі краплини не утримуються на оброблюваній поверхні й скочуються з неї, що призводить до перевитрат препарату.
Останнім часом широко застосовують пневмогідравлічні розпилювачі. Їх особливістю є те, що вони утворюють краплі відносно великого розміру, які мають високий ступінь осідання. Вони частково наповнені повітрям і за контакту з оброблюваною поверхнею лопаються, в результаті чого з однієї краплини відносно великого розміру утворюються краплини значно меншого розміру, що покращує їх контакт із рослиною, а отже, і біологічну ефективність.
Пневмогідравлічні розпилювачі поділяють на два типи:
• інжекторні, у яких краплі насичуються повітрям завдяки всмоктуванню повітря;
• з примусовою подачею повітря в розпилювач за допомогою компресора.
У польових сільськогосподарських обприскувачах застосовуються переважно розпилювальні наконечники інжекторного типу, оскільки застосування інших потребує ускладнення конструкції обприскувача. Загалом під час застосування інжекторних розпилювачів обприскування можливе за швидкості вітру до 7 м/с.
Порівнюючи інжекторні та стандартні плоскоструменеві розпилювальні наконечники, можна визначити такі основні переваги перших над другими:
• агротехнологічні: скорочення витрат препарату;
• екологічні: захист навколишнього середовища.
Реалізуються ці переваги так:
• однакові або кращі результати та покращене зволоження;
• краще проникнення препарату в масив рослин;
• менша залежність від погодних умов;
• знижений ризик забруднення й отруювання засобами захисту рослин працівників, машин, культур на сусідніх полях і навколишнього середовища;
• зменшене знесення рідини.
Отже, наведене вище свідчить про суттєву перевагу інжекторних розпилювальних насадок, в першу чергу за несприятливих погодних умов (сильний вітер, висока температура і низька вологість повітря) над плоскоструменевими.
Висуваються такі агротехнологічні вимоги до розпилювачів сільськогосподарських обприскувачів:
• кожний розпилювальний наконечник має відтворювати рівномірну форму розпилення, яка може змінюватись тільки під дією зовнішніх чинників;
• кожний розпилювальний наконечник повинен мати чітке маркування із зазначенням типу, розміру та кута розпилення, а також мати кольорове кодування;
• відхилення витрат робочої рідини окремим розпилювальним наконечником не має перевищувати ±10% табличного значення та ±5% середнього значення;
• за встановлення на штангу показник рівномірності розподілення рідини по ширині захвату (коефіцієнт варіації) у вказаному діапазоні робочого тиску не має перевищувати 7% за стендових випробувань і 9 % — випробуваннях на обприскувачі;
•розмір крапель у факелі розпилення без застосування додаткових засобів примусового осадження має бути не меншим як 115 мкм.
Слід додати, що основним вузлом, який визначає якість і стабільність виконання обприскувачем технологічного процесу, є розпилювач. За результатами досліджень фірми Lechler, на розпилювачі припадає до 31–45% дефектів машини. З тим пошкодження, засмічення, забивання розпилювальних наконечників призводить до погіршення поперечного розподілення рідини, а зношування їх отворів — до зміни пропускної спроможності за певного тиску в магістралі та, відповідно, розміру крапель. Тому запорукою надійної та якісної роботи обприскувачів є постійний контроль стану розпилювальних наконечників, їх вчасне очищення й заміна у разі зношення або виходу з ладу.
The Ukrainian Farmer
