雾滴尺寸size of droplets

在一次喷雾中，有足够代表性的若干个雾滴的平均直径或中值直径。用以表示雾滴群的特征。
雾滴大小会影响雾滴的沉积、覆盖、穿透能力、蒸发和飘移等。随着防治对象、药剂种类和环境条件等的不同，农业上对雾滴的大小有不同的要求。喷雾机喷出的雾流是由直径各不相同的雾滴组成的。因而，雾滴的直径及其在不同尺寸范围的分布情况，即雾滴分布就成为衡量喷射部件或喷雾机喷雾性能的一项重要指标。
雾滴平均直径 农业喷雾中常用的有算术平均直径和沙脱平均直径(Sauter mean diameter简称SMD)等。算术平均直径D是指从雾流中采样取得的若干个雾滴的直径的算术平均值，即：

式中ni为第i级的雾滴数量；di为第i级雾滴的直径。
算术平均直径是常用的雾滴尺寸表示方法。但是，如果在具有大量细小雾滴的雾滴群中存在少数大雾滴，这些大雾滴的体积在雾滴群的总体积中占有较大的比例，却对算术平均直径值影响不大，因而算术平均直径不能明显地反映雾滴群直径的分布情况。
沙脱平均直径是指假设有某一直径的雾滴，其体积与表面积之比等于采样雾滴的体积之和与表面积之和的比，则此雾滴的直径就是该雾滴群的沙脱平均直径D_s，即：

沙脱平均直径是与雾滴的蒸发有关的指标。
雾滴中值直径 农业喷雾中常用的有数量中值直径(简称NMD数量中径)和体积中值直径(简称VMD体积中径)。数量中值直径是指将采样取得的雾滴按其直径由小到大累积，当累积的雾滴数目等于采样雾滴总数的50%时，所对应的雾滴直径。体积中值直径是指将采样取得的雾滴按其直径由小到大，顺序地将其体积累积，当累积雾滴体积的数值等于采样雾滴体积总和的50%时，所对应的雾滴直径。体积中值直径可以较明显地反映雾滴群直径的分布情况。
雾滴直径测定方法 可以在雾滴运动中测定，或采样后测量。测定运动中雾滴直径所使用的仪器比较昂贵，因而用得不普遍。目前常采用采样后测量的方法。随着药液种类、雾滴直径的不同，采样方法有多种。国际标准ISO5681/1中推荐了用于测定液力喷头的雾滴尺寸的雾滴采样和测定方法。用若干块涂有硅酮膜的显微镜载玻片同一轴线的若干个尺寸相等的矩形内，测量至少2000个雾滴的直径，将测量结果按尺寸级分级记录。尺寸级范围按采集到的雾滴的直径来选定，但应不超过100微米。
雾滴分布 即在一次喷雾中，雾滴直径的尺寸范围和分布情况，通常以雾滴数量累积分布曲线、体积累积分布曲线(图1)或雾滴累积分布曲线表示。ISO5681/1规定液力喷头的雾滴群采用体积累积分布曲线表示(图2)。曲线绘在概率坐标纸上，横坐标表示雾滴体积累积值，纵坐标表示雾滴直径。体积累积为16～84%的曲线段的斜率反映雾滴在不同尺寸范围的分布情况，曲线斜率小，说明雾滴的大小较均匀。反之，说明雾滴的大小较分散。

图1 雾滴数量累积分布曲线和体积累积分布曲线

图2 雾滴累积分布曲线

根据雾滴尺寸的大小，可分为烟雾、弥雾、细雾和粗雾四类雾流。烟雾为雾滴的体积中值直径小于或等于50微米的雾流；弥雾为雾滴的体积中值直径大于50微米，并小于或等于100微米的雾流；细雾为雾滴的体积中值直径大于100微米，并小于或等于400微米的雾流；粗雾为雾滴的体积中值直径大于400微米的雾流。

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雾滴尺寸size of droplets

在一次喷雾中，有足够代表性的若干个雾滴的平均直径或中值直径。是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的主要指标。因与喷头类型有关，故也是选用喷头的主要参数。
表示法 有下列4种：❶体积中值直径(volumemedian diameter,VMD)。简称体积中径。其定义为：在一次喷雾中，将全部雾滴的体积从小到大顺序累加，当累加值等于全部雾滴体积的50%时，所对应的雾滴的直径（见图）。
❷ 数量中值直径(number mediandiameter,NMD)。简称数量中径。其定义为： 在一次喷雾中，将全部雾滴从小到大顺序累加，当累加的雾滴数目为雾滴总数的50%时，所对应的雾滴直径（见图）。
❸ 质量中值直径(mass median diameter,

雾滴的体积中径和数量中径
（据吴罗罗）

MMD)。简称质量中径。定义与体积中径相似。因质量为体积与密度的乘积，当药液密度在不同直径的雾滴中都保持不变（例如在蒸发量可忽略不计的情况下）时，质量中径等于体积中径。
❹沙脱平均直径(sautermean diameter,SMD)。简称沙脱直径。其定义为：若某一直径雾滴的体积与表面积之比等于全部取样雾滴的体积之和与表面积之和的比，则此雾滴的直径即为雾滴群的沙脱平均直径。
上述各表示法的衡量角度不同，适用范围也不同。数量中径法是从数量角度计算雾滴群中各不同粒径雾滴的比例并统计占比例较多的粒径之范围。如果雾滴群中细雾滴数量较多，将使雾滴尺寸值偏小。但数量较多的细雾滴之总量在总施药液量中只占非常小的比例，因此数量中径不能正确地反映大部分药液的粒径范围及其适用性。体积和质量中径法则从体积和质量的角度来计算及统计。因球体积与直径的立方成正比，雾滴群中为数不多的大雾滴将使体积中径值明显增大。但因从体积或质量的角度，能表达绝大部分药液的粒径范围及其适用性，因此农业喷雾中多用体积中径来表达雾滴群的雾滴尺寸，作为选用喷头的依据。在静电喷雾或工业上的冷却喷雾等作业中，雾滴群表面积值对作业质量影响突出时，可用沙脱直径法表示雾滴尺寸。通常(G.A.Matthews,1975):

通过沙脱平均直径，可计算出一定量的药液在雾化后的总表面积值。
中华人民共和国国家标准(GB6959-86)中，对雾滴尺寸的分类规定如下表。

雾滴尺寸体积中径(μm)

雾的分类	气雾	弥雾	细雾	粗雾
体积中径	≤50	51～100	101～400	>400

测量方法 大体可分为直接测量和间接测量两类。
间接测量法 测量雾滴在特殊靶面上留下的印迹，再求雾滴的直径的方法，也称为印迹法。多用于田间作业中测量。印迹直径略大于雾滴直径。

雾滴直径=扩散系数×印迹直径

其中，扩散系数的确定是一项繁琐的工作。❶氧化镁薄膜印迹法。在距玻璃片下几厘米处： 燃烧金属镁带，形成的氧化镁烟粒沉积在玻璃片上，形成氧化镁薄膜，可用来捕集雾滴。当雾滴撞击到薄膜层上时即在膜上留下相应的孔洞。再把玻片放到显微镜下测量孔洞的直径，便可算出雾滴的直径。孔洞直径略大于雾滴直径，当雾滴直径在20微米至200微米范围内时，其扩散系数为0.86(Mag,1950):

雾滴直径值=0.86×孔径值

>当直径为15～20微米和10～15微米时，其系数分别为0.8和0.75(G.A.Matthews ,1975)。此法不适用于测量直径小于10微米和大于300微米的雾滴。
❷在玻璃片上涂瓷土或明胶等材料捕集雾滴的测量方法。因扩散系数随粒径和液体种类而波动、不如氧化镁法通用。
❸用特制的纸卡。如水敏纸、油敏纸、克罗密柯特纸卡(kromeket card)等捕集雾滴，再测量纸上雾滴印迹直径的方法。
直接测量法 在雾滴保持其原形时，直接测量其直径的方法。适于实验室内测定。常用的方法有 :❶用激光雾滴粒径测定仪直接测定在空间运动中的雾滴直径。并可用计算机立即进行雾滴尺寸的计算和打印。
❷沉入法(immersion method)。使雾滴落入盛有两种不同粘度的油(如机油和煤油，下层为粘度大的机油)的平底玻璃皿中，使雾滴在粘度大的油层中保持原形，上层稀粘度油层的作用是防止雾滴蒸发，即可在显微镜下直接测定雾滴直径。也可用0.1～0.2%浓度的BSF(brilliant sulfo-flavin)荧光液喷入装有两种不同粘度硅油的容器中，随即在紫外灯光下照像，冲洗后的底片用幻灯机放大后测量雾滴直径，再将测得的数据输入计算机处理。
❸雾滴全息摄影法。把空中的雾滴群摄入全息底片中，能如实地记录雾滴群在空中的立体分布状况。(见彩图59、67)
意义和应用 随着高效农药的生产和低容量喷施技术的推广，对雾滴尺寸的研究日显重要。雾滴尺寸的正确选用是用最少药量取得最好药效及减少环境污染等技术的关键，并相继产生出生物最佳粒径理论和控滴喷雾等新的施药技术。大雾滴的特点是：❶有较大的动能，能很快沉降到靶标正面上（见农药沉积）;
❷不易发生随风飘移及蒸发散失，有利于控制飘失；
❸大雾滴撞击到靶标上后的附着力差，易发生弹跳和滚落流失（称为田内流失），造成大量农药损失并污染环境。小雾滴的特点是： ❶由于雾滴体积与其直径的立方成正比，一定体积的药液能产生的小雾滴的数量将几倍于甚至几十倍于大雾滴的数量，因此小雾滴对靶标的覆盖密度和覆盖均匀度远胜于大雾滴。在低容量喷施时，这一特点尤为突出；
❷小雾滴有较好的穿透能力，能随气流深入株冠层，沉积在果树或植株深处靶 标正面或大雾滴不易沉积的背面；
❸小雾滴在靶标上的附着力强、不会产生流失现象，农药利用率高；
❹但过细的雾滴(例如小于100微米的雾滴)易蒸发和飘移而造成环境污染，在施药时应考虑这些特点。例如喷施除草剂时，为防止因飘失而引起对邻近地块敏感作物的危害，应选用产生较大粒径雾滴的喷头、在防止突发性暴食性虫害时，采用超低容量飘移喷雾法利用自然风或气流运送及分散细小雾滴，是防治飞翔害虫的较好的雾滴选择，能有效杀灭害虫，又能提高工效，及时防治。施药时，所选用的雾滴尺寸应能使所喷施的药液的绝大部分都均匀地沉积在靶标各部位，并能最大限度地减少环境污染。

雾滴尺寸size of droplets

雾滴的直径。是衡量喷雾机械喷头性能的一项重要指标。影响雾滴尺寸的主要因素有：喷头的结构型式，药液工作压力，药液的物理性质等。在实际工作中，常以雾滴平均直径来确定喷头的雾化性能，即实测雾滴直径进行平均，平均直径小，则雾化性能好。