Estimation of Droplet Density and Spray Characteristics in Sprayer Nozzles

Abstract

The aim of this study is to determine the number of drops reaching to the unit area with the different types sprayer nozzles used at low volume pesticide application and to estimate the spray characteristics. In the experiments, standard flat-fan (ST), multi range flat-fan (LU), standard flat-fan with narrow spray angle (STD), hollow cone (DC), drift guard (AD), air induction (IDK) and twinjet air induction (IDKT) nozzle types were used. The spray applications were carried out with a constant spray pressure of 300 kPa and an application volume of 80 l/ha using an automatic speed controlled linear moving spray simulator. Water sensitive papers (WSP, 26×76 mm) were used to take drop samples and placed to the top, middle and bottom parts of the metal poles. According to the research result, ST, LU, STD, DC and AD type nozzles produced fine and medium droplets. The medium and coarse droplets were produced with IDK type nozzle. The spray characteristic of the IDKT type nozzle was coarse, very coarse and extremely coarse droplets. The averages of drop density varied between 88-202 number cm^-2 for the nozzles producing fine and medium droplets; 47-48 number cm^-2 for the nozzles producing medium and coarse droplets; 19-34 number cm^-2 for the nozzles producing coarse, very coarse and extremely coarse droplets. In order to improve the biological efficiency at spray application used the IDKT type nozzle producing coarse droplets, its drop density should be also increased. Therefore, in spray applications where IDKT type nozzle is used, it is necessary to increase the operating pressure within the recommended pressure range and to produce smaller diameter droplets.

Keywords

• Droplet diameter,Droplet density,Hydraulic nozzle,Pesticide application,Spray,Water sensitive paper

Pülverizatör Memelerinde Damla Sıklığı ve Pülverizasyon Karakteristiklerinin Tahminlenmesi

Öz

Bu araştırmanın amacı, düşük hacimli pestisit uygulamalarında kullanılan farklı tip pülverizatör memelerinde birim alana ulaşan damla sayısını belirlemek ve pülverizasyon karakteristiklerini tahminlemektir. Denemelerde standart (ST), yüksek etki alanlı (LU), standart dar hüzme açılı (STD), konik hüzmeli (DC), düşük sürüklenme potansiyelli (AD), hava emişli (IDK) ve ikiz akışlı (IDKT) meme tipleri kullanılmıştır. Püskürtme uygulamaları otomatik hız kontrollü doğrusal hareketli bir simülatör kullanılarak 300 kPa sabit işletme basıncı ve 80 l/ha uygulama hacminde yapılmıştır. Damla örneklemesi için suya duyarlı kağıt (WSP, 26×76 mm), kullanılmış ve metal direklerin alt, orta ve üst bölgelerine yerleştirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre ST, LU, STD, DC ve AD tip memelerle ince ve orta yapılı; IDK tip memeyle orta ve kaba yapılı; IDKT tip memede ise kaba, çok kaba ve aşırı kaba yapılı damlaların üretildiği belirlenmiştir. Damla sıklığı ortalamaları ince ve orta yapılı damlalar üreten memelerde 88-202 adet/cm² aralığında; orta ve kaba yapılı damlalar üreten memelerde 47-48 adet/cm²; kaba, çok kaba ve aşırı kaba yapılı damlalar üreten memelerde 19-34 adet/cm² olarak belirlenmiştir. Kaba yapılı damlalar üreten IDKT tip memenin kullanıldığı püskürtme uygulamalarında biyolojik etkinliği arttırmak için damla sıklığının da arttırılması gerekmektedir. Bu nedenle IDKT tip memenin kullanıldığı püskürtme uygulamalarında işletme basıncının önerilen basınç aralığında arttırılarak daha küçük çaplı damlaların üretilmesi gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Damla çapı,Damla yoğunluğu,Hidrolik nozul,Pestisit uygulama,Püskürtme,Suya duyarlı kağıt

References

1. Albuz® (2016). Spray Nozzles, Albuz Catalog 2016. http://albuz-spray.com Erişim tarihi: 01.04.2018.
2. Arag® (2017). Nozzle Holder, Caps veNozzle Tips Catalogue (Revision). www.aragnet.com Erişim tarihi: 01.05.2017.
3. ASABE (2009). Spray Nozzle Classification by Droplet Spectra. Standard 572.1 American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI.
4. Bayat, A., & Bozdogan, N. Y. (2005). An air-assisted spinning disc nozzle and its performance on spray deposition and reduction of drift potential. Crop Protection, 24, 651-960. doi: 10.1016/j.cropro.2005.01.015
5. Çilingir, İ., & Dursun, E. (2010). Bitki Koruma Makinaları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın No: 151, Ders Kitabı: 484, 2. Baskı, Ankara, 248 s.
6. Hipkins, P., & Grisso, R. B. (2014). Droplet Chart/Selection Guide. Virginia Cooperative Extention, Virginia State University, Publication, 442-031.Hypro® (2018).
7. Hypro Nozzle Catalogue. http://www.hypro-eu.com Erişim tarihi: 01.04.2018.
8. Hypropumps (2006). SprayTip Catalog. www.hypropumps.com Erişim tarihi: 01.11 2017.

9. Kruger, G. R., Klein, R. N., & Ogg, C. L. (2013). Spray Drift of Pesticides. Nebreska Extention.http://extensionpublications.unl.edu/assets/html/g1773/build/g1773.htm. Erişim tarihi: 01.05.2017.
10. Lechler® (2018). Agricultural Spray Nozzles, 2018 US Catalog. http://www.lechler.de Erişim tarihi: 01.04.2018.
11. Matthews, G., Bateman, R., & Miller, P. (2014). Pesticide Application Methods. Forth Edition, Wiley Blackwell. 536 p.
12. Nuyttens, D., Baetens, K., De Schampheleire M., & Sonck, B. (2007). Effect of nozzle type, size and pressure on spray droplet characteristics. Biosystems Engineering 97 (3), 333-345. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2007.03.001.
13. Sanchez-Hermosilla, J., & Medina, R. (2004). Adaptive threshold for droplet spot analysis using water-sensitive paper. Applied Engineering in Agriculture 20 (5), 547-551. doi: 10.13031/2013.17454
14. Sayıncı, B. (2016a). The influence of strainer types on the flow and droplet velocity characteristics of ceramic flat - fan nozzles. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 40 (1), 25-37. doi: 10.3906/tar-1411-140
15. Sayıncı, B. (2016b). Doğrusal hareketli püskürtme simülatörü tasarımı ve üretimi. Atatürk Üniversitesi BAP Projesi, Proje No: BAP 2013/128, Erzurum.Sayıncı. B., &
16. Kara, M. (2015). The effects of strainer types on flow characteristics of anti-drift (AD) and multi-range (LU) flat-fan nozzles. Tarım Bilimleri Dergisi 21 (4), 558-571. doi: 10.15832/tbd.29680
17. Sayıncı, B., Yarpuz-Bozdoğan, N., Yıldız, C., & Demir, B. (2013). Konik hüzmeli memelerde akış katsayısı ve bazı işletme özelliklerinin belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi 9 (1), 9-20.Sayinci, B., & Bastaban, S. (2011). Spray distribution uniformity of different types of nozzles and its spray deposition in potato plant. African Journal of Agricultural Research 6 (2), 352-362. doi: 10.5897/AJAR10.480
18. Sayıncı, B., Çömlek, R., & Çomaklı, M. (2019). Konik Hüzmeli Poliasetal (POM) Pülverizatör Memelerinde Damla Kinematiği. YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi (Yuzuncu Yil University Journal of Agricultural Sciences) 29 (1), 94-105. doi: 10.29133/yyutbd.494076
19. Spandl (2010). Comparing Drift Reduction Technology. Winfield Solutions, Shoreview, Minnesota. https://www.extension.umn.edu/agriculture/agpro-fessionals/cpm/2010 Erişim tarihi: 01.11.2017
20. Wolf (2017). Educating Applicators about Droplet Size. Wolf Consulting & Research LLC, https://tpsalliance.org/pdf/topics/Wolf-2-TPSA-2012.pdf Erişim tarihi: 01.11.2017.