بخشی از مقاله
چکیده
از عوامل دخیل درسمپاشی بهینه درمناطق هدف، شرایط آب و هوایی میباشد. مهمترین این پارامترهاباد،رطوبت نسبی ،دما و بارندگی است. سمت وسرعت بادوآشفتگی هواباعث نایکنواختی ته نشینی سموم کشاورزی برروی منطقه عمل گشته و باید هنگام سمپاشی بادرنظرگرفتن ارتفاع هواپیما اززمین وپروفیل عمودی بادمد نظر قرار گیرد . رطوبت هوابرمقدارآب تبخیرشده ازقطره افشانه درمسیرهواپیما تا زمین اثرمی گذارد.
کمبود رطوبت نسبی هوا باعث بخارشدن آب قطره پس خروج ازافشانه پاش هواپیماوکوچک شدن آن می کردد این پدیده به کاهش سرعت سقوط قطره وشانس قطره برای ماندن درفضاوجابجائی باجریانات هوا و عدم رسیدن به منطقه هدف می گردد. دمای بالا همانندکاهش رطوبت سرعت تبخیرآب افشانه رازیادمی کند. با توجه به این نکته که دما با افزایش ارتفاع ازسطح زمین درلایه تروپسفرکم میشود هنگام سمپاشی محاسبات ارتفاع پرواز هواپیما بسیارمهم است. در این مقاله سعی گشت برطبق پیش بینی پدیده های جوی راهکاری مناسب جهت جلوگیری از سمپاشی نامناسب و اتلاف وقت و هزینه ارائه گردد
مقدمه
ازهنگامی که بهره گیری ازموادشیمیایی مانند:علف کشها،آفت کشهاوکودهای مختلف درکشاورزی گسترش یافته است،راههای مختلف رساندن این موادبه نقطه موردنظربه بهترین وراحتترین وجه مدنظربشربوده وهمواره توسعه تکنولوﮊی این امررابی نصیب نگذاشته است.یکی ازوسایل مورداستفاده برای اینکارهواپیمابوده که باتوجه به گسترش مزارع کشاورزی بهترین وساده ترین راه کاربردسموم ،استفاده ازاین وسیله نه چندان بی خطرمی باشد.درهرگونه افشانه پاشی ،شرایط آب وهوایی ،اهمیتی بسیاردارد.
درهرمنطقه عوامل جوی ،زمان سمپاشی وچگونگی حرکت قطره هاوبه هدف نشستن آنهاراهنگام طی مسیرتعیین می کند.وضع هوانیزدرزمان سم پاشی برحالت گیاه ،علف هرزویاآفت موردنظربه گونه ایی غیرمستقیم ،اثرمی گذارد.آب وهوای منطقه همچنین برمقداروسرنوشت پایانی آفت کشهایی که به هدف نمی رسند،کارگرمی باشد.
بررسی ودریافت بهترپیرامون چگونگی اثرگذاری منطقه جغرافیایی وهوابرحرکت قطره ها وبخارآفت کشها، واثرکاربردافشانه پاشی باهواپیما،به پیشرفت راه کارهاوقانونهایی که بایددرفعالیتهای افشانه پاشی ازآنهاپیروی کرد،می انجامد.پیش بینیهای وضع هوانیزدرپروازهای هوایی برای سمپاشی اهمیت دوچندان دارد،زیراهم امنیت پروازی وهم اثربخشی محلولهای شیمیایی برای مامهم خواهد بودکه بایستی مدنظرقرارگیرد.
دراین مقاله سعی شده است پارامترهای جوی موثرهنگام سمپاشی ازطریق آسمان رابررسی ،سپس باارائه راهکارهای مفیدجهت جلوگیری ازاتلاف وقت وهزینه اهمیت پیش بینی های هواشناسی رامشخص نماییم.
اثرات هواوحلال مورداستفاده درسقوط قطرات افشانه از دیدگاه فیزیکی
سه نیروبرحرکت قطره های افشانه به هنگام کاربردسموم ازطریق هواموثرمی باشدوآشکارمی سازدکه آیاقطره هادرمنطقه هدف می نشیندیا به دوردست پراکنده می شود. این نیروها عبارتندازنیروی گرانشی - gravity - ، کشش آئرودینامیک - aerodynamic - و اثرهای الکترواستاتیک - electrostatic - برای قطرههای دارای بارالکتریکی میباشد. نیروی دیگرازشناوری هوایی - - Buoyancy که قطره جای آنرامی گیردپدیدمی آید.ازآنجاکه چگالی هوا،سه برابر کمتر از چگالی افشانه های آبگونه می باشد،می توان ازاین نیروچشم پوشی کرد.
نیروی گرانشی نیرویی است که موجب سنگینی جرم قطره افشانه می شود،وباتوان سوم قطرقطره وچگالی آن متناسب است.چگالی قطرهُ آفت کش به جزموردهایی که برای افشانه پاشی بدون آب ساخته می شود،برابرچگالی آب است.هنگامی که قطره افشانه نسبت هوا حرکت می کند،ازدرهم آمیزی اثرهای انگیزشی خروشان وچسبنده ،کشش آئرودینامیکی پدیدمی آید.
برای قطره های کوچکتراز٥٠میکرومترکه دراثرنیروی گرانش به زیرمی افتند،جریان هوایی که ازقطره می گذردباعث مقاومت دربرابرافشانه شده وتنهااثرهایی که بعلت چسبندگی هواپدیدآمده است بایددرنظرگرفته شود.قانون استاک - Stocke,slaw - نیروی کششی - - Dragforce رابه دست می دهد.این قانون ازاین قراراست که درسرعتهای پایین نیروی مالشی روی یک جسم گویسان باسرعت یکنواخت درمیان یک سیال اثر می کندواندازه آن برابراست با:
شعاع گوی × چسبندگی آبگونه × سرعت حرکت گوی π× ٦
در قطرههای بزرگتر،جریان هوادرپشت قطره جدامی شودوبه دنبال خودیک آشفتگی پدیدمی آورد.بخشی ازاین انگیزش درسراسرراه باقطره همراه است ،ازاین روجرم موثرش افزایش می یابدوسرعتش تاکمترازآن چه که قانون استاک پیش بینی کرده است کاهش می یابد.نیروی کشش این قطره های بزرگ رابایدباآزمایش بدست آورد.یک قطره ازجایگاه خودبه درون هوای ایستارهامی شودوتاآنجاشتاب می گیردکه نیروی کشش ایرودینامیک وگرانشی بالانس شوند،قطره دراین هنگام به سرعت لایه گذاری یاته نشین سازی - - Sedimentationخودرسیده است،واین حالتیست که هیچگونه وزش بادی نداشته باشیم.بحث فیزیکی این موضوع ازمبحث این مقاله خارج ونیازاست درجایگاه خودموردبررسی قرارگیرد.
تاثیرویژگیهای حلال برپراکنش افشانه نیزموضوع مهم دیگریست که مقدمتابه آن می پردازیم.پخش قطره افشانه ،به سختی زیرفرمان ساختارمکانیکی ودستگاهی است که برای افشانه سازی بکارمیرود.حلال افشانه ،برخی ویژگیهای فیزیکی دیگری داردکه برفرآیندکاروپخش قطره هایی که بادستگاههایی که درشرایط استانداردکارمی کنند،ساخته می شوند،اثرمی گذارد.این ویژگیهاعبارتنداز:کشش سطحی - Surface Tension - ، چگالی وچسبندگی . - Viscosity - حلالهای مورداستفاده درافشانه هارامی توان به حلال آبی وغیرآبی رده بندی کرد.
حلال آبی بصورت سنتی، ارزانترین ودردسترسترین حلال همیشه مورداستفاده بوده است.توسعه روشهای کاربردی برای بکارگیری کمترین میزان سم - ٥لیتریاکمتردرهکتار - ،بهره گیری افزاینده ازحلالهای روغنهای کانی رابجای آب رهنمون شده است.باهردونوع حلال ،افزودنیهایی همراه گشته که ادعامی شودکارافشانه پاشی رابهبودوپراکنش آن راکاهش داده است.موادبسیاری - ترسازها،روغنها،پولیمرهاودرشت مولکولها - ومانندآنهابعنوان موادافزودنی به آفت کشهاپیشنهادشده است تاکارایی آنرادرشرایط گوناگون بهبودبخشد.
گفته شده است که بسیاری ازپولیمرهاودرشت مولکولها،باافزایش چسبندگی حلال افشانه خطرپراکنش رابه کمترین اندازه می رساند.افزون براین ،گفته شده است حلالهای افشانه فقط بایدبااندازه های دستگاهی که به کارگرفته می شود،هماهنگ گردند.این ادعاکه افزودنی هاچسبندگی حلالهای افشانه راافزایش وپراکنش راکاهش می دهد،بایدبه دقت آزمایش شود.گواهی های بدست آمده برای به کارگیری اینگونه افزودنیها،تنهادرموقعیتهای ویژه ای بوده است که آزموده شده اند.
مکانیسم کاربرد هوایی سمپاشی
معمولاﹰافشانه پاشی هوایی،بابهره گیری ازافشانکهای آب فشارهمانگونه که درکاربردهای زمینی بکارمی رود،انجام می گیرد.سازهُ دیگردرفرآیندذره سازی ،خردکردن قطره های بزرگ درمناطق تماس باهوادرپیرامون افشانک است.ازاین رو،افشانکهای سوارشده برهواپیما،درمقیاس باافشانکهای سوارشده برتراکتور،درشرایط برابر،افشانه های نرمتری می سازد.نمونه های طیف قطرات ازافشانکهای پهن پره ایی سوارشده برروی هواپیما،که درانگلستان ازآنهابهره گیری می شود،بوسیله پارکین درجول شماره ١ آمده است.
جدول ١- طیف قطره دردوراستاازافشانکهای ٨٠٠٥ - ٢٧٠کیلوپاسکال، ٨/١ لیتربردقیقه
آشفتگی حرکت هوادردنباله هواپیما،بیشترین اثر را بر لایهگذاری کاربردهوایی افشانه دارد.سرعتهای هوا در دنباله هواپیما، بغیرازقطره های بسیاربزرگ - بزرگتراز٥٠٠میکرومتر - ،بیشترازسرعتهای نهایی ته نشینی قطره هااست. گذرگاههای قطره ،درست پشت هواپیمابوسیله ویژگیهای خط گذرپشت هواپیماشناسایی می شود.کمی دورتر، درپشت هواپیما،خط گذرهواپیمامی رودکه دراثرآشفتگی جوی وسایش لایه های هوا،ساخته شودوپراکندگی باد اهمیت بیشتری بدست آورد.
فاصله ای که درآن گذرازخط دنباله باپراکندگی بادروی می دهدنه تنهابه اندازهُ قطره وشرایط موثرجوی بستگی دارد،بلکه به سازه های هواپیمامانندارتفاع پرواز، طرح بالایا پایین بودن بال - یاد و بالهبودن - سنگینی و فاصلهُ میان دوبال نیزوابسته است. آشفتگی میان دنباله هواپیما، بیشترزیرتاﹸثیرگردبادهایی است که درلبه های بالهاایجادمیشودوگردبادهای برخاسته ازپروانه نیزاندکی برآن اثرمیگذارد.
گردبادها، ویژگی ذاتی هروسیله بوده و در مورد هواپیما، ساخت گردبادهای لبهُ بال به علت تغییرجریان هوا در سراسر بال میباشد. این جریا هوادرمناسبترین طرح بالهادرخط کانونی هواپیمابیشترین اندازه بوده ودرلبهُ بالهاتاصفر،افت میکند.
تغییرشکل جریان هوا،بیضوی است وبیشترین تغییردرلبهُ بال رخ می دهد.درهمین بخش است که پخش گردباد بوسیله بال، بالاترین سرعت چرخش خود را دارد. راستای چرخش راپخش فشار در رویه های بالایی وزیری بال تعیین می کند، و موجب گردبادهایی می شودکه دارای حرکت هوابه سمت پایین درقسمت نزدیکتربه خط کانونی هواپیماست.
شناسایی ویژگی دقیق اینکه چگونه گردبادهای تکی بهم می پیوندند،یالوله میشوندوخط دنباله هواپیمارامی سازند،پیچیده وناشناخته است.ولی فرآیندکار،به شکل نموداردرشکل شماره ١ نشان داده شده است. در مورد هواپیمای افشانه پاش نمونه، مانندسسناآگواگن - Cessna Agwagon - لوله شدن ،باکمی فاصله دردوسربال و درپشت بال، رخ می دهد.
این فاصله معمولاﹰ برابراست بایک دوم درزمان پرواز.درساخت لولهُ هوا،فاصلهُ گردبادنزدیک ٨٠%فاصله دوبال است،حال آنکه اندازهُ مغزی گردبادنزدیک ١٠%فاصله دوسربال است.دردورترین فاصله های پشت هواپیما و دورتر از زمین ،دوگردبادکه چرخشی واروی یکدیگردارنددرهم می آمیزندتایک شبکهُ حرکت روبه پایین بسازندکه هسته مرکزی آنهاسرعتی برابر ٥/٠ تا١ متربرثانیه دارد.حرکت روبه پایین دنبال می شودتاگردبادهابه زمین نزدیک شود،تاجایی که ارتفاعشان اززمین کمترازیک دوم فاصله شان.
