Simulación de la eyección de spray líquido desde un pico de pulverizadora para aplicación de herbicidas

Abstract

El presente trabajo muestra los resultados preliminares de la simulación computacional de la eyección de spray líquido desde un pico de pulverización tipo HARDI™ utilizado comúnmente en las aplicaciones de herbicidas que se realizan en cultivos extensivos de zonas rurales. Primero se realizó la simulación de fluido confinado con el fin de determinar el perfil de velocidad del líquido a la salida del pico de pulverización. Luego se utilizó el código acoplado LES-STO (Simulación de los Grandes Vórtices – Modelo Estocástico Lagrangiano) para simular la trayectoria de las partículas en estado líquido desde el mismo y hasta el suelo en condiciones de aire calmo y suelo plano. En este último código se implementaron algoritmos para la simulación de los diámetros de gotas, sus velocidades y trayectorias, considerándolas como partículas líquidas. Se presenta un algoritmo de eyección aleatoria de gotas de diferentes diámetros cuya función de densidad de probabilidad ajusta a una distribución Weibull con dos parámetros. Éstos son ajustados previamente utilizando datos de mediciones experimentales en laboratorio. Para la simulación de las trayectorias se tuvo en cuenta la presión de salida del líquido, temperatura, propiedades físicas y altura de aplicación. Los procesos micro-físicos de coalescencia-ruptura y evaporación-condensación no son simulados en este trabajo. Se contrastaron los tamaños de gotas simulados con los observados experimentalmente y con los que surgen de la distribución de Weibull con excelentes coeficientes de correlación. Se obtuvieron además las trayectorias de las partículas en las condiciones de medición en laboratorio. Se observa que las velocidades de sedimentación, coeficientes de arrastre y tiempos característicos de relajación de las partículas líquidas simuladas ajustan bien a los datos experimentales. Se confirma además que las partículas líquidas menores a 50 micrómetros alcanzan rápidamente su velocidad de sedimentación antes de llegar al suelo.