跳ね返りと壁の水膜

仕組み

面に当たった粒は、そのまま付くとはかぎりません。付着・跳ね返り・分裂の三つに分かれ、どれになるかは粒の速さと大きさ、面のぬれやすさと形で決まります。すでに濡れている面では、当たった粒は膜へ吸い込まれるか、膜ごとしぶきになります。根に付かなかった分は壁と床へ回り、薄い水の膜になって回収槽へ落ちます。その分を数える話は水の収支が受け持ちます。

粒径と圧力の目安

Zheng ら 2023 がイネの葉を対象に数値計算で解いた例では、毎秒4 m で当たる50 µm の粒は葉の曲率半径が25〜120 cmの範囲で跳ねませんでした。200 µm と500 µmの粒はぎりぎり付着したとき287 µm と772 µmまで広がり、分裂しはじめる広がりは50・200・500 µm の順に168・636・1411 µmでした。

根に届くまで

投入した量と、根に届いた量は別ものです。跳ね返った粒と、根のあいだを素通りした霧は栽培チャンバーの壁と床に着き、そこで膜になって流れ落ちます。閉じた系では、その液はタンクへ戻ってまた噴かれるので、なくなったようには見えません。使った液の量だけを見ると、この分まで根に届いたことにしてしまいます。壁で失われる分の見積もりは壁と結露に取られる霧の側にあります。

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詰まりと劣化

壁と床に残った膜は、乾けば塩を残し、乾かなければ生きものの住処になります。戻った液はタンクの養液が濁ってぬめる側の原因に数えられます。膜がノズルの近くまで這えば、噴口のまわりに塊ができて形が崩れます。粒が当たる面が変わっていくということでもあり、時間とともに跳ね返り方も動きます。噴霧栽培のチャンバーの壁で跳ね返りを測った資料は見当たりません。

値の出どころ

跳ね返りと分裂の数値は Zheng ら 2023（Plant Methods 19:116、CC BY）が、イネの葉を曲面として数値計算で解いたものです。農薬散布のための計算で、噴霧栽培の壁でも根でもありません。当たり方の分かれ道そのものは液滴衝突の一般的な扱いですが、養液・湿った壁・細かい霧という条件でそろえた測定は、こちらでは確認できていません。