Исследования эффективности процесса разуплотнения почвы промораживанием Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

<и

Я

Я

а

<и

ч

о

о

о

(ч

СЗ

ч

да

Время, с

» ф . теоретический ■— экспериментальный

Рис. 2. Кривая изменения влагосодержания ягоды при сублимационном обезвоживании

Заключение Представленная математическая модель процесса «безвакуумной» сублимационной сушки позволяет адекватно описывать процессы тепло- и массообмена в условиях комбинированного энергоподвода, строить изменение температуры и влажности продукта, рассчитывать время сушки при заданных условиях и управлять процессом сублимационной сушки без применения дорогостоящего эксперимента.

Библиографический список

1. Касаткин В.В. Сублимационная сушка жидких термолабильных продуктов

пищевого назначения. Технология и оборудование с комбинированным энергоподводом / В.В. Касаткин, Д.П. Лебедев, В.В. Фокин, Н.Ю. Литвинюк и др. Ижевск: РИО ИжГСХА, 2004. 307 с.

2. Исаченко В.П. Теплопередача /

В.П, Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Суко-мел. М.: Энергия, 1975. 488 с.

3. Гинзбург А. С. Теплофизические характеристики картофеля, овощей и плодов / А.С. Гинзбург, М.А. Громов. М.: Агропромиздат, 1987. 272 с.

Лыков А.В. Теория сушки /

А.В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.

УДК 631.431 .:436.6

Ю.А. Савельев

ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА РАЗУПЛОТНЕНИЯ ПОЧВЫ ПРОМОРАЖИВАНИЕМ

Введение

Для оценки саморазуплотняющей способности почвы посредством промораживания необходимо знать для данного типа почвы, при какой плотности и при какой влажности осуществляется процесс наиболее эффективного разуплотнения (ост-руктуривания) почвы промораживанием [1.4

Объект

Процесс разуплотнения среднесуглинистого среднемощного чернозема промораживанием проводился в лабораторнополевых условиях.

Метод

Величина разуплотнения определялась как разность плотностей почвы до и после промораживания:

Ар = р'~р,

где Ар — изменение плотности почвы от морозного пучения, г/см3;

р — плотность почвы после промораживания, г/см3.

Определение величины плотности почвы после промораживания выполнялось по результатам проведения лабораторнополевых экспериментов с образцами почвы различной плотности и различной влажности.

Подготовка образцов почвы с различной плотностью для промораживания осуществлялась при определенных влажностях почвы [3]:

^ 1 Ад* Аг ^ Аз • • • Ап

А’1И Рш* Аз • • • Аи

^т • ^ Рт\ ’ Аи 2 ’ АяЗ * ■ ■ Рпт где И/. , Ж,.. Жа — влажности образцов почвы;

РтРтРи■■■Р\п--Ртп - требуемая плотность почвы, г!см’ .

Для этого вес навески рассчитывается по формуле:

т = р-Г-(Ж + \), где т — масса навески влажной почвы, г;

р — требуемая плотность почвы,

г/см3;

V — объем уплотненного образца почвы, см3;

Ж — влажность образца почвы.

Подготовка образцов почвы для исследований осуществлялась на лабораторной установке (рис. 1).

Лабораторная установка состоит из металлического цилиндра 1, ограничительного диска 2, перемещаемого по штоку прессующего поршня 3, основания 4, силового гидроузла 5, опоры 6, нижней 7 и верхней 8 упорных плит, возвратных пружин 9, направляющей пластины 10 (предметного столика) и стяжек 11.

Подготовка образцов почвы выполнялась следующим образом. Навеска почвы засыпается в цилиндр 1, помещенный в основании 4, и устанавливается для уплотнения на направляющую пластину 10. При помощи силового гидроузла 5 образец почвы уплотняется до ограничительного диска 2. После отключения силового действия гидроузла 5 возвратные пружины 9 перемещают пластину 10, возвращая

шток силового гидроузла 5 в исходное положение.

Металлический цилиндр с уплотненным образцом почвы снимается с установки и помещается в холод для промораживания. Температура промораживания -17...-22°С. Время промораживания — 3-4 дня.

В объеме цилиндра образец почвы располагается в середине, оставляя по обе стороны определенный незанятый объем.

После промораживания образцов определялось приращение объема от морозного пучения. Для этого объем цилиндра, не занятый почвой, засыпается песком. При помощи чистика уровень песка выравнивается по торцу цилиндра, после чего песок ссыпается в измерительную мензурку и определяется объем песка, который равен части объема цилиндра, не занятого почвой. Аналогичные действия выполняются для другого объема с противоположной стороны цилиндра.

После определения незанятого почвой объема цилиндра аналитически определяется плотность промороженного образца почвы по формуле [3]:

, т Р =Г'

где р' — плотность промороженной почвы, г/см3;

V — объем цилиндра, занимаемый промороженной почвой, см3.

Объем цилиндра V, занимаемый промороженной почвой, определится по формуле:

У = V -V

у у ц у п '

где ¥щ — объем цилиндра, см3;

Уп — суммарный объем песка, помещенный в цилиндр, см3.

После статистической обработки полученных экспериментальных данных построены кривые, характеризующие зависимость эффективности процесса разуплотнения уплотненной почвы промораживанием в зависимости от ее плотности и влажности.

Экспериментальная часть

Результаты экспериментальных исследований по определению эффективности процесса разуплотнения почвы промораживанием представлены на рисунке 2.

12 ЗА

Рис. 1. Лабораторная установка для уплотнения образцов почвы:

1 — металлический цилиндр; 2 — ограничительный диск; 3 — прессующий поршень; 4 — основание; 5 — силовой гидроузел; 6 — опора; 7,8— нижняя и верхняя упорные плиты;

9 — возвратные пружины; 10 — направляющая пластина (предметного столика); 11 — стяжки

Л

га

т

о

с

ф

5

X

о

X

ь

о

с

с

>

м

т

о.

ф

0

3

§

1

и

о

X

Абсолютная влажность почвы, %

■промораживание при плотности 1,1 г/смЗ промораживание при плотности 1,2 г/смЗ ■промораживание при плотности 1,3 г/смЗ ■промораживание при плотности 1,4 г/смЗ ■после оттаивания при плотности 1,1 г/смЗ

после оттаивания при плотности 1,2 г/смЗ

после оттаивания при плотности 1,3 г/смЗ

после оттаивания при плотности 1,4 г/смЗ

Рис. 2. Эффективность процесса разуплотнения почвы промораживанием

Результаты экспериментов и их обсуждение Данные показывают, что эффективность процесса разуплотнения почвы промораживанием зависит от ее влажности и плотности на момент промораживания. Эта зависимость является нелинейной и имеет точку максимума, соответствующую оптимальной влажности, при которой почва определенной плотности максимально эффективно разуплотняется. Например, для почвы плотностью 1,1 и 1,2 г/см3 оптимальным интервалом влажности для разуплотнения промораживанием является 29-31 %, для более плотной почвы с исходной плотностью 1,3 и 1,4 г/см3 — 28,5-30,5 и 28-30% соответственно.

Таким образом, для обеспечения эффективного процесса разуплотнения уплотненной почвы промораживанием необходимо оптимальное количество влаги — не менее 28%.

Вывод

Анализ экспериментальных данных позволяет прогнозировать эффективность процесса саморазуплотнения почвы промораживанием в естественных условиях, а также наметить и разработать необходимые мероприятия при осенней обработке почвы.

Библиографический список

1. Ревут И.Б. Физика в земледелии / И.Б. Ревут. М.: Физматгиз, 1960.

2. Скворцова Е.Б. Трансформация по-рового пространства уплотненных почв в ходе сезонного промерзания и оттаивания / Е.Б. Скворцова, П.М. Сапожников // Почвоведение. 1998. № 11. С. 1371-1381.

3. Почвоведение / под ред. И.С. Кау-ричева. 3-є изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1982. 496 с.

+ + +

УДК 633.34:664.0:636.084 Г.М. Харченко

ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БИКОНИЧЕСКОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ ЦЕНТРИФУГИ ВФКЦ-2 НА КИСЛОТНОЕ ЧИСЛО ОЧИЩЕННОГО ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА

Теоретическим основам производства и очистки растительных масел, вопросам совершенствования конструкций аппаратов, оптимизации параметров и их рабочих органов посвящены работы следующих авторов: В.А. Арутюнян, В.В. Белобородова, И.В. Гавриленко, Г.И. Гарбузовой, А.И. Г олдовского, В.П. Доценко,

С.М. Доценко, Б.Н. Тютюнникова, В.Г. Щербакова, М.И. Журавлева,

В.Х. Паронян, В.М. Копейковского, И.М. Товбина, Г.Г. Фаниева, В.А. Жуж-жикова, В.И. Соколова и др.

В работах В.А. Жужжикова, В.И. Соколова большое внимание уделяется теоретическим основам очистки растительных масел, в частности, центрифугированию и анализу конструкций центрифуг [1, 2]. Технологический процесс очистки растительных масел в биконической центрифуге описан в монографии [3].

В биконической фильтрующей центрифуге ВФКЦ-2 процесс очистки растительных масел будет происходить путем осаждения в центробежном и гравитационном полях с одновременной фильтрацией при прохождении через слой фильтрующего материала — цеолита.

Качество очистки в центрифуге ВФКЦ-2 зависит от производительности, которая регулируется за счет изменения площади выходных отверстий из рабочего пространства ротора [4, 5]. Течение масла через отверстие небольшой длины, равной 0,5 от диаметра отверстия, можно рассматривать как течение при полном сжатии струи. При толщине крышки, равной 3 мм, и диаметре отверстия 1,5 мм, принятых в центрифуге, это условие обеспечивается за счет притупления кромки. В этом случае можно принять

М=Р0ТВ^Р!{2^Р/Р!Г, (1)