農(nóng)業(yè)工程概論

《農(nóng)業(yè)工程概論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《農(nóng)業(yè)工程概論（175頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,講稿,,教材：,,《,農(nóng)業(yè)工程概論,》,，張 偉主編，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，,1997,年，第一版。,,主要參考書：,,,1.《,農(nóng)業(yè)物料學(xué),》,，周祖鍔主編，農(nóng)業(yè)出版社，,1994,年；,,2.《,農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程,》,，崔引安主編，農(nóng)業(yè)出版社，,1994,年；,,,3,.《,農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與貯藏,》,，沈再春主編，農(nóng)業(yè)出版社，,1995,年；,,4.《,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程,》,，朱永達(dá)主編，農(nóng)業(yè)出版社，,1993,年。,《農(nóng)業(yè)工程概論》,1,緒論,,一 農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)的發(fā)展,,1.,農(nóng)業(yè)的發(fā)

2、展（時(shí)代的劃分）：,,從,2000,多年以前,——19,世紀(jì)中葉：,,原始農(nóng)業(yè)（古代農(nóng)業(yè)）；,,,19,世紀(jì)中葉,——20,世紀(jì),40,年代（二戰(zhàn)結(jié)束）：,,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)（近代農(nóng)業(yè)）；,,20,世紀(jì),40,年代,——,至今：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。,2,,※,原始農(nóng)業(yè)，完全靠刀耕火種；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，有了引水灌溉和施用農(nóng)家肥；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，有了工業(yè)產(chǎn)品的武裝（化肥、農(nóng)藥、機(jī)械）。國(guó)外之所以稱為“近代農(nóng)業(yè)”，是因?yàn)槟菚r(shí)也有了少量的半機(jī)械化、機(jī)械化農(nóng)具。,,,2,、農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展：,,,1889年，美國(guó)人伯格首先發(fā)明了底盤與蒸汽機(jī)底盤相似的拖拉機(jī),── “巴加”號(hào)拖拉機(jī),，由,芝加哥的,查特煤氣機(jī)械公司試制成功。1892年，

3、美國(guó)衣阿華州的約翰﹒,M﹒,弗羅利奇，在辛辛那提市制造出第一臺(tái)作為農(nóng)用牽引機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)式拖拉機(jī)，這是一臺(tái)真正實(shí)用的拖拉機(jī)，是著名的約翰﹒迪爾式拖拉機(jī)前身。,,,3,,4,,5,,1892年的拖拉機(jī),6,,7,,1904年，加利福尼亞的工程師霍爾特設(shè)計(jì)了 界上第一臺(tái)履帶式拖拉機(jī)，1907年，霍爾特創(chuàng)辦的拖拉機(jī)制造公司制造出世界上最早的以汽油內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的履帶式拖拉機(jī)。這種拖拉機(jī)是當(dāng)時(shí)最成功的拖拉機(jī)，并成為數(shù)年后英國(guó)研制世界上第一種坦克時(shí)所參考的樣車。,,輪式拖拉機(jī)的發(fā)明，最初是在鋼輪外加一層橡膠保護(hù)層，汽車輪胎誕生后，人們先后給拖拉機(jī)使用了實(shí)心和充氣胎。但汽車輪胎并不完全適用于拖拉機(jī)，一是汽車

4、輪胎的溝紋過于淺細(xì)。二是人們發(fā)現(xiàn)拖拉機(jī)在輪胎氣不足時(shí)反而比氣很足時(shí)的軟地行駛性能更好。,,1932年，美國(guó)的菲爾斯當(dāng)輪胎和橡膠公司生產(chǎn)出一種大尺寸的高花紋低壓充氣橡膠輪胎。這是第一種真正適用于農(nóng)用拖拉機(jī)輪胎。,8,,1908年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（ 25,HP ）,9,,1908年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（,L20）,10,,1912 年的履帶拖拉機(jī)（,Holt 30 ）,11,,1914 年的履帶拖拉機(jī)（,Holt 30 ）,12,,1917年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（40,HP）,13,,1917年,Holt,產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)性履帶拖拉機(jī),14,,1918年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（,Holt45）,15,,1928年產(chǎn)的毛毛蟲（,

5、Caterpillar）L20,履帶拖拉機(jī),16,,1929年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（毛毛蟲6,0 ）,17,,1977年毛毛蟲,D10,18,,1913年的金屬輪拖拉機(jī),19,,1932年的橡膠輪胎拖拉機(jī),20,,21,,★20世紀(jì)30～50年代，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了,機(jī)械化,。然后農(nóng)業(yè)工程向更高層次發(fā)展：即,設(shè)施農(nóng)業(yè),（打破了季節(jié)性、地域性的限制）,→,農(nóng)副產(chǎn)品加工,、貯運(yùn),→,農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源保護(hù)（,保護(hù)性耕作,）,→,精確,農(nóng)業(yè),。,22,,,溫室,最早起源于中國(guó)，據(jù)《前漢書·召信臣傳》記載，距今2000多年前的西漢時(shí)，當(dāng)時(shí)的皇都西安已在生有暗火的屋子里種植蔥、韭一類蔬菜，可在冬季為皇宮提供新鮮蔬

6、菜。這是世界上最早的溫室。發(fā)展到清代，溫室的形式和栽培技術(shù)已較成熟，除用于種植黃瓜等多種蔬菜外，還生產(chǎn)許多名貴花卉。,,,在歐洲，公元1世紀(jì)羅馬帝國(guó)已使用一種用云母片裝配的溫床，促成水果早熟和為宮廷生產(chǎn)黃瓜。1599年，在荷蘭建成一棟栽培熱帶植物的溫室，這是歐洲最早的溫室之一。直到19世紀(jì)，溫室才在歐洲普及開來，當(dāng)時(shí)有許多博物學(xué)家從熱帶地區(qū)把多種植物新種帶回北方寒冷的家鄉(xiāng)，同時(shí)玻璃制造技術(shù)發(fā)達(dá)也使建造框架式的日光溫室成為可能。,,23,,1836─1841年，英國(guó)德溫公爵的園丁領(lǐng)班帕克頓在備德貝郡查茲沃斯府邸建了一具大型溫室，在鐵、木框架上共鑲有7000多平方米的玻璃。1851年，在英國(guó)舉辦世

7、界上首次萬國(guó)博覽會(huì)時(shí)，帕克斯頓以他建造的溫室為藍(lán)本，為博覽會(huì)的主展館設(shè)計(jì)了著名的 “水晶宮”。,,在現(xiàn)代的大型溫室中，已經(jīng)配有帶熱風(fēng)或濕冷風(fēng)的混風(fēng)設(shè)備，并采用噴灌、滴灌和地下灌溉等技術(shù)，有的還使用無土栽培法。有的溫室還裝備有電腦控制系統(tǒng)，以變化的光照強(qiáng)度為中心，隨時(shí)調(diào)節(jié)室溫和空氣中二氧化碳濃度，或輔以濕度、風(fēng)速、溫度場(chǎng)乃至營(yíng)養(yǎng)液中無機(jī)鹽含量的調(diào)節(jié)，從而為作物創(chuàng)造適合生長(zhǎng)的最佳環(huán)境。,24,,25,,26,,27,,中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。早在戰(zhàn)國(guó)、西周、西漢的文獻(xiàn)資料中，對(duì)糧食制飴，葡萄釀酒，煎蔗為糖，大豆生產(chǎn)豆腐、醬油，牛奶制作奶酒等食品技術(shù)就有記載。,28,,1976年在河南新鄭裴

8、李崗出土的石磨盤。據(jù)考證，為7000,年前的新石器時(shí)期早期，比仰韶文化還要早,。,29,,在沈陽“老龍口,”,出土的正面為“陰陽魚”造型的石磨群。是山西商人孟子敬于清代康熙元年（1662年），在沈陽小東門外建的制酒作坊的遺物。,30,,31,,5000年前（神農(nóng)氏,）的,榨油工具,32,,風(fēng)力車、石磨等,33,,晉代的水磨,34,,35,,36,,37,,公元前5000多年，中國(guó)就有了石磨,38,,龍骨提水車，又叫翻車。是東漢靈帝（公元168-189年）畢崗創(chuàng)造的，直到20世紀(jì)50年代末，在江南農(nóng)村還能見到。,39,,筒 車,40,,井 車,41,,保護(hù)性耕作是以,保水保土,為核心的少耕免

9、耕、殘茬覆蓋、生物覆蓋和作物輪作相結(jié)合的技術(shù)體系，起源于20世紀(jì)30年代的美國(guó),,基本概念:用大量,秸稈殘茬覆蓋,地表，將,耕作減少,到只要能保證種子發(fā)芽即可，并主要用農(nóng)藥來控制雜草和病蟲害的一種耕作技術(shù),保護(hù)性耕作的起源與發(fā)展,42,,保護(hù)性耕作的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),免耕播種技術(shù),,深松技術(shù),,秸稈殘茬覆蓋處理技術(shù),,雜草控制技術(shù)。,43,,1、,免耕法能夠形成小氣候優(yōu)勢(shì),,2、保護(hù)性耕作改善土壤結(jié)構(gòu)，保蓄更多水分，提高土壤水分利用效率, 增加作物產(chǎn)量,,3、,作物根茬覆蓋能固定表土，阻止土粒、沙塵的移動(dòng)，防止土壤風(fēng)蝕,有效,扼制沙塵暴的發(fā)生,,4、,少免耕法減少機(jī)具在田間的耕作次數(shù)、降低成本，提

10、高燃油利用率與經(jīng)濟(jì)效益,保護(hù)性耕作的意義,44,,45,,大型多梁牽引式免耕播種機(jī),46,,47,,48,,“精確農(nóng)業(yè)”,(,Precision Agriculture),技術(shù)研究發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，是在所有耕地中發(fā)現(xiàn)的作物生長(zhǎng)環(huán)境和收獲產(chǎn)量實(shí)際分布的空間差異性。,,精確種植的基本技術(shù)至少要具備以下四項(xiàng)功能：①隨時(shí)間或(及)空間變化采集數(shù)據(jù)；②根據(jù)數(shù)據(jù)繪制數(shù)據(jù)電子地圖，即田間狀態(tài)圖，并加工、處理，形成管理設(shè)計(jì)(或作業(yè)執(zhí)行電子地圖，即對(duì)策圖)；②精確控制田間作業(yè)；④對(duì)精確種植的農(nóng)業(yè)效果、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益進(jìn)行評(píng)估。,49,,精確種植的技術(shù)包括以下內(nèi)容：全球定位系統(tǒng),GPS、,地理信息系統(tǒng),GIS、,計(jì)

11、算機(jī)控制器、傳感器及遙感系統(tǒng),RS、,變量投入設(shè)備、繪制電子地圖及數(shù)據(jù)處理加工軟件、專家系統(tǒng),ES,及決策支持系統(tǒng),DSS,等軟件及硬件。,,,GIS,—,Geographical,Infromation,System,，,地理信息系統(tǒng)；,,,,GPS,—,G1obal Positioning System,，,全球定位系統(tǒng)：,,,RSS,—,Remote Sensing System,，,遙感系統(tǒng)；,,,,SS,—,Simulation System,，,模擬系統(tǒng)；,,,ES,—,Expert System,，,專家系統(tǒng)；,,,,DSS,—,Decision Support System,．

12、,決策支持系統(tǒng)；,,,,ICS,—,Intelligence Contro1 System,，,智能控制系統(tǒng),50,,51,,52,,二 農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的性質(zhì)與任務(wù),,1,、學(xué)科的發(fā)展：,,★1896,年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，開設(shè)“農(nóng)業(yè)工程概論”課程；,,,★ 1907,年，在美國(guó)的麥迪遜，成立美國(guó) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)（,America Society of Agricultural Engineering. ASAE）；,,★,隨后，在以后的,10,多年里，美國(guó)、加拿 大的許多大學(xué)都成立了“農(nóng)業(yè)工程系”。 農(nóng) 業(yè)工程系一般由工程學(xué)院和農(nóng)學(xué)院共 同領(lǐng)導(dǎo)，起初分兩個(gè)科目： 1.農(nóng)業(yè)工程（農(nóng)

13、業(yè)工程科學(xué)） 2.農(nóng)業(yè)機(jī)械化（農(nóng)業(yè)工程技術(shù)）,53,,,,,★學(xué)科的發(fā)展：機(jī)械,應(yīng)用與管理,→耕作,土壤動(dòng)力學(xué),→,農(nóng)業(yè)物料的工程性質(zhì),→,農(nóng)田水利學(xué),→,農(nóng)村能源,→,農(nóng)村,電氣化,→,農(nóng)副產(chǎn)品加工,→,農(nóng)業(yè),系統(tǒng)工程,（計(jì)算機(jī)模擬、專家系統(tǒng)等）。,,1996,年以前，農(nóng)業(yè)工程學(xué)科包括,9,個(gè)本科專業(yè)：,,,1.,農(nóng)業(yè)機(jī)械化；,,,,2.,農(nóng)業(yè)建筑與環(huán)境工程；,,,3.,農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化；,54,,,4.,農(nóng)田水利工程；,,5.,土地規(guī)劃與利用；,,6.,農(nóng)村能源開發(fā)與利用；,,7.,農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)與加工；,,8.,水產(chǎn)品貯藏與加工；,,9.,冷凍冷藏工程。,,1996,年以后合并為,4,個(gè)本

14、科專業(yè)：,,1.,農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化；,,2.,農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化；,55,,3.,農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程；,,4.,農(nóng)田水利工程。,,2,.,性質(zhì)與任務(wù),,農(nóng)業(yè)工程學(xué)科,——,是應(yīng)用物理科學(xué)、化學(xué)和生物科學(xué)及工程技術(shù)來研究、解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其過程的工程科學(xué)與工程技術(shù)。,,即：,農(nóng)業(yè)工程學(xué)科,是將農(nóng)業(yè)與工程聯(lián)系起來，研究｛生物、生產(chǎn)、生態(tài)｝與｛物力、化學(xué)、管理｝的,邊緣學(xué)科,（性質(zhì)）。,56,,農(nóng)業(yè)工程——《中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書.農(nóng)業(yè)工程卷》中指出：“農(nóng)業(yè)工程是,改善,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段、生態(tài)環(huán)境和農(nóng)村生活設(shè)施的各種工程技術(shù)、工程管理、工程理論的總稱”（任務(wù),）。,,三.,農(nóng)業(yè)工程師的素養(yǎng)和農(nóng)業(yè)工程學(xué)的

15、研究方法,,1.,必須具備,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),；（,※,生物系統(tǒng)的特點(diǎn),：隨時(shí)間變化；對(duì)環(huán)境有自適應(yīng)性。）,,2.,必須具備,工程理論和工程訓(xùn)練,，掌握系統(tǒng)分析方法；（能力）,57,,農(nóng)業(yè)工程屬于應(yīng)用學(xué)科：要,會(huì)綜合，會(huì)做科學(xué)試驗(yàn),；（綜合、實(shí)踐→創(chuàng)新）,,本課程的目的：,提供,有關(guān)農(nóng)業(yè)工程的基本概念、常識(shí)、,,基本方法；進(jìn)一步深入了解各方面,,內(nèi)容的必要線索。,58,,世界農(nóng)業(yè)科技變革趨勢(shì),1,、由“平面式”向“立體式”發(fā)展,,2,、由“石油型”向“生態(tài)型”發(fā)展,,3,、由“自然式”向“,設(shè)施式,”發(fā)展,,4,、由“機(jī)械化”向“自動(dòng)化”發(fā)展,,5,、由“農(nóng)場(chǎng)式”向“,公園式,”發(fā)展,

16、,6,、由“化學(xué)化”向“生物化”發(fā)展,,7,．由“單向性”向”綜合性”發(fā)展,59,,我國(guó)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略布局,沿海地區(qū)和大中城市郊區(qū)要大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)。中部糧食主產(chǎn)區(qū)要抓住主銷區(qū)騰出部分糧食市場(chǎng)的機(jī)遇，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)糧食生產(chǎn)，提高糧食的綜合效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。西部地區(qū)要發(fā)展特色農(nóng)業(yè)、旱作農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)。,60,,第一章 農(nóng)業(yè)物料的工程性質(zhì),,§1,研究的意義,,農(nóng)業(yè)物料,——,一般指：動(dòng)植物產(chǎn)品、加工成,,品、半成品、以及與農(nóng)業(yè)作業(yè)有關(guān)的土壤、,,肥料、農(nóng)藥等。（即：,產(chǎn)品,和,作業(yè)對(duì)象,）,,意義,：有利于正確的設(shè)計(jì)工藝與設(shè)備；質(zhì)量,,的評(píng)估。,§2,農(nóng)業(yè)物料的形態(tài)特征,,一、尺寸和形狀,,尺寸和形狀,61

17、,,,（一）圓形和球形,,圓度,,式中：圓度表示與理想圓的接近程度；,,,r,指各棱角的曲率半徑；,,,R,值最大內(nèi)接圓的半徑。（,P6,圖,1-1,）,,62,,63,,對(duì)于類球體：,球度,=,d,i,,d,c,,式中：,d,i,指類球體的最大投影面積圖形的最大,,內(nèi)切圓直徑,,,d,c,指類球體的最大投影面積圖形的最小,,外接圓直徑,對(duì)于橢球：,球度,=,=,=,64,,=,=,（二）尺寸的表示,（1,）粒徑（非類球物料）,65,,測(cè)定計(jì)算平均粒徑的簡(jiǎn)易方法：,粗顆粒的平均粒徑（可以一粒一粒的,,分揀）,按表,1-2,的算法 會(huì)存在,d3

18、,粉狀物的平均粒徑 （取為,50~100,g,試樣）,66,,67,,………,（調(diào)和平均粒徑）,或用算術(shù)平均粒徑,相鄰篩子之間物粒的名義直徑,,68,,Xi,為,d’i,下方，,,d’i+1,上方的物料占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。（權(quán)重）,應(yīng)根據(jù)測(cè)定的目的選用，如,（2,）單項(xiàng)尺寸的測(cè)定，用,69,,（三）尺寸分布,可代表一批物料粒徑的平均尺寸,70,,二、密度,一）真實(shí)密度（,true density）：,（成分、水含量等）,測(cè)量方法主要有,,71,,（二）容積密度（,bulk density）,與孔隙率（度）：,（物料總質(zhì)量與視在體積或稱虛表容積之比）,孔隙度（率）,,孔隙所占體積與整個(gè)物料所占體積

19、之比,,（孔隙比,——,孔隙體積與物料固體物質(zhì)體積之比）,72,,三、農(nóng)業(yè)物料形態(tài)特征在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用,,（一）品質(zhì)評(píng)定：,,1,．谷物成熟程度（與尺寸有關(guān)）、雜質(zhì)含量,、,均勻度等與,有關(guān)；土壤緊實(shí)程度,,2,．牛奶放置時(shí)間長(zhǎng)，變大。,（二）確定物料清選和分級(jí)工藝,73,,根據(jù),①,球度的大小影響滾動(dòng)性,②,尺寸形狀的差異影響選擇分選方法的設(shè)備由尺寸的分布規(guī)律，確定分選的可能性及篩孔的大小等,。,,（,1,）,分,選可能性（分離程度）和孔型,,（圖,1-4,,不同的物料的尺寸,—,頻率分布曲線）,,（,2,）,篩,孔（窩眼）大小的選擇：根據(jù)分選的,,目,的,和要求確定（圖,1-5,）,,（

20、三）設(shè)計(jì)計(jì)量裝置或容器,——,根據(jù)容積密度,74,,75,,§,3,．農(nóng)業(yè)物料的機(jī)械特性,,一、應(yīng)力、應(yīng)變與破壞,,有助于選擇加工方法,（一）、應(yīng)力與應(yīng)變：,,△,農(nóng)業(yè)物料的流變特性,是研究物料在外力作用下產(chǎn)生的,變形,和,流動(dòng),，以及載荷作用的時(shí)效。,76,,※,,變形,——,彈性變形；流動(dòng),：,,流變特性用,應(yīng)力,、,應(yīng)變,和,時(shí)間,三個(gè)參數(shù)表示。,,應(yīng)力松弛,——,指物料突然地變形到給定值并保持 不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。（與蠕變對(duì)應(yīng)）,,東農(nóng),303,馬鈴薯的應(yīng)力松弛模量方程（,P11.,圖1-7,）彈性模量：,,77,,78,,79,,★,農(nóng)

21、業(yè)物料的應(yīng)力,——,應(yīng)變關(guān)系，因農(nóng)業(yè)物料通常,等特點(diǎn)，而變得非常復(fù)（,P12.,,圖,1-8,）。,,,,具有,（二）農(nóng)業(yè)物料的破壞,,（,1,）破壞的原因,,①,機(jī)械力：擠壓、切斷、碰撞、顛簸等。,,谷粒的損傷與,受力大小,和,水分高低,密切相關(guān)（,P12.,圖1-9,）,,②,其他應(yīng)力（物理化學(xué)的作用）：,熱應(yīng)力,（烘干與冷卻過程）；乙醇促使蘋果邊熟腐爛；,濕應(yīng)力,（西瓜番茄水分過大的裂口）。,80,,81,,③,物料自身的生化作用,——,呼吸代謝作用,——,在,,溫度 濕度較高條件下（受傷后速度變快），導(dǎo),,致生命縮短而壞死（呼吸加快，營(yíng)養(yǎng)消耗加,,快）。甘薯受傷后呼吸量加大（,P13.

22、,圖,1-10,）,82,,（2）破壞的類型：,,切斷（,正切、斜切、歪切、滑切,）,,,粉碎（,擊磨,——玉米；,壓磨,——小麥、大,,蒜）,,,去殼（,克剝,——核桃；,熱脹應(yīng)力,——松籽,,、板栗；,撞擊,——葵花籽）,,,碎土（,彎曲,——犁地）,,有害性破壞的防止,83,,84,,二、流體動(dòng)力學(xué)特性,（,,,流體,——,以空氣、水,,（形變介質(zhì)）為載運(yùn)體）與物料的輸送、裝,,卸、分離等作業(yè)有關(guān)系,（一）流體對(duì)農(nóng)業(yè)物料的作用力,（１）阻力與阻力系數(shù),,根據(jù)因次（量綱）分析，流體的總阻力,,C,為阻力系數(shù)（一般由試驗(yàn)確定）,,85,,A,為物體垂直于平面內(nèi)的投影面積,,㎡,,ρ,為流體密

23、度,,g/cm,3,,V,為流體和物體的相對(duì)速度,,m/s,,,阻力系數(shù):,,,86,,87,,,動(dòng)力粘度的定義（,P21）——,單位面積、單位速度梯度時(shí)所受到的剪力。,,1,Pa·S（,帕·,秒）,=10,P（,泊：達(dá)因,·,S/cm2；,,克/,cm·S）=1000CP(,厘泊；毫帕,·秒),C=f(Re),的關(guān)系復(fù)雜，一般為,3~4,個(gè)區(qū)域,,88,,（２）物料在流體（形變介質(zhì)）中的臨界速度,,（即:,重力-浮力,=,阻力,時(shí)的相對(duì)速度,V,0,）,,①,球狀物體,,重力,—,浮力：,時(shí),球體的體積和投影面積分別為,πd,3,/6,和,πd2/4，,,一般情況下，,C≈0.44,89,,

24、②,非球狀物體,,※實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng),Re<50,,一般不規(guī)則形狀的物體的阻力系數(shù),C,與球體的阻力系數(shù),C,相差很?。ㄒ?P14.,圖1-12,）。,,∵當(dāng)達(dá)到臨界速度時(shí)，不規(guī)則物體和當(dāng)量球體所受的重力和浮力相等，故二者的阻力也相等。,∴工程中，先求當(dāng)量球體（質(zhì)量和密度相同的,,球體）的臨界速度，然后加以修正,——,求不,,規(guī)則物體的臨界速度。即：,90,,（當(dāng)量球體）,91,,K,ψ,——,球形折合系數(shù)（形狀修正系數(shù)），,,,P15.,表1-3 給出了一般谷粒的,K,ψ,值。,谷物種類,水稻,小麥,高粱,玉米,大豆,K,ψ,3.02,2.47,2.17,2.11,1.33,92,,③,有限空間

25、對(duì)臨界速度的影響,,例如：物料在管道中，使流體的通過面積減,,小、周邊流速增高、產(chǎn)生局部阻力（靜壓差,,變大），導(dǎo)致臨界速度減小。,,據(jù)烏斯呂斯基試驗(yàn)（鋼球）得出經(jīng)驗(yàn)公式：,D,為管道直徑，,ds,為物體直徑，,V0,為無限空間,,時(shí)的臨界速度。,93,,④,群體物料（濃度）對(duì)臨界速度的影響,,相互摩擦和碰撞，激起紊流，改變了混（液）,,體的密度等，將導(dǎo)致臨界速度減?。ㄊ且粋€(gè)很,,復(fù)雜的問題），錢寧對(duì)均勻沙粒所做實(shí)驗(yàn),,表明：,V,0,——,單粒的臨界速度，,,m,0,——,沙粒的體積濃度（實(shí)驗(yàn)值為,5~25%,），,,β,值見,P15,表1-4,。,,★,此公式適用于非粘性粗粒泥沙,94,,

26、（二）物料流體動(dòng)力學(xué)特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用,,（１）清選分離中的應(yīng)用,,,氣流分選,P16，,圖1-14、15、16、,17,,,,（２）物料輸送中的應(yīng)用,95,,96,,97,,三、流變特性（,rheologic,,behaviour,）,,（,一）流變特性的某些特點(diǎn)：,,用應(yīng)力、應(yīng)變、時(shí)間三個(gè)參數(shù)描述；,,具有應(yīng)力松弛或蠕動(dòng)（的表現(xiàn)）。,98,,1,、基本元件,,①?gòu)椥栽◤椈?Spring ）,,或,,（卷簧的剪切公式）,,E,t,1,t,2,t,1,t,2,t,t,（二）流變模型,99,,②,塑性元件（滑桿）,,,只要有變形，就有：,P,≥,F (,即拉力大于等于最大摩擦力,),1

27、00,,③,粘性元件（牛頓液體阻尼器）,,（即,應(yīng)力,等于,動(dòng)力粘度,乘以,應(yīng)變速率,）,101,,2,、粘彈性物料的流變模型,,①麥克斯韋爾模型（,Maxwell,實(shí)質(zhì)是流體模型）,※,應(yīng)力相等，應(yīng)變相加。（,P19.,圖1-21,）,,應(yīng)力松弛（,stress relaxation),時(shí)間：,應(yīng)力松弛至初始應(yīng)力的1/,e,時(shí)所需的時(shí)間,102,,103,,②開爾文模型（,Kelvin,實(shí)質(zhì)是固體模型，如紡,,織、塑料繩等）,應(yīng)變相等，應(yīng)力相加。彈簧的運(yùn)動(dòng)是非線性的（延遲彈性變形）。,,（,P19.,圖1-,22,、23,）,彈性滯后時(shí)間： （,retardation elasticity）

28、,應(yīng)變達(dá)到最終應(yīng)變的（1－1/,e）,時(shí)所需的時(shí)間,104,,105,,典型粘彈性體的受力與變形,1、,Y,點(diǎn)屈服點(diǎn)(,yield point),,2、,屈服強(qiáng)度（,elastic limit）：,直線,O,－,LL,段,的斜率，,LL,點(diǎn),稱作彈性極限點(diǎn)；,,3、,R,點(diǎn)稱為破斷點(diǎn)：引起物質(zhì)破碎或斷裂的點(diǎn)。,106,,③,其他模型,,,A,、,廣義麥克斯韋爾模型：多個(gè)麥克斯韋爾單體,并聯(lián),，主要描述復(fù)雜的應(yīng)力松弛現(xiàn)象,。,廣義麥克斯韋模型,107,,B,、,廣義開爾文模型：多個(gè)開爾文單體,串聯(lián),，主要描述具有一個(gè)以上松弛（或延遲）時(shí)間的物,。,108,,C,、,伯格斯模型（,Burgers

29、,）：,在外力作用下，同時(shí)呈現(xiàn)出瞬時(shí)彈性變形、延遲彈性變形和粘性流動(dòng)的性質(zhì)。是用來預(yù)測(cè)物料蠕變特性最著名的流變模型之一。,109,,D、,賓漢模型（,Bingham,）,：,*,用來表描述外力超過屈服應(yīng)力時(shí)，物料才開始流動(dòng)的現(xiàn)象。如：粘泥、果醬、油漆等。,110,,（三）流變特性的應(yīng)用,,（１）,調(diào)節(jié)和利用物料的表觀粘度（指非牛頓,,液體在不同剪切速率或剪切應(yīng)力下動(dòng)力粘度,）,,,倚時(shí)性,非牛頓液體具有,觸稠性,（如肉丸）,和,,,觸稀性,的特點(diǎn)。,在某一剪切應(yīng)力,τ,i,作用,,下，非牛頓液體的粘度,,為：,111,,（２）物料品質(zhì)檢驗(yàn),,純蜂蜜和假蜂蜜的粘度不同；牛奶的粘度與脂肪含量成比。

30、,,（３）利用粘彈性物體拉伸后回縮的特性進(jìn),,行模口設(shè)計(jì)（,P20.,圖,1-24,）,112,,四、摩擦特性,,（一）固體物料的摩擦,,庫侖定律：摩擦力,（１）正壓力的影響：影響凹凸不平的平面上,,凸峰的變形,——,→,F,的變化。,,（２）速度的影響：①物料變形；②磨掉芒毛,,→,F↑↓；③,產(chǎn)生靜電等。,113,,（３）水分的影響：含水物料與鋼板（一般,,為不易吸水材料）等接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粘附,,力,μ，,則,.,,其他影響,：滑動(dòng)摩擦角、物料的方向性、塵埃等,,影響。,,（二）流動(dòng)物料的摩擦：,,指流體與非流體以及各流體層之間的剪切應(yīng)力。某些流體的粘度值見1,-6,（三）散粒物料的摩擦,

31、休止角,,,越大，散落性就越小,，,,114,,內(nèi)摩擦角就越大。,,（,※,內(nèi)摩擦角,——,反映散粒物料間摩擦特性和抗剪強(qiáng)度的參數(shù)）,（四）摩擦特性的應(yīng)用,,（１）改變物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，剎車片、千斤頂、　　 地輪（減少打滑）、禾稈夾持等。,,（２）合理設(shè)計(jì)料倉。,,（３）評(píng)定物料質(zhì)量：休止角。,115,,116,,§4,農(nóng)業(yè)物料的熱特性,一、熱量的傳輸過程,,,二、農(nóng)業(yè)物料的具體熱特性,,（一）比熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)溫度每升高或降低一　　度（,K）,所吸收或放出的熱量 。,117,,,依據(jù)加熱過程有,∵含水量的波動(dòng)及影響，計(jì)算方法：,果蔬的比熱計(jì)算：,118,,表1-7 農(nóng)業(yè)物料的比

32、熱值,物料,含水率%,比熱,,物料,含水率%,比熱,硬,小麥,15,1.639,,杏,85-90,3.77,稻 谷,15,1.782,,桃,85-90,3.77,燕 麥,15,1.768,,胡蘿卜,85-90,3.77,玉 米,15,1.999,,青 蒜,85-90,3.77,大 豆,15,3.771,,洋 蔥,85-90,3.77,黃 瓜,85-90,3.68,,,,,119,,（二）導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱率，,λ）：,,,單位面積、單位時(shí)間、單位溫度梯度傳導(dǎo),,的熱量（,W/m·K）。,★,隨溫度的升高，,C,略有增大,,表示導(dǎo)熱的能力：,120,,,★,物料的密度

33、對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)有影響，固體,>,液體,>,氣體；水的導(dǎo)熱系數(shù)為,0.06,W/m·K。,,果蔬的導(dǎo)熱系數(shù) ：,肉類：,λ=0.0798+0.00517M（※,當(dāng)溫度為,0,～,,,60℃,，含水率,60～80%,時(shí)）,（三）導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù)，,α）：,,,反映導(dǎo)熱過程中物料導(dǎo)熱能力和儲(chǔ)熱能力間的關(guān)系，是衡量物料受熱后溫度傳導(dǎo)能力的重要參數(shù)。,121,,（,單位：,m,2,/s,）,三、農(nóng)業(yè)物料熱特性的應(yīng)用,,（一）設(shè)計(jì)烘干和冷卻工藝參數(shù)和規(guī)范,,供熱和升溫與比熱有關(guān),,物料層的厚度和加熱均勻度與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān),,熱特性跟溫度和水分的關(guān)系等,,（二）品質(zhì)檢驗(yàn)：,,如牛奶比熱,C=0.93,若偏離過

34、大即為摻假或變質(zhì)。,122,,§5,農(nóng)業(yè)物料的電磁輻射特性,,不同的物料對(duì)不同波有不同的反射、折射、繞射（衍射）、散射和吸收作用，能引起內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)的變化。,123,,一、農(nóng)業(yè)物料的可見光特性,（約為,0.4～0.77,μm）,,（,一）反射特性：,光反射率 ：,,I,0,和,I,R,分別表示射向物料總輻射強(qiáng)度和反射回的輻射強(qiáng)度（即單位面積上的光通量，,W/m,2,）。,,（P27.,圖1-31,）,124,,125,,★,不同物料或同物料的不同發(fā)育階段其,R,不相同。,★,為了消除物料外形、光源的強(qiáng)弱所產(chǎn)生的誤,,,差，通常采用兩種波長(zhǎng)的光測(cè)其反射率差。,,,△,R,或反射率比,R1/R2

35、,作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。,（二）光透射特性,,,透射率：,T=I,T,/I,0,×,100%,,★,實(shí)際應(yīng)用中，常采用吸光度,,126,,能夠同時(shí)反映物料的外表特征和內(nèi)部密度等。,（三）延遲發(fā)光特性,,物料經(jīng)過照射，使葉綠素分子離子化，產(chǎn)生自由電子，使最低能級(jí)的葉綠素放出延遲光然后，逐漸衰減（,P27.,圖1-32）。,127,,二、,農(nóng)業(yè)物料的其它光輻射特性,,（紅外光：,0.77～1000μ,m；,紫外光：,0.04～0.39μ,m）,★,紅外線輻射有顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透力。,,★,紅外輻射特性（,R、T、A,等）與物料的厚度、結(jié)構(gòu)、密度、水分以及照射條件有關(guān)。,128,,遠(yuǎn)紅外探測(cè)器，可探測(cè)

36、森林火災(zāi)、作物長(zhǎng)勢(shì)和預(yù)報(bào)病蟲害等。,,★,紫外線輻射（,0.04～0.39,μm），,有激發(fā)光現(xiàn)（不同物質(zhì)發(fā)出不同顏色的熒光），用于分揀、 鑒定純度等。,用近紅外光 譜分析法，可以快速、準(zhǔn)確測(cè)定物料的品質(zhì)和成分；,生物受適當(dāng)強(qiáng)度的紫外光照射，可促進(jìn)維生素,D,的轉(zhuǎn)化，有利于健康；過強(qiáng)的紫外線能消毒殺菌，但有害于健康。,129,,三、農(nóng)業(yè)物料的其它,電磁輻射,特性,,（一）微波（,0.1～0.01μ,m）,,★,輻射特性,(,R、T、A,等),比短波顯著。,,1,、原理,：,,※,,通過極性水分子振蕩，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂和細(xì)胞間的氫鍵松弛破壞而難以存活；但有時(shí)可能激活細(xì)胞，增加種子發(fā)芽率等。,2,

37、、用途,,（二）,X,射線和放射性輻射波,,1、原理：,,穿透力強(qiáng)，使水和其它物質(zhì)電離，從而影響新陳代謝—,130,,2,、用途,：,,,①,推遲果菜完熟期；,,,②,推遲蘑菇破膜開傘；,,,③,誘變育種；,,,④,殺菌保鮮（大蒜）。,,,四、電磁輻射的應(yīng)用,——,（見,P29.,表,1-10,）,,131,,132,,133,,§,6,農(nóng)業(yè)物料的電特性和磁特性,,一、生物電,,受精蛋兩端電位差,植株受傷部分和完整部分間存在電位差，且傷勢(shì)嚴(yán)重，則電位升高。,,134,,(,ε,0,和,C,0,為真空介電常數(shù)和電容。表示提高電容量的能力),(表示物料在交流電場(chǎng)中吸收電能轉(zhuǎn)化為熱能的能力,),二、

38、介電特性,,※,,介電常數(shù)：,,,ε,=D/E,,(D,——,電通量密度；,E,——,電場(chǎng)強(qiáng)度,),相對(duì)介電常數(shù),=ε/ε,0,=C/C,0,介質(zhì)損耗角正切：,135,,用途,,（見,P31.,圖,1-34,）,,136,,※,,充滿理想電解質(zhì)的電容器沒有能量消耗，其電流,Ic,超前電壓,V,為,90,0,。由于有了損耗，使電流,I,與電壓,V,的相位角減小，損耗角,δ,增加。,,（通常）在任何給定頻率下，電介質(zhì)可用理想電容和電阻,R,組成的并聯(lián)電路表示（見上圖）。,,總電流,I,與外加電壓,V,之間的角度,θ,稱為相位角，,cos,θ,稱為功率系數(shù)，在,δ,很小時(shí)，,tg,δ≈,cos,θ。

39、,137,,圖1-34 稻谷介電常數(shù)與含水率的關(guān)系,138,,三、電阻率（,Ω·m）,已知,實(shí)驗(yàn)得出，吸濕性物料有：,（水分傳感器原理）,★,,a,、,b,為物料特性常數(shù),=,f(,品種、密度、溫度等,),★,西瓜電阻率與含糖量的關(guān)系，,P31.,圖1-35,139,,140,,,,,,四、磁特性,,※,用磁化水灌溉，可以增強(qiáng)根系的吸水性、有利于葉莖的生長(zhǎng)。,,磁化的主要表現(xiàn)（作用）：,,①作物增產(chǎn)。例如，在播前6～12天，將小麥種子在30～60,mT,（,毫特斯拉）磁感應(yīng)強(qiáng)度下進(jìn)行處理,數(shù)秒,，能夠,提高凈光合速率,。,141,,②減少耕翻作業(yè)的能耗。在犁鏵處安裝強(qiáng)磁性,,源，可以使阻力↓,

40、11.3%,；阻力波動(dòng)?。ú▌?dòng)系,,數(shù)由,6.95%↓到1.99%,）。,,③增強(qiáng)土粒凝聚性。,,,★,土壤磁化率與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系：,,,X=28.6+14.6Om(%) ，,相關(guān)系數(shù),r=0.902；,★,磁化率,=,磁化強(qiáng)度,/,磁感應(yīng)強(qiáng)度，,,,磁感應(yīng)強(qiáng)度,——,磁性物質(zhì)中單位體積的磁矩,。,142,,、電阻率,等）與含水量的關(guān)系。,（二）物料干燥 利用介電損耗原理。,,,★,采用高頻（,1～150,MHz）,或超高頻,(,微波,)（915～2450,MHz）,加熱更加優(yōu)越，如：含水量,17%,的蘑菇經(jīng)微波處理,5,分鐘，水分便可降到,5%,一下，而在一般烘房?jī)?nèi)則需,6～8,小時(shí)。,利用

41、電特性（電導(dǎo)率,五、農(nóng)業(yè)物料電特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用,（一）含水率測(cè)定,143,,微波加熱的原理,利用材料對(duì)電磁波的吸收進(jìn)行加熱，主要有高頻波（10,kHz,—,300MHz)；,微波(300,MHz,—,300000MHz),兩種電磁波,。,水分、蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等都屬于電解質(zhì)，在電磁場(chǎng)中都會(huì)發(fā)生極化反應(yīng)。尤其是水分，是極性分子，在自由狀態(tài)下，分子呈雜亂排列，不顯電性，而在交變電場(chǎng)中，這些極性分子會(huì)隨著電磁場(chǎng)方向的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)這種變化頻率增加，水分子極化運(yùn)動(dòng)加快，因此產(chǎn)生摩擦熱。,,家用微波頻率2450,MHz，,也就是說水分子在1,s,內(nèi)發(fā)生180,0,的轉(zhuǎn)動(dòng),24.5,億次。,144

42、,,水分子在微波長(zhǎng)中極化運(yùn)動(dòng)示意圖,145,,（三）質(zhì)量評(píng)定,,測(cè)：,細(xì)胞組織材料的阻抗與電流頻率,146,,147,,用于：,（四）種子處理,148,,§7,農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì),,,※ 《,周禮,》,中指出：“萬物自生焉則曰土，以人所耕而樹藝焉則曰壤”。古書,《,說文解字,》,對(duì)土的定義：“土者，地之吐生物者也”。并進(jìn)一步解釋：“‘二’象地之上，地之中”。即土壤位于巖石上，地面以下的大地表層；“∣”是“物出之形”，表示土壤能夠生長(zhǎng)植物。兩者合起來就是“土”。,,本節(jié)主要內(nèi)容：土壤的形成；土壤的組成；土壤的性質(zhì)；土壤鹽堿化及其危害。,149,,一、自然土與農(nóng)業(yè)土壤的形成,,（一）自然土的形成：

43、,,巖石——母質(zhì)——微生物——植物,五大自然成土因素：,,母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間。,自然土（5層）：,150,,（二）農(nóng)業(yè)土壤的形成,土壤（,4,層）,二、土壤孔隙度、土壤水和空氣,土壤為三相體（見下圖）,：,,151,,（一）土壤孔隙度,,,,土壤孔隙,152,,※,,土壤要求：總孔隙度為,30-60%,，非毛管孔隙,>10%,；毛管孔隙（含非活性孔隙）∶非毛管孔隙,=2～4∶1,。,土壤孔隙度,=,土壤孔隙比：,153,,（二）土壤水：,,①,氣態(tài)水,——,孔隙中的水汽；,,②,吸濕水,——,土壤顆粒表面由空氣中吸,,取的水分子（約,20,個(gè)水分子厚，密度,,為,1.,2,～,2,.

44、4,，冰點(diǎn)為－,78℃,）。,,③,薄膜水,——,包容在吸濕水外面的水膜，,,最大含量為吸濕水的,2～4,倍。外層,,膜狀水可以被作物利用，但移動(dòng)緩,,慢。,,④,毛管水,——,,⑤,重力水,——,154,,155,,三、土壤含水率和土壤狀態(tài),,見,P34.,表1-12；,P35.,圖1-38,。,,含水量：由小,——→,大,,狀態(tài)： 固體,——→,塑體,——→,流體,,力學(xué)特性：小,——→大——→,小,（三）土壤空氣：,,相對(duì)濕度大，氧氣少，,CO,2,多（是空氣中的,5,～,120,倍）。,,※,土壤空氣增多，微生物活動(dòng)旺盛（尤其溫度較高時(shí)），有利于有機(jī)質(zhì)分解。,,156,,四、土壤的強(qiáng)

45、度與破壞,,,△,土壤強(qiáng)度,——,不引起屈服應(yīng)變和破壞的,,最大應(yīng)力。,,外力,——,拉、壓、剪、穿透等,破壞,——,斷裂、壓縮、塑流等,※,,土壤強(qiáng)度是變化的，不是定值。,,∵①,質(zhì)地、含水量的不同；,,,②,由于孔隙的存在，難以準(zhǔn)確地衡量有,,效截面積。,157,,158,,（一）抗剪強(qiáng)度（,S,）,,,據(jù)摩爾——庫倫經(jīng)驗(yàn)公式：,S=C+,σ,tg,ψ,(,類似于物料摩擦力公式：,F=,μ,+,fP,),159,,式中：,C,——,粘結(jié)力；,σ,——,正應(yīng)力；,ψ,——,內(nèi)摩擦角；,μ,——,粘附力。,,（二）承壓強(qiáng)度（支承能力）,基本公式：,P=K（,）,式中：,P,——,載荷壓強(qiáng)；,,

46、,Z,——,下陷深度；,,,n,——,與土壤性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；,,,K,——,考慮到,K,與承載面積有關(guān)，,,故分為兩部分：,160,,其中，,Kc,——,內(nèi)聚變形模量,，與面積有關(guān)；,,,K,ψ,——,摩擦,變形模量,，與面積無關(guān)；,,,b,——,矩形支承面的短邊或圓形半徑。,,△,※,,土壤下塑限,——,開始表現(xiàn)可塑性時(shí)的含水量,,（犁地的含水量應(yīng)在下塑限以下）,,土壤上塑限,——,失去可塑性，開始流動(dòng)時(shí)的,,含水量,。,※,兩者之間的含水量范圍稱為可塑性范圍，　 兩者之差稱為塑性值。,,塑性值大的土壤，可塑性強(qiáng)。,,五、土壤結(jié)持度——,在不同水分下，土粒在外,,力作用下的難移動(dòng)度。,161

47、,,土壤結(jié)持度與含水量有關(guān),,∵水分影響土粒的,粘結(jié)力,和,粘附力,（,P37.,圖1-43,）。,162,,※,土壤的狀態(tài)從 干燥——泥漿；其結(jié)持性依次為：堅(jiān)固、酥軟、可塑、粘韌、濃漿、薄漿。,,,※,通常為了減小機(jī)具的摩擦阻力（摩擦阻力約占總阻力的50%，而當(dāng)作業(yè)速度達(dá)到14.5,km/h,時(shí) 只占8%），常采取以下措施：,,①,增加刃口的銳度；,②,涂聚四氟乙烯和尿素樹脂等；,,③電滲法：施以直流電場(chǎng)，使陰陽離子向　不同方向遷移；,163,,六、土壤壓實(shí),基本公式：,式中：,,,A——,壓縮系數(shù)；,,,P——,壓力；,,,C——P0=1,時(shí)的孔隙比，即單位壓力下的,e0。,

48、,P37.,圖1-44,，表示干、濕土的,P-e,變化趨勢(shì)。,④在酥軟結(jié)持狀態(tài)下作業(yè)。（另外，還有,,磁化犁、仿生犁等）,164,,165,,△,圖,1-45,，表示含水量對(duì)壓實(shí)程度的影響，,在壓,力一定的情況下，一般當(dāng)含水量為飽和含水量的80～85%時(shí)，最易壓實(shí),。,△,壓實(shí)的后果：,,①透水、透氣性↓，蒸發(fā)↑；,,②有機(jī)質(zhì)分解慢，對(duì)作物供氮不足；,,③耕作阻力↑，質(zhì)量↓；,,④影響產(chǎn)量。,166,,△,減少壓實(shí)的措施：,,①?gòu)?fù)式作業(yè)；,,②免耕、少耕；,,③降低接地壓力；,,④定期深松；,,⑤施有機(jī)肥；,……,167,,七、土壤的熱特性,,,,C、λ、α,各參數(shù)的物理意義與§1.4是一致的

49、。但由于土壤中水分和空氣比一般物料多，∴熱特性波動(dòng)很大。,水分對(duì)土壤熱容量的影響見,P38.,表1-13，,當(dāng)水分低時(shí)：,C：,砂土>壤土>粘土>泥炭；,土壤,土壤含水量占持水量的（%）,,,,,,0,20,50,80,100,砂土,,粘土,,泥炭,1.47,,1.09,,0.84,1.67,,1.26,,1.40,2.01,,2.20,,2.34,2.43,,3.01,,3.31,2.64,,3.77,,3.94,168,,圖1-46 水分對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)的影響,169,,當(dāng)水分高是：,C：,泥炭,>,粘土,>,壤土,>,砂土。,,,※ ∵,水置換了空氣，而水的熱容量大約是固相的,3～5

50、,倍，是空氣的,3000,倍。,,,λ、α：,砂土,>,壤土,>,粘土,>,泥炭。,,※ ∵,水導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的,26,倍，是固相的,1/3～1/4,，通常土壤導(dǎo)熱系數(shù)主要受含水量和松緊程度,的影響，其影響程度大于容積密度。,,※,,公式,和,是一致的，,,∵,C,乘以,ρ,即為單位容積的比熱。,170,,通過測(cè)定,α（,簡(jiǎn)單），可以研究導(dǎo)熱方面的變化。,,※,,實(shí)踐證明，常見作物種子發(fā)芽的最佳土溫平均,>25℃,。較高的土溫有利于豐產(chǎn)。,,晝夜溫差大，有利于,根系發(fā)育,、,作物成,以及土壤與大氣中的,氣水交換,。因此，耕（肥、中耕）使土壤疏松，可以使,——,Cv,↓λ↓，,日照后升溫快。,※

51、,,關(guān)系式,的作用是：,171,,八、土壤的鹽化和堿化,（一）鹽堿土分類,,鹽化土,——,表層的中性鹽含量,>0.2%,，對(duì)作物有,,危害；,,鹽土,——,表層的氯化鹽,>0.6%,或硫酸鹽,>2%,，危,,害極大；,,堿化土,——,表層含有堿性鹽，,PH≥8.5，,堿化度,,（在水中的含量）,>5%,；,,堿土,——,表層含有堿性鹽，,PH≥8.5，,堿化度,,>,20%,,,172,,（二）鹽堿土成因,,1、自然因素——,,①含鹽高的母質(zhì)，由于水的蒸發(fā)，在隨雨流,,到低洼處；,②耐鹽力強(qiáng)的植物吸水時(shí)吸收了鹽分，干枯時(shí)留在地表。,2、人為因素——灌溉不當(dāng)、高位水庫（使地下水位抬高）、水旱間隔

52、種植等，造成次生鹽漬化。,※,地下水位臨界高度，一般認(rèn)為：毛管深度+根系主要部分的分布深度。,173,,（三）鹽堿土對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害,,,,,,,△,①生理干旱,——,含鹽水的濃度大，植物吸,,水難甚至“反滲”而凋萎；,,,,②鹽分毒性,——,腐蝕幼芽或使葉子干枯；,,,,③營(yíng)養(yǎng)失調(diào),——,影響植物對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)元素的,,吸收或生成難溶解的化合物；,,,,④惡化土壤理化性質(zhì),——,破壞團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，干,,時(shí)板結(jié)，濕時(shí)粘重，透氣性差。造成植物,,出芽難、微生物活動(dòng)困難。,174,,本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：,,1、農(nóng)業(yè)物料的機(jī)械特性；,,,2,、農(nóng)業(yè)物料特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用。,,思考題：,,1、農(nóng)業(yè)物料的基本特性；,,2、含水量對(duì)農(nóng)業(yè)物料特性的影響。,,,175,,