20 | 10 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Технологические свойства удобрений и химикатов

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (1 Голос)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА УДОБРЕНИЙ И ХИМИКАТОВ

Вопросы:

1. Общая характеристика химикатов.

2. Виды удобрений и их предварительная характеристика.

3. Механико-технологические свойства минеральных удобрений.

3.1. Характеристики:

·  плотность;

·  гигроскопичность;

·  сыпучесть;

·  рассеиваемость;

·  слеживаемость;

·  влажность;

·  аэродинамические показатели;

·  фрикционные свойства;

·  липкость.

3.2. Методы определения характеристик минеральных удобрений.

4. Органические удобрения:

·  плотность;

·  влажность;

·  фрикционные свойства;

·  липкость;

·  скорость витания;

·  сопротивление сдвигу.

Оформление лекции:

8.  Плакат: Степень слеживаемости минеральных удобрений.

9.  Плакат: Значение коэффициента внешнего трения минеральных удобрений.

10.Плакат: Величина липкости органических удобрений.

1. Общая характеристика химикатов

Химикаты, которые используются в сельском хозяйстве для защиты растений, имеют общее название – пестициды – от латинского слова Pestis – зараза, Caedo – убивать, что означает убивать заражение.

При этом химикаты делятся на:

гербициды- для борьбы с сорняками ( Herba – трава);

Бактерициды- против бактерий;

Фунгициды – против грибковых организмов;

Лесиканты – для подсушивания растений;

Дефолианты – для удаления листье;

Зооциды – для борьбы с грызунами и т. д.

Химические препараты могут быть в виде порошков, эмульсий, суспензий, аэрозолей, паров, газов, ядовитых приманок, гранул. Аэрозоли – мягкие частички твердого (дым) или жидкого (туман) ядохимиката, зависшего в воздухе.

На поверхность растений химические препараты наносятся с помощью специальных машин: опрыскивателей, аэрозольных генераторов или протравливателей.

2. Виды удобрений и их предварительная характеристика

Удобрения (используют для улучшения пожнивного, поливного, водного, воздушного и теплового режима почвы, повышения урожая и его качества.

Удобрения бывают минеральные и органические, а также смесь минеральных и органических – органико-минеральные компосты.

Минеральные компосты – это промышленные или побочные продукты, которые содержат необходимые для жизни растений и улучшения плодородия почвы элементы. Они бывают простыми (однокомпонентными и комплексными (комбинированными). Простые удобрения содержат только один главный элемент, комплексные – не меньше двух элементов. Промышленность выпускает удобрения в виде гранул, кристаллов, порошков и жидкостей.

Минеральные удобрения бывают Прямого действия (для непосредственного потребления растениями) и Побочного (для улучшения физико-механического состава почвы).

Удобрения прямого действия:

Фосфорные – суперфосфат;

Калийные – хлористый калий и калийные соли;

Азотные – аммиачная селитра, сульфат аммония;

Хлористый аммоний, карбомид;

Жидкие – аммиачная вода и т. д.

Удобрения Побочного действия – это гипс.

Наиболее распространенные минеральные удобрения:

Суперфосфат – ;

Калийная соль – ;

Сульфат аммония – азот 20,5%;

Аммиачная селитра азота 34,7%;

Мочевина – 46%;

Аммиак (сжиженный) – 82,3%;

Аммиачная вода (нашатырный спирт) – 20%.

Органические удобрения – это перегной, торф, навоз, торфо-навозные компосты, отходы растениеводства и животноводства, а также бактериальные добавки и сидераты ("зеленые" удобрения).

3. Механико-технологические свойства минеральных удобрений

3.1. Характеристики

Плотность удобрений определяется по формуле:

,

Где M – масса взятой пробы материала;

V – объем этой пробы.

Плотность минеральных удобрений зависит от влажности и степени уплотнения и находится в широких пределах от 0,6 до 2 т/м3:

– мочевина – 0,70 т/м3;

– аммиачная селитра – 0,9 т/м3;

– хлористый калий – 1,0 т/м3;

– суперфосфат гранулы – 1,1, порошок – 0,9 т/м3.

Когда удобрения транспортируются, то происходит их утряска и плотность увеличивается на 2…17%. Поэтому при инженерных расчетах дополнительного определяется такая характеристика как коэффициент уплотнения:

.

Где – начальная и конечная величины плотности материалов, т/м3.

Гигроскопичность – способность удобрений поглощать влагу из воздуха. Поглощение этой влаги резко ухудшает такие свойства, как сыпучесть, рассеивание, слеживаемость и затрудняет механизированное внесение удобрений в почву.

Гигроскопичными являются: аммиачная селитра, суперфосфат, сульфат натрия (технический), диамофос и другие твердые удобрений.

Степень гигроскопичности оценивается точкой, которая является относительной влажностью окружающего воздуха h0, при которой удобрения не теряют и не поглощают влагу из него.

Удобрение поглощает из воздуха количество влаги прямо пропорционально разности Hb – Ho, где Hb – относительная влажность воздуха. Вследствие сказанного максимально количество влаги поглощается удобрениями, у которых Ho маленькое, а в месте, где оно хранится, Hb больше.

Гигроскопичность выражается в баллах. По гигроскопичности удобрения делятся на 3 группы:

– слабогигроскопичные – до 3 баллов (хлористый калий – 3,5№ суперфосфат, сернокислый калий – 2,4 б.);

– среднегигроскопичные – до 5 баллов (двойной суперфосфат, калийная соль);

– сильногигроскопичные – до 10 баллов (сульфат аммония, аммиачная селитра, мочевина).

Почти все минеральные удобрения растворимые в воде. Исключением является фосфоритная мука и известь.

Сыпучесть– это способность удобрений проходить сквозь отверстия. Зависит от влажности туков и размера их отдельных частиц. Повышенная влажность приводит к потере сыпучести, сводообразованию, удобрения переходят в пластические состояние.

Сыпучесть связана с углом естественного откоса. Порошкоподобные удобрения свободно проходят через отверстия при . Для гранулированных этот показатель равен 40°.

Сыпучесть оценивается по 12-бальной системе (от 0° до 180°). Наибольшая сыпучесть у фосфоритной муки и суперфосфата. Плохую сыпучесть имеет аммиачная селитра, еще хуже хлористый калий.

Рассеиваемость – способность удобрений проходить узкие щели воронки, не образуя сводов, не зависая. Это свойство оказывает основное влияние на процесс прохождения удобрений по поверхностям высевающих аппаратов.

Рассеиваемость оценивается по 10-бальной шкале, при этом, чем легче удобрение проходит через щели, тем больше количество баллов оно получает. Хорошая рассеиваемость у хлористого калия КСl, фосфоритной муки, суперфосфата. Удовлетворительная – у аммиачной селитры, калийной соли. Плохая – у сульфата аммония, хлористого аммония.

Слеживаемость – это слипаемость, связность частиц между собой в процессе хранения, т. е. способность удобрений образовывать сплошную массу различной прочности. В связи с этим перед внесением удобрения дробят и просеивают через отверстия с диаметром 3…5 мм. Слеживаемость связана с гигроскопичностью и возрастает с увеличением влажности удобрений, времени хранения и давлением на них.

Сильнослеживаемые удобрения выпускают в гранулированном виде или с добавкой специальных веществ.

Сильнослеживающиеся – аммиачная селитра, хлористый калий.

Слабослеживающиеся – мочевина, суперфосфат порошковидный.

Не слеживается гранулированный суперфосфат, мочевина гранулированная.

Определяется слеживаемость методом сжатия цилиндра из слежавшегося материала, по величине сопротивления разрушению.

,

Где Р – сила давления на цилиндр из слежавшихся удобрений;

– площадь поперечного сечения цилиндра, см2.

Категория
слеживаемости

Сопротивление
разрушению, Н/см2

Степень слеживаемости

1

10

Не слеживается

2

10…20

Слегка слежалось

3

30…40

Слежалось

4

70…150

Сильно слежалось

5

Более 150

Очень сильно слежалось

Относительная влажность удобрений и ядохимикатов определяют по формуле:

, (%)

Где – масса влажной навески материала,

Mc – масса навески материала после высушивания.

Влажность: азотных удобрений – 0,45…5,40%;

Калийных – 0,08…8,9%;

Фосфорных – 2,9…15,0%.

Максимальная влажность, при которой удобрения не проявляют отрицательных свойств для высева:

Сульфат аммония – 1%;

Аммофос гранулированный – 1,5%;

Аммиачная селитра – 2%;

Фосфоритная мука – 5%;

Суперфосфат – 15%;

Аэродинамические показатели


Скорость витания (критическая скорость) – вертикальная скорость воздушного потока при которой частица находится во "взвешенном" состоянии, т. е. не падает и не поднимается.

Рис. Схема классификатора парусности.

Зависит от плотности, состояния поверхности, размера частиц и колеблется в пределах 3,7…11 м/с. Удобрения имеют незначительную парусность (коэффициент парусности), которая у суперфосфата – 0,07.

Фрикционные свойства

Фрикционные свойства удобрений возникают во время скольжения их составных частиц относительно какого-нибудь тела, которое с ними соприкасается (внешнее трение), или скольжение частиц одного и того же материала относительно друг друга (внутренне трение). Характеристики трения те же самые, что при изучении свойств почвы (угол терния, угол естественного откоса).

Коэффициент трения минеральных удобрений по поверхности зависит от состояния удобрения (порошок, гранулы, монолит), их влажности, состояния поверхности (неровная, шероховатая, гладкая), скорости относительного движения и других факторов.

Коэффициент внешнего трения

 

Фанера

Сосновая

Сталь

Резина

Полиэтилен

Аммиачная селитра

0,6…0,7

0,3…0,6

0,5…0,7

0,4…0,5

Мочевина

0,4…0,5

0,3…0,6

0,5…0,8

0,2…0,4

Суперфосфат

0,5…0,7

0,5…0,7

0,5…0,6

0,4…0,6

Калийные удобрения

0,5

0,5…0,9

0,6

0,4

Комбинированные
удобрения

0,5…0,7

0,4…0,8

0,5…0,6

0,3…0,5

Анализ табличных данных показывает, что максимальный коэффициент внешнего трения получают на фанере и резине, меньше на стальной поверхности и минимальный – на полиэтилене.

Коэффициент внутреннего трения изменяется в пределах: от 0,17 – у мочевины (суперфосфат – 0,28), до 0,50 – у хлористого калия.

Липкость (Н/см2) – свойство удобрений прилипать к разным поверхностям и склеиваться. Объясняется воздействие сил молекулярного притяжения.

Устройство для определения липкости

 

Рис. Устройство для определения липкости.

Характеризуется величиной нормально направленной силы, необходимой для отрыва стального диска Ø36 мм, толщиной 5 мм, вдавленного в удобрение под нагрузкой 1 кг в течение 30 с. (см. рис.).

Липкость удобрений зависит от их влажности, плотности и давления на них.

3.2. Методы определения характеристики минеральных удобрений

Механический состав определяют с помощью набора сит с диаметром отверстий от 0,25 мм до 10 мм.

Влажность: навеска 15 г, сушат при T = 105°C.

Абсолютная: ;

Относительная: .

Плотность определяется с помощью литровой колбы и весов.

Определение плотности


Коэффициент Уплотнения .

Коэффициент внутреннего трения (устройство для определения)

Характеристика сводообразования (устройство для ее определения)

Свободообразование

Сводообразующим отверстием называется наименьшее отверстие, при котором наблюдается сводообразование.

4. Органические удобрения

Торф, перегной, навоз, торфо-перегнойные компосты, бактериальные добавки, сидераты.

Плотность органических удобрений зависит от влажности и степени разложения. Рассмотрим на примере влияние этих показателей на плотность:

0,4 т/м3 – свежий навоз;

0,6 т/м3 – полупрелый перегной;

0,8 т/м3 – перепрелый;

0,9 – навоз готовый к внесению.

Влияние влажности.

Торф от 0,27 (=40%) до 1,02 т/м3 (W0=86%);

Навозная жижа – 1,0 т/м3;

Навоз свиной – 1,05 т/м3;

Птичий помет – 0,34 т/м3.

Влажность (W0) навоза подстилочного – 70…75%, бесподстилочного – 85…90%.

Фрикционные свойства органических удобрения

Величина коэффициента трения с ростом соломистости и давления уменьшается (Пример: в сапогах по МЖФ). Коэффициент трения навоза по металлическим поверхностям находится в пределах 0,85…1,00. Зависит от влажности и нормального давления. При увеличении влажности и нормального давления – уменьшается (см. рис.).

Коэффициент трения движения

Навоз 2-х месячного хранения (W0=75%)

Сталь

Дерево

Резина

0,7

0,8

0,9

Коэффициент трения покоя

Навоз 2-хмесячного хранения (W0=75%)

Сталь

Дерево

Резина

1,1

0,8

0,9

 

Рис. Зависимость коэффициента трения покоя Kп от давления Р при перемещении относительно: 1 – стали, 2 – дерева, 3 – резины.

Угол естественного откоса при увеличении степени разложения органических удобрений уменьшается с 50° до 38°.

– навоз коровий соломистый.

– компост.

Липкость – прилипание

Удобрение

Влажность

Удельное усилие отрыва от поверхности прилипания, Н/см2

Сталь

Дерево

Резина

Навоз коровий

75

15

2,7

2,3

–"–

95

9

Навоз свиной

60

6

–"–

90

5

Торфяная

70

0,5

Крошка

90

1

С увеличением давления липкость растет.

Как видно из графика с увеличением влажности липкость увеличивается до какой-то отметки, а затем уменьшается.

 

Рис. Зависимость G от относительной влажности торфо-соломистого навоза.

Скорость витания торфа – 2…13 м/с.

С увеличением Vb коэффициент парусности уменьшается.

Рис. Зависимость Vb органических удобрений от их влажности и диаметра.

Сопротивление сдвигу является важнейшей характеристикой определяющей способы, средства механизации погрузки, разгрузки и транспортировки:

,

Где – (Тау)касательное напряжение, Н/см2;

N – нормальное давление, Н/см2;

Fвн – коэффициент внутреннего трения;

– начальное сопротивление сдвигу, сужение, .

 

Литература

1.  Хайлис Г. А. и др. Механико – технологические свойства сельскохозяйственных материалов – Луцк. ЛГТУ, 1998. – 268 с.

2. Ковалев Н. Г., Хайлис Г. А., Ковалев М. М. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства). — М.: ИК «Родник», журнал «Аграрная наука», 1998.—208 с., ил. 113.—(Учебники и учеб, пособия для высш. учеб, заведений).

3. Физико – механические свойства растений, почв и удобрений. - М.: Колос, 1970.

4. Скотников В. А. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам. – Минск: Урожай, 1984. – 375 с.

5. Методика изучения физико-механических свойств сельскохозяйственных растений. М.: ВИСХОМ, 1960. -–269 с.

6.  Карпенко А. Н., Халаский В. М. Сельскохозяйственные машины. – М.: “Агропромиздат”, 1983. – 522 с.

7.  Научные труды и статьи.


Технологические свойства удобрений и химикатов - 4.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить