автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Обеззараживание почвы электродными нагревом в сооружениях защищенного грунта

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горпчкина

УДК 635.1/7.044 : 631.462 : 631.37.621.3

КАЛАМКАЖЕВ Цухит Хисметович

0БЕЗЗАРАЖИВАШ1Е ПОЧШ ЭЛЕКТРОДНШ НАГРЕВОМ В СООЕУН&ЛЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

Специальность 05.20,02 - Электрификация сельскохозяйственного производства

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 15В9 г.

Работа выполнена в Казахском научно-производственном объе- , динеиии механизации и электрификации сельского хозяйства.

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Баранов Л.А.

Официальные опоненты - академик ВАСХНИЛ, доктор технических

нау~, профессор Прищеп Л.Г,

1

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Молодцов И,И.

Еедущее предприятие - Научно-исследовательский институт овощного хозяйства (НИИОХ).

Защита состоится "$ и ^-г) г. в час. на заседа-

нии специализированного совета № 2 (К 120.12.02) Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства км. В.П.ТЪрячкина по адресу: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., 58.

Отзывы на автореферат, в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 127550, Москва, И-550, у1.Тимирязева, д.58, МИИСП, Ученый Совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИСПа.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат технических наук

АЛ1.Якименко

■ ОБЩАЯ ХАРШЕРИСТИСА

Актуальность работы. Для нормальной жизнедеятельности человека ему необходимо в среднем за год потреблять 130 кг евеких овощей. Дня круглогодичного снабжения овощами-трудящихся используют преимущественно теплиш зимние и весенние, из которых на душу населения необходимо получить в среднем 35 кг овощей. Основной технологией, принятой в стране, является технология . производства овощей на почве и различных почвенных субстратах. Условия выращивания овощных культур в теплицах способствуют накоплению в почве раэлишх источников заболеваний растений, преимущественно грибковых, и вредителей, способных снизить урожайность до 70...80^ или почти полностью уничтожить его.

Основной способ борьбы с заболеваниями растений, передаваемыми через почву, это ее обеззараживание. Распространение получили химический способ, с использованием различных препаратов, и энергетический, с применением различных видов энергии (пара, электричества, радиационный и т.д.). Наиболее совершенным, универсальным по своему воздействию на патогенные микроорганизмы почвы и вредителей, и обеспечивающим возможность .чеханкэаиин и автоматизации процесса обеззараживания является электротермический способ. Поэтому обеззараживание'почвы электродным нагрйгм является перспективным направлением в решении данной проблемы.

Цель и задачи исследований. Целью доследований является разработка рационального олентротермического способа обеззараживания, агрегата и элективных режимов его работы. Для достижения поставленной цели необходимо реше-.ие следующих задач:

1. Разработка математических моделей процесса электротермической обработки с лереиещащимися в почве дисковыми электродами.

2. Исследование призлектродной зоны с целью повышения оффея-тивнссти электротермической обработки почвы.

3. Обоснование параметров электротермической обработки почвы.

4. Разработка, мобильного электротермического обеззараж^ва-телч почвы и исследование уел jhR его безопасной эксплуатации.

5. Хозлйственьые испытания и техьико-эксноническая осанка эффективности использования мобильного электротермического обез-оараживателя почвы.

Методы исследований. В процессе выполнения работы использованы: методы математического к Физического моделирования, метода аналитического решення уравнений -математической физики, теория электромагнитного поля, специально разработанные способы и методики эксперимент -льннгс исследований теплообмена в лабораторных и натурных условиях, и типовые методики определения эффективности обеззараживания почвы против возбудителей болезней и вредителей овощных культур, а тактке агрохимического анализа почвы. При обработке экспериментальных данных использованы методы прикладной статистики. Расчеты, связанные с применением ЭВМ, выполнены в основном по известным программам.

Научная новизна. Построены и получены аналитические решения математических моделей электродного нагрева почвы тзплиц и теплообмена между нагретым деятельным слоем почвы и никним. Изучена роль переходного контактного сопротивления электрода с почвой в процессе нагрева, на основании которой разработан и научно- обоснован способ снижения егоВыявлены оптимальные энергетические режимы работы электрообеззараживателя и зависимости: электрической проводимости приэлектродной зоны от влажности и плотности почвы, скорости движения электродов; потерь гнергии от напряженности электрического поля, а тг.кке переходного контактного сопротивления от степени влажности электрода. Установлены биологически эффективные режимы обработки почвы в отношении к различным возбудителям заболеваний и вредителям ого!ц:шх культур.

Практическая ценность. На основания результатов теоретических V экспериментальных исследований создан электрообезза-ракиватель, новизна к полезность которого подтверждена двумя авторскими свидетельствами на. изобретения. Опытные образцы элгктрообеззара.живателя внедрены в совхозах "Гурьевский" и "Первомайский" Гурьевской области, I; в тепличном хозяйстве Производственного объединения "Мангышлпкнефть'1 Мангчгаткской области (г.Новый Узень). Средняя годовая экономическая эффективность алентрообеззг.ракйвэ.теля составляет 1600 рублей на 1000 кв.ы защищенного грунта. Электродный обеззараживатель включен в систему машин для комплексной механчзашш сельскохозяйственного производства на 1966-1990 годы (Ччсть I. Растениеводство. Позиция 66.).

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на конференциях- и совещаниях: молодых ученых Восточного отделения ВАСХНИЛ (г.Алма-Ата, 19"'8 г.); научных работников НПО Каосельхозмеханизания (г.Алма-Ата, 1962; 1984 гг.), на научно-методическом совещании "Электрификация мобильных процессов е растрпяеподстве и животноводстве" (г.Челябинск, 1963 v.), на Всесоюзном совещании по системе машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте ("г.Москва, IS60 г.), на заседании лаборатории электрификации защищенного грунта ВИЭСХ (г.Москва, 1966 г.).

Публикет. . По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 120 страницах машинописного трчста, иллюстрирована 41 рисунком, содержит 16 таблиц и 12 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава. I. Анализ современного состояния' обеззараживания почвы защищенного грунта и постановка задач исследования.

На основе обзора литературы выполнена систематизация почво-обитапцпх -источников заболеваний и вредителей овощных культ; , с представлением их характеристики. Они отличаются большим видовым составом п высокой численностью.

Выполнен критический анализ существующих способов и технических средств обеззараживания почвы в сооружениях защищенного грунта. Предложена их класс гфжагля с: учетом способов непосредственного боэдействия на возбудителей, по виду теплоносителя и по конструктивному исполнению. Показано влияние электротермического нагрева на почвенные фитопатогеннне организш и ее плодородие. Результаты лсследовэний электротермического обеззараживать почвы теплиц (Л.Г.Прицепа, И. <5. Бородина, Р.А.«..<спяна, Р.Давтяна, В.М.Гарбуза, If.Г'.Демерчяла, Т.)!. Кпбалоева) показывает, что при электродном обеззараживании почвы, наряду с термическим действием на (*.итоп-тгогеннь,е организмы, специфическое действие оказн-вает и величина зчектрическог тока, проходящего через почву. При соответствующей подборе влажности почвы и плстюсти ' ял гибель оспошт вредителе!; и возбудителей болезни наступает прл ччзмпературч.ч гороздр меньше (на 20... 30°0), чем при термическом

(I пример, паровом) обеззараживании, и составляет 55.,.65°С, а время воздействия сокращается в 10...20 раз.

Установлено, что электротермический (электродный) способ обеззараживают является наиболее эффективным с точки зрения воздействия на фитопатогеннче организмы почвы. Этот способ наиболее доступен для механизации и автоматизации. Из современных технических- средств электродного обеззараживания почвы наиболее перспективными являются мобильные электродные обезоарансивагели. Известные мобильные электрообеззараживателн малопроизводительны, имею'! отдельную приводную станцию и специальную конструкцию электрода, что определяет его сложность, в частности невозможность быстрого и многократного использования в различных теплицах. Нет теоретических исследований: нагрева почвп при обеззараживании электродными мобильными агрегатами, процесса теплообмена между нагретыми и холодными слоями почвы; контактного 1 сопротивления электрода с почвой и т.д. В результате невозможна, научш-обоснованнал разработка рациональных конструкций электротермических обегзараживатеяей и эффективных режимов их работы. Кроме этого, электротермическое обеззараживание в настоящем не оо'еспе'.иьает равномерности тешературного поля.

Глава П. Теоретическое исследования электротермического обеззараживания почвы.

Одним из перспективных направлений электротермического обеззараживания является разработка мобильных агрегатов, электроды которых выполнены в виде вращахщкхся. дисков. Электрический тек, проходящий в почве нежду заглубленными частями дисков, нагревает ее до необходимой температуры. Уравнение теплопроводности для данной задачи имеет вид:

г3гТ(*,чх) .

д'х} дзг .] ср т

где температуропроводность почвы, ¡л'/с\ (¡(¡Х.У,- удельная мощность внутреннего объемного источника теплоты, кДж/'ыга• с; зависящего от координат ( ,Х ; у) рассматриваемой точки, времени (Т) от начала процесса нагрева и температуры почвы в рассматриваемой точке (Т ); С/>~ объемная теплоемкость, кДЖ/мэ'°С.

В силу малого значения первого 'шена в правой части уравнения (I), со вторым (в 1000 раз меньше) им можно пренебречь.

Уравнение (Г'

Б

существенно упрощается й принимает вид:

дТ(х.*,т)_ _ (2)

— ~ Ср

где V - скорость движения олектрообеззараживателя, и/с.

Нагрев слоя почвы на глубине х<й осуществляется от темне-ратуры Т0 до необходимой.температуры Тк, определяемой из уравнения: Г"Г ¿Т _

^ ' (3)

где Я - радиус дискового электрода, и. Решение выражения (3) принимает вид:

(гк -Г0 )(^р-) ^ 1 Г^^/с'р ■ V' (4)

Скорость движения определяется выражением:

. и--- с> . <5)

Нагретый верхний слой почвы в процессе охлаждения играет роль нагревательного элемента по отношению к нижележащему слою. • С целью рационального расхода энергии и выявления оптимальных режимов работы различных агрегатов установили законе ернос.ть формирования температурного поля почвы теплиц для указанных условий. Полученные аналитические ^шения построенной математической модели процесса теплообмена в почве л имеют следу«,-щий вид: г, (к, Г) = тт (ти-Т„) [е ?/с~

где 7", (х,у) иТ^х.ч') ~ температура в верхнем и нижнем слое почвы на глубине х в момент 'С1 °С] тт иТг-соответственно начальная температура верхнего и никнего слоев почвы, Тд - температура Еоздуха п теплице, "С; К- коэффициент, характеризующий интенсивность охлаждения почаи, град/'с. Результаты экспериментов показывают, что.его значение находится в.прямой знвисимоспи от объемной теплоемкости ( ) и находится в интервале 0,03...0,26. Н ~ 'лубина обработки, м.

Исследований переходного контактного злоктрического с .фо-тивления выполнено на основе анализа физической и электричэской модели контактной пони злектрода с почвой, с учетом влажности

по .эд и ее плотности, скорости движения электрода, напряженности и проводимости приэлектродной зоны. Для обеспечения равномерного нагрева всего межзлектродного объема предложено следующее соотношение скорости нагрева приэлектродной зоны и ыежэлектрод-ного объема почвы:

где A't«р^jкоэффшизнт влажности поверхности электрода;

"U^^ и скорости нагрева приэлектродной зоны и межэлектродного объема почвы, град/с. ; j- .плотность TOKa.A/V^j' - удельное электрическое сопротивление почвенной влаги, Ом-м; рабочая'площадь электрода, М2 ; F^- площадь части электрода, покрытой влагой, мг. Таким образом для равенства интенсивности нагрева приэлектродной зоны и межэлектродного объема почвы необходимо коэффициент влажности поверхности электрода ' ( поддерживать близго к единице.

Мощность объемного внутреннего источника теплоты зависит от температуры, что объясняется изменением величины тока от температуры нежэлектроднего объема почвы. По результатам наших экспериментов изменение величины тока до температуры 70;..80°С находится в линейной зависимости от повышения температуры и еы-

иакается следующей формулой:

где и значения токов (А), соответствующее начальной

Т'0 и коночной температуря почвы T« = 70...80°С; ••

- т'очечпее- повьгасиие температусу, °С; о,- —> А/гр«Л •

Решая уравнение теплового баланса межэлеглродного объема почвы, нагреваемого трехфазным током, получаем аналитическое выра-эьспозипии:

при иовтерио-крятковремгяном режиме работы олектрообоззара-уи5йтеля vßyj rJjui'JK-Jc) .Uli

г_ <>*>д_______ ~г НП^'Г!!.

яиъ/i "(ю)

Tip- непрерывном режиме работы электрообезяаракквателг (движущем-

где М- напряжение, & ; расстояние между электродами,м ; 4 - длина дут'и участка электрода, находящегося в активной работе,м ; 3'- глубина рассматриваемого слоя почвы, м . Оптимальную скорость движения электрообеззараживателя с дисковыми электродами и экспозицию в зависимости от плотности тока и радиуса электрода можно определить по предложенной номограмме (рис.1).

В результате исследований потерь энергии при электродном обеззараживании в зависимости от напряженности электрического поля получена следующая формула оптимального значения напряженности: _ ^^ \

л.Л.р

где = - • плотность теплового потока через поверхность почвы Р , 8г/мг ; ^ - необходимое количество теплоты для нагрева единицы объема почвы, кДж/иГ!; б*^- удельная проводимость почвы, 1/Ом'М; 1'2 — 'IЛ ^ ' ,{ -плот-

ность тока по слоям почвы, А/м^. .

Глава Ш. Описание программы и методики экспериментальных исследований.

Программа экспериментов построена в соответствии с требованиями сформулированных задач исследований. Для проведения экспериментов, связанных с шяьлением оптимальной формы и геометрических размеров электродов', исследованием условий применения электродного нагрева почвн," а также выявления оптимальных регимов работы электротермического обеозараживателя изготовлен специальный почвенный какал. Размеры канала 3,5х1,2х 0,5 м, при этом он теплоизолирован от окружающей среды. Канал заполнен почвой из теплиш. Для проведения ог тпв по выявлению наиболее экономичного рода тока и напряжения, где применяли электроды небольших размеров, использовали полимерные ом-кости различии* размеров. Дпн определения в^пмности почвы ие-гпльпорпли г-риоста г;егкнй метод. Плотность почпы определили известным истодом отбор-г сбрл.н'ов по"ш. Подготовка поч?" с зчд-'.нной яламюсть:-: осугествлялась с первоигтльшм рыхлением ее и зби.'чл^'и шкивом о нос*едуще!5 п о5опчоЯ суякоЯ. в течени-.-С'...5 су«"к. Дч!> г.пмс^ния теотт«,рату~

\Г1!?Л'с

[Ш

ш экспозиция Т для точки на глубине x:,

о,го

о и0>

ГДЕ То-ЭКСП03НЦИЯ

ТОЧКИ ПРИ ^З Ю"1^-.

Рис. I. Номограмма для определения скорости движения обезэараживателя и экспозиции

ры"использовали ртутные термометры и термопары. Измерение тока, напряжения и потребляемой мощности осуществляли по общепринятой методике с использованием комплекта измерительных приборов. Для измерения переходного контактного сопротивления была разработана схема (рис.2), при этом емкость из пластмассы разделена аиектро-д?ли на три зоны.

Ркс.Л. Схема, опыта для измерения переходного контактного сопротивления электрода с почвой. I - основная зона; и ■> - приолектродная зона; 3 - основной электрод;' - дополнительный. а '

■ Дополнительные электроды закрепляли к стенкам и дну емкости эпоксидным клеем, что исключало возможность проникновения влаги из соседних зон. В процессе опыта для увеличения влажности в приолектродные зоны подавали расчетную порцию воды.

В опытах с применением трехфазного тока использовали наиболее экономичную схему соединения, при которой потери от утечек тока минимальные.

На основании результатов лабораторных экспериментов разработан мобильный электротермический обеззараживатель, кон* тру иия которого отражена на рис.3.

Гис. 3. Электротермический • обеззараживатель почвы.

1 - электродная камера;

2 - электроды; 3 - р^.юятка управления, 4 - токосъемное устройство; 5 - опорные подшипники; 6 - кран водяной;

7 - ходовое колесо; 8 -питающий каоель; 9 - силовая часть-10 - водораспределительный коллектор; II - цепная передача; 12 - инфракрасный нагреватель.

бощ

При определении условий эффективного электродного нагрева почвы испытания электрообезэараживателя осуществляли с подачей и без подачи воды на поверхность электродов в местах вхождения их в почву.

Глава 1У. Экспериментальные исследования электротермического обеззараживания почвы теплиц.

Для выявления наиболее экономичного рода тока н оптимальной напряженности провели эксперименты с использованием переменного и постоянного тока. Для получения постоянного тока использовали однополупериодную и двухполупериоднуг схемы с применением силовых кремниевых вентллей ВК-2-Ю0. Результаты экспериментов показывают, что наиболее экономично по энергозатратам использование верченного тока. Во всех оттг -тиигние*. '

го

ности поля удельные энергозатраты уменьшаются. Оптимальной является область напряженности в пределах 25...30 В/см при влажности почвы 35...40$. Снижение энергозатрат при повышении напряженности поля до ук-.занньтх значений объясняется уменьшением пс • терь энергии за счет сокращения продолжительности нагрева. Повышение энергозатрат при напряженности поля свыше 30 В/см происходят за счет увеличения потерь энергии о™ глубинных токов и появлением парообразования в приэлентродных зонах.

Лабораторные и натурные экспериментальные данные по электродному нагреву почвы и ее охлажддамп подтверждают результаты теоретических исследований. Учитывая, что почвЦ. является проводником второго рода н по мере нагрева ее электропроводность увеличивается, интенсивность процесса нагрева возрастает. Указанное подтверждено экспериментально, при этом интенсивность нагрева

возрастает до температуры 70...В0°С. После этой температуры скорость заметно снижается, и при достижении температуры кипения

почвенной жидкости рост температуры прекращается. При температуре свгпе 90°С начинается интенсивное.парообразование, и на него полностью расходуется подводимая энергия. Нагрев слоев почвы вне межэлектроднбго объема происходит в основном за счет теплопроводности, и динамика температуры практически полностью совпадает с расчетными значениями. Данные опытов показывают, что у кромок электродов наблюдается краевой эффект, следствием которого является нагрев электрическим током'почвы вне межэлектродного объема, - температура-ТГ ^ек в плоскост • на уровне кромок электродов ниже, чем в межэлектродной зоне. При уменьшении напряженности поля с 25 В/см до 15 В/см время нагрева возрастает в 3 раза. В результате этого осуществляется больной нагрев почвы вне мекэлектродного объема. Так, например, на глубине' 150 мм нагреп почвк достигает 62°С против 48°С. Установили, что при нагреве по^вы до 85..Л00°0 в межэлектродном объеме пагубная для фнто-патогенлнх микроорганизмов температура сохраняется в течение часа. Результаты экспериментов обеззараживания дисковыми электродами покалывают, что по глубине до 80$ максимального заглублении электродов наблюдается npai {четкая раьномернг,-ть нагрева почрк.' А в плоскости нг указанной глубине неравномерность температур) на irpetnnner Г

¿кепгеютнтлльние данные но исчлоипшо тепи'ратусн почг-ы по

глубине при rtc*ao*bc->o)t.?Ft№ wckoei« п,,г-1:тр::дэ г- "придет- н-.ены из уме.4.

Рис.4. Изменение» температуры почвы при обработке дисковыми электродами в зависимости от глубины/*..) :

1. 600 мм (ht 250 : i);

2. d= 500 мм (к Л= 200 мм) •

3. d9 = 400 мм (h "•= 150 мм);

4. J_,= 340 мм (ll я 120 мл)}

где /l- заглубление электрода в почву.

Распределение плотности тока по глубине почвы, как показали эксперименты, обусловлены влажностью почвы. На основании экспериментальных данных предложена эмпирическая формула зависимости удельного электрического сопротивления почвы (j>) от влажности ( W ) и температуры ( т ), имепцая вид:

J>- 5,61- í, U VV-/, 63T + Ü, t j Vi' T+0,5¿ W >0Д6Т2 (13)

При подаче воды к местам вхождения впо^ву электродов, вода играет двоякую роль: во-первых, стекая по поверхности, она охлаждает электроды и но дает им нагреваться раньше, чем объем почвы, а, во-вторых, з-лолняя образующиеся при движении электродов зазоры между ними и почвой, обеспечивает достаточный контакт для прохождения тока и, тем самым, переходное сопротивление резко снижается. Неравномерность нагрева почвы пры этом незначительна и находится в пределах Ь...7°С.

На рис. 5 предетаплены экспериментальные данные в виде графиков нагрева 1.„чек при подаче воды на электроды.

Анализ результатов экспериментов по определению потенциального пом электродной зоны показывает, что при системе электродов "фаза-нуль" опасность поражения электрическим токоы сохраняется около электродов на расстоянии до 400 ш от них. За нулевым электродом при тг;'ой системе на ргестс,пгии до 300 ым на-

(О

блюдается возрастание потенциала. При использовании системы электродов "нуль-фаза-нуль" за электродами опасных потенциалов не возникает.

■ •- - • ■ Рис.5. Динамика

нагрева почвы при подаче воды к электродам: 1;2-при\И= 40£; З^-приУ^ 21%; 1;3- в приэлект-родной зоне; 2;4 - в медалект-родном объеме^

т;с

95 80 70 60 50 411

I 1 ^ и

1 /А

1 // •

/ Ул //

Л /

У

1/

го «о

60 80

120 ЬО

т.е.

При длине шага обслуживающего персонала до 400 мы шаговое напряжение на расстоянии I м'от установки .не превышает 10 В, что

гарантирует безопасность.

Во время опытов через равные промежутки времени измеряли величину тока. На рис. 6 представлены результаты наблюдения за величиной тока.

В опыте без подачи вода, уменьшение величины тока наблюдается при достижении помпой температуры 40°С, что происходит через 45...50 с. Это снижение объясняется иссушением контактного слоя по^вы. При подаче воды на повер юсть электродов уменьшение величины юка добл,-делось лишь после нагрева всего объема почвы

до 90°С через 100...П5 с.

Дгя опоеделениг оптимальны* режимов работы обеззараживате-лл с^и т;с.ч'т^1'лены мкогофакторные оксперииентн в лабораторных

условиях с использованием разработанного.злектрообеззараживателя.

Рис.6. Динамика величины тока в процессе электродного нагрева,почвы при

Е = 30 В/см: I - без пгчачи воды к поверхности электродов;

2-е подаче», води.

На основе результатов экспериментов и решения уравнения ре~ грессии получены следующие оптимальные значения исследуемых параметров: влажность почвы 39,Щ, напряженность поля 26,0 В/см, продолжительность нагрева 106,6 с.

Для выявления действия электродного нагрева на подвижные элементы почвы провели агрохимический анализ образцов почвы совхоза Турьевский" и пригородной т. ллги г. Гурьева до и после обработки. В результате установили, что во всех опытах наблюдался количественный рост нитратного азота, аммонийного азота, кальция и магния. Это обстоятельство положительно влияет на рост и развитие растений.

Глава У. Производственная проверка и экономическая эффективность электротермического обеззараживания почеьь

Опытные образцы мобильного электротермического обеззаратш-вагеля прошли производственную проверку в теплинах совхозах 'Турьевский" и "Первомайский" Гурьевской области и в тепличном хозяйстве города Новый Уэень М»;ггьшглакской области. Основное назначение электротермического агрегата ~ предпосевная обработка почвы. Агрегат путем перестановки электродов может проводить обработку на различную глубину. Его потребляемая мощность -

20-55 кЕт, а производительность 10,0 - 14,0 м^/ч. Рабочие органы сбеозараживателя (диски) отдельно испытывали на работоспособность р. теплице Казахского научно-исследовательского

института защити растений. Результаты испытаний показали высокую надежность и эффективность рабочих органов. Проведены агрохимические и микробиологические анализы в институте почвоведения АН Казахский CJ3, Результаты анализов показывает, что при обработке почвы до температуры 70,..В0°С в ней впоследствии наблюдается рост общего количества микроорганизмов по сравнению с необработанной почвой. При более глубпоЯ обработке (с температурой выше 50°С) наблюдается обратная картина. Причем, чем выше температура нагрева, теы меньше выживаемость микроорганизмов. Р. зультаты микробиологического анализа показывают, что более благоприятным является режим кратковременного нагрева почвы до 80°С. Анализ экспериментальных данных показывает, что в процессе подавления спор грибов играют роль не только температура и время нагрева, но и плотность электрического-тока.

Таким образом, прямыми опытами доказано действие электрического тока , направленного на уничтожение возбудителей болезней. о

Эк :перименты показали, что коэффициент полезного действия обоэзаракивателя составляет 0,86. Экономическая эффективность обеззаракпвателя определена в сравнении с распространенным в практике тепличных комбинатов паро-шатровым способом обеззараживания. В результате годовой экономический эффект от примеие-ч ния одного электрообеззараживателя составляет 1630 руб. на 1000 и'" защищенного грунта, а срок окупаемости его - 5 лет.

ВЫВОДЫ

I. Разработаны математические модели процесса электротермической обработки с перемещакщшися в почве дисковыми электродами, П031'0лящи1М установить закономерности формирования температурного полл, изыскать рациональную конструкцию обсззараживате-ля и оптимизировать параметры обработки.

.2. Выявлено путем моделирования приэлектродной зоны, что переходное сопротивление является определявшим элементом электродного Kfa'pexia печвы. Разработан способ ешкешя переходного сопротивления ny-rei: подачи доз. „хш&нкого количест 'а воды на по-верхнее?;; электродов, что обеспечивает внеокув иитенсиыкУЧ'ь и риьнокерность н&грс? . Неравномерность нагрева межслектродного оогвмъ почвы при это:.: не прсвишает Ь-'РС, п время нагрева до томпррлтури Ь0-§С°С iip» практически распространенной платности

почвы 35...40$ не превышает 2 мин.

3. Подтверждена целесообразность применения дисковых электродов как наиболее отвечакщих требованиям технологии обеззараживания почвы и обепечива'ощих равномерность нагрева обеззараживаемого с оя. При работе с дисковыми элентродают колебание температуры почвы по глубине обработки не превкгазет 3,2$.

4. Установлено, что напряженность электрического „юля в пределах 25x10^ - 30x10^ В/и обеспечивает минимальные энергозатраты электродного нагрева почвы.

5. После электродного нагрела до температуры 85-90°ь в обрабатываемом слое почвы сохраняется летальная для фитспатоген-ных организмов температура (60°С) в течение не менее I часа, что способствует повышению эффективности обеззараживания.

6. Электротермическая обработка оказывает положительное

влияние на содержание питатег-чкых элементов и микроорганизмов в

почве. Полное подавление йитопатогенных грибов достигнуто при

плотности тока 70-150 и нагреве почвы до 60-90°С. см

7. Наибольший биологический эффект при электротермической обработке почвы достигается при плотности тона 70-150 МА/'сы^, тешература нагрева 80°С и времени нагрзва в пределах 1,5-2,0 мин.

8. Разработанный новы?? мобильны" об?зэзараживатель обеспечивает эффективную обработку почвы. Новизна и.полезность обез-зараживателя подтверждены авторскими свидетельствами '.» 523366 и Р 982554. Изготовленье опытные образцы обеззаракивателя отливаются конструкцией рчектродов и технологией обработки почвы путем подачи воды на их поверхность.

9. Оптималыташ параметрами работа разработанного обэзза-рагывателч являются: влажность почвы жоло 4С$, напряженность электрического поля 26x10*" В/ы.

10. Годовой экономический аффект от применения электротермического обечзара-'ивателя по еравнегшо с па.ро-шат;ювцм способом обеззараживания составляет 1600 руб. на 1000 м"~ зацп'лекно-го грунта.

Основные результаты исследований изложены в следуудих работах:

Условия термической гибе/и ссмгн-сорнякоь.-В кн."I научная конТюроншя ыо/шд.гс ученых Р-рс?очн^го отделен:3 ЫСХЖ? Лоп-лта, К//«, с.42-46.

2. К разработке эффективного способа электротермической обработки почвы в -эщиценном грунте. - Вестник -¡ельскохозяйст -венной науки Казахстана, № 10, 1979 г., с.70-7?..

3. Исследование электродного нагрева защищенного грунта. -Бестник сельскохозяйственной науки Казахстана, № 4, 1560, с.85-87.

4^ Электродный стерилизатор почвы парников и теплиц. -Алма-Ата, КазШШТИ, 1960,-6 с.

5. Исследование условий применения электродного нагрева почвы. - Бестник с/х науки Казахстана, № 3, 1981, с.64-87.

Применение электронагревательных устройств в культивационных сооружениях защищенного грунта (рекомендации). - Алма-Ата, Кайнар, 1961,-24 с.

7. Геометрические размеры и форма электрода мобильного термоэлектрического обеззараживателя почвы. - Бестник сельскохо-зяйстве>иой науки Казахстана, )■'• 10,1982, с.87-90.

8?' А.С. № 923386 (СССР).'Устройство для стерилизации почвы. - Опубл. в В.И.,1982, № 16.

9?> А.С.

№ 982Б54 (СССР). Устройство для электротермической стерилизации почвы. - Опубл. в Б.И. 1982, № 47.

10*' Электротермическое обеззараживание почвы в теплицах.-Механизация и электрификация сельского хозяйства, N° Ь, 1983, с. 42-41,

•II. Обоснование параметров машины для обеззараживания почвы. - В кн.: Сборник научных трудов НПО•"Казсельхозмеханизация". Комплексная механизация производственных процессов в сельском хозяйстве, Алма-Ата, Кайнар, 1963, с.216-222.

12*)

Обработка почвы в культивационных сооружениях защищенного грунта. - Алма-Ата, КазШПШТИ, 1965,'-50 с.

13, Исследование переходного сопротивления. - Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, !•" 5, 1936, с.84-87.

14, Потери энергии электродного нагрева почвы. - Вестстк сельскохозяйственной науки Каяг згане, 1989, (лриглго для публикации) .

Работы выполнены в соацторстхе