10138

выращивают рассаду. Основными выращиваемыми культурами в теплицах яв-

ляются огурцы и томаты, а также зимние посевные и выгонные культуры: лук,

салат, редис.

В теплицах в холодный период года следует предусматривать несколько основных самостоятельных систем водяного отопления: шатровую, цокольную,

подпочвенную, контурную надпочвенную, надпочвенную. Расстояния от боко-

вых и торцевых ограждений до растений (томаты, огурцы) принимаются не ме-

нее 0,6 м; от стационарных отопительных приборов — 0,4 м; для рассады — минимально возможное.

В теплицах для дополнительного отопления могут использоваться лампы накаливания. Они устанавливаются на высоте 0,5…1,5 м таким образом, чтобы лучистый поток от них был направлен в рабочую зону.

Газовоздушный обогрев возможен путем непосредственного сжигания га-

за в теплице или нагревания воздуха в газовоздушных калориферах. Как прави-

ло, используют комбинированный обогрев, когда в теплицу поступает теплота от продуктов сгорания газа и от нагретого воздуха. В этом случае отпадает необходимость в применении генераторов углекислого газа, т. к. при сжигании газа в воздух поступает достаточное количество СО2.

При пропаривании грунта для его обеззараживания температура на глу-

бине 0,3 м должна быть не менее 70 °С. Продолжительность пропаривания — не менее 10 ч при давлении пара под пленкой 50…80 Па. Подачу пара осу-

ществляют по специальному паропроводу.

Вентиляция теплиц в холодный период года при отсутствии воздушного отопления осуществляется только за счет инфильтрации и эксфильтрации через наружные ограждения

В теплый период года способы снятия перегрева делятся на три группы:

предупреждение перегрева, устранения перегрева, комбинированное снятие пе-

регрева. Наиболее перспективна комплексная система снятия перегрева, кото-

рая заключается в ступенчатом включении отдельных ее элементов в периоды увеличения интенсивности солнечной радиации по временам года и в течение

20

светового дня. Эффективность такой системы заключается в использовании в продолжении длительного периода пассивных и неэнергоемких конструктив-

ных элементов систем обеспечения микроклимата (фрамуги, проемы, аэраци-

онные шахты) и кратковременно включаемых активных элементов: механиче-

ской вентиляции и установок водоаэрозольного охлаждения. Более подробно вопросы отопления и вентиляции теплиц будут рассмотрены в главе 7.

При выращивании зимне-весенней культуры огурца партенокарпического сорта рекомендуется в солнечную погоду поддерживать температуру воздуха в теплице tв = 22…24 °С, ночью снижать температуру до tв = 17…18 °С при отно-

сительной влажности воздуха φв = 75…80 %. В период плодоношения в сол-

нечную погоду tв = 24…26 °С, φв = 80…85 %. Оптимальная температура по-

верхности грунта составляет τгр = 22…24 °С. Концентрация СО2 по объему мо-

жет достигать КСО2 = 0,2…0,3 %.

Для культуры томата в зимне-весенний период до плодоношения темпе-

ратура воздуха tв должна быть в солнечную погоду 20…22 °С, в пасмурную —

18…20 °С, в ночное время — 15…16 °С. В период плодоношения, соответ-

ственно, — 22…26, 17…18, 15…16 °С при относительной влажности воздуха φв

= 60…65 %. Температура почвы должна быть не ниже 18 °С. Концентрация уг-

лекислого культур газа КСО2 = 0,2…0,3 %.

Для выгонных культур tв = 20…26 °С при φв = 70…80 % и значениях

КСО2 = 0,2…0,3 %.

Требуемые значения параметров воздуха tв, φв и КСО2 должны быть обес-

печены в пределах рабочей зоны, т. е. части объема теплицы, занятой растени-

ями. Высота рабочей зоны принимается до верхнего уровня биомассы. По мере роста растений она увеличивается от 0,3…0,5 м до 2,5 м.

Культивационные сооружения характеризуются высокой относительной влажностью почвы: при выращивании томатов содержание влаги в почве долж-

но составлять 70…80 % от полного насыщения; для огурцов — 70…80 % до плодоношения и 90 % в период плодоношения.

21

Скорость движения воздуха vв, м/с, в овощных теплицах в зоне растений в период плодоношения следует принимать: для огурцов 0,25…0,30; для томатов

— 0,30…0,50. Максимально допустимая скорость воздуха в теплице не должна превышать 1,0 м/с.

1.1.6. Установки для заготовки грубых кормов

Сено — один из основных компонентов питания крупного рогатого скота,

овец, лошадей. Стандартное сено (ГОСТ 4808-87) без питательных добавок при скармливании до насыщения полностью удовлетворяет потребность животных.

По основным элементам питательных веществ сено считается наиболее вы-

ровненным кормом. Перевариваемость сена составляет 50…60 %. В период ве-

гетации (выращивания) непосредственно скармливается не более 25…30 %

биологического урожая зеленых кормов, остальная масса расходуется в стойло-

вый период, длящийся до 6…8 мес.

Основным условием получения высококачественного сена является со-

кращение времени пребывания скошенной травы в поле, что возможно только в результате применения искусственного обезвоживания зеленой массы. Макси-

мальная продолжительность периода хранения свежескошенной травы в поле до момента появления плесени в зависимости от ее температуры и относитель-

ной влажности атмосферного воздуха приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Максимальный срок хранения, ч, в зависимости от относительной влажности воздуха в, %

Для предотвращения плесневения досушка травы до кондиционной влажности сена должна быть завершена за 5…6 сут. Плющение грубостебель-

чатых бобовых трав (люцерна, клевер и др.) во время скашивания приводит к

22

увеличению поверхности стеблей, повышению интенсивности испарения, бла-

годаря чему трава высыхает более равномерно.

Сушка травы в естественных условиях зависит от множества случайных погодных факторов, практически неуправляема и даже при строгом соблюде-

нии технологии уборки не может обеспечить качественного питательного со-

става корма. Отличием искусственной сушки с применением систем активной вентиляции является возможность создания и оперативного управления задан-

ными параметрами воздуха в слое сохнущей травы. Активное вентилирование применяется при сушке рассыпной и прессованной в тюки и рулоны травы.

Сено при хранении со временем меняет свои свойства. Потери сухого пи-

тательного органического вещества (кормовых единиц) в течение года в благо-

приятных условиях достигают 2...3 %. Хранение рассыпного сена в поле в скирдах без укрытия сопровождается потерями сухого питательного вещества до 40 %, укрытие скирды пленкой снижает их до 30 %, а укладка под навес или в сенохранилища — до 5 %. Прессованное сено под навесом имеет сохранность питательных веществ до 99 %. Хранение соломы в скирдах приводит к потерям ее питательных качеств до 15 %. Принципиальные схемы и основное оборудо-

вание систем активной вентиляции для сушки травы в сенохранилищах и уло-

женной в скирды в полевых условиях приведены на рис. 1.6. Строительство крытых сенохранилищ с активной вентиляцией (рис. 1.6 а)) является перспек-

тивной тенденцией при заготовке и хранении грубых кормов.

Рис. 1.6. Системы активной вентиляции для сушки травы: а) сенохранилище; б) скирда: 1 — вентилятор; 2 – воздухораспределительный канал; 3 – решетчатый пол; 4 – штабель сохнущей травы; 5 – хранилище

23

1.2.Основные показатели сельскохозяйственной продукции

1.2.1.Биологические показатели животных и птиц

Втаблице 1.4. приведено количество удельной теплоты, выделяемой жи-

вотными qж, Вт/гол., и птицами qпт, Вт/кг; количество водяных паров jж, г/(ч·гол.) и jпт, г/(ч·кг); количество углекислого газа, л/(ч·гол.), л/(ч·кг). Значения тепловыделений животных и птиц даны при температуре воздуха tв = 10 °С

и относительной влажности φв = 70 %. Выделение СО2 и водяных паров птица-

ми в ночное время составляет 60 % от приведенных значений. Выделения водя-

ных паров и углекислого газа для молодняка всех видов животных даны для конечного возраста каждой возрастной группы.

Количество теплоты и водяных паров, выделяемых животными и птицами в зависимости от температуры воздуха в помещении, определяется с учетом ко-

эффициента к1, приведенного в табл. 1.5.

1.2.2. Теплофизические и аэродинамические характеристики насыпи

сочного растительного сырья

Энергетическая основа жизни СРС в период хранения состоит в дыхании.

где ∆G° = –2 874 кДж — стандартное изменение свободной энергии, представ-

ляющее собой изменение свободной энергии системы ∆G, которая может быть

использована для совместной работы: ∆G = ∆U + p∆V +T∆S,

∆U — изменение внутренней энергии системы;

p∆V — работа, полученная или совершенная системой;

T∆S — теплота, полученная или отданная системой в окружающую среду.

Допустимая высота насыпей СРС hнас, м, с учетом физиологического со-

стояния и качества продукции составляет: картофеля — 5,0…6,0; столовой свеклы — 4,0…5,0; моркови — 2,8; лука — 3,6…4,0.

26

Средний размер dср, см, закладываемой на хранение продукции: клубней картофеля — 5,0 ± 0,5; кочанов капусты — 19,0 ± 3,0.

Насыпная плотность ρнас, кг/м3, продукции: картофеля — 680; свеклы сто-

ловой и моркови — 600; плотных кочанов капусты — 400; рыхлых кочанов —

150…250. Пористость насыпей картофеля, свеклы столовой и моркови состав-

ляет 0,45…0,50; лука — 0,35…0,37. Усадка насыпей в процессе хранения и увядание сырья уменьшают значения пористости на 25…35 %. Явные тепловы-

деления qсрс, Вт/м3 (Вт/т), среднереализуемых в практике хранения (убранных машинным способом) насыпей: клубней картофеля в основной период хране-

ния — 12 (17,6); кочанов капусты — 3,9…4,7 (9,7…11,7); корнеплодов моркови

и свеклы столовой — 7,3 (10,4) и 5,3 (9,0), соответственно.

Аэродинамическое сопротивление среднереализуемых в практике хране-

ния насыпей ро, Па/м, равно, соответственно, в начале и конце (после усадки)

хранения при фильтрационной (набегающей на слой) скорости воздуха uф, м/с:

Аэродинамическое сопротивление насыпей не превышает 10 % от потерь

давления в вентиляционных системах. Поэтому усадка не оказывает заметного влияния на отклонения режимов работы систем от расчетных.

Значения теплофизических показателей различных видов СРС (массовой теплоемкости ск, коэффициентов теплопроводности λк и температуропроводно-

сти aк продукции, составляющей каркас насыпи) приведены в таблице 1.6.

27

В пористой среде передача теплоты происходит теплопроводностью, кон-

векцией и излучением. В связи с малой разностью температуры поверхности СРС в насыпи или сохнущей травы в слое лучистой составляющей переноса пренебрегают. Оценка соотношения кондуктивного (за счет теплопроводности)

и конвективного переноса теплоты при наличии подвижности воздуха в слое осуществляется коэффициентом конвекции εк.

Для воздушных прослоек в замкнутом пористом слое εк = 1,0, когда

GrPr = Ra < 103. При других значениях числа Ra:

εк = 0,105Ra0,3, если 103 < Ra < 106; (1.17) εк = 0,40Ra0,2, если 106 < Ra < 1010.

Естественная конвекция становится преобладающим фактором переноса теплоты в пористых средах, начиная с числа Ra = 104…106. В насыпях СРС при естественной конвекции εк >> 70.

Поверхность влагообмена СРС с воздухом площадью Ау состоит из чере-

дующихся влажных участков (εиспAy), выделяющих скрытую теплоту, и относи-

тельно сухих участков Ay(1 – εисп), отдающих при охлаждении только явную теп-

лоту. Коэффициент испарительной способности εисп трактуется как доля гео-

метрической поверхности продукта, участвующая во влагообмене с такой же интенсивностью, как водяная пленка при смоченной водой или снятой кожуре с коэффициентом испарительной способности εисп = 1. Осредненные значения ко-

эффициентов εисп для овощей и фруктов приведены в таблице 1.7.

Рассмотренная теплофизическая характеристика εисп позволяет сделать практический вывод о возможностях совместного хранения различных видов продукции. Интенсивность испарения влаги плодоовощной продукцией на от-

крытом воздухе пропорциональна дефициту относительной влажности воздуха.

Поэтому СРС с большой испарительной способностью быстро увядает. При его хранении в ограниченном по объему замкнутом пространстве теплофизические процессы влагообмена будут иными.

Например, при совместном хранении моркови, имеющей большой коэф-

фициент испарительной способности εисп, и лука, у которого εисп ниже, морковь,

формируя благоприятный для себя влажностный режим, увянет, а лук увлаж-

нится за счет влаги, испарившейся из моркови, что вызовет его микробиологи-

ческую порчу, прорастание и иные негативные явления.

Основываясь на значениях коэффициентов испарительной способности

εисп, проведена классификация сельскохозяйственной продукции по совмести-

мости в процессе хранения и допустимым температурно-влажностным пара-

метрам воздушной среды в помещениях (табл. 1.8). Для каждой из перечислен-

ных в таблице группы продуктов необходимо иметь отдельные помещения, в

которых возможно создавать соответствующие индивидуальные параметры микроклимата.

29