ПРОЦЕС НЕСТАЦІОНАРНОГО РОЗПОДІЛУ ТЕПЛА В ГРУНТІ - Наукові конференції

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

ПРОЦЕС НЕСТАЦІОНАРНОГО РОЗПОДІЛУ ТЕПЛА В ГРУНТІ

14.09.2021 21:34

[3. Технічні науки]

Автор: Золотовська О.В., к.т.н., доцент, кафедра тракторів і сільськогосподарських машин, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро


Характер розповсюдження тепла в ґрунті має значення як для землеробства та рослинництва, так і для грунтоутворювального процесу.

Процесом формування вологи можна керувати при правильному підборі систем обробітку ґрунту (організація щільності на поверхні ґрунту). При цьому слід враховувати, що чим щільніший матеріал, тим менше він паропроникний. Тому на поверхні ґрунту повинні розташовуватися менш щільні, паропроникні та пористі матеріали, а далі на глибині ґрунту навпаки, - щільні, менш паропроникні матеріали, що дозволяють накопичувати вологу.

Для того щоб визначити швидкість вирівнювання температур, швидкість нагріву або охолодження ґрунту на глибині необхідно ввести таке поняття як температуропровідність. Тому що вирівнювання температур залежить і від об’ємної теплоємності. Також однієї теплопровідності не достатньо для визначення швидкості нагріву, тому що при близьких величинах теплопровідності ґрунту більш теплоємні будуть довше нагріватись  і остигати.

Дослідженням температурного режиму ґрунту та його властивостей [3, 4] визначено, що щільність і теплофізичні властивості ґрунту взаємозв’язані. Розподіл температури в ґрунтовому профілі залежить від інтенсивності теплообміну ґрунту з навколишнім середовищем. Отже, темп зміни температури в ґрунті визначається не лише внутрішніми тепловими характеристиками, але й умовами на поверхні ґрунту. За відсутності перешкод для теплообміну на поверхні інтенсивність теплообміну ґрунтового профілю із середовищем визначається його внутрішніми властивостями. Тому коефіцієнт перепаду температур на глибині і на поверхні ґрунту, відповідно до закону Фур’є, залежить від теплових властивостей і пропорційний температуропровідності. Коефіцієнт теплопровідності залежить від особливостей ґрунтового зразка, а саме, від гранулометричного та мінерального складу ґрунту, вологості та інш. Для визначення коефіцієнта теплопровідності можна використати закон Фур’є, якщо в лабораторних умовах задати стійкий температурний градієнт з різних сторін зразка. Слід зазначити, що теплопровідність істотно залежить від вологості, а отже, і від щільності ґрунту. Із збільшенням щільності відбувається зростання теплопровідності.

Однак задача визначення теплопровідності у вологому ґрунті  ускладняється тим, що потенціал води в ґрунті залежить від температури і тому температурний градієнт викликає переміщення тепла та вологи. В результаті чого, виникає змінення вологи в дослідному зразку, це призводить до зміни теплофізичних характеристик в момент дослідження. Проте слід зазначити, що стаціонарні методи  надають більш точні результати, якщо вони застосовуються щодо сухих ґрунтів. 

Визначення температурного поля в ґрунті, де діють вище викладені фактори  водночас можливо на базі рішення диференційного рівняння (1), який характеризує процес нестаціонарного розподілу тепла.




Результати рішення даного рівняння приведені на рис.1



Рис. 1. Залежність температурного поля від часу нагріву ґрунтового матеріалу

Наведені рівняння дозволяють визначити температурне поле ґрунтового зразка з такими теплофізичними параметрами, як теплопровідність, щільність, вологість, теплоємність; допоможуть визначити формування дослідного поля, його характер , також може бути основою не тільки для оцінки та аналізу, але й для прогнозу термічного режиму ґрунту. 

Список використаних джерел:

1. Золотовська О.В., Миронов О.С. Теплоизоляция поверхности почвы  ресурсосберегающей технологии. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. 2018. Випуск 28. С.51–58.

2. Золотовская Е.В., Миронов А.С. Теплоизоляция в сберегающем земледелии. Вісник Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету. 2015. № 4(38). С. 84-87.

3. Золотовська О.В. Стенд для дослідження вологості ґрунту. Збірник 5 міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології та інтенсифікація розвитку національного виробництва». Тернопіль. 2019. С. 98-98.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення