Визначення вологості сільськогосподарських матеріалів

МЕХАНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАТЕРІАЛІВ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт для студентів спеціальності 6.100202 – процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва та спеціальності 6.050503 - машинобудування

 

 

Вінниця 2012

Механіко-технологічні властивості сільськогосподарських матеріалів. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт для студентів спеціальності 6.100202 – процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва та спеціальності 6.050503 – машинобудування. / Укладач І.Г. Липовий. – Вінниця: ВНАУ, 2012 – 43 с.

 

 

Укладач: старший викладач кафедри «Процеси та обладнання переробних і харчових виробництв ім. професора П.С. Берника І.Г. Липовий

 

 

Рецензенти: к.т.н. доцент кафедри ЕМТП і РМ ВНАУ Д.Г. Кондратюк

 

Рекомендовано до друку:

- методичною комісією факультету механізації і електрифікації сільського господарства ВНАУ. Протокол № від

- навчально-методичною комісією Вінницького національного аграрного університету. Протокол № від

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………….....4

Лабораторна робота № 1 Визначення вологості сільськогосподарських матеріалів......……………………………………………………………………..….5

Лабораторна робота № 2 Визначення твердості і коефіцієнта об’ємного зминання ґрунту..……………………………………………………………….…..10

Лабораторна робота № 3 Визначення липкості ґрунту …………………….14

Лабораторна робота № 4 Визначення характеристик зовнішнього тертя сільськогосподарських матеріалів по різних поверхнях………………………...18

Лабораторна робота № 5 Визначення характеристик внутрішнього тертя сипких матеріалів…………………………………………………………………..22

Лабораторна робота № 6 Визначення характеристик перерізання сільськогосподарських матеріалів………………………………………………..26

Лабораторна робота № 7 Визначення показників обмолочування сільськогосподарських культур………………………………………………..…32

Лабораторна робота № 8 Визначення розмірних характеристик зерна..…38

Список рекомендованої літератури…………………………………………42

Додатки………………………………………………………………………..43

ВСТУП

Матеріали, з якими взаємодіють засоби механізації сільськогосподарського виробництва, називаються сільськогосподарськими. Своєрідність сільсько-господарських матеріалів полягає у різноманітності їх властивостей і специфічності виявлення цих властивостей. Для цього можна використати методи, описані в даних лабораторних роботах.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Механіко-технологічні властивості сільсько­господарських матеріалів" написані відповідно до чинної програми. Лабораторні роботи складені так, що охоплюють основні властивості матеріалів, найбільш поширених у сільському господарстві.

Для кожної лабораторної роботи проводять обробку результатів мето­дами математичної статистики з визначенням середньої арифметичної ве­личини, середнього квадратичного відхилення та коефіцієнта варіації.

Середню арифметичну величину обчислюють за формулою

або , (1)

де k_n, — частота повторення ознаки n -го класу, шт., г, %; x_n — середній розмір n -го класу.

Середнє квадратичне відхилення визначають за формулою

(2)

Величина s характеризує розбіжність розмірів варіаційного ряду. Для визначення коефіцієнта варіації (%) застосовують формулу

(3)

Коефіцієнт варіації дає змогу порівнювати мінливість розмірів ознаки.

Для обробки результатів вимірювань, виконаних в лабораторних роботах, можна використати як спеціальні комп’ютерні програми з математичної статистики, так і програму Microsoft Excel з комплекту Microsoft Office.

Лабораторна робота 1

ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАТЕРІАЛІВ

1. Мета роботи

Навчитися визначати вологість ґрунтів та інших сільськогосподарських матеріалів.

2. Теоретична частина

Вологість різноманітних сільськогосподарських матеріалів визначають для того, щоб:

а) характеризувати умови роботи сільськогосподарських машин (во­логість повітря, ґрунту, добрив, насіння тощо);

б) контролювати технологічний процес, що виконується машиною (во­логість теплоносія в сушарках, вологість ґрунту в шарах до та після проходу робочого органа машини, динаміку вологості сільськогосподарського ма­теріалу тощо);

в) характеризувати умови розвитку сільськогосподарських рослин.

Вологість можна визначати прямим або непрямим способом. Прямі вимірювання вологості ґрунту, насіння та деяких сільськогосподарських матеріалів проводять за допомогою спеціальних електричних приладів. Цей спосіб зручний, оскільки він не потребує багато часу. Однак часто за­лежно від внутрішньої структури матеріалу та його стану можуть трапля­тися помилки, тому до таких вимірювань слід вдаватися лише тоді, коли не потрібна висока точність.

Прямі вимірювання вологості повітря або відпрацьованого теплоносія можна виконувати напівпровідниковими електропсихрометрами, непря­мі — стаціонарними або аспіраційними психрометрами. У разі потреби реєстрації відносної вологості упродовж деякого часу можна скористатися гігрографами, що забезпечують вимірювання вологості в межах 30 - 100 % з точністю до 2 %.

Найбільш поширеним способом визначення вологості сільськогоспо­дарських матеріалів є висушування проб в електросушильних шафах за температури 100—105 °С. Залежно від стану матеріалу та його фізико-механічних властивостей метод відбирання, розмір проби та наважка ма­ють бути різними.

Висушувати сирий матеріал рослини відразу за високої температури не можна, оскільки від цього на поверхні її частин утворюється кірка, яка порушує нормальний процес сушіння. Крім того, може початися процес обвуглення і втрати маси. Якщо матеріал дуже сирий, то його спочатку підсушують у шафі за температури 50—60 °С.

Загальна тривалість висушування проб залежно від виду сільськогоспо­дарського матеріалу та його вологості може становити 4—12 год. У разі прискореного сушіння насіння допускається його висушування при 105 °С упродовж 30—50 хв. з наступним подрібненням на лабораторному млині та досушуванням протягом 40 хв. при 130 °С.

Точність визначення вологості матеріалу в основному залежить від якості зважування та висушування.

У цій роботі визначають абсолютну вологість матеріалу (%) як відношення маси води до маси сухого матеріалу

(1.1)

де та т _в, т _с- маси відповідно вологого і сухого матеріалу, г

3. Зміст роботи

Визначити вологість ґрунту (чи іншого сільськогосподарського матеріалу за завданням викладача), виконати математичну обробку результатів досліду, написати звіт.

4. Обладнання, прилади, матеріали

Електрична сушильна шафа, бюкси, терези, проби ґрунту (сільсько­господарського матеріалу за завданням викладача).

Сушильна шафа ШС-150 призначена для сушіння різних сільсько­господарських матеріалів у лабораторних умовах. Вона складається з ро­бочої камери і підставки (рис. 1.1). Робоча камера — це металевий корпус 6 циліндричної форми, який зачиняється спереду круглими дверцятами 7. У верхній частині шафи є вентиляційний ковпачок 5. Усередині камери вста­новлені три полиці 4, які можна знімати, а знизу прикріплений керамічний під, у пазах якого вміщено закритий нагрівний елемент. До нагрівного еле­мента послідовно приєднана обмотка повзункового реостата, який розмі­щений усередині підставки і дає змогу змінювати температуру шафи в межах 85—150 °С.

Температуру регулюють пересуванням ручки повзунка реостата 1, крайні положення якого позначено написами "Уведений" і "Виведений" на правій стінці підставки.

Усередині підставки розміщена сигнальна лампа 3. У разі прикладання напруги до нагрівного елемента сигнальна лампа спалахує.

Після завантаження шафи термометр встановлюють у верхньому отворі вентиляційного ковпачка так, щоб нижній його кінець не торкався до зраз­ків, розміщених на верхній полиці. На передній стінці також розміщений вимикач 2. Під час нагрівання контролюють температуру. У разі потреби зниження температури змінюють опір реостата пересуванням повзунка справа вліво.

 

Рисунок 1.1 – Сушильна шафа

1 — ручка повзунка реостата; 2 — вимикач; 3 — сигнальна лампа; 4 — полиці; 5 — вентиляційний ковпачок; 6— металевий корпус; 7— дверцята

 

Під час сушіння вентиляційний ковпачок слід повернути так, щоб його бічні отвори були повністю відчинені для виходу вологи, яка випарову­ється.

5. Порядок виконання роботи

5.1. 3 шарів 5, 10 та 11 см взяти в бюкси проби матеріалу (повторити чотири рази).

5.2. Бюкси з пробами матеріалу зважити з точністю до 0,01 г.

5.3. Бюкси з пробами ґрунту висушити в електричній сушильній шафі за температури 100—105 °С протягом 40 хв. Після охолодження зважити з попередньою точністю.

5.4. Бюкси з ґрунтом знову вмістити у сушильну шафу, через 15 хв. Діста­ти і знову зважити з тією ж точністю.

5.5. Різниця маси бюксів після першого і другого висушування не повинна перевищувати 0,05 г. Якщо різниця перевищує 0,05 г, то бюкси знову слід вмістити у сушильну шафу на 5-10 хв., після чого зважити.

5.5. Визначити абсолютну вологість матеріалу за формулою (1.1).

5.6. Виконати математичну обробку результатів досліду, визначити се­реднє арифметичне М, середнє квадратичне відхилення s та коефі­цієнт варіації V.

5.7. Результати дослідів записати в табл. 1.1.

6. Звіт

Навести стислий зміст роботи, формули і розрахунки, таблицю. Зро­бити висновки.

 

Таблиця 1.1 – Результати дослідів з визначення вологості сільськогосподарських матеріалів

Матеріал	Номер досліду	Номер бюкса	Маса матеріалу, г	W,%	s,%	V, %
вологого	після висушування висушування
першого	другого
(Матеріал)

7. Контрольні запитання

7.1. Назвіть особливості висушування сирих сільськогосподарських
матеріалів.

7.2. За якою формулою визначають абсолютну вологість сільськогоспо­дарських матеріалів?

7.3. Опишіть будову сушильної шафи.

7.4. Наведіть послідовність визначення вологості ґрунту.

 

 

Лабораторна робота 2