農(nóng)業(yè)工程概論電子教案教材：農(nóng)業(yè)工程概論，張 偉主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，1997年，第一版。 主要參考書： 1、農(nóng)業(yè)物料學(xué)，周祖鍔主編，農(nóng)業(yè)出版社，1994年； 2、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程，崔引安主編，農(nóng)業(yè)出版社，1994年； 3、農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與貯藏，沈再春主編，農(nóng)業(yè)出版社，1995年；4、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程，朱永達(dá)主編，農(nóng)業(yè)出版社，1993年。 緒論 第一章 農(nóng)業(yè)物料的工程性質(zhì) 第二章 農(nóng)業(yè)機(jī)械化 第三章 農(nóng)業(yè)電氣化及農(nóng)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù) 第四章 農(nóng)業(yè)建筑與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第五章 農(nóng)業(yè)水土控制第六章 農(nóng)產(chǎn)品加工工程第七章 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與農(nóng)村能源第八章 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程農(nóng)業(yè)工程概論電子教案第一章 農(nóng)業(yè)物料的工程性質(zhì)1研究的意義農(nóng)業(yè)物料一般指：動(dòng)植物產(chǎn)品、加工成品、半成品、以及與農(nóng)業(yè)作業(yè)有關(guān)的土壤、肥料、農(nóng)藥等。（即：產(chǎn)品和作業(yè)對象）意義：有利于正確的設(shè)計(jì)工藝與設(shè)備；質(zhì)量的評估。2 農(nóng)業(yè)物料的形態(tài)特征一、尺寸和形狀 尺寸和形狀（一）圓形和球形圓度式中：圓度表示與理想圓的接近程度；r指各棱角的曲率半徑；R值最大內(nèi)接圓的半徑。（P6 圖1-1）對于類球體：球度= 式中：di指類球體的最大投影面積圖形的最大內(nèi)切圓直徑 dc指類球體的最大投影面積圖形的最小外接圓直徑對于橢球：球度=（二）尺寸的表示（1）粒徑（非類球物料）測定計(jì)算平均粒徑的簡易方法：粗顆粒的平均粒徑（可以一粒一粒的分揀） 按表1-2的算法 會(huì)存在d3<d2<d1<d7<d4<d5<d6的不同結(jié)果粉狀物的平均粒徑 （取為50100g試樣） （調(diào)和平均粒徑）或用算術(shù)平均粒徑 相鄰篩子之間物粒的名義直徑 （）Xi為di下方，di+1上方的物料占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。（權(quán)重）應(yīng)根據(jù)測定的目的選用，如（2）單項(xiàng)尺寸的測定，用（三）尺寸分布可代表一批物料粒徑的平均尺寸二、密度（一）真實(shí)密度（true density）： （成分、水含量等）測量方法主要有（二）容積密度（bulk density）與孔隙率（度）：（物料總質(zhì)量與視在體積或稱虛表容積之比）孔隙度（率）孔隙所占體積與整個(gè)物料所占體積之比（孔隙比孔隙體積與物料固體物質(zhì)體積之比）三、農(nóng)業(yè)物料形態(tài)特征在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用（一）品質(zhì)評定：1谷物成熟程度（與尺寸有關(guān)）、雜質(zhì)含量、均勻度等與有關(guān)；土壤緊實(shí)程度2牛奶放置時(shí)間長，變大。（二）確定物料清選和分級工藝根據(jù)球度的大小影響滾動(dòng)性尺寸形狀的差異影響選擇分選方法的設(shè)備由尺寸的分布規(guī)律，確定分選的可能性及篩孔的大小等（1） 分選可能性（分離程度）和孔型 （圖1-4 不同的物料的尺寸頻率分布曲線）（2） 篩孔（窩眼）大小的選擇：根據(jù)分選的目的和要求確定（圖1-5）（三）設(shè)計(jì)計(jì)量裝置或容器根據(jù)容積密度3農(nóng)業(yè)物料的機(jī)械特性一、應(yīng)力、應(yīng)變與破壞有助于選擇加工方法（一） 應(yīng)力與應(yīng)變：農(nóng)業(yè)物料的流變特性是研究物料在外力作用下產(chǎn)生的變形和流動(dòng)，以及載荷作用的時(shí)效。 變形彈性變形；流動(dòng)：流變特性用應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間三個(gè)參數(shù)表示。 應(yīng)力松弛指物料突然地變形到給定值并保持不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。（與蠕變對應(yīng)）東農(nóng)303馬鈴薯的應(yīng)力松弛模量方程（P11.圖1-7）彈性模量： 農(nóng)業(yè)物料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，因農(nóng)業(yè)物料通常具有 等特點(diǎn)，而變得非常復(fù)雜（P12.圖1-8）。（二） 農(nóng)業(yè)物料的破壞（1） 破壞的原因 機(jī)械力：擠壓、切斷、碰撞、顛簸等。 谷粒的損傷與受力大小和水分高低密切相關(guān)（P12.圖1-9） 其他應(yīng)力（物理化學(xué)的作用）：熱應(yīng)力（烘干與冷卻過程）；乙醇促使蘋果邊熟腐爛；濕應(yīng)力（西瓜番茄水分過大的裂口）。 物料自身的生化作用呼吸代謝作用在溫度濕度較高條件下（受傷后速度變快），導(dǎo)致生命縮短而壞死（呼吸加快，營養(yǎng)消耗加快）。甘薯受傷后呼吸量加大（P13.圖1-10）（2） 破壞的類型：切斷（正切、斜切、歪切、滑切） 粉碎（擊磨玉米；壓磨小麥、大蒜） 去殼（克剝核桃；熱脹應(yīng)力松籽、板栗；撞擊葵花籽） 碎土（彎曲犁地）（3） 有害性破壞的防止二、流體動(dòng)力學(xué)特性（ 流體以空氣、水（形變介質(zhì)）為載運(yùn)體）與物料的輸送、裝卸、分離等作業(yè)有關(guān)系（一） 流體對農(nóng)業(yè)物料的作用力（1） 阻力與阻力系數(shù)根據(jù)因次（量綱）分析，流體的總阻力C為阻力系數(shù)（一般由試驗(yàn)確定）A為物體垂直于平面內(nèi)的投影面積 為流體密度 g/cm3V為流體和物體的相對速度 m/s阻力系數(shù) 動(dòng)力粘度的定義（P21）單位面積、單位速度梯度時(shí)所受到的剪力。 1PaS（帕秒）=10P（泊：達(dá)因S/cm2；克/cmS）=1000CP(厘泊；毫帕秒)C=f(Re)的關(guān)系復(fù)雜，一般為34個(gè)區(qū)域（2） 物料在流體（形變介質(zhì)）中的臨界速度（即重力浮力=阻力時(shí)的相對速度V0） 球狀物體 重力浮力：時(shí)球體的體積和投影面積分別為d3/6和d2/4，一般情況下，C0.44則 非球狀物體 實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)Re<50,一般不規(guī)則形狀的物體的阻力系數(shù)C與球體的阻力系數(shù)C相差很小（見P14.圖1-12）。當(dāng)達(dá)到臨界速度時(shí)，不規(guī)則物體和當(dāng)量球體所受的重力和浮力相等，故二者的阻力也相等。工程中，先求當(dāng)量球體（質(zhì)量和密度相同的球體）的臨界速度，然后加以修正求不規(guī)則物體的臨界速度。即：（當(dāng)量球體）K球形折合系數(shù)（形狀修正系數(shù)），P15.表1-3 給出了一般谷粒的K值。 有限空間對臨界速度的影響例如：物料在管道中，使流體的通過面積減小、周邊流速增高、產(chǎn)生局部阻力（靜壓差變大），導(dǎo)致臨界速度減小。據(jù)烏斯呂斯基試驗(yàn)（鋼球）得出經(jīng)驗(yàn)公式：D為管道直徑，ds為物體直徑，V0為無限空間時(shí)的臨界速度。 群體物料（濃度）對臨界速度的影響相互摩擦和碰撞，激起紊流，改變了混合（液）體的密度等，將導(dǎo)致臨界速度減?。ㄊ且粋€(gè)很復(fù)雜的問題），錢寧對均勻沙粒所做實(shí)驗(yàn)表明：V0為單粒的臨界速度，m0為沙粒的體積濃度（實(shí)驗(yàn)值為525%），值見P15表1-4。 此公式適用于非粘性粗粒泥沙（二） 物料流體動(dòng)力學(xué)特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用（1） 清選分離中的應(yīng)用氣流分選 P16，圖1-14、15、16、17（2） 物料輸送中的應(yīng)用三、流變特性（一） 流變特性的某些特點(diǎn)：用應(yīng)力、應(yīng)變、時(shí)間三個(gè)參數(shù)描述；具有應(yīng)力松弛或蠕動(dòng)（的表現(xiàn)）（二） 流變模型 1、基本元件彈性元件（彈簧） 或 （卷簧的剪切公式）塑性元件（滑桿）只要有變形，就有：PF (即拉力大于等于最大摩擦力)粘性元件（牛頓液體阻尼器）（即應(yīng)力等于動(dòng)力粘度乘以應(yīng)變速率） 2、粘彈性物料的流變模型麥克斯韋爾模型（Maxwell 實(shí)質(zhì)是流體模型）應(yīng)力相等，應(yīng)變相加。（P19.圖1-21） 開爾文模型（Kelvin 實(shí)質(zhì)是固體模型，如紡織、塑料繩等） 應(yīng)變相等，應(yīng)力相加。彈簧的運(yùn)動(dòng)是非線性的（延遲彈性變形）。（P19.圖1-22、23）（P19.圖1-21） （P19.圖1-22、23）其他模型a廣義麥克斯韋爾模型：多個(gè)麥克斯韋爾單體并聯(lián)，主要描述復(fù)雜的應(yīng)力松弛現(xiàn)象b廣義開爾文模型：多個(gè)開爾文單體串聯(lián)，主要描述具有一個(gè)以上松弛（或延遲）時(shí)間的物料。 c伯格斯模型（Burgers）：在外力作用下，同時(shí)呈現(xiàn)出瞬時(shí)彈性變形、延遲彈性變形和粘性流動(dòng)的性質(zhì)。是用來預(yù)測物料蠕變特性最著名的流變模型之一。d賓漢模型：由粘性和塑性元件并聯(lián)，有時(shí)共同串聯(lián)一個(gè)彈性元件。 用表描述外力超過屈服應(yīng)力時(shí)，物料才開始流動(dòng)的現(xiàn)象。如：粘泥、果醬、油漆等。伯格斯模型賓漢模型（三） 流變特性的應(yīng)用（1） 調(diào)節(jié)和利用物料的表觀粘度（指非牛頓液體在不同剪切速率或剪切應(yīng)力下動(dòng)力粘度） 倚時(shí)性非牛頓液體具有觸稠性（如肉丸）和觸稀性的特點(diǎn)。在某一剪切應(yīng)力i作用下，非牛頓液體的粘度為：（2） 物料品質(zhì)檢驗(yàn)：純蜂蜜和假蜂蜜的粘度不同；牛奶的粘度與脂肪含量成正比。（3） 利用粘彈性物體拉伸后回縮的特性進(jìn)行?？谠O(shè)計(jì)（P20.圖1-24）（P20.圖1-24）四、 摩擦特性（一） 固體物料的摩擦：庫侖定律：摩擦力（1） 正壓力的影響：影響凹凸不平的平面上凸峰的變形F的變化。（2） 速度的影響：物料變形；磨掉芒毛F；產(chǎn)生靜電等。（3） 水分的影響：含水物料與鋼板（一般為不易吸水材料）等接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粘附力，則.（4） 其他影響：滑動(dòng)摩擦角、物料的方向性、塵埃等影響。（二） 流動(dòng)物料的摩擦：指流體與非流體以及各流體層之間的剪切應(yīng)力。 某些流體的粘度值見表1-6（三） 散粒物料的摩擦 休止角 ，越大，散落性就越小，內(nèi)摩擦角就越大。 （ 內(nèi)摩擦角反映散粒物料間摩擦特性和抗剪強(qiáng)度的參數(shù)）（四） 摩擦特性的應(yīng)用（1） 改變物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，剎車片、千斤頂、地輪（減少打滑）、禾稈夾持等。（2） 合理設(shè)計(jì)料倉。（3） 評定物料質(zhì)量：休止角4農(nóng)業(yè)物料的熱特性一、 熱量的傳輸過程二、 農(nóng)業(yè)物料的具體熱特性（一）比熱：單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度每升高或降低1度（K）所吸收或放出的熱量。依據(jù)加熱過程有含水量的波動(dòng)及影響，計(jì)算方法：果蔬的比熱計(jì)算： 隨溫度的升高，C略有增大。（二）導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱率，）：單位面積、單位時(shí)間、單位溫度梯度傳導(dǎo)的熱量（W/mK），表示導(dǎo)熱的能力。 物料的密度對導(dǎo)熱系數(shù)有影響，固體>液體>氣體；水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.06 W/mK。果蔬的導(dǎo)熱系數(shù)：肉類：=0.0798+0.00517M（ 當(dāng)溫度為060，含水率6080%時(shí)）（三） 導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù)，）：反映導(dǎo)熱過程中物料導(dǎo)熱能力和儲(chǔ)熱能力間的關(guān)系，是衡量物料受熱后溫度傳導(dǎo)能力的重要參數(shù)。（單位：m2/s）三、 農(nóng)業(yè)物料熱特性的應(yīng)用（一） 設(shè)計(jì)烘干和冷卻工藝參數(shù)和規(guī)范供熱和升溫與比熱有關(guān)物料層的厚度和加熱均勻度與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)熱特性跟溫度和水分的關(guān)系等（二） 品質(zhì)檢驗(yàn)：如牛奶比熱C=0.93若偏離過大即為摻假或變質(zhì)。5 農(nóng)業(yè)物料的電磁輻射特性不同的物料對不同波有不同的反射、折射、繞射（衍射）、散射和吸收作用，能引起內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)的變化。一、農(nóng)業(yè)物料的可見光特性（約為0.40.77m）（一） 反射特性：光反射率 I0和IR分別表示射向物料總輻射強(qiáng)度和反射回的輻射強(qiáng)度（即單位面積上的光通量，W/m2）。 不同物料或同物料的不同發(fā)育階段其R不相同。（P27.圖1-31） 為了消除物料外形、光源的強(qiáng)弱所產(chǎn)生的誤差，通常采用兩種波長的光測其反射率差R或反射率比R1/R2作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。（二）光透射特性 透射率：T=IT/I0100% 實(shí)際應(yīng)用中，常采用吸光度 ，能夠同時(shí)反映物料的外表特征和內(nèi)部密度等。（三）延遲發(fā)光特性物料經(jīng)過照射，使葉綠素分子離子化，產(chǎn)生自由電子，使最低能級的葉綠素放出延遲光，然后逐漸衰減（P27.圖1-32）。二、農(nóng)業(yè)物料的其它光輻射特性（紅外光：0.771000m；紫外光：0.040.39m）l 紅外線輻射有顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透力。l 紅外輻射特性（R、T、A等）與物料的厚度、結(jié)構(gòu)、密度、水分以及照射條件有關(guān)。 用近紅外光譜分析法，可以快速、準(zhǔn)確測定物料的品質(zhì)和成分； 遠(yuǎn)紅外探測器，可探測森林火災(zāi)、作物長勢和預(yù)報(bào)病蟲害等。l 紫外線輻射（0.040.39m），有激發(fā)光現(xiàn)象（不同物質(zhì)發(fā)出不同顏色的熒光），用于分揀、鑒定純度等。 生物受適當(dāng)強(qiáng)度的紫外光照射，可促進(jìn)維生素D的轉(zhuǎn)化，有利于健康；過強(qiáng)的紫外線能消毒殺菌，但有害于健康。三、農(nóng)業(yè)物料的其它電磁輻射特性（一）微波（0.10.01m）l 輻射特性(R、T、A等)比短波顯著。1、原理： 通過極性水分子振蕩，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂和細(xì)胞間的氫鍵松弛破壞而難以存活；但有時(shí)可能激活細(xì)胞，增加種子發(fā)芽率等。2、用途（二）X射線和放射性輻射波1、原理：穿透力強(qiáng)，使水和其它物質(zhì)電離，從而影響新陳代謝2、用途：推遲果菜完熟期；推遲蘑菇破膜開傘；誘變育種；殺菌保鮮（大蒜）。四、電磁輻射的應(yīng)用（見P29.表1-10）6 農(nóng)業(yè)物料的電特性和磁特性一、生物電l 受精蛋兩端電位差l 植株受傷部分和完整部分間存在電位差，且傷勢嚴(yán)重，則電位升高。二、介電特性 介電常數(shù)：=D/E (D電通量密度；E電場強(qiáng)度)相對介電常數(shù) =/0=C/C0 (0和C0為真空介電常數(shù)和電容。表示提高電容量的能力)介質(zhì)損耗角正切：tg=IR/Ic (表示物料在交流電場中吸收電能轉(zhuǎn)化為熱能的能力)l 用途 （見P31.圖1-34） （見P31.圖1-34） 充滿理想電解質(zhì)的電容器沒有能量消耗，其電流Ic超前電壓V為900。由于有了損耗，使電流I與電壓V的相位角減小，損耗角增加。（通常）在任何給定頻率下，電介質(zhì)可用理想電容和電阻R組成的并聯(lián)電路表示（見上圖）。總電流I與外加電壓V之間的角度稱為相位角，cos稱為功率系數(shù)，在很小時(shí)，tgcos。三、電阻率（m）已知 實(shí)驗(yàn)得出，吸濕性物料有：（水分傳感器原理） a、b為物料特性常數(shù)=f(品種、密度、溫度等) 西瓜電阻率與含糖量的關(guān)系，P31.圖1-35四、磁特性 用磁化水灌溉，可以增強(qiáng)根系的吸水性、有利于葉莖的生長。磁化的主要表現(xiàn)（作用）：作物增產(chǎn)。例如，在播前612天，將小麥種子在3060mT（毫特斯拉）磁感應(yīng)強(qiáng)度下進(jìn)行處理數(shù)秒，能夠提高凈光合速率。減少耕翻作業(yè)的能耗。在犁鏵處安裝強(qiáng)磁性源，可以使阻力11.3%；阻力波動(dòng)?。ú▌?dòng)系數(shù)由6.95%到1.99%）。增強(qiáng)土粒凝聚性。 土壤磁化率與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系：X=28.6+14.6Om(%) ，相關(guān)系數(shù)r=0.902； 磁化率=磁化強(qiáng)度/磁感應(yīng)強(qiáng)度， 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁性物質(zhì)中單位體積的磁矩。五、農(nóng)業(yè)物料電特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用（一）含水率測定 利用電特性（電導(dǎo)率、電阻率等）與含水量的關(guān)系。（二）物料干燥 利用介電損耗原理。 采用高頻（1150MHz）或超高頻(微波)（9152450MHz）加熱更加優(yōu)越，如：含水量17%的蘑菇經(jīng)微波處理5分鐘，水分便可降到5%一下，而在一般烘房內(nèi)則需68小時(shí)。（三）質(zhì)量評定測： 主頻用敲擊激勵(lì)蘋果的方法，獲得響應(yīng)頻率幅值最大的頻率，稱為響應(yīng)主頻率。用來檢測果品堅(jiān)實(shí)度、判斷貯藏時(shí)間等。（四）種子處理用于：7 農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì) 周禮中指出：“萬物自生焉則曰土，以人所耕而樹藝焉則曰壤”。古書說文解字對土的定義：“土者，地之吐生物者也”。并進(jìn)一步解釋：“二象地之上，地之中”。即土壤位于巖石之上，地面以下的大地表層；“”是“物出之形”，表示土壤能夠生長植物。兩者合起來就是“土”。本節(jié)主要內(nèi)容：土/壤的形成；土壤的組成；土壤的性質(zhì)；土壤鹽堿化及其危害。一、自然土與農(nóng)業(yè)土壤的形成（一）自然土的形成：巖石母質(zhì)微生物植物l 五大自然成土因素：母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間。l 自然土（5層）（二）農(nóng)業(yè)土壤的形成l 土壤（4層）二、土壤孔隙度、土壤水和空氣土壤為三相體（見下圖）（一）土壤孔隙度l 土壤孔隙 土壤要求：總孔隙度為30-60%，非毛管孔隙>10%；毛管孔隙（含非活性孔隙）非毛管孔隙=241。土壤孔隙度=土壤孔隙比：（二）土壤水： 氣態(tài)水孔隙中的水汽； 吸濕水土壤顆粒表面由空氣中吸取的水分子（約20個(gè)水分子厚，密度為1.22.4，冰點(diǎn)為78） 薄膜水包容在吸濕水外面的水膜，最大含量為吸濕水的24倍。外層膜狀水可以被作物利用，但移動(dòng)緩慢。 毛管水 重力水（三）土壤空氣：相對濕度大，氧氣少，CO2多（是空氣中的5120倍）。 土壤空氣增多，微生物活動(dòng)旺盛（尤其溫度較高時(shí)），有利于有機(jī)質(zhì)分解。三、土壤含水率和土壤狀態(tài)見P34.表1-12；P35.圖1-38。l 含水量：由小大 狀態(tài)： 固體塑體流體 力學(xué)特性：小大小四、土壤的強(qiáng)度與破壞土壤強(qiáng)度不引起屈服應(yīng)變和破壞的最大應(yīng)力。外力拉、壓、剪、穿透等破壞斷裂、壓縮、塑流等 土壤強(qiáng)度是變化的，不是定值。質(zhì)地、含水量的不同；由于孔隙的存在，難以準(zhǔn)確地衡量有效截面積。（一）抗剪強(qiáng)度（S）據(jù)摩爾庫倫經(jīng)驗(yàn)公式：S=C+tg (類似于物料摩擦力公式：F=+fP)式中：C粘結(jié)力；正應(yīng)力；內(nèi)摩擦角；粘附力。 P35.圖1-40，描述剪切應(yīng)力（S）與剪切應(yīng)變的關(guān)系（二）承壓強(qiáng)度（支承能力）基本公式：P=K（） 式中：P載荷壓強(qiáng)；Z下陷深度；n與土壤性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；K考慮到K與承載面積有關(guān)，故分為兩部分：，其中，Kc內(nèi)聚變形模量，與面積有關(guān)；K摩擦變形模量，與面積無關(guān)；b矩形支承面的短邊或圓形半徑。 土壤下塑限開始表現(xiàn)可塑性時(shí)的含水量。（犁地的含水量應(yīng)在下塑限以下）土壤上塑限失去可塑性，開始流動(dòng)時(shí)的含水量。 兩者之間的含水量范圍稱為可塑性范圍，兩者之差稱為塑性值。塑性值大的土壤，可塑性強(qiáng)。五、土壤結(jié)持度在不同水分下，土粒在外力作用下的難移動(dòng)度。土壤結(jié)持度與含水量有關(guān)，水分影響土粒的粘結(jié)力和粘附力（P37.圖1-43）。 土壤的狀態(tài)從 干燥泥漿；其結(jié)持性依次為：堅(jiān)固、酥軟、可塑、粘韌、濃漿、薄漿。 通常為了減小機(jī)具的摩擦阻力（摩擦阻力約占總阻力的50%，而當(dāng)作業(yè)速度達(dá)到14.5km/h時(shí)，只占8%），常采取以下措施： 增加刃口的銳度； 涂聚四氟乙烯和尿素樹脂等； 電滲法：施以直流電場，使陰陽離子向不同方向遷移； 在酥軟結(jié)持狀態(tài)下作業(yè)。（另外，還有磁化犁、仿生犁等）六、土壤壓實(shí)基本公式： 式中：A壓縮系數(shù)；P壓力；CP0=1時(shí)的孔隙比，即單位壓力下的e0。 P37.圖1-44，表示干、濕土的P-e變化趨勢。 圖1-45，表示含水量對壓實(shí)程度的影響，在壓力一定的情況下，一般當(dāng)含水量為飽和含水量的8085%時(shí)，最易壓實(shí)。 壓實(shí)的后果：透水、透氣性，蒸發(fā)；有機(jī)質(zhì)分解慢，對作物供氮不足；耕作阻力，質(zhì)量；影響產(chǎn)量。 減少壓實(shí)的措施：復(fù)式作業(yè)；免耕、少耕；降低接地壓力；定期深松；施有機(jī)肥；七、土壤的熱特性C、各參數(shù)的物理意義與1.4是一致的。但由于土壤中水分和空氣比一般物料多，熱特性波動(dòng)很大。l 水分對土壤熱容量的影響見P38.表1-13， 當(dāng)水分低時(shí)：C：砂土>壤土>粘土>泥炭； 當(dāng)水分高是：C：泥炭>粘土>壤土 >砂土。 水置換了空氣，而水的熱容量大約是固相的35倍，是空氣的3000倍。l 水分對導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)的影響見P39.圖1-46，、：砂土>壤土>粘土>泥炭。 水導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的26倍，是固相的1/31/4，通常土壤導(dǎo)熱系數(shù)主要受含水量和松緊程度的影響，其影響程度大于容積密度。 公式和是一致的，C乘以即為單位容積的比熱。 關(guān)系式 的作用是：通過測定（簡單），可以研究導(dǎo)熱方面的變化。 實(shí)踐證明，常見作物種子發(fā)芽的最佳土溫平均>25。較高的土溫有利于豐產(chǎn)。晝夜溫差大，有利于根系發(fā)育、作物成長以及土壤與大氣中的氣水交換。因此，耕作（施肥、中耕）使土壤疏松，可以使Cv、日照后升溫快。八、土壤的鹽化和堿化（一）鹽堿土分類 鹽化土表層的中性鹽含量>0.2%，對作物有危害； 鹽土表層的氯化鹽>0.6%或硫酸鹽>2%，危害極大； 堿化土表層含有堿性鹽，PH8.5，堿化度（在水中的含量）>5%； 堿土表層含有堿性鹽，PH8.5，堿化度>20%（二）鹽堿土成因1、自然因素含鹽高的母質(zhì)，由于水的蒸發(fā)，在隨雨流到低洼處； 耐鹽力強(qiáng)的植物吸水時(shí)吸收了鹽分，干枯時(shí)留在地表。2、人為因素灌溉不當(dāng)、高位水庫（使地下水位抬高）、水旱間隔種植等，造成次生鹽漬化。 地下水位臨界高度，一般認(rèn)為：毛管深度+根系主要部分的分布深度。（三）鹽堿土對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害 生理干旱含鹽水的濃度大，植物吸水難甚至“反滲”而凋萎；鹽分毒性腐蝕幼芽或使葉子干枯；營養(yǎng)失調(diào)影響植物對某些營養(yǎng)元素的吸收或生成難溶解的化合物；惡化土壤理化性質(zhì)破壞團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，干時(shí)板結(jié)，濕時(shí)粘重，透氣性差。造成植物出芽難、微生物活動(dòng)困難。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：1、農(nóng)業(yè)物料的機(jī)械特性； 2、農(nóng)業(yè)物料特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用。思考題：1、農(nóng)業(yè)物料的基本特性； 2、含水量對農(nóng)業(yè)物料特性的影響。第二章 農(nóng)業(yè)機(jī)械化1 農(nóng)業(yè)機(jī)械化在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步中的作用 農(nóng)業(yè)機(jī)械化用機(jī)器逐步代替人畜力進(jìn)行農(nóng)業(yè)的技術(shù)改造和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程。 農(nóng)業(yè)機(jī)械化在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用替代、強(qiáng)化。勞動(dòng)強(qiáng)度的評價(jià)：能量代謝率（Energy Metobolic Rate）：EMR=100% 式中：Ew勞動(dòng)時(shí)消耗的能量（kJ/min）；ES準(zhǔn)備工作時(shí)消耗的能量（kJ/min）； Eb基本代謝量。P41.表2-1，給出體力勞動(dòng)的分級 人的工作能力約為0.75kw。2 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的條件一、有較發(fā)達(dá)的工業(yè)基礎(chǔ)；二、 有一定的資金；三、 有勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移的出路；四、 有所需的能源；五、 有適用的農(nóng)機(jī)化技術(shù)；六、 有較好的道路、水利等基礎(chǔ)設(shè)施（條件）；七、 有一定的生產(chǎn)規(guī)模。3 機(jī)械化作業(yè)項(xiàng)目及機(jī)具的基本類型作業(yè)類型機(jī)組類型一、農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械拖拉機(jī)，固定式內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī)，農(nóng)用汽車，農(nóng)用飛機(jī)，風(fēng)力機(jī)等。二、作業(yè)機(jī)械（一）種植機(jī)械 1、土壤耕作機(jī)械鏵式犁，圓盤犁，旋耕機(jī)（垂直式，水平式），圓盤耙，釘齒耙，鎮(zhèn)壓器中耕機(jī)械：雙翼（單翼）鏟，培土鏟，施耕鋤，鑿式鏟等。 2、播種及栽植機(jī)械 鏟式、靴式、圓盤式開溝器；（配有型孔輪排種器、外槽輪排種器、水平圓盤/撥種輪式排種器）聯(lián)合播種施肥機(jī)；免耕播種機(jī)；飛機(jī)撒播；工廠化（育苗）移栽機(jī)（水稻、玉米） 3、植保機(jī)械噴霧器；噴粉機(jī)；彌霧機(jī)；飛機(jī)噴藥等。作業(yè)條件（晴雨、風(fēng)向、風(fēng)速），防污染、防中毒，防腐蝕（機(jī)具）。 4、收獲機(jī)械小麥，玉米，馬鈴薯，花生等。 5、灌溉機(jī)械漫灌，溝灌，畦灌；噴灌，滴灌，滲灌。（二）養(yǎng)殖機(jī)械 1、飼養(yǎng)管理機(jī)械 喂飼、飲水、糞便清除、通風(fēng)、采暖、畜產(chǎn)品采集機(jī)械等。 2、飼料加工機(jī)械清選機(jī)、粉碎機(jī)、洗滌機(jī)、鍘草機(jī)、打漿機(jī)、蒸煮機(jī)、混合機(jī)、顆粒飼料壓制機(jī)、膨化機(jī)等 3、草場機(jī)械（ 我國有3.5億hm2草原）封育設(shè)施（網(wǎng)圍欄、圍欄等）、防鼠害設(shè)施（籠、夾、施毒餌機(jī)械、地箭等）、水利機(jī)械（打井機(jī)、挖溝機(jī)、泵）、植樹機(jī)、燕尾犁，以及草場建設(shè)機(jī)械推土機(jī)、土壤耕作機(jī)械、植保、灌溉機(jī)械等牧草收獲機(jī)械割草機(jī)、摟草機(jī)、垛草機(jī)、撿拾壓捆機(jī)、壓扁機(jī)等 4、水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械挖塘、清淤、增氧、飼養(yǎng)加工、投餌機(jī)械、捕撈機(jī)械等（三）運(yùn)輸機(jī)械汽車、拖斗、傳送帶、升運(yùn)機(jī)等運(yùn)輸作業(yè)生產(chǎn)率：(t-km/h) 載重系數(shù)；運(yùn)輸時(shí)間利用系數(shù)；W載重量（t）；V平均速度（km/h）。其中 L運(yùn)距（km）；L0空行距離（km）；t1裝卸時(shí)間（h）。如果 L=L0，則 ，(t-km/h)。 當(dāng)、W、V、t1確定時(shí)，Q=f(L)為雙曲線（P56.圖2-27）： P56. 圖2-27（四）農(nóng)田建設(shè)機(jī)械挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)、挖溝機(jī)等4 農(nóng)業(yè)機(jī)器配備一、農(nóng)機(jī)具、機(jī)組及機(jī)器系統(tǒng)機(jī)組由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和作業(yè)機(jī)具（部件）三部分組成的、進(jìn)行機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本作業(yè)單位。機(jī)群由各種類型的動(dòng)力機(jī)械、作業(yè)機(jī)具、自走機(jī)器以及輔助設(shè)備（汽車、運(yùn)油車、維修車等）組成的群體。機(jī)器系統(tǒng)是指成套的機(jī)械，它們在動(dòng)力機(jī)械與配套農(nóng)具之間、各種動(dòng)力機(jī)械之間以及各種農(nóng)具之間都有一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。機(jī)器系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)某種作物全過程機(jī)械化的物質(zhì)基礎(chǔ)。 由各種作物的機(jī)器系統(tǒng)形成各地區(qū)的機(jī)器系統(tǒng)（乃至國家的機(jī)器型譜系列）。二、機(jī)組生產(chǎn)率及動(dòng)力機(jī)械功率匹配（一）田間移動(dòng)作業(yè)機(jī)組的生產(chǎn)率：（單位時(shí)間內(nèi)按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完成的作業(yè)量）1、理論W理：W理=1.5BVL (畝/h) = 0.1 BVL （hm2/h） B結(jié)構(gòu)幅寬（m）；VL理論速度（km/h）。2、技術(shù)WP：WP=0.1BPVP= 0.1BVPE （hm2/h） BP作業(yè)幅寬（m）；VP作業(yè)速度（km/h）；時(shí)間利用系數(shù)；E田間效率（E=）。（二）需要的拖拉機(jī)功率：（N） K比阻（N/m）；(W=1.5BVpE=1.5PTVpE/K=1.5NT3600E/K=5400NenNTE/KAT=KL/(1000N-m3600s)=K666.7m/(1000N-m3600s)=K/5400(kw-h/畝)式中： 分別表示傳動(dòng)效率、滾動(dòng)效率和打滑效率。三、機(jī)組作業(yè)成本四、農(nóng)業(yè)機(jī)器配備（一）按作業(yè)量配備機(jī)器 第j項(xiàng)作業(yè)需配備的機(jī)組數(shù)： （臺） Djj項(xiàng)作業(yè)適時(shí)期的日歷天數(shù)；j可下地概率；hj每天的作業(yè)小時(shí)數(shù)。（二）機(jī)器功率和幅寬的選擇對于某種機(jī)型，根據(jù)“適時(shí)期”損失和固定成本的變化曲線，盡可能地選擇最佳的Ne和B。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：1、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的條件； 2、農(nóng)業(yè)機(jī)器配備。思考題：1、農(nóng)業(yè)機(jī)械化的地位與作用； 2、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的條件； 3、農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略。第三章 農(nóng)業(yè)電氣化及農(nóng)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)1 農(nóng)村電氣化一、農(nóng)村電氣化在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用電能的三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、便于轉(zhuǎn)換光、熱、風(fēng)、核能等機(jī)械能、熱、光等；2、便于輸送；3、便于控制。二、農(nóng)村供電供電電源的幾種形式（一）大電網(wǎng)供電城市、農(nóng)村聯(lián)網(wǎng)，23級變壓，采用三相、單相混合供電方式；跨步電壓。（二）小水電供電四極發(fā)電機(jī) （電機(jī)轉(zhuǎn)速n=60f/p p磁極數(shù)；f頻率） 1、發(fā)出的功率： A系數(shù)；H凈水頭（m）；Q流量（m3/s）。 2、主要設(shè)備：攔河壩、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器，另外：調(diào)節(jié)水輪機(jī)進(jìn)水量穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。 3、潮汐能水電站（三）小火電供電500幾千kW小火電，一般以煤為燃料 <500kW 多采用柴油機(jī)組 1、小型火力發(fā)電廠主要設(shè)備：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等； 2、柴油發(fā)電機(jī)組：普通型人工操作； 應(yīng)急自動(dòng)型斷電時(shí)，10秒之內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)供電；來電時(shí)，2分鐘內(nèi)自動(dòng)退出； 全自動(dòng)化型各參數(shù)實(shí)行監(jiān)控，自動(dòng)報(bào)警，采用微機(jī)控制。（四）風(fēng)能和太陽能發(fā)電 1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)：小型 <9kW；中型 1099kW；大型 100kW。 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：50100W，牧區(qū)家庭用。如：風(fēng)輪直徑2m，2個(gè)葉片，起動(dòng)風(fēng)速<3m/s，額定風(fēng)速7m/s，Nen=100W，與6FC-120鉛蓄電池配套，全部重量100kg。 中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：風(fēng)輪直徑1021m，3個(gè)葉片，起動(dòng)風(fēng)速<4m/s，額定風(fēng)速1011m/s，Nen=1055kW。 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：單位kW的造價(jià)高，調(diào)速、調(diào)向及控制技術(shù)復(fù)雜，目前仍處于研制、試驗(yàn)階段。 2、太陽能發(fā)電光電池： 硅光電池，轉(zhuǎn)換效率10%左右；還有砷化鎵光電池等。用于航標(biāo)燈等，（開發(fā)材料，減低成本是關(guān)鍵）三、農(nóng)村用電（一）農(nóng)業(yè)排灌及供水 1、農(nóng)業(yè)排灌l(xiāng) 大型軸流式水泵采用三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)提高起動(dòng)扭矩；l 常年運(yùn)行的排灌設(shè)備采用過激運(yùn)行的三相同步電動(dòng)機(jī)，以改善電網(wǎng)功率因數(shù)；l 小功率排灌設(shè)備采用三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。 及時(shí)切斷空載或調(diào)整輕載運(yùn)行的排灌用變壓器，以減少能耗。 2、農(nóng)村供水 有塔式供水水塔的水池要安裝高水位和低水位2個(gè)繼電器； 無塔式供水水泵、密閉壓力罐、壓力表、機(jī)電器、管網(wǎng)等； 定期打開罐底的“放空閥門”和“進(jìn)氣閥門”，充進(jìn)新鮮空氣。（二）農(nóng)業(yè)電力拖動(dòng)：國產(chǎn)丫系列電動(dòng)機(jī)，相電壓380Vl 連接：“丫”（星形）接法： （功率<3kW的電機(jī)） “”接法：（功率>4kW的電機(jī)）l 轉(zhuǎn)向：任意二相電源線倒接；l 起動(dòng)：>10kW的電機(jī)，由于起動(dòng)電流較大（是滿載電流的47倍）通常需要減壓起動(dòng)：“丫”“”換接起動(dòng)法，（繞組電壓由380V降為220V）；變壓器降壓起動(dòng)法經(jīng)三相紙耦變壓器降壓。l 短路和過載保護(hù)一般<5.5kW的三相異步電動(dòng)機(jī)，多采用過載保護(hù)自動(dòng)空氣開關(guān)，進(jìn)行控制和保護(hù)。農(nóng)業(yè)電力拖動(dòng) 1、固定作業(yè)機(jī)械主要指場上機(jī)械：脫粒機(jī)、揚(yáng)場機(jī)等； 2、移動(dòng)作業(yè)機(jī)械1）電動(dòng)拖拉機(jī)：日本移動(dòng)變電站、電纜小車；意大利蓄電池電動(dòng)拖拉機(jī)，苗圃作業(yè)。2）電動(dòng)繩索牽引機(jī)：組成移行器、絞盤、電氣控制、鋼絲繩、農(nóng)具等； 缺點(diǎn)：地塊轉(zhuǎn)移困難；田間供電網(wǎng)投資大；鋼絲繩壽命短等。 3、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械礱谷機(jī)稻谷脫殼；碾米機(jī)將稻米（糙米）加工成白米；磨粉機(jī)加工小麥、玉米等；彈花機(jī)加工皮棉；榨油機(jī)、鍘草機(jī)、錘式粉碎機(jī)（三）農(nóng)村電氣照明 1、一般生活照明（包括家電） 2、工廠企業(yè)照明 3、田間作業(yè)照明 4、飼養(yǎng)、種植業(yè)中的補(bǔ)充照明取暖、殺菌、補(bǔ)光等 5、誘捕害蟲（四）電熱（略）（五）農(nóng)村安全用電 每年農(nóng)村觸電人數(shù)達(dá)數(shù)千人，占工業(yè)和城市居民觸電死亡人數(shù)的85%左右。1、農(nóng)村觸電事故的特點(diǎn)：1）有季節(jié)性69月份，夏秋忙季，臨時(shí)接電、帶電遷移；悶熱多雨，設(shè)備受潮、絕緣性差；人出汗、人體電阻低，增加觸電的危險(xiǎn)性。2）多發(fā)生在低壓設(shè)備上接觸機(jī)會(huì)多，有麻痹思想；3）青少年多主勞動(dòng)力，活潑好動(dòng)；4）觸電隱患多環(huán)境條件、技術(shù)水平差，缺乏安全常識。 2、電流對人體的危害 P71.表3-3觸電后能自動(dòng)擺脫的電流交流電流：>50mA，心臟會(huì)停跳，昏迷，致命的電灼傷；>100mA，會(huì)導(dǎo)致死亡。傷害程度的相關(guān)因素持續(xù)時(shí)間、電壓、頻率、通過人體的途徑、健康狀況； 3、觸電急救立即開斷或脫離電源；請醫(yī)生就地?fù)尵绕脚P地上，人工呼吸； 4、防觸電措施加強(qiáng)宣傳、嚴(yán)格操作規(guī)程、采取安全措施 不要帶電作業(yè)； 電氣絕緣、屏蔽； 在易觸電的場所工作，采用36V以下的安全電壓； 使用安全保工具：絕緣手套、鞋、高壓絕緣棒等； 易漏電的設(shè)備，應(yīng)安全接地（接零）； 安裝低壓漏電保護(hù)器場院、建筑工地等（配電盤內(nèi)）。2 農(nóng)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)一、電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)測量和控制中的應(yīng)用（一）電子技術(shù)的發(fā)展1948年，產(chǎn)生晶體管；50年代末產(chǎn)生集成電路；1967年，發(fā)展到中（型）規(guī)模的集成電路；1977年，產(chǎn)生超大規(guī)模集成電路（在1cm2的硅片上，大約有10萬個(gè)晶體管）；80年代末，可集成到幾百萬個(gè)。1971年，產(chǎn)生第一個(gè)微處理器彈片機(jī)。（二）電子測量和檢測系統(tǒng)檢測內(nèi)容：速度、功率、喂入量、田間含水量、部件工況自動(dòng)檢測系統(tǒng)的組成傳感器、電子變化電路、顯示記錄裝置、電源等傳感器：經(jīng)典型自身結(jié)構(gòu)的幾何量變化； 固態(tài)型性能參數(shù)起變化。 另外，還分有源的；無源的（三）電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用P74.圖3-7、3-8，開環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)；（四）微機(jī)化測量儀器與自動(dòng)控制系統(tǒng)（自學(xué)）二、養(yǎng)殖業(yè)中的環(huán)境控制與飼養(yǎng)管理（一）環(huán)境控制1、 防寒取暖2、 防熱降溫3、 通風(fēng)換氣（二）飼料的加工和配制自動(dòng)混合、自動(dòng)送料、自動(dòng)監(jiān)視等（三）電子稱 組成壓力應(yīng)變片傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字顯示等（四）奶牛自動(dòng)識別器牛脖子上的電子鑰匙（五）奶牛定量配料微機(jī)管理系統(tǒng)根據(jù)近期的日均產(chǎn)奶量，確定日飼料定額三、種植業(yè)中電子技術(shù)的應(yīng)用（一）農(nóng)作物生長的環(huán)境播種、施肥、灌溉、收獲等的監(jiān)控裝置；溫室中的環(huán)境控制。（二）、（三）是以上兩條的解釋（可以結(jié)合到一塊講）四、農(nóng)產(chǎn)品的處理、貯存及質(zhì)量檢測l 谷物烘干設(shè)備和糧庫溫濕度控制l 果蔬分級根據(jù)尺寸和顏色l 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測稱重、水分（ 可以根據(jù)微波的衰減量）等五、 計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)管理上的應(yīng)用（一）數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)如：作物品種資源信息管理系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)等（二）模擬與專家系統(tǒng)“生物環(huán)境”系統(tǒng)模擬，“棉花生產(chǎn)專家系統(tǒng)”等專家系統(tǒng)的類型（三）遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息、模型、軟件等資源的共享（四） 其他：農(nóng)用機(jī)器人、遙感技術(shù)等 本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：農(nóng)村電氣化和電子技術(shù)在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用。思考題：1、農(nóng)村電氣化及其應(yīng)用； 2、電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。第四章 農(nóng)業(yè)建筑與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程本學(xué)科主要研究農(nóng)業(yè)生物與環(huán)境因素之間的關(guān)系以及有關(guān)的工程技術(shù)問題，以發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、速生、均衡和低耗的現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)。特點(diǎn)：以建筑和其他工程設(shè)施為手段，使生物在人工控制的環(huán)境下生產(chǎn)。1 概述一、農(nóng)業(yè)建筑的類型和基本組成（一）房屋建筑基本概念l 房屋建筑是人們?yōu)榱松a(chǎn)和生活的需要，利用物質(zhì)技術(shù)、建筑學(xué)、藝術(shù)的一些規(guī)律，構(gòu)成和塑造的使用空間及其實(shí)體。l 分類：1、按功能分民用建筑；工業(yè)建筑；農(nóng)業(yè)建筑。2、按主要承重材料分磚石結(jié)構(gòu)； 磚木結(jié)構(gòu)； 鋼混結(jié)構(gòu)； 混合結(jié)構(gòu)。3、按結(jié)構(gòu)形式分疊砌式（以砌塊墻為主要承重構(gòu)件）； 空間結(jié)構(gòu)（以梁柱框架、殼體、懸索承重）。（二）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建筑的基本類型1、 動(dòng)物生產(chǎn)建筑畜、禽、（皮毛）獸、水產(chǎn)品2、 植物栽培建筑溫室、大棚等3、 貯藏（庫房）建筑冷庫、糧庫、機(jī)庫等4、 農(nóng)副產(chǎn)品加工建筑加工廠房5、 農(nóng)機(jī)具維修建筑維修車間（屬小型工業(yè)建筑）6、 農(nóng)村能源建筑沼氣池、太陽灶、水利、風(fēng)力、地?zé)崂玫冉ㄖㄈ┯绊戅r(nóng)業(yè)建筑物的因素1、 外力的影響各種載荷：恒載；動(dòng)載。（P89.圖4-1）2、 自然氣候的影響溫度、濕度、日照，風(fēng)雨雪霜等3、 其他因素的影響生物生產(chǎn)過程中還會(huì)有：發(fā)熱、水汽、有害氣體、廢棄物、噪音、振動(dòng)（四）農(nóng)業(yè)建筑的基本組成和作用1、 基礎(chǔ)要求：堅(jiān)固、穩(wěn)定、抗凍、抗侵蝕（水、化學(xué)）2、 墻和柱承重、圍護(hù)（保溫、隔熱、防風(fēng)雨、防火）、分隔等 外墻分為：勒腳（外墻與室外地面接近部分，凸出26cm，防潮）、墻身、檐口； 內(nèi)墻（隔墻）表面有裝飾和保護(hù)層的為混水墻，否則為清水墻；3、 樓地面要求：樓地面（首層），堅(jiān)固、耐磨、保溫、防潮 樓板，有足夠的強(qiáng)度、剛度、隔音、防水、防火。4、 樓梯要求：有一定的寬度和疏散能力，堅(jiān)固、耐磨、放火、防滑等5、 屋頂要求：保溫、隔熱、防水、防滲漏等6、 門窗門 要求：大小和方向要便利通行； 窗 要求：采光、通風(fēng)，也要保溫、隔熱、隔音、防塵。二、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程研究的內(nèi)容和特點(diǎn)（一）農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程學(xué)的建立與發(fā)展 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由農(nóng)業(yè)生物及其環(huán)境構(gòu)成的物質(zhì)和能量的循環(huán)系統(tǒng)。兩者相互影響、相互聯(lián)系。19世紀(jì)中葉，工程技術(shù)手段應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，并引起了對改造環(huán)境的重視。1949年，美國植物生理和園藝學(xué)家 溫特，在加州建立第一個(gè)人工氣候室，能控制光、溫、濕和氣體組分。被認(rèn)為是“模擬生態(tài)環(huán)境”研究的一場革命，后來逐步發(fā)展成為設(shè)施農(nóng)業(yè)。l 設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)化、集約化程度越高，對環(huán)境工程的依賴程度就越大。（二）農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程研究的內(nèi)容l 制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然因素：遺傳因素決定著生產(chǎn)的潛勢； 環(huán)境因素決定著這種潛勢實(shí)現(xiàn)的程度。l 研究內(nèi)容環(huán)境工程技術(shù)l 遵循的規(guī)律工程技術(shù)的科學(xué)規(guī)律；生物與環(huán)境以及工程間相互作用的規(guī)率。l 農(nóng)業(yè)建筑是創(chuàng)造一個(gè)半封閉的生態(tài)系統(tǒng)；l 環(huán)境工程是調(diào)節(jié)和改善這個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換；（三）農(nóng)業(yè)環(huán)境工程的特點(diǎn)l 對象是動(dòng)態(tài)的；l 目標(biāo)是多元的高產(chǎn)、高效、資源與環(huán)境的可持續(xù)利用等三、農(nóng)業(yè)建筑與環(huán)境工程設(shè)計(jì)的原則和基本要求l 設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)備設(shè)計(jì)l 建筑圖的種類：總平面圖建筑地段上的水平投影（透視圖、平面圖）主要反映位置、占地大小、環(huán)境情況等；平面圖（平面剖視圖）反映各部分的關(guān)系、尺寸、位置、門窗開啟方向等；立面圖前后、左右方向的正立投影圖（南：正立；北：背立；東西：側(cè)立），反映外部形狀、裝飾材料和做法。剖面圖縱向切開（留左半部分），并在首層平面圖上標(biāo)出剖切位置；構(gòu)造詳圖細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)、配件的局部放大，并注明尺寸、材料和做法。結(jié)構(gòu)施工圖反映結(jié)構(gòu)的平面布置和結(jié)構(gòu)詳圖；設(shè)備施工圖反映設(shè)備的布置和工程詳圖。（一）設(shè)計(jì)原則1、 必須保證結(jié)構(gòu)和施工安全；（安全第一）2、 創(chuàng)造最適宜于農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的環(huán)境；（適用）3、 適合科學(xué)、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝適合專業(yè)化、集約化、均衡組織生產(chǎn)，機(jī)械化、自動(dòng)化；（先進(jìn)）4、 節(jié)約材料和造價(jià)（經(jīng)濟(jì)）5、 提供適當(dāng)?shù)慕ㄖ蜆?gòu)造方便、安全、衛(wèi)生等；（美觀）6、 注意環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地。（二）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建筑設(shè)計(jì)的要求1、 合理規(guī)劃場址根據(jù)人口分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、氣候、地勢、交通、風(fēng)速、水電條件等進(jìn)行合理規(guī)劃；2、 防火、防疫離開居民區(qū)、主要道路一定距離；利用河流、山丘、林地作防疫帶；生產(chǎn)區(qū)、管理區(qū)、病禽（畜）區(qū)要分開；合理的消防距離：磚拱建筑 68m；磚木建筑 812 m；草竹建筑 1530 m。3、 通風(fēng)、透光通風(fēng)：光照：我國大部分地區(qū)的緯度在200500之間（緯度200的日照最強(qiáng)，比赤道強(qiáng)，云層薄），太陽高度角冬天小、夏天大，建筑物朝南，可增加冬季照射，降低夏季照射。4、 保溫隔熱冬季保溫、夏季隔熱（尤其果蔬保鮮設(shè)施）；5、 結(jié)構(gòu)、選型科學(xué)使用功能好，省工省料，建設(shè)速度快。（P95.圖4-7）2 溫室建筑與環(huán)境工程一、溫室的類型（一）溫室效應(yīng)讓絕大部分短波射入，而阻止絕大部分長波射出，以蓄熱升溫的特點(diǎn)。溫室能產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”的建筑。 升溫貢獻(xiàn)率為28%，蓄熱保溫的貢獻(xiàn)率為72%即3分加熱，7分保溫。（二）溫室的分類：1、 按用途分：生產(chǎn)溫室主要從事商業(yè)性生產(chǎn)；科研溫室人工氣候室、自然光昭室等；觀賞溫室園林建筑溫室（植物園、公園、賓館等）；庭院溫室兼有觀賞和生產(chǎn)功能。2、 按室內(nèi)的環(huán)境溫度分： 高溫溫室冬季達(dá)到1833，用于熱帶喜溫植物或加代育種； 中溫溫室冬季達(dá)到1525，用于茄果類植物； 低溫溫室冬季達(dá)到518，用于葉菜類植物； 冷室冬季達(dá)到05，用于暖溫帶盆栽花卉。3、 按覆蓋材料分：玻璃溫室硬質(zhì)塑料或聚酯板溫室塑料薄膜溫室（即塑料大棚）4、按建筑結(jié)構(gòu)形式分： 單坡面溫室 雙坡面溫室 連棟溫室 拱形溫室二、覆蓋材料的選擇（一）覆蓋材料的類型與特性1、 類型 固定性結(jié)構(gòu)覆蓋物既能承受風(fēng)、雨、雪等外載，又能透光保溫玻璃普通、鋼化、中空硬質(zhì)塑料或聚酯波紋板玻璃纖維等材料遮光保溫附加覆蓋材料無紡布草簾2、 特性：透光性、力學(xué)性能、熱工性能、耐久性能以及其他物理特性（表4-2、4-3）（二）覆蓋材料的選擇根據(jù)作物、溫室的種類和形狀、投資標(biāo)準(zhǔn)等l 從栽培考慮：對300700nm的生理輻射應(yīng)具有最大的透射能力；對<300nm的紫外線透射率要低，有利于抗老化；對300380nm的近紫外線透射率要高，有利于花青素的顯現(xiàn)，果色、花色、VC的形成；對8003000nm的紅外線透射率要高，增加熱量；對2050m的透射率要低，有利于保溫。三、溫室、大棚的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造（一）溫室常見的結(jié)構(gòu)形式1、 單坡面溫室透光、保溫、抗風(fēng)，一是屋面傾角大，二是后墻和后屋面保溫。 可用于冬季生產(chǎn)和早春育苗。（P98.圖4-8）l 近些年來，在北緯400左右的地區(qū)發(fā)展較快，冬季不加溫，夜間室內(nèi)溫度>10。2、 雙破面溫室前后坡面、側(cè)墻均為透光材料，l 特點(diǎn)：采光量大，造價(jià)較低；凈空高，方便管理；缺點(diǎn)：散熱面大，保溫差。3、 連棟溫室沒有側(cè)墻，造價(jià)低，保溫性較好；（P99.圖4-9）l 由于通風(fēng)換氣效果差，應(yīng)增加天窗、側(cè)窗、機(jī)械換氣裝置；夏季用濕簾風(fēng)機(jī)降溫，冬季施CO2。4、 溫室構(gòu)造屋脊、天溝、門窗、屋架、檁椽連接等（P100.圖4-10）（二）塑料大棚的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 塑料大棚用塑料薄膜覆蓋的拱形簡易溫室l 骨架材料竹木、鍍鋅鋼管、鋼筋焊接；寬度：812m。l 一般無加熱設(shè)備，保溫多采取多層覆蓋。（P101.圖4-11）四、溫室的采暖設(shè)施（一）作物的變溫管理1、生育階段的變溫管理溫度影響光合產(chǎn)物的形成和消耗、產(chǎn)物的輸送與分配，l 生育階