Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как проверить работу турбины дизельного двигателя


Как проверить турбину на дизельном двигателе

Необходимость проверить турбину дизельного двигателя своими руками может возникнуть по ряду причин. Выполнение диагностики турбокомпрессора на СТО зачастую потребует определенных финансовых затрат, так как специалисты в большинстве случаев подключают диагностическое оборудование, снимают турбину с двигателя для проверки.

Чтобы выявить неисправности самостоятельно без снятия турбины, можно воспользоваться несколькими способами диагностики. На проблемы с турбокомпрессором могут указывать следующие прямые или косвенные признаки, которые проявляются в процессе работы силового агрегата:

  • появление черного, сизого или синеватого дыма выхлопа;
  • дизель шумно работает в разных режимах под нагрузкой;
  • повышается температура, мотор склонен перегреваться;
  • возрастает расход горючего и моторного масла;
  • двигатель теряет мощность, падает тяга и динамика;

В самом начале стоит отдельно отметить, что подобные симптомы могут возникать не только по причине неисправностей турбины, но данный элемент также находится в списке.

Содержание статьи

На начальном этапе диагностики следует проверить уровень и качество дизельного моторного масла. Также необходимо исключить возможное попадание сторонних предметов в турбокомпрессор.

Далее приступаем к анализу цвета выхлопных газов. Падение мощности и черный цвет выхлопа дизеля говорит о переобогащении смеси. Это может указывать на недостаточное количество подаваемого в цилиндры воздуха по причине неисправностей во впуске. Тяга дизельного мотора может также пропадать в результате утечек на выпуске.

Для проверки мотор необходимо завести и оценить звуки в процессе работы турбокомпрессора. Турбина не должна свистеть или скрипеть, не должно быть звука прорывающегося воздуха через соединения. Нужно проверить состояние и герметичность соединений патрубков, по которым осуществляется подача воздуха. Любые неплотности или повреждения недопустимы. Также обязательно проверяется состояние воздушного фильтра, так как загрязнение и снижение его пропускной способности приведет к недостаточной подаче воздуха в цилиндры.

Турбину нужно дополнительно проверять на износ. Для диагностики ротор турбины потребуется провернуть вокруг своей оси. Присутствие небольшого люфта вполне допустимо. В том случае, если ротор касается корпуса, турбине необходим ремонт.

Если дизель дымит белым или сизым выхлопом, тогда это указывает на попадание масла в цилиндры двигателя и его сгорание в рабочей камере. Подобная неисправность может возникать как по причине неисправностей турбокомпрессора, так и других узлов ДВС. Также на проблему указывает большой расход масла (около литра на 1 тыс. пройденных км.)

В этом случае необходимо снова вернуться к проверке воздушного фильтра и ротора турбины. Загрязненный фильтр пропускает малое количество воздуха, что приводит к сильной разнице давлений между корпусом турбины и картриджем с подшипниками. Из этого картриджа масло начинает вытекать в корпус компрессора. Если неисправностей не выявлено, тогда нужно приступить к осмотру сливного маслопровода на наличие загибов, трещин и других дефектов.

Еще одной причиной роста давления может служить активное попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, что препятствует нормальному сливу масла из турбины. Данная неисправность может быть связана с проблемами в работе системы вентиляции картерных газов, дизель начинает сапунить. На моторе с исправной турбиной во впускном и выпускном коллекторе не должно быть признаков обильного попадания масла.

Снова проводим анализ состояния турбины на осевой люфт. Если с компрессором все в норме, тогда причины наличия масла в турбине заключаются именно в повышении давления в картере двигателя. Дополнительно возможно присутствие пробки в сливном маслопроводе.

В случае шумной работы дизеля нужно проверить трубопроводы, через которые воздух подается под давлением, а также ротор турбокомпрессора. Ротор турбины во время прокрутки не должен касаться стенок. Повышенного внимания заслуживает состояние крыльчатки турбины. Любые зазубрины или признаки повреждений крыльчатки требуют немедленного ремонта компрессора. При обнаружении заметных дефектов ротора турбину необходимо снимать для детальной диагностики.

Люфта во время осевого смещения вала турбины не должно быть заметно, так как допустимый люфт составляет 0,05 мм и его не почувствуешь. Смещение вала в радиальном направлении допускает присутствие микролюфта ( допустимое значение около 1мм.), который немного ощущается. Если при оценке состояния турбины замечены сильные отклонения от данных требований и показателей, тогда компрессор можно считать сильно изношенным или неисправным.

Проверка турбонагнетателя на заведенном двигателе

Проверять турбину на наддув следует так:

  • пригласите помощника;
  • запустите двигатель;
  • определите патрубок, который соединяет впускной коллектор и турбокомпрессор;
  • пережмите указанный патрубок рукой;
  • помощник должен погазовать несколько секунд;

Если компрессор работает, тогда патрубок должен будет ощутимо раздуваться. При отсутствии производительности турбины этого не произойдет. Дополнительно следует оценить общее состояние патрубков, а также исключить возможность трещин и других дефектов впускного и выпускного коллектора дизельного двигателя.

Читайте также

  • Ресурс турбины дизельного двигателя

    От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Порядок эксплуатации морских паровых турбин

Порядок работы морских паровых турбин Главная || Дизельные Двигатели || Котлы || Системы подачи || Паровые турбины || Обработка топлива || Насосы || Охлаждение ||

Порядок эксплуатации морских паровых турбин

До недавнего времени паровая турбина была первым выбором для очень больших силовые морские силовые установки.Его преимущества - небольшая или нулевая вибрация, низкая вес, минимальные требования к пространству и низкие эксплуатационные расходы значителен. Кроме того, турбина может быть предоставлена ​​для любой мощности оценка, вероятно, потребуется для морских силовых установок. Тем не менее, чем выше удельный расход топлива по сравнению с дизельными двигателями эти преимущества, хотя уточнения, такие как разогрев, сузились the gap.align = "left"> ALIGN = "левой"> ALIGN = "левой"> Паровая турбина требует значительного периода прогрева до любого маневрирования.Высокая скорость работы турбина и ее несущий ротор также требуют особой осторожности во время маневрирование.

Паровая турбина прогрева

Сначала откройте все клапаны кожуха турбины и главного паропровода и убедитесь, что все паровые регулирующие клапаны на станции маневрирования и вокруг турбины закрыты. Все сливные клапаны паропровода должны быть открыт. Запустите насос смазочного масла и убедитесь, что масло течет свободно на каждый подшипник и зубчатый опрыскиватель, отводя воздух при необходимости и Убедитесь, что гравитационный бак переполнен.

Получите зазор от моста, чтобы повернуть вал. Вовлекать Поворотный механизм и вращать турбины в каждом направлении.

Запустите насос циркуляции морской воды для главного конденсатора. затем запустить насос для отвода конденсата с рециркуляцией воздушного эжектора клапан широко открыт.

Рис. Преобразование энергии в паровой турбине

выровнять = центр> Открыть обходной клапан маневрирования или прогрев сквозной клапан, если установлен. Это позволяет небольшому количеству пара проходить через турбину и нагреть ее.Поднятие небольшого вакуума в конденсатор поможет этому прогреву. Турбины должны быть непрерывно поворачивается с поворотным механизмом до температуры около 75C достигается на входе в турбину низкого давления примерно через час. расширительные устройства на турбине для обеспечения свободы передвижения должны быть проверены.

Сальниковый уплотнительный пар теперь должен быть частично открыт и вакуум увеличился. Поворотный механизм должен быть отключен.

Короткие струи пара теперь поступают в турбину через Главный клапан для вращения винта примерно за один оборот.Это должно быть повторяется каждые три-пять минут в течение 15-30 минут. Теперь вакуум может быть повышен до своего рабочего значения, а также давление пара железы. Турбины теперь готовы к использованию. В ожидании первых движений от моста и между движения, турбина должна вращаться вперед каждые пять минут паровыми струями. Если есть задержка пара сальника и вакуум должен быть уменьшенным.

Маневрирование

После прогрева ротор турбины не должен оставаться неподвижным более чем на несколько минут, потому что ротор может провисать или искажаться, что привело бы к неудаче, если бы не регулярно вращаться.

Задняя операция включает в себя подачу пара на задние турбины. Где любой значительный период работы кормы происходит турбина температура, уровень шума, подшипники и т. д. должны тщательно соблюдаться. производитель турбины может установить ограничение времени около 30 минут непрерывный ход за кормой.

Аварийная работа на заднем ходу

Если при движении на полной скорости вперед заказ на аварийную остановку или заднее движение требуется тогда, безопасные рабочие процедуры должны быть игнорируются.

Впереди пар отключается, вероятно, с помощью аварийного отключения, и задний паровой клапан частично открыт для постепенного увеличения количество пара. Таким образом, турбина может быть быстро остановлена состояние и при необходимости можно эксплуатировать за кормой.

Остановка турбины или ее задний ход произойдет около 10 за 15 минут до того, как подобное состояние произойдет для корабля. Использование аварийные процедуры могут привести к серьезному повреждению турбины, коробка передач или котлы.

Полный выезд

Обороты маневрирования обычно составляют около 80% полного хода или полного скоростное состояние. После получения полной команды турбины можно постепенно довести до полной мощности, процесс принятия один-два часа. Это также будет связано с вводом в эксплуатацию турбонагнетателей. которые используют пар, удаленный или «кровоточащий» на некоторой стадии от Основные турбины.

Проверки должны проводиться при расширении, сливы должны быть проверено, чтобы быть закрыт, клапан рециркуляции конденсата после воздуха эжектор должен быть закрыт, а задние паровые клапаны плотно закрыты,


Прибытие в порт

До прибытия в порт мост должен обеспечивать один-два часа. извещение о том, что турбины могут быть сбиты для маневрирования революции.Должен быть запущен дизельный генератор, турбонагнетатель выключить, и вся полная процедура прохождения сделана в обратном порядке порядок.

Пар для сброса груза или работы с балластной водой

Некоторые суда, такие как крупные танкеры для сырой нефти и нефтепродуктов, а также суда, которым требуется большой балластный насос, могут использовать паровые турбины для привода грузовых и балластных насосов.

На этих судах используются дополнительные котлы для привода паровых турбин грузового насоса, а также для выработки инертного газа.Паровые турбины, приводимые в движение грузовым насосом, крайне неэффективны (с общей эффективностью около 10-15%), и следует проявлять осторожность при их использовании.

Во время операций по разгрузке груза в вакуумном конденсаторе следует должным образом поддерживать вакуум. Это обеспечит лучшую передачу работы через паровую турбину, тем самым увеличивая производительность при той же нагрузке котла. Во время операции выгрузки груза необходимо обеспечить лучшую координацию и планирование с персоналом терминала (мастером погрузки, представителем (ями) терминала), а также на борту с палубой и отделом двигателя, чтобы сократить период простоя главных котлов; сокращение периода прогрева ненужных / длительных грузовых масляных насосов, холостого хода установки инертного газа и т. д.

Информация по теме:

  1. Импульсная паровая турбина и реактивная паровая турбина

  2. Паровая турбина - устройство для получения механических работ от энергия хранится в паре. Существуют два основных типа турбины: «импульс» и «реакция». Названия относятся к типу силы, которая действует на лезвия, чтобы повернуть турбинное колесо.
    Подробнее .....
  3. Контроль и защита турбины

  4. Система защиты турбины поставляется со всеми установками для предотвращения повреждений в результате внутреннего сбоя турбины или неисправности некоторое сопутствующее оборудование.В системе предусмотрены Остановите турбину с помощью аварийного останова и электромагнитного клапана.
    Подробнее .....
  5. Различные зубчатые зацепления турбин -Прициклическая зубчатая передача, Винтовая зубчатая передача, Гибкая муфта и поворотная передача

  6. Винтовые зубчатые колеса использовались много лет и остаются частью большинства систем зацепления. Эпициклические передачи с их компактная, легкая конструкция все чаще используется в морских трансмиссий.
    Подробнее .....
  7. Строительство парогенератора - как это работает

  8. Парогенераторы производят насыщенный пар низкого давления для бытовых и других услуг.Они используются в сочетании с водотрубные котлы для обеспечения вторичного контура пара, который позволяет избежать возможное загрязнение питательной воды первого контура. ,
    Подробнее .....
  9. Паровая турбина с перекрестным соединением для морского использования

  10. Составление - это разделение на две или более ступеней изменения давления или скорости пара через турбину. Составление давления импульсной турбины - это использование ряда ступеней сопла и лопатки для постепенного снижения давления пара.,
    Подробнее .....

Судовые механизмы - Полезные теги

Судовые дизельные двигатели || Парогенераторная установка || Система кондиционирования воздуха || Сжатый воздух || Морские батареи || Грузовое холодильное оборудование || Центробежный насос || Различные кулеры || Аварийный источник питания || Теплообменники выхлопных газов || Система подачи || Подающий вытяжной насос || Измерение расхода || Четырехтактные двигатели || Топливная форсунка || Топливная система || Обработка мазута || Коробки передач || Губернатор || Морской мусоросжигатель || Масляные фильтры Lub || MAN B & W двигатель || Морские конденсаторы || Маслоотделитель воды || Устройства защиты от превышения скорости || Поршень и поршневые кольца || Прогиб коленчатого вала || Судовые насосы || Различные хладагенты || Очистные сооружения || Пропеллеры || Электростанции || Пусковая воздушная система || Паровые турбины || Рулевой механизм || Sulzer двигатель || Турбинная передача || Турбокомпрессоры || Двухтактные двигатели || UMS операций || Дыхание и капитальный ремонт || Критические машины || Палубное оборудование и грузовые механизмы || Контрольно-измерительные приборы || Противопожарная защита || Безопасность машинного отделения ||


Машинное отделение.com о принципах работы, конструкции и эксплуатации всего оборудования Предметы на корабле предназначены в основном для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. За любые замечания, пожалуйста Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces.com Все права защищены.
Условия использования
Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности || Главная страница ||

обратное давление выхлопных газов двигателя

обратное давление выхлопных газов двигателя

Ханну Яяскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым начальным содержанием. Полный доступ требует подписки DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты выхлопной системы, такие как глушители и устройства последующей обработки выхлопных газов, являются источником противодавления выхлопных газов двигателя. Повышенные уровни противодавления могут привести к увеличению выбросов, увеличению расхода топлива и негативно повлиять на работу двигателя.

Введение

Определение

Давление выхлопных газов противодавления определяется как давление выхлопных газов, которое создается двигателем для преодоления гидравлического сопротивления выхлопной системы с целью выпуска газов в атмосферу. Для этого обсуждения противодавление выхлопных газов представляет собой манометрическое давление в системе выпуска отработавших газов на выходе из выхлопной турбины в двигателях с турбонаддувом или давление на выходе из выпускного коллектора в двигателях без наддува.Термин обратное давление также может быть записан как одно слово (противодавление) или с использованием дефиса (противодавление).

Следует отметить, что термин «противодавление» является нелогичным и может помешать правильному пониманию механики потока выхлопных газов. Слово за , по-видимому, указывает на давление, которое оказывается на жидкость против ее направления потока - на самом деле, определения обратного давления такого рода распространены в источниках ослабленных научных стандартов. Есть две причины для возражения.Во-первых, давление является скалярной величиной, а не векторной величиной, и не имеет направления. Во-вторых, поток газа управляется градиентом давления, причем единственно возможным направлением потока является направление от более высокого к более низкому давлению. Газ не может течь против повышающегося давления - это дизельный двигатель, который качает газ, сжимая его до достаточно высокого давления, чтобы преодолеть препятствия потока в выхлопной системе.

Учитывая, насколько широко он установлен среди разработчиков двигателей, мы будем использовать термин противодавление , как определено выше, для обозначения давления выхлопных газов на выходе турбины (или выпускного коллектора), которое численно равно падению давления выхлопных газов над вся выхлопная система.Тем не менее, мы считаем, что использование этого термина не должно быть расширено для обозначения перепада давления выхлопных газов над конкретными компонентами выхлопной системы, что иногда используется некоторыми авторами. Например, мы избегаем использования термина «противодавление глушителя» в пользу «падения давления глушителя» (или «потери давления») в соответствии с терминологией, используемой в гидродинамике.

Обычные метрические единицы противодавления выхлопных газов включают килопаскаль (кПа) - который мы используем в этой статье - и миллибар (мбар), причем последний равен гектопаскалю (гПа).Обычные стандартные единицы включают дюйм водяного столба (в H 2 0) и дюйм ртутного столба (в Hg). Между этими единицами существует следующая связь:

1 кПа = 10 гПа = 10 мбар = 4,0147 по H 2 0 = 0,2953 по Hg (1)

Эффекты обратного давления

Хотя разработчики систем выпуска выхлопных газов всегда сталкивались с вопросами противодавления, повышенный интерес к давлению выхлопных газов был вызван установкой дизельных двигателей с сажевыми фильтрами (DPF) и введением сложных систем последующей обработки в целом.Установка DPF часто вызывает опасения по поводу увеличения противодавления выхлопных газов. В нормальных условиях уровни перепада давления, вызванные глушителем выхлопных газов и надлежащим образом сконструированным DPF, могут быть фактически одинаковыми. На рисунке 1 показано влияние замены глушителя OEM на DPF на дизельном двигателе большой мощности в двух различных режимах цикла ISO 8178. Изменение обратного давления составляет менее 1 кПа при чистом фильтре.

Рисунок 1 . Давление на выходе турбины с глушителем и чистым DPF

1997 Cummins B3.9-C EPA Tier 1 внедорожный двигатель с глушителем и оснащенный 6-литровым DPF

Однако большая часть падения давления выхлопных газов над DPF имеет тенденцию вызываться накопленной сажей, а не подложкой фильтра. Проблемы возникают, если регенерация DPF не происходит на регулярной основе, что приводит к увеличению его перепада давления до неприемлемых уровней.

Повышенное давление выхлопных газов может повлиять на дизельный двигатель следующим образом:

  • Увеличение насосных работ
  • Пониженное давление наддува впускного коллектора
  • Эффекты очистки и сгорания цилиндров
  • Проблемы с турбокомпрессором

При повышенных уровнях противодавления двигатель должен сжимать выхлопные газы до более высокого давления, что требует дополнительной механической работы и / или уменьшения энергии, выделяемой выхлопной турбиной, что может повлиять на давление наддува впускного коллектора.Это может привести к увеличению расхода топлива, выбросов ТЧ и СО и температуры выхлопных газов. Повышенная температура выхлопных газов может привести к перегреву выпускных клапанов и турбины. Увеличение выбросов NOx также возможно из-за увеличения нагрузки на двигатель.

Другие воздействия на сгорание дизеля возможны, но зависят от типа двигателя. Повышенное противодавление может повлиять на производительность турбокомпрессора, вызывая изменения в соотношении воздух-топливо - обычно обогащение - что может быть источником выбросов и проблем с работой двигателя.Величина эффекта зависит от типа систем наддувочного воздуха. Повышенное давление выхлопных газов также может препятствовать выходу некоторых выхлопных газов из цилиндра (особенно в безнаддувных двигателях), создавая внутреннюю рециркуляцию выхлопных газов (EGR), отвечающую за некоторое снижение NOx. Незначительное снижение NOx, о котором сообщают некоторые системы DPF, обычно ограниченные 2-3%, возможно, объясняется этим эффектом.

Турбокомпрессоры обычно используют моторное смазочное масло в качестве смазочно-охлаждающей среды.Чрезмерное давление выхлопных газов может увеличить вероятность выхода из строя уплотнений турбокомпрессора, что приведет к утечке масла в выхлопную систему. В системах с каталитическими DPF или другими катализаторами такая утечка масла также может привести к дезактивации катализатора фосфором и / или другими каталитическими ядами, присутствующими в масле.

Пределы противодавления

Все двигатели имеют максимально допустимое противодавление, указанное производителем двигателя. Эксплуатация двигателя при избыточном противодавлении может привести к аннулированию гарантии на двигатель.Чтобы облегчить дооснащение существующих двигателей фильтрами DPF, особенно с использованием систем пассивных фильтров, производители систем контроля выбросов и пользователи двигателей просят производителей двигателей увеличить максимально допустимые пределы противодавления для своих двигателей.

Глушители обычно приводят к максимальному противодавлению в диапазоне 6 кПа. В выхлопных системах с DPF противодавление может возрасти до значительно более высокого уровня, особенно если фильтр сильно загружен сажей. Швейцарская программа VERT определила максимальные пределы противодавления, чтобы обеспечить возможность установки фильтров DPF на широкий спектр оборудования [1319] .В таблице 1 приведены рекомендуемые VERT пределы противодавления для ряда размеров двигателей. Давление выхлопа для больших двигателей было ограничено низкими значениями из-за перекрытия клапана и соображений высокого давления наддува.

Таблица 1
VERT максимальное рекомендуемое противодавление выхлопных газов
Объем двигателя Предел противодавления
Менее 50 кВт 40 кПа
50-500 20 кПа
500 кВт и выше 10 кПа

Производители двигателей обычно гораздо более консервативны в отношении пределов противодавления.Например, двигатели с дизель-генераторной установкой от Caterpillar, Cummins, John Deere и DDC / MTU мощностью от 15 до 1000 кВт имеют пределы противодавления от 6,7 до 10,2 кПа.

При установлении пределов обратного давления необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся влияние на производительность турбокомпрессора, выбросы выхлопных газов, расход топлива и температуру выхлопных газов. Предел, который может выдержать конкретный двигатель, будет зависеть от конкретных конструктивных факторов, и общие рекомендации затруднены.

###

,

Прогресс в технологии газовых турбин

\ n

2. Процесс компостирования и состояние в Китае

\ n

Традиционно, фермеры в Китае в основном зависели от органических удобрений, например, навоза животных и остатков сельскохозяйственной продукции. В 1950-х годах фермеры также начали применять некоторые химические удобрения (Рисунок 1). В 1980-х годах применение химических удобрений и органических удобрений имело очень похожий процент. Однако внесение химических удобрений в 2010 году составило более 90%. В результате подкисление почвы является основной проблемой в почвах интенсивных сельскохозяйственных систем Китая.Два общенациональных исследования показали, что рН почвы значительно снизился ( P <0,001) с 1980-х по 2000-е годы в основных районах растениеводства Китая. [7] Таким образом, замена химических удобрений на органические удобрения в определенном процентном соотношении является срочной.

\ n
Рисунок 1.

Процент удобрений, использовавшихся в Китае с 1950 по 2005 гг.

\ n

За последние десять лет в Китае началось компостирование, в результате которого было создано множество крупных животноводческих ферм с более чем 10000 свиней или 5000 голов крупного рогатого скота. установлено.В результате образуется большое количество навоза, который является основным загрязнителем, если его не обрабатывать [8]. С другой стороны, это также идеальный ресурс органических удобрений. Например, более 100 заводов производят более 5000 тонн коммерческих органических удобрений в год в провинции Цзянсу, Китай (Рисунок 2). Соответственно, правительство Цзянсу в настоящее время субсидирует заводы по компостированию с 200 юаней за тонну. В результате цена коммерческих органических удобрений снизилась с 550 до 350 юаней.Поэтому фермеры рады заменить химические удобрения коммерческими органическими удобрениями. В настоящее время в провинции Цзянсу, Китай, общее количество коммерческих органических удобрений, производимых на субсидируемых предприятиях по компостированию, составляет более 2 миллионов тонн в год (Рисунок 2). Вследствие этого правительство провинции Цзянсу играет решающую роль в продвижении производства и применения органических удобрений фермерами.

\ n
Рисунок 2.

Сводная информация о местах расположения заводов по производству коммерческих органических удобрений в провинции Цзянсу, Китай.

\ n
Рисунок 3.

Система компостирования желоба (a) и система компостирования валком (b) в Китае.

\ n \ n

В Китае система компостирования через желоб и система компостирования валком являются основными процессами компостирования, причем система компостирования валком более популярна в провинции Цзянсу (Рисунок 3). Компостирование с помощью валков состоит из помещения смеси сырья в длинные узкие сваи, которые регулярно перемешиваются или переворачиваются. Поворот смешивает материалы во время компостирования и усиливает пассивную аэрацию.Как правило, высота валков находится в диапазоне от 90 до 180 см. Соответственно их ширина варьируется в диапазоне от 100 до 300 см. Как правило, размер, форма и расстояние между валками определяются токарным оборудованием. Во время аэрации скорость воздухообмена зависит от пористости валка. Поэтому размер валка определяется его пористостью.

\ n \ n

3. Оценка зрелости компоста методами спектроскопии

\ n

Обычно для оценки качества компоста используются различные параметры.[9] В целом, эти параметры включают индекс всхожести (GI), водорастворимый органический углерод (WSOC), водорастворимый органический азот (WSON), pH, электропроводность (EC), влажность и общее органическое вещество (TOM) содержание. Принято считать, что ни один единственный параметр не может определять зрелость компоста, которая должна оцениваться по совокупности различных физических, химических и биологических свойств (таблица 1). Тем не менее, все эти подходы дороги или требуют много времени, когда задействовано большое количество образцов.[1,10] Сообщается, что методы спектроскопии имеют много преимуществ по сравнению с традиционными химическими анализами, такими как простота подготовки образца, быстрое получение спектра, неразрушающий анализ и портативность. [11]

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Физический Запах, цвет, температура, размер частиц и инертные материалы
Химическая Анализ углерода и
азота
Соотношение C / N в твердом и водном экстракте
Емкость катиона
CEC, отношение CEC / Total к органическому C и т.д.
Водорастворимый экстракт
pH, ЕС, органический-C, ионы и т.д.
Минеральный азот NH 4 -N содержание, NH 4 -N / NO 3 -N отношение
Загрязняющие вещества Тяжелые металлы и органика
Органическое вещество
качество
Органический состав: лигнин, сложные углеводы, липиды, сахара и др.
Гумификация Показатели гумификации и характеристика гуминоподобных веществ:
анализы элементных и функциональных групп, молекулярно-массовое распределение, соотношение 9004 E4 / E6, пиролиз GC-MS, спектроскопический анализ
( ЯМР, FTIR, флуоресценция, комбинационное рассеяние и т. Д.)
Биологическая Микробная активность
показатели
Дыхание (поглощение / потребление O 2 , тест саморазогрева, биоразлагаемый составляющие)
\ n Ферментативная активность (целлюлаза, фосфатазы, дегидрогеназы, протеазы и т. д.)
\ n Содержание АТФ
\ n Потенциал минерализации-иммобилизации азота, нитрификация и др.
\ n Микробная биомасса
Фитотоксичность Тесты на всхожесть и рост растений
\ n Другие Тесты жизнеспособных семян сорняков, патогенных микроорганизмов и экотоксичности

Таблица 1.

Текущие критерии, оцененные в литературе для характеристики качества компоста [9]

\ n

Спектроскопия ближнего инфракрасного отражения (NIRS) было показано, чтобы быстро (в течение 1 мин) оценить качество компоста.[12–14] Однако неясно, можно ли также применять NIRS для быстрого определения качества коммерческих органических удобрений из-за сложности и непредсказуемости сырья для коммерческих продуктов. На рисунке 4 показан отчетливый внешний вид коммерческих органических удобрений с образцами компостирования. В общей сложности 104 коммерческих органических удобрения были собраны с заводов по производству компоста в провинции Цзянсу, Китай. Эти заводы обрабатывают органическое вещество от навоза животных и других сельскохозяйственных органических отходов.Эти заводы производят около 5000–150 000 тонн коммерческих органических удобрений в год.

\ n
Рисунок 4.

Типичные коммерческие органические удобрения, включая механические (A, C) и гранулированные (B, D) удобрения. Эти фотографии показывают, что коммерческие органические удобрения более ровные, чем образцы, полученные в процессе компостирования.

\ n

Мы можем видеть, что все спектры NIR, полученные из коммерческих органических удобрений в провинции Цзянсу, Китай (рис. 5), были разделены на две группы сигналов с различными наклонами до 1400 нм: одна группа имеет повышенную кривизну со значительной поглощающей способностью пик на длине волны приблизительно 1420 нм, в то время как другой является более плоским и имеет только небольшое поглощение в этом положении.Это связано с тем, что второй значимый спектральный пик в основном находится на расстоянии около 1950 нм (рис. 5). Полоса при 1420 нм связана с О-Н и алифатическим С-Н, а полоса при 1950 нм - с амидом N-H и О-Н. Поскольку спектр NIR содержит всю информацию о прочности химической связи, химического состава, электроотрицательности и т. Д., Пики поглощения сильно перекрываются. Кроме того, другая информация о помехах, такая как рассеяние, диффузия, специальное отражение, показатель преломления и поляризация отраженного света, также оказывает важное влияние на спектр ближнего инфракрасного излучения.Таким образом, количественные прогнозы затрудняются непосредственно только с помощью спектров NIR.

\ n
Рисунок 5.

Спектры NIR в общей сложности 104 коммерческих органических удобрений. [10]

\ n

Многофакторный анализ необходим для определения спектральных характеристик коммерческих органических удобрений с помощью хемометрических методов, например, анализа частичных наименьших квадратов (PLS) в этом исследовании. Результаты калибровки и проверки NIRS для показателей качества коммерческих органических удобрений приведены в таблице 2 и на рисунках 6 и 7.Калибровка NIR позволила сделать точные прогнозы WSON, TOM, pH и GI ( R 2 = 0,73-0,93 и RPD = 1,47-2,96). Однако результаты были менее точными для влажности ( R 2 = 0,91, r 2 = 0,79, RPD = 2,22), TN ( R 2 = 0,98, r 2 = 0,80, RPD = 2,25) и EC ( R 2 = 0,99, r 2 = 0,74, RPD = 2,27). Кроме того, WSOC имел худший прогноз ( R 2 = 0.88, r 2 = 0,76, RPD = 2,10). Поэтому прогнозы были умеренно успешными для TOM, TN, WSON, pH, EC, GI и влажности, но не оправдались для WSOC.

\ n
Рисунок 6.

Измеренные и прогнозируемые значения показателей качества коммерческих органических удобрений в наборе калибровочных данных. [10] Наилучшая посадка показана красной линией.

\ n
Рисунок 7.

Измеренные и прогнозируемые значения показателей качества коммерческих органических удобрений в наборе данных прогнозирования.[10] Наилучшая посадка показана красной линией.

\ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n \ n
Параметры Набор калибровки Набор для проверки
ПК R 2 RMSECV r 2 RMSEP RPD Смещение Склон
Содержание влаги (%) 19 0,94 0.23 0.67 0.36 2.27 −0.03 0.76
TOM (г / кг) 12 0,85 17.69 0.69 24.76 1.71 −9.03 0.72
TN (г / кг) 17 0,98 3,08 4040 \ n 0,80 3,63 2,25 -0,29 0.77
WSOC (г / кг) 7 0.85 3.82 0.55 3.21 1.43 0,06 0.69
WSON (г / кг) 8 0.86 1.81 0.77 1.60 1,47 0,05 0,74
pH 9 0,86 0,36 0.75 0.41 1.96 −0.10 0.73
EC (мСм / см) 17 0.99 0.46 0.74 0.54 2.27 −0.04 0.78
GI (%) 18 0,84 4,81 0,68 9,52 1,73 -2,68 0,63

Таблица 2.

Результаты калибровки и проверки NIRS для показателей качества коммерческих органических удобрений [10]

TOM, всего органического вещества; TN, общий азот; WSOC, водорастворимый органический углерод; WSON, водорастворимый органический азот; EC, электропроводность; GI, индекс всхожести; ПК, количество основных компонентов; R 2 , коэффициент определения для калибровочного набора; RMSECV, среднеквадратичная ошибка при перекрестной проверке; r 2 , коэффициент определения для набора проверки; RMSEP, среднеквадратичная ошибка прогноза; RPD, отношение стандартного отклонения в валидации, установленной над средним квадратом ошибки прогноза.


\ n

Подобно NIRS, спектроскопия флуоресцентного возбуждения-эмиссионной матрицы (EEM) широко используется для обнаружения белкоподобных, фульвокислотных и гуминокислотных веществ. Эти материалы прямо пропорциональны интенсивности флуоресценции при низких концентрациях и поэтому применяются к

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.