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J-GLOBAL ID：202102252506710489   整理番号：21A2386483

注入蒸気土壌消毒の温度場とエネルギー消費に及ぼす土壌粒径の影響【JST・京大機械翻訳】

Influence of Soil Particle Size on the Temperature Field and Energy Consumption of Injected Steam Soil Disinfection

著者 (8件)： Yang Zhenjie (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Abbas Adnan (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Wang Xiaochan (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Wang Xiaochan (Jiangsu Province Engineering Laboratory for Modern Facilities Agricultural Technology and Equipment, Nanjing 210031, China) ,  Ameen Muhammad (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Yang Haihui (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Soomro Shakeel Ahmed (College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China) ,  Soomro Shakeel Ahmed (Department of Farm Structures, Sindh Agriculture University, Tandojam 70060, Pakistan)
資料名： Processes (Web)  (Processes (Web))
巻： 8  号： 2  ページ： 241  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7264A  ISSN： 2227-9717  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 土壌蒸気殺菌(SSD)技術は,土壌伝染病を除去する有効な手段である。中国の揚子江デルタ地域における施設農業の土壌栽培条件の中で,粘土土壌粒子(SP)は微細で,土壌細孔は小さく,テクスチャは比較的粘性である。注入殺菌技術を粘土土壌に適用すると,蒸気の拡散は妨げられ,加熱効率は実質的に影響を受ける。SSDの加熱効率を上げるために,最初に,異なるサイズとランダム分布の円形粒子多孔質体にPhilipとDe Vriesの連続体モデルを離散化した。次に,計算流体力学(CFD)数値シミュレーション技術を用いて,種々のSPサイズ条件のための単一噴射蒸気殺菌モデルを構築した。さらに,マクロ多孔質蒸気流とマトリックス流の拡散パターンと対応する温度場をシミュレートし,解析した。最後に,単一パイプ噴射蒸気殺菌検証試験を,異なるSPサイズに対して実施した。試験結果は,中国の揚子江デルタ地域の粘土土壌のために,試験温度場結果は,熱流動が垂直方向でH=20cmに達するとき,シミュレーション結果と一致し,最大水平拡散距離における熱流のシミュレーションと試験結果は,それぞれL=13cmと12cmであることを示した。同じ殺菌時間で,シミュレートした土壌温度変化傾向は試験結果と一致し,試験温度は模擬温度より低かった。理論温度と実験温度の違いは,実験装置における熱損失に起因する可能性がある。さらに,CFDシミュレーションプロセスを最適化し,含水量の変化に伴う土壌粒径の崩壊と変形プロセスを追加する必要がある。さらに,土壌細孔はSPサイズの増加とともに増加し,大量の水蒸気はマクロ孔に沿って垂直に拡散し,土壌表面に蓄積し,非効果的な熱損失を引き起こした。さらに,土壌温度分布は楕円形(水平短半径/垂直長半径=0.65)から不規則形状に変化した。SPサイズが減少すると,土壌細孔流経路は微細になる。水蒸気は主にマトリックス流の形で土壌の周りに一様に拡散する。水平方向の拡散距離は徐々に増加する。そして,温度分布は,段階的にさらに生じて,それは土壌温度現場シミュレーション結果と一致した。エネルギー消費解析と同様に,SPサイズ>27mmと<2mmの最大エネルギー消費は,それぞれ486と477kJであった。従って,適切な細孔成長は蒸気の拡散に寄与したが,過度の細孔は蒸気をオーバーフローし,システムのエネルギー消費を増加させた。試験は理想的な土壌環境で行われたことを考慮して,実際の殺菌操作における細回転耕うんのために回転分げつを増加しなければならない。大きな粒子は回転耕うんプロセスの間に現れるが,適切な数の大粒子は,マトリックス流の共通効果の下で大きな細孔流の形成に寄与し,同時に大きな蒸気拡散と加熱効率を促進する。上記の理論的研究は,将来における土壌蒸気殺菌装置の設計および殺菌効果を改善するために,実際的指針を持った。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 温度分布 ,  最適化 ,  シミュレーション ,  粘性 ,  噴射 ,  殺菌 ,  粘土 ,  耕うん ,  熱損失 ,  地温 ,  熱流 ,  計算流体力学 ,  *温度場
準シソーラス用語： 数値シミュレーション ,  離散化 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 土壌蒸気消毒 ,  土壌粒子サイズ ,  土壌温度 ,  土壌含水量 ,  エネルギー消費

分類 (4件)： 土壌管理  (FB04070J) ,  物理的防除一般  (FC05041D) ,  野菜  (FC03043X) ,  土壌物理  (FB04030R)

引用文献 (27件)：

• Weiland, J.E.; Littke, W.R.; Browning, J.E.; Edmonds, R.L.; Davis, A.; Beck, B.R.; Miller, T.W. Efficacy of reduced rate fumigant alternatives and methyl bromide against soilborne pathogens and weeds in western forest nurseries. Crop Prot. 2016, 85, 57-64.
• Yang, Y.T.; Hu, G.; Zhao, Q.L.; Guo, D.Q.; Gao, Q.S.; Guan, C.S. Research progress of soil physical disinfection equipment. Agric. Eng. 2015, 5, 43-48. (In Chinese)
• Cao, A.; Zheng, J.; Wang, Q.; Li, Y.; Yan, D. Advances in soil disinfection technology worldwide. China Veg. 2010, 21, 17-22. (In Chinese)
• Cao, A.; Zheng, J.; Guo, M.; Wang, Q.; Li, Y. Soil disinfection technology and key points. Vegetables 2011, 4, 41-44. (In Chinese)
• Nishimura, A.; Asai, M.; Shibuya, T.; Kurokawa, S.; Nakamura, H. A steaming method for killing weed seeds produced in the current year under untilled conditions. Crop Prot. 2015, 71, 125-131.

タイトルに関連する用語 (7件)： 注入 ,  蒸気 ,  土壌消毒 ,  温度場 ,  エネルギー消費 ,  土壌 ,  粒径