پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

بررسی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی گلدان تجدیدپذیر و شبیه‌سازی رفتار آن با نرم‌افزار ANSYS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی‌دکتری، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران،
2 دانشِار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران،
چکیده
در کشورهای در حال توسعه، نشاکاری به صورت سنتی یکی از روش‌های مرسوم در سطح مزرعه است. در این روش به دلیل آلودگی زیست‌محیطی به جا مانده از سینی‌های پلاستیکی موجب تخریب ساختمان و بافت خاک می‌شود به همین دلیل امروزه از یک روش جایگزین، بنام گلدان‌های تجزیه‌پذیر استفاده می‌کنند. در این تحقیق خصوصیات دو نوع گلدان تجدیدپذیر با استفاده از دستگاه آزمون فشار با سه سطح رطوبتی و در سه تکرار بررسی گردید. هدف کلی، معرفی بهترین گلدان برای کاشت نشاء در دستگاه هوشمند جهت توسعه دانش فنی و افزایش بهره‌وری کاشت با کم‌ترین ضایعات در سطح مزارع ایران است. نتایج نشان داد نوع گلدان، برای شاخص‌های چگالی، تنش نهایی و تسلیم، جابجایی در تنش نهایی و تسلیم در سطح 5 درصد و زمان جذب آب، برای شاخص‌های چگالی، رطوبت، تنش نهایی و تسلیم، جابجایی در تنش نهایی و تسلیم و ضخامت گلدان در سطح 1 درصد معنادار است. هم‌چنین نتیجه آزمون شبیه‌سازی گلدان تجدیدپذیر استوانه مخروطی ناقص و هرم مربعی ‌شکل با استفاده از نرم‌افزار ANSYS با داده‌های آزمایشگاهی به ترتیب ضریب تبیین 88 و 91 درصد را نشان داد. با توجه به پژوهش حاضر بهترین گزینه برای استفاده در دستگاه نشاکار هوشمند جهت کاشت، نمونه گلدان استوانه مخروطی ناقص در محتوی رطوبتی اولیه و مدت زمان 30 دقیقه جذب آب است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Aguerre, Y. S., & Gavazzo, G. B. (2016). Lignocellulosic recycled materials to design molded products: Optimization of physical and mechanical properties.
 
An, S., Bae, J. H., Kim, H. C., & Kwack, Y. (2021). Production of grafted vegetable seedlings in the Republic of Korea: achievements, challenges and perspectives. Horticultural Science and Technology, 39(5): 547-559.
 
Asmara, S., Rahmawati, W., Suharyatun, S., Kurnia, B., Listiana, I., & Widyastuti, R. (2021). Producing organic pot from cassava stem waste for water spinach (Ipomea reptans Poir) as waste management strategy. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.
 
Fadiji, T., Coetzee, C. J., Berry, T. M., & Opara, U. L. (2019). Investigating the role of geometrical configurations of ventilated fresh produce packaging to improve the mechanical strength–Experimental and numerical approaches. Food packaging and shelf life, 20: 100312.
 
Gholami, R., & Gholami, H. (2019). The effect of drought stress on some vegetative and physiological characteristics of superior local olive genotypes (Olea europaea L.) in pot conditions. Plant Productions, 41(4): 15-28.
 
Haslach, H. W. (2000). The moisture and rate-dependent mechanical properties of paper: a review. Mechanics of time-dependent materials, 4: 169-210.
 
Im, J., Jang, E. K., Yim, D., Kim, J.-H., & Cho, K. Y. (2020). One-pot fabrication of uniform half-moon-shaped biodegradable microparticles via microfluidic approach. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 90: 152-158.
 
Jaya, J. D., Elma, M., Sunardi, S., & Nugroho, A. (2022). Physical and Mechanical Properties of Biodegradable Pot Derived from Oil Palm Empty Fruit Bunch and Sodium Alginate. Brazilian Archives of Biology and Technology, 65: e22210789.
 
Juanga-Labayen, J. P., & Yuan, Q. (2021a). Making biodegradable seedling pots from textile and paper Waste—Part a: factors affecting tensile strength. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(13): 6964.
 
Juanga-Labayen, J. P., & Yuan, Q. (2021b). Making biodegradable seedling pots from textile and paper waste—Part B: Development and evaluation of seedling pots. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(14): 7609.
 
Lehti, S., Ketoja, J., & Niskanen, K. (2003). Measurement of Paper rheology at varied moisture contents. Paper presented at the Int Paper Phys Conf Proc.
 
Manafi-Dastjerdi, M., Ebrahimi-Nik, M., Rohani, A., & Lawson, S. (2021). Production of biodegradable pots from cattle manure and wood waste: effects of natural binders on mechanical performances and biodegradability. Environmental Science and Pollution Research, 1-14.
 
Nader, J., Assaf, J. C., Debs, E., & Louka, N. (2023). Innovative Method for Determining Young’s Modulus of Elasticity in Products with Irregular Shapes: Application on Peanuts. Processes, 11(9): 2532.
 
Paudel, B., Basak, J. K., Kaushalya Madhavi, B. G., Kim, N.-E., Lee, G.-H., Choi, G.-M., . . Kim, H. T. (2022). Properties of paper-based biodegradable pots for growing seedlings. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 63(6): 793-807.
 
Rafee, S. N. A. M., Lee, Y. L., Jamalludin, M. R., Razak, N. A., Makhtar, N. L., & Ismail, R. I. (2019). Effect of different ratios of biomaterials to banana peels on the weight loss of biodegradable pots. Acta Technologica Agriculturae, 22(1): 1-4.
 
Schettini, E., Santagata, G., Malinconico, M., Immirzi, B., Mugnozza, G. S., & Vox, G. (2013). Recycled wastes of tomato and hemp fibres for biodegradable pots: Physico-chemical characterization and field performance. Resources, Conservation and Recycling, 70: 9-19.
 
Słonina, M., Dziurka, D., & Smardzewski, J. (2020). Experimental research and numerical analysis of the elastic properties of paper cell cores before and after impregnation. Materials, 13(9): 2058.
 
Wembe, B. D., Djomi, R., Konai, N., Ntamack, G. E., Tsopmo, F. A., Olubusoye, O. E., & Meva’a, L. (2023). Investigation on the Mechanical Properties of Paper Water Hyacinth (Eichhornia Crassipes). European Journal of Engineering and Technology Research, 8(1): 54-58.
 
Zhang, X., Wang, C., & Chen, Y. (2019). Properties of selected biodegradable seedling plug-trays. Scientia Horticulturae, 249: 177-184.