پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

چکیده پژوهش حاضر به‌منظور ارزیابی شاخص‌های انرژی- اقتصادی و زیست‌محیطی در دو روش تولید علوفه دیم (کشت خالص ماشک و کشت مخلوط ماشک و جو) در مزرعه زارع در شهرستان خرم‌آباد در سال زراعی 1401-1400 اجرا شد. کاشت ماشک به‌صورت خالص با تراکم 250 دانه در مترمربع و کشت مخلوط ماشک و جو (با نسبت 3 ماشک: 1 جو) در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج، میانگین عملکرد علوفه تر و خشک در کشت خالص ماشک به‌ترتیب 8482 و 2800 کیلوگرم در هکتار و برای کشت مخلوط ماشک و جو 17950 و 6000 کیلوگرم بر هکتار به‌دست آمد. مقایسه میانگین عملکرد با استفاده از آزمون t استیودنت نشان داد که تفاوت عملکرد علوفه تر و خشک کشت مخلوط ماشک و جو با کشت خالص ماشک از نظر آماری معنی‌دار بوده است. متوسط کل انرژی ورودی و خروجی در کشت ماشک خالص و کشت مخلوط ماشک و جو به‌ترتیب (25/8675 و 48244 مگاژول بر هکتار) و (08/8795 و 98880 مگاژول بر هکتار)، و مقدار شاخص‌های نسبت انرژی و بهره‌وری انرژی در دو روش تولید علوفه به‌ترتیب (56/5 و 322/0 کیلوگرم بر مگاژول) و (12/11 و 682/0 کیلوگرم بر مگاژول) محاسبه شد. پتانسیل گرمایش جهانی در کشت خالص ماشک و کشت مخلوط ماشک و جو به ترتیب 5/566 و 9/578 کیلوگرم معادل کربن‌ دی‌اکسید به‌دست آمد. همچنین میانگین سود خالص و نسبت فایده به هزینه تولید علوفه خشک در کشت خالص ماشک و کشت مخلوط ماشک و جو به‌ترتیب (40793000 ریال بر هکتار و 51/1) و (173473000ریال بر هکتار و 05/3) برآورد گردید. بر اساس نتایج ارزیابی شاخص‌های انرژی- اقتصادی و زیست محیطی در دو روش تولید علوفه دیم، کشت مخلوط ماشک و جو به‌عنوان تیمار برتر در منطقه توصیه می‌شود.

چکیده خشک‌کن‌ها نقش بسیار زیادی در فرآوری محصولات غذایی، شیمیایی و دارویی ایفا می‌کنند. عملکرد خشک کردن به عوامل مختلفی مانند نوع خشک‌کن، دما و سرعت هوای ورودی به خشک‌کن، اندازه و میزان مواد ورودی و زمان ماند مواد در محفظه بستگی دارد. به همین دلیل لازم است تا مطالعات اختصاصی در زمینه خشک کردن محصولات صورت پذیرد. از طرفی طراحی، ساخت و تجهیز خشک‌کن به حسگرها، برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف، فرایندی هزینه‌بر است و در تحقیقات اخیر از روش‌‌های عددی و شبیه‌سازی برای تجزیه و تحلیل خشک‌کن‌ها استفاده شده است. لذا در این مقاله پارامترهای موثر بر فرآیند خشک کردن در یک خشک‌کن بستر شناور با جریان متقاطع با سینی، به روش CFD مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور اثر دبی جرمی مواد در 3 سطح 76/2 ، 76/5 و 1/8 کیلوگرم بر ساعت، سرعت هوای گرم ورودی در 4 سطح 5/2، 3، 4 و 5 متر بر ثانیه و دماهای هوای گرم در 4 سطح50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس روی سرعت و فشار داخل محفظه، توسط نرم افزار ANSYS fluent 18 بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش دما باعث افزایش فشار و سرعت هوا در داخل محفظه و در بستر شد. افزایش دبی خوراک، باعث کاهش فشار و سرعت گردید.

چکیده برهمکنش چرخ و خاک به دلیل اثراتی که بر‌‌ مصرف انرژی و خصوصیات خاک به‌ ‌ویژه در مبحث کشاورزی دارد، بسیار مورد توجه محققین این بخش قرار گرفته است. در این تحقیق، میزان فرورفتگی چرخ درون خاک ‌و‌ نیروی کششی مورد نیاز چرخ متحرک که پارامترهای تعیین‌کننده در ‌برهمکنش چرخ و‌ خاک هستند، با ‌استفاده از آزمونگر چرخ در محیط انباره خاک آزمایشگاهی اندازه‌گیری شد. آزمون‌ها در 2 سطح مختلف از سرعت‌پیشروی ( 386/0 و 879/0 کیلومتر ‌بر ‌ساعت)، 3 سطح مختلف از فشار باد تایر (18, 25 و 32 پوند بر اینچ مربع) و 3 سطح مختلف از بار‌ عمودی وارد بر‌چرخ (150، 300 و450 کیلوگرم) در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار و مجموعاً 54 پیمایش اجرا شد. سپس با استفاده از سیستم استنتاج فازی- ‌عصبی تطبیقی (انفیس) و مدل رگرسیونی چند متغیره، میزان فرورفتگی و نیروی کششی مورد نیاز پیش‌بینی شد. به منظور ارزیابی این مدل‌ها از ضریب همبستگی (R2) و میانگین مربعات خطا (MSE) استفاده شد. نتایج نشان ‌داد فشار باد تایر، نیروی عمودی و سرعت پیشروی چرخ متحرک، تأثیر معنی داری بر عمق فرورفتگی چرخ درون خاک دارند (P<0.01) اما به غیر از سرعت پیشروی، بقیه عوامل بر نیروی کششی مورد نیاز چرخ متحرک، اثر معنی‌داری ندارند. ضریب همبستگی در پیش‌بینی میزان فرورفتگی و نیروی کششی توسط مدل‌های انفیس به ترتیب معادل 9901/0 و 6911/0 بوده که بسیار بیشتر از ضریب همبستگی در مدل‌های رگرسیونی به ترتیب معادل 8743/0 و 4061/0 بود. همچنین میانگین مربعات خطا در مدل‌های انفیس در خصوص فرورفتگی و نیروی کششی چرخ به ترتیب 0231/0 و 0101/0 بوده که بسیار کمتر از میانگین مربعات خطا در مدل-های رگرسیونی به ترتیب معادل 864/0 و 918/0 می‌باشد. بنابراین مد‌ل‌های انفیس از دقت بالاتر و خطای کمتری نسبت به مدل‌های رگرسیونی برخورردار می‌باشند.

چکیده این مطالعه به بررسی کاربرد الگوریتم جنگل تصادفی در رابطه با تکنیک‌های طیف‌سنجی، به‌ویژه طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک مرئی (Vis-NIR)، برای پیش‌بینی ویژگی‌های کیفیت کلیدی گیلاس می‌پردازد. هدف این مقاله ارایه یک روش قابل اعتماد و کارآمد برای ارزیابی غیر مخرب محتوای قند، اسیدیته و سختی، عوامل مهم تعیین کننده کیفیت گیلاس و پذیرش مصرف کننده، می باشد. در این مطالعه ۲۰۰ نمونه تصادفی از محصول گیلاس تهیه شد. داده های طیفی به دست آمدند. در ادامه داده‌های طیفی به‌دست‌آمده از طیف‌سنجی Vis-NIR توسط روش Relief مورد ارزیابی قرار گرفته و برای هر کدام از مقادیر متغیرهای وابسته (مقادیر قند، اسیدیته و سفتی)، پنج طول موج موثر به طور جداگانه انتخاب شدند. در ادامه طول موج های موثر انتخاب شده به‌عنوان ویژگی‌های ورودی برای مدل جنگل تصادفی، که بر روی مجموعه داده‌ای شامل نمونه‌هایی با محتوای قند، سطوح اسیدیته و اندازه‌گیری‌های سختی شناخته شده آموزش داده می‌شود، استفاده شدند. عملکرد مدل از نظر دقت پیش‌بینی و استحکام از طریق اعتبارسنجی متقابل و آزمایش مستقل ارزیابی با به کارگیری میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی (CC) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان‌دهنده اثربخشی الگوریتم جنگل تصادفی در پیش‌بینی دقیق محتوای قند، اسیدیته و سختی گیلاس بر اساس اطلاعات طیفی است. رویکرد پیشنهادی یک راه حل سریع، غیر مخرب و مقرون به صرفه برای ارزیابی کیفیت در صنعت گیلاس ارائه می‌کند و تولیدکنندگان و ذینفعان را قادر می‌سازد تا تصمیم‌گیری آگاهانه در مورد برداشت، مرتب‌سازی و فرآیندهای پس از برداشت بگیرند.

چکیده روش صحیح سم پاشی عامل مهمی است که در مبارزه با آفات گیاهی حائز اهمیت می باشد. در این راستا سه نوع سمپاش تراکتوری بوم دار، اتومایزر و میکرونر پشتی برای مبارزه با علفهای هرز در مزارع ذرت شهرستان دزفول، در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد از توابع این شهرستان در شمال استان خوزستان مورد بررسی قرار گرفتند. بمنظور مقایسه عملکرد این سه مدل سمپاش، طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار و سه تکرار مورد استفاده قرارگرفت. تیمارهای این آزمایش شامل سمپاشی توسط سمپاش تراکتوری بوم دار، اتومایزر، میکرونر پشتی و همچنین وجین توسط نیروی انسانی (شاهد اول) و تیمار بدون وجین و سمپاشی (شاهد دوم) می گردید. پس از شناسایی علفهای هرز موجود در مزرعه سم نیکوسولفورن جهت توزیع در مزرعه بکار برده شد. نتایج نشان داد که کمترین میانگین وزن خشک علفهای هزر مشتمل بر کنجد وحشی، طلحه، اویار سلام، عروسک پشت پرده و پیچک صحرایی به ترتیب با مقادیر 53/2، 92/2، 94/2، 43/1 و 92/1 گرم بر متر مربع متعلق به تیمار سمپاش میکرونر بود. بررسی عملکرد و اجزای عملکرد ذرت نشان داد که در میان تیمارهای سمپاشی، بیشترین میانگین عملکرد بیولوژیکی، تعداد بوته ذرت در واحد سطح، وزن بلال در واحد سطح، تعداد دانه در یک ردیف، وزن چوب هر بلال، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته ذرت، وزن هر بلال و وزن دانه هر بلال بترتیب با مقادیر30 تن در هکتار، 74000 بوته در هکتار، 93/12 تن در هکتار، 3/36 دانه در ردیف، 46 گرم، 415 گرم، 299 سانتی متر، 260 گرم و 216 گرم به تیمار سمپاش میکرونر تعلق داشت.

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.

چکیده آلودگی هوای شهری ناشی از استفاده خودروها با موتور اشتعال جرقه‌ای است که عمدتاً از سوخت بنزین بهره می‌گیرند؛ که این امر سبب کاهش میزان ذخایر سوخت‌های فسیلی، افزایش آلودگی‌های حاصله از احتراق، بیماری‌های تنفسی می‌شود. افزودن ترکیباتی که بر پایه سوخت‌های زیستی هستند یکی از گزینه‌های موجود در جهت کاهش آلاینده‌های حاصل از احتراق است. گلیسیرین محصول جانبی فرآیند تولید سوخت بیودیزل و به‌عنوان یک عامل محدود کننده در تولید این ترکیب افزودنی (بیودیزل) است. در این پژوهش با تبدیل گلیسیرین حاصل از روغن آفتابگردان به ماده سولکتال استین، در کنار ترکیب آن با سوخت بنزین ترکیب منحصری از سوخت‌های زیستی ایجاد گردید. این نوع سوخت رفتارهای بهینه‌ای در بعضی از درصدهای ترکیبی از خود بروز داد. از ترکیب افزودنی سولکتال استین در ترکیب با سوخت بنزین جهت ارزیابی در موتورسیکلت 150 سی‌سی تحت بارهای 2/1، 2/6 و2/11 نیوتن-متر و سرعت‌های 570، 850، 1044، 1269و 1427 دور بر دقیقه ، بر روی میزان بازده اکسرژی سوخت وارد شده به اکسرژی کار خالص مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. در بار اعمالی 2/11 نیوتن‌متر با سرعت‌های 1269 و 1427 دور بر دقیقه به دلیل بار وارد شده بیش ‌از حد و عدم توانایی حرارتی سوخت منجر به خاموشی موتور در کلیه سوخت‌های تزریقی به آن شد. نتایج نشان داد که افزودن ترکیب‌های سه‌گانه به سوخت بنزین باعث افزایش اکسرژی توان ترمزی به دلیل بالا بودن سطح چگالی ترکیب‌ها گردید.

چکیده امروزه مصرف سوخت‌های فسیلی به دلیل از بین بردن سریع منابع ارزشمند و تولید آلاینده‌های زیست محیطی، ناپایدار شناخته شده و محققان را بر آن داشته تا با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و گسترش آن‌ها، به کمک فرآیند‌های مناسب، جایگزینی برای این سوخت‌ها معرفی کنند. بیودیزل (سوخت زیستی) یکی از بهترین منابع پیشنهاد شده است که متداول ترین روش تولید این سوخت زیستی واکنش ترانس استریفیکاسیون است. توسعه و به کارگیری فناوری‌های نوین شدت بخشی تولید بیودیزل در واکنش ترانس استریفیکاسیون منجر به ابداع رآکتورهای جدیدی شده است که سبب افزایش نرخ انجام واکنش و کاهش زمان تولید خواهد شد. رآکتور سپرک‌دار نوسانی با شدت همزنی بالا در زمان کم و حجم بیش‌تر در سال‌های اخیر مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه ارزیابی رآکتور سپرک‌دار نوسانی دو محفظه‌ای در تولید پیوسته بیودیزل است. از سامانه فراصوت به عنوان یک پیش همزنی مناسب و از روغن پسماند به منظور کاهش هزینه تولید بهره گرفته شده است. نسبت مولی متانول به روغن (1:6، 1:9 و 1:12)، زمان (1، 3 و 5 دقیقه)، فرکانس نوسان (4/2، 7/3 و 9/4 هرتز) و دما (40، 50 و 60 درجه سلسیوس) متغیرهای مستقلی هستند که اثر آن‌ها بر متغیرهای وابسته (درصد تبدیل بیودیزل و میزان انرژی مصرفی kJ/l) در این پژوهش بررسی شده است. مشخصات فیزیکی شیمیایی بیودیزل تولید شده مطابق با استاندارد D6751 ASTM است. برای بهینه سازی محتوای متیل استر تولید شده، روش سطح پاسخ به کار گرفته شد