پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

چکیده در این پژوهش،‏ نوعی شاخه‌تکان برای برداشت سیب و همچنین کاهش اثرات نوسانی تکاننده روی تراکتور طراحی،‏ ساخته و ارزیابی شد. دستگاه ساخته شده دارای قابلیت تغییر دامنه نوسان در سه سطح 20،‏ 32 و 40 میلی‌متر و تغییر بسامد در سطوحی بین 20-4 هرتز است. نوآوری به کار رفته در این دستگاه استفاده از مکانیزمی با قابلیت مستهلک کردن نوسان و عدم انتقال آن به تراکتور می‌باشد. برای تعیین دامنه و بسامد نوسان مناسب بر میزان جداسازی میوه سیب درختی رقم گلدن دلیشیز از شاخه،‏ یک آزمایش فاکتوریل (3×3) در قالب یک طرح کاملاً تصادفی انجام شد. در این آزمایش تأثیر سه سطح بسامد 4،‏ 12 و20 هرتز و سه دامنه نوسان 20،‏ 32 و 40 میلی‌متر بر درصد جداسازی میوه بررسی شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین‌ها نشان از معنی‌داری تأثیر سطوح مختلف دامنه و بسامد میوه بر جداسازی میوه سیب داشت،‏ در حالیکه تأثیر متقابل این دو فاکتور اثر معنی‌داری بر جداسازی میوه نشان نداد. در‌نهایت دامنه 40 میلی‌متر و بسامد نوسان 12 هرتز در مدت زمان نوسان 10 ثانیه،‏ که سبب جدا شدن 94 درصد سیب مورد آزمایش از درخت می‌شود به‌عنوان مناسب‌ترین دامنه و بسامد نوسان تعیین شد.

چکیده این بررسی برای تجزیه ‌و تحلیل و مدل‌سازی انرژی مصرفی و میزان انتشار گازهای گل‌خانه‌ای در روند تولید نیشکر در مزارع راتون در استان خوزستان بررسی شد. اطلاعات لازم برای انجام این مطالعه در سال 1394 به شکل 113 پرسش‌نامه و بررسی حضوری از شرکت کشت و صنعت دعبل خزایی به دست آمد. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد کل انرژی نهاده 7978‎/145117 مگاژول بر هکتار برآورد شد. بیشترین میزان مصرف نهاده با مقدار 39‎/79534 مگاژول بر هکتار و سهم 54 درصد به الکتریسیته تعلق داشت. همچنین میزان انتشار گازهای گل‌خانه‌ای 3482‎/17823 کیلوگرم کربن دی‌اکسید بر هکتار محاسبه شد. بهترین ساختار برای شبکه عصبی جهت عملکرد و انتشار گازهای گل‌خانه‌ای به‌ترتیب 1-19-7-6 و 1-5-5 تخمین زده شد. مدل برای عملکرد محصول نیشکر و میزان نشر گازهای گل‌خانه‌ای در مزارع راتون به‌ترتیب دارای ضریب همبستگی خطا 96 و 99 درصد و میزان و میانگین مربعات خطا به‌ترتیب دارای مقادیر 17763522 و 528 بوده و بنابراین شبکه عصبی می‌تواند به خوبی عملکرد محصول نیشکر و میزان نشر گازهای گل‌خانه‌ای را در مزارع راتون پیش‌بینی و مدل‌سازی کند.

چکیده یکی از مسائل مهم در برداشت گردو ضرورت وجود دستگاهی است که بتواند هزینه‌های اقتصادی و صدمات بدنی را کاهش دهد. برداشت گردو در ایران عملی است که هر ساله هزینه و صدمات بدنی زیادی دربر داشته است. بنابراین برای حل این مشکل ماشین ساده و جدیدی طراحی و ساخته شد. این دستگاه می‌تواند تا ارتفاع نه متری کار کند و به راحتی انرژی خود را از یک موتور‌سیکلت دریافت کند و به آسانی حتی در اراضی شیب‌دار کار کند. در مقایسه با روش‌های برداشت سنتی گردو این دستگاه دارای صرفه اقتصادی و ایمنی کافی است و نمونه مشابهی در ایران ندارد. ظرفیت و کارایی این ماشین با آزمایش شاخصه‌هایی همچون سرعت و ارتفاع کار در سطوح مختلف بررسی شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد بین سطوح مختلف ارتفاع (کمتر از 2،‏ 2 تا 5‎/3،‏ 5‎/3 تا 5 و 5 تا 5‎/6 متر) تفاوت معنی‌داری وجود دارد. کاربرد این دستگاه علاوه بر صرفه اقتصادی،‏ می‌تواند برای کشاورزان و باغداران ایمنی لازم در برابر صدمات بدنی به وجود آورد. براساس این مطالعه این دستگاه برای برداشت آسان گردو می‌تواند استفاده قرار شود.

چکیده گیاه سس از علف‌های هرز یونجه است. بهترین راه مبارزه با سس،‏ جلوگیری از آلودگی مزارع به بذر این گیاه است. هم‌اکنون در بسیاری از مراکز تکثیر و گواهی بذر،‏ درصد سس موجود در بذر یونجه به روش دستی و با بینوکولر محاسبه می‌شود که علاوه بر صرف وقت و هزینه زیاد،‏ دقت کمی دارد. در این پژوهش یک روش رایانه‌ای،‏ مبتنی بر پردازش تصویر و به کارگیری شبکه عصبی مصنوعی برای محاسبه درصد سس مخلوط با بذر یونجه طراحی شد. بدین منظور تصویرهایی از مخلوط بذر یونجه و سس تهیه شد و سپس در محیط نرم‌افزار MATLAB با به کارگیری حد آستانه مناسب،‏ بذور از سطح زمینه جدا شدند. در مرحله بعد با استفاده از روابط هندسی،‏ ویژگی‌های ابعادی بذور یونجه و سس استخراج و به‌عنوان ورودی‌های شبکه‌ عصبی درنظر گرفته شدند. برای انتخاب مناسب‌ترین توپولوژی شبکه‌های عصبی،‏ انواع مختلف شبکه با توابع انتقال و یادگیری مختلف و تعداد نرون‌های متفاوت بررسی شد و درنهایت توپولوژی 1-5-4 با تابع انتقال لگاریتم سیگموئید (Logsig)‎ و تابع یادگیری GDX انتخاب شد. این شبکه قادر به تشخیص درصد بذر سس با ضریب تعیین 956‎/0 و ریشه میانگین مربعات خطای 017‎/0 است.

چکیده برای بررسی اثر مقادیر عناصر نیتروژن و کودهای سولفات‏پتاسیم،‏ ‏منیزیم و ‏روی بر بیودیزل تولیدی از روغن دو گیاه آفتابگردان و کتان پژوهشی مزرعه‏ای در سال 1389 در مزرعه پژوهشی دانشگاه شهرکرد به اجرا در آمد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمار اول آزمایش شامل دو گیاه آفتابگردان و کتان و تیمار دوم آزمایش شامل کاربرد عناصر نیتروژن در سه سطح 150،‏ 200 و 300 کیلوگرم در هکتار و سولفات‏پتاسیم،‏ ‏منیزیم و ‏روی به‌ترتیب به میزان 150،‏ 100 و 50 کیلوگرم در هکتار و تیمار کنترل (شاهد) بود. صفات بیودیزل مورد اندازه گیری در این آزمایش شامل: ارزش حرارتی،‏ عدد ستان،‏ نقطه اشتعال و چگالی بودند. نتایج پژوهش نشان داد که ارزش حرارتی و نقطه اشتعال بیودیزل کتان نسبت به بیودیزل آفتابگردان پایین‏تر بوده است،‏ اما عدد ستان و چگالی بیودیزل کتان از بیودیزل آفتابگردان بالاتر بود. همچنین کاربرد عناصر غذایی سبب افزایش چگالی،‏ ارزش حرارتی،‏ نقطه اشتعال و عدد ستان بیودیزل‌های تولیدی شدند و ترکیب سولفات‏‏پتاسیم بیش از دیگر عناصر سبب افزایش شاخص‏های مورد آزمایش شد.

چکیده قــانون اول ترمودینامیک بیانگر بقای انرژی در تمام فراینـدها اسـت و در آن هیچ محدودیتی برای جهت انتقال انرژی وجود ندارد. همچنین،‏ در سالهای اخیر برای کمـی سـاختنکیفیت انرژی،‏ مفهومی تحـت عنـوان «اکسـرژی» تعریـف شده است و به طور گستردهای در طراحی،‏ شـبیهسـازی و ارزیابی عملکرد سیستمهای مختلف حرارتی و شـیمیایی- حرارتی به کار برده می‌شود. در این پژوهش تأثیر سوخت و نسبت تراکم بر قابلیت‌های کاردهی شیمیایی سوخت،‏ ترمومکانیکی و کل یک موتور اشتعال جرقه‌ای بررسی شد. نتایج نشان داد،‏ با افزایش نسبت تراکم،‏ روند تغییرات نمودار قابلیت‌کاردهی شیمیایی سوخت تغییر می کند. پارامتر ترمومکانیکی (a_th)‎ در نسبت تراکم 12 برای سوخت‌های E_0،‏ E_20،‏ E_40،‏ E_60 و E_85 به‌ترتیب 2‎/9،‏ 11،‏ 9‎/10،‏ 9‎/10 و 9‎/10درصد در مقایسه با نسبت تراکم 8 افزایش می‌یابد. همچنین،‏ قابلیت‌کاردهی کل (a)‎ در نسبت تراکم 12 سریع‌تر انجام می‌شود. بازده اکسرژی در نسبت تراکم 12 برای سوخت‌های E_0،‏ E_60 ? ،‏E?_(40 )،‏E_20 و E_85 به‌ترتیب 7‎/11،‏ 8‎/13،‏ 3‎/11،‏ 9‎/8 و 9‎/9 درصد در مقایسه با نسبت تراکم 8 افزایش می‌یابد. لازم به ذکر است،‏ با افزایش مقدار اتانول،‏ ترم‌های اکسرژی (ترمومکانیکی،‏ شیمیایی سوخت و کل) کاهش می‌یابند. با افزایش درصد حجمی اتانول بازده قانون دوم ترمودینامیک بیشتر می‌شود.