مهندسی بیوسیستم ایران
سال:1397 | دوره:49 | شماره:1 |تعداد مقالات:16

پیش بینی مقاومت غلتشی تایر هنگام حرکت در خاک یک مسئله مهم در مهندسی کشاورزی است و تخمین آن در شرایط مختلف عملکردی وسایل نقلیه، لازم و ضروری می باشد. یکی از راه های پیش بینی مقاومت غلتشی، استفاده از روابط ارائه شده برای رفتار فشار _ نشست خاک می باشد. در پژوهش حاضر ضرایب هر یک از این رابطه ها به کمک نرم افزار متلب تعیین گردید؛ سپس با استفاده از دو معیار ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا مقایسه ای بین آنها صورت گرفت. نتایج نشان دادند که رابطه آپادیایا نسبت به سایر رابطه های مورد بحث در شرایط متفاوت محتوای رطوبت و جرم مخصوص ظاهری با ضریب تبیین متوسط 9175/0 و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای 6211/69 از دقت بیشتری برخوردار می باشد. همچنین از بین رابطه های مورد نظر، رابطه گوتلند و بنوئیت با ضریب تبیین متوسط 7237/0 و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای 071/129 با دقت کمتری مقدار نشست را پیش بینی می کند.

در این پژوهش، توانایی روش طیف سنجی NIR بازتابی به منظور سنجش غیرمخرب میزان قند موجود در ریشه های چغندرقند بررسی شد. در این راستا، طیف گیری از 120 نمونه چغندرقند در مد اندازه گیری تقابلی و در محدوده ی طیفی nm 2500-350 انجام شد. داده های طیفی حاصل از اسپکترومتر، افزون بر اطلاعات نمونه شامل اطلاعات ناخواسته و نویز هستند. به همین دلیل، برای دستیابی به مدل های واسنجی دقیق، نیاز به پیش پردازش داده های طیفی پیش از تدوین مدل های رگرسیون است. در این راستا، مدل های واسنجی چندمتغیره حداقل مربعات جزئی (PLS) بر پایه ی اندازه گیری های مرجع و اطلاعات طیف های پیش پردازش شده با ترکیب روش های مختلف هموارسازی، نرمال سازی و افزایش قدرت تفکیک طیفی برای سنجش میزان قند تدوین شدند. نتایج پیش گویی میزان قند (SC) نمونه های چغندرقند باپوست، با مدل PLS بر پایه ترکیب SG+D2 بهترین تشخیص را دارا بود؛ به گونه ای که پیش پردازش SG+D2 (973/0=، 306/0RMSEC=، 977/0=، و 265/0RMSEP =) با دقت عالی(660/6SDR=) توانست مقدار SC را پیش گویی نماید.

یکی از بهترین روش های بازیافت، تولید ورمی کمپوست از زباله شهری است. جداسازی بهینه کرم ها از مواد آلی بعد از اتمام فرآیند ورمی کمپوست سازی باعث افزایش نرخ تجزیه مواد زائد توسط کرم ها می شود. جهت طراحی و ساخت دستگاهی برای القاء حرارت به بستر کود ورمی کمپوست به صورت کنترل شده که هم باعث جداسازی کرم ها از بستر شده و هم آسیبی به کرم وارد نشود، داشتن پارامترهای حرارتی کود ورمی کمپوست ضروری می باشد. در این تحقیق ظرفیت گرمای ویژه و ضریب هدایت حرارتی به ترتیب با روش اختلاط و روش سیم داغ به دست آمد. آزمایشات با سطوح محتوای رطوبتی 10، 20، 30، 40 و 50%(w. b) در دماهای 40، 50، 60 و C° 70 انجام گرفت. مقدار ظرفیت گرمای ویژه از 6537/1 تا kj/kg° C 5236/3 با افزایش دما و رطوبت افزایش یافت. مقدار ضریب هدایت حرارتی بین 1054/0 تا Wm-1° C-1 9163/0 با افزایش دما و رطوبت به صورت خطی افزایش یافت.

استفاده از مکانیزاسیون می تواند باعث کاهش صرف زمان، هزینه و افزایش عملکرد شیردوشی گردد. شیردوشی سنتی به عنوان یکی از روش های شیردوشی بسیار رایج در کشور، از لحاظ ارزیابی های عملکردی و هزینه ای کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه ی حاضر روش های شیردوشی سنتی و مکانیزه (استانشیون و سالنی نوع تاندم) گاو شیری از لحاظ عملکردی و هزینه ای مورد ارزیابی قرار گرفتند. شاخص های عملکردی شامل عملکرد فنی شیردوشی و میزان جریان دوشش شیر بودند. هزینه ی دوشش هر کیلوگرم شیر با در نظر گرفتن هزینه های ثابت و متغیر مربوط به فرایند شیردوشی برآورد گردید. تجزیه های آماری با استفاده از نرم افزارSPSS 16. 0 صورت گرفت. نتایج نشان داد که عملکرد شیردوشی تاندم نسبت به شیردوشی سنتی و استانشیون حدود 5 برابر بیشتر بود. میزان جریان دوشش نیز در روش مکانیزه با حدود 7/1 کیلوگرم بر دقیقه نسبت به روش دستی حدود 90 درصد بیشتر بود. هزینه های شیردوشی تاندم به ازای هر ساعت شیردوشی حدود 2 برابر دو روش دیگر بود. به طور کلی، با اعمال روش شیردوشی مکانیزه تر، عملکرد شیردوشی افزایش می یابد، میزان شیر بیشتری در مدت زمان یکسان دوشیده می شود و هزینه های شیردوشی در واحد زمان افزایش می-یابد، ولی هزینه ی شیردوشی به ازای میزان دوشش کاهش می یابد.

در سال های اخیر، استفاده از امواج فراصوت، با توجه به اثرات مؤثر آن در فرآیندهای مختلف مواد غذایی رو به گسترش می-باشد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر تلفیقی فرکانس های مختلف امواج فراصوت به صورت پیش تیمار روی جذب روغن طی فرآیند سرخ کردن عمیق قطعات سیب زمینی و تعیین زمان بهینه کاربرد این امواج بود. در این پژوهش، از امواج فراصوت تحت فرکانس های 28 و 40 کیلو هرتز به صورت مجزا و تلفیقی به مدت 30 دقیقه استفاده شد. استفاده از امواج فراصوت در هر دو فرکانس به صورت مجزا و تلفیقی، جذب روغن را کاهش داد. به طوری که استفاده از امواج فراصوت با فرکانس 40 کیلوهرتز به مدت 30 دقیقه بالاترین کاهش در جذب روغن را به میزان 19/23% از خود نشان داد. همچنین، مدل سازی جذب روغن بر حسب زمان، محتوای رطوبت، چروکیدگی و دانسیته ظاهری انجام شد و مدل هایی بر حسب دما و زمان سرخ کردن و فرکانس و زمان امواج فراصوت ارائه شد.

این پژوهش به بررسی اثر رطوبت هوا و تشکیل شبنم بر پارامترهای عملکردی دو نوع پنل خورشیدی سیلیکونی مونوکریستال و پلی کریستال در شرایط آزمایشگاهی می پردازد. برای ایجاد شرایط رطوبتی مختلف و تشکیل شبنم دستگاه آزمایشگاهی آزمون عملکرد پنل های خورشیدی به سامانه کنترل شرایط محیطی دما و رطوبت نسبی تجهیز گردید. دو نوع آزمایش اثر رطوبت نسبی هوا در سه سطح 45، 60 و 75 درصد در دما 25 درجه سلسیوس و اثر تشکیل شبنم ناشی از آن ها بر روی سطح دو نوع پنل در سه تکرار انجام شد. با توجه به تحلیل تصاویر در نرم فزار imagJ، مقدار پوشش تشکیل شبنم روی سطح پنل در رطوبت های 45، 60 و 75 درصد به ترتیب 19/45%، 5/63% و 62/83% برآورد گردید. با تعیین منحنی های مشخصه جریان-ولتاژ (I-V) و توان – ولتاژ (P-V) برای شرایط مختلف، پارامترهای عملکردی شامل اختلاف پتانسیل مدار باز (Voc)، شدت جریان اتصال کوتاه (Isc)، توان بیشینه (Pmax)، اختلاف پتانسیل بیشینه (Vmax)، شدت جریان بیشینه (Imax) و راندمان تعیین گردید. نتایج نشان داد که تشکیل شبنم بر روی سطح پنل خورشیدی موجب افزایش پارامترهای عملکردی نسبت به شرایط هوای مرطوب می شود. اثر نوع پنل سیلیکونی، رطوبت نسبی و نوع شرایط محیطی تقریباً بر کلیه پارامترهای عملکردی پنل خورشیدی بسیار معنی دار (p < 0. 01) بود. با افزایش رطوبت هوا و میزان پوشش شبنم روی سطح پنل پارامترهای عملکردی به طور خطی کاهش یافت. اثر دما بر پارامترهای عملکردی نسبت به اثر رطوبت هوا خیلی بیشتر بود. به طور کلی، راندمان پنل خورشیدی مونوکریستال در شرایط تشکیل شبنم ناشی از رطوبت نسبی در محدوه 45 تا 75 درصد به ترتیب موجب افزایش 74/13 تا 43/8 درصد برای پنل مونوکریستال و 38/11 تا 01/8 درصد برای پنل نوع پلی کریستال نسبت به شرایط هوای مرطوب گردید.

یکی از مسائل عمده و بغرنج جوامع بشری که حاصل فعالیت و مصرف گرایی غیراصولی بشر می باشد، تولید انواع مواد زاید جامد در کیفیت ها و کمیت های مختلف است. یکی از جالب ترین گزینه ها در مدیریت مواد زاید، بازیافت است که دارای صرفه اقتصادی و فواید زیست محیطی است. یکی از موارد بسیار مهم در اجرای صحیح عملیات بازیافت، یافتن بهترین مکان برای انجام عملیات است. هدف از این تحقیق ارائه چارچوبی جهت ترکیب روش های تصمیم گیری چندمعیاره و بهینه سازی هوشمند با سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، به منظور شناسایی مکان های مناسب جهت احداث ایستگاه بازیافت پسماند شهرستان کرج است. تحقیق حاضر در مرحله نخست منتج به شناسایی معیارهای موثر در مکان یابی ایستگاه بازیافت و تعیین حریم مجاز آن ها گردید. در مرحله بعد به وسیله روش PSO، پنج منطقه مناسب انتخاب شد که در نهایت با رتبه بندی به روش پرومته دو منطقه بهینه از میان پنج منطقه، برای احداث ایستگاه بازیافت در شهرستان کرج مشخص گردید.

با نصب مکانیزم تغییر زاویه حمله بر روی شاسی خاک ورز قلمی تک شاخه، امکان پیش بینی عملکرد بهینه ی تیغه مهیا شد. عوامل وابسته سه سطح رطوبت خاک (5/0، 7/0 و 9/0 حد پلاستیک)، سه زاویه حمله (20، 30 و 40 درجه) و سه سطح سرعت پیشروی (3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت) در مقابل هشت صفت مستقل شامل مقاومت کششی، مصرف سوخت تراکتور، لغزش چرخ محرک، قطر متوسط وزنی کلوخه ای، شاخص مخروطی خاک، سطح مقطع به هم خوردگی خاک، سطح مقطع بالا آمدگی خاک و مقاومت ویژه بودند، به روش رگرسیون چند متغیره خطی در قالب سه معادله مستقل، مرتبط گردیدند. طرح آماری کرت های دو بار خرد شده بر پایه ی طرح کامل تصادفی بود. مقادیر بهینه ی رطوبت، زاویه حمله و سرعت پیشروی به ترتیب 81/0 حدپلاستیک، 36 درجه و 5 کیلومتر بر ساعت پیش بینی شد. مقادیر عددی حداقل لغزش چرخ و شاخص مخروطی خاک به همراه حداقل مقاومت کششی و مصرف سوخت حاصل گردید.

در حال حاظر برداشت نخود به صورت دستی انجام می گیرد. لذا در این پژوهش ماشین برداشت نخود طراحی، ساخته و ارزیابی گردید. دماغه این ماشین دارای انگشتی های لخت کننده بوته بوده و غلاف های نخود با قرار گرفتن بر روی انگشتی-ها از بوته ها جدا می گردند. زاویه، طول و فاصله انگشتی های دماغه از یکدیگر، نیروی وارده بر انگشتی ها، دندانه های تمیز کننده و سیستم مکش از مهمترین پارامترهای طراحی این ماشین بودند. ارزیابی های مزرعه ای در چهار سطح از سرعت پیشروی 5/2، 5/3، 5/4 و 5/5 کیلومتر بر ساعت انجام شد و میزان تلفات مربوط به غلاف های نخود باقی مانده بر روی بوته ها (Pd) و تلفات مربوط به غلاف های نخود ریخته شده بر روی زمین (Pr) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت پیشروی، مقدار هر دو نوع تلفات ابتدا کاهش و سپس افزایش یافتند. کمترین مقدار تلفات Pd و Pr به ترتیب برابر با 58/1% و 71/2% محصول مزرعه بوده و در سرعت پیشروی 5/4 کیلومتر بر ساعت ایجاد گردیدند. همچنین ارزیابی های مزرعه ای اثبات نمودند که این ماشین قادر می باشد عملیات برداشت را با سرعت پیشروی حداقلی 5/1 برابر و حداکثری 04/2 برابر نسبت به مکانیزم های غلاف چینی قبلی و با مقدار تلفات مجاز کمتر از 5% انجام دهد.

این پژوهش با هدف شناسایی مناطق مشابه با باغ های موجود گردو ازنظر عوامل شکل فیزیکی سطح زمین و اقلیمی به منظور تعیین نواحی مناسب و توسعه درختکاری گردو با استفاده از دو روش رگرسیون لجستیک و تحلیل ممیزی انجام شد. بدین منظور با توجه به شرایط محیطی مؤثر بر درختان گردو، داده های میانگین دمای سالانه، بارش سالانه، بارش در خشک ترین ماه، بارش در مرطوب ترین ماه، ارتفاع، شیب و جهت شیب توپوگرافی استفاده گردید. نتایج داده های اعتبار سنجی نشان داد که روش تحلیل ممیزی با 86 درصد از دقت بیشتری نسبت به رگرسیون لجستیک پروبیت با 75 درصد جهت توضیح درست مناطق مساعد جهت گسترش درختکاری گردو برخوردار است. مقدار شاخص لامبدای در روش تحلیل ممیزی نشان داد که بارش در خشک ترین ماه با 99/0بیشترین تأثیر را بر تابع تشخیص نواحی مساعد داشته اند. نواحی مناسب جهت توسعه کاشت درخت گردو در مناطق مرکزی، شمالی و شمال غربی شهرستان بافت است.

پژوهش حاضر با هدف شناسایی و تبیین مراحل اجرایی توسعه کشاورزی حفاظتی در ایران به روش کیفی-کمی با رویکرد اکتشافی انجام شده است. در مرحله اول جهت شناسایی مراحل توسعه کشاورزی حفاظتی، 23 مصاحبه نیمه ساختار یافته با خبرگان کشاورزی حفاظتی انجام و با بهره گیری از تحلیل محتوای کیفی، 23 مرحله فرعی در قالب شش مرحله اصلی در سطح ملی و 32 مرحله فرعی در قالب نه مرحله اصلی در سطح محلی شناسایی شد. در مرحله دوم، از تکنیک دلفی فازی طی دو مرحله جهت دستیابی به توافق گروهی بین خبرگان و غربال یافته های حاصل از مرحله اول استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، در سطح ملی بیشترین توافق خبرگان مربوط به اقدامات ایجاد ردیف اعتباری ملی برای توسعه کشاورزی حفاظتی، بررسی و مطالعه تجارب کشورهای پیشرو در زمینه توسعه کشاورزی حفاظتی و امکان سنجی اجرای کشاورزی حفاظتی در اراضی هر منطقه و در سطح محلی بیشترین توافق خبرگان مربوطه به اقدامات تأمین منابع مالی اجرای طرح ها و دستورالعمل های اجرایی توسعه کشاورزی حفاظتی، ملزم نمودن شرکت های سازنده به تأمین خدمات پس از فروش ادوات، ارائه مشاوره های تخصصی مورد نیاز کشاورزان در زمینه مدیریت مزرعه و ایجاد سایت های تحقیقاتی و الگویی در مزارع کشاورزان پیشرو و اجرای برنامه های ترویجی و تحقیقاتی در آنها بود.

در این پژوهش، گالیک اسید با کیتوزان به وسیله ی ماده اتصالی کربودی ایمید با روش تجمع خود به خود با هدف افزایش اثرآنتی اکسیدانی گالیک اسید، رهایش تدریجی و افزایش مدت اثرگذاری بصورت نانوژل تهیه شد. به این صورت که محلول 5/0 درصد کیتوزان با محلول 1اتیل 3دی متیل آمینو پروپیل کربودی ایمید و پودر گالیک اسید مخلوط می شود 24 ساعت هم زده می شود سپس تحت عمل سانتریفیوژ قرار گرفته سپس تحت خلاء خشک شده و نهایتا در محلول 1 درصد استیک اسید حل می شود. بعد از انجام آزمون اندازه گیری اندازه ذرات در سه غلظت صفر(نمونه کنترل)، 100 وppm 200 به سس حاوی روغن آفتابگردان اضافه شده و نمونه ها به مدت 60 روز در یخچال نگهداری شدند. آزمون های عدد اسیدی، عدد پراکسید، آزمون شال و اندازه گیری میزان کاروتنوئید و آزمون طیف سنجی مادون قرمز(FTIR ) انجام گرفت. با آنالیز طیف مادون قرمز پیوند بین کیتوزان وگالیک اسید ثابت شد. عدد اسیدی، عدد پراکسید و آزمون شال با گذشت زمان در هر سه تیمار افزایش یافت، اما میزان افزایش در نمونه کنترل بیشتر بود. مقدار کاروتنوئید با گذشت زمان کاهش یافت که این کاهش در نمونه کنترل بیشتر بود. در بین سه تیمار بهترین اثرآنتی اکسیدانی مربوط به نمونهppm 200 بود نتایج نشان داد که نانوژل کیتوزان گالیک اسید می تواند خاصیت آنتی اکسیدانی مناسبی از خود نشان دهد.

این تحقیق در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار و چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای تحقیق عبارت بودند از 1) کم-خاک ورزی، 2) کشت مستقیم گندم و ذرت به مدت چهار سال، 3) کشت مستقیم گندم در سال های اول، دوم و چهارم و کشت مرسوم آن در سال سوم وکشت مستقیم ذرت به مدت چهار سال، 4) کشت مستقیم ذرت در سال های اول، دوم و چهارم و کشت مرسوم آن در سال سوم وکشت مستقیم گندم به مدت چهار سال و 5) خاک ورزی مرسوم. نتایج نشان داد که روش های خاک ورزی حفاظتی باعث افزایش ذخیره رطوبت در خاک شدند (حداکثر 25%)، اما ماده آلی را افزایش ندادند. تیمارهای خاک ورزی حفاظتی در اکثر سال های انجام تحقیق باعث افزایش جرم مخصوص ظاهری خاک (حداکثر 13%) و کاهش نفود تجمعی و سرعت نفوذ آب در خاک (حداکثر 25%) شدند. عملکرد ذرت در اکثر سال های انجام تحقیق تحت تأثیر معنی دار روش خاک ورزی قرار نگرفت.

ارتعاش و صدای ناهنجار تولید شده توسط روتوتیلرها می تواند موجب بروز صدمات زیادی به کاربر و اطرافیان از جمله ناراحتی و درد در دست ها و گوش کاربر و خستگی زود هنگام شود. هدف از این تحقیق ارزیابی مواجهه کاربر با ارتعاش و صدای تولید شده در حین کار در یک روتوتیلر مدل 1wg4. 0 QG-با موتور میتسوبیشی Cp-178-f و مقایسه آن با حد مجاز استاندارد می باشد. اندازه گیری ارتعاش دست و بازو طبق استاندارد ISO-5349 و میزان تراز صوت بر روی راننده و اطرافیان بر اساس استانداردهای ISO-7216 و ISO-5131 و در سه حالت کار مختلف، درجا (دنده خلاص)، انتقال جاده ای بین مزارع و شخم زدن زمین در دنده های مختلف انجام گرفت. طبق نتایج بدست آمده در این تحقیق، میزان مواجهه با ارتعاش دست و بازو بیش از میزان استاندارد ها بوده و باعث ایجاد ناراحتی و اختلالات عضلانی ناشی از ارتعاش می گردد. بیشترین میزان مواجهه با ارتعاش در حالت شخم زدن و در جهت کف به پشت دست بیشتر از دو جهت دیگر یعنی پهنای دست و امتداد طول دست بوده است. بین تراز صدا در موقعیت گوش راننده و اطرافیان در هر سه حالت کاری در سطح 5 درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. بیشترین میزان مواجهه با تراز صوت در مرحله شخم زدن و کمترین در هنگام درجا کارکردن تیلر می باشد. مدت زمان مجاز استفاده از این دستگاه بدون به کارگیری عایق صوتی در گوش راننده، کمتر از 2 ساعت در طول روز خواهد بود. این مقدار برای کسانی که در فاصله 5/7 متری قرار دارند در حد استاندارد بوده و برای افرادی که در فواصل دورتر مستقر می باشند هیچ گونه مخاطره صوتی نخواهد داشت. نتایج این مطالعه بر لزوم تحقیقات بیشتر جهت حذف و کاهش ارتعاش و صدای موتور تیلر بعنوان منبع اصلی تولید ارتعاش و اقدامات مدیریتی جهت کاهش مواجهه و استفاده از حفاظت های فردی تاکید دارد.

در مطالعه حاضر مدل برنامهریزی خطی فازی با ضرایب سمت راست فازی در واحدهای پرورش گاو شیری در استان تهران با هدف دستیابی به استراتژی بهینهسازی در مصرف انرژی و تعیین اندازه مناسب گله ارائه شده است. براساس نتایج مدل طراحی شده با هدف بیشینهسازی شاخص بهره خالص انرژی ) NEG ( و حداقلسازی شاخص شدت انرژی ( EI رأس گاو( به-˃ رأس گاو، بین 151 111 رأس گاو و 151 ˂ (، بهترین اندازه گله در سه گروه از نظر جمعیت گله ) 111 142 و 188 به دست آمد. جهت مقابله با مسأله عدم قطعیت در داده های کشاورزی، برنامه ریزی خطی با، ترتیب برابر 33 رویکرد منطق فازی جهت بهینه سازی در نظر گرفته شد. براساس نتایج و مقایسه آن با روش برنامهریزی خطی، میتوان چنین نتیجه گیری نمود که روش برنامه ریزی خطی فازی به دلیل لحاظ نمودن شرایط عدم قطعیت در مدل از انعطاف و قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار بوده و به همین دلیل میتوان از این روش در حل بسیاری از مسائل برنامه ریزی و بهینه سازی انرژی استفاده نمود.