پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال:1398 | دوره:8 | شماره:2 (پیاپی 15) |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، امکان کاشت دقیق قلمه نیشکر مورد آزمون و ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دستگاهی به نام "شبیه ساز کاشت قلمه نیشکر" ساخته شد و دو نوع موزع به وسیله این دستگاه مورد آزمون قرار گرفت. آزمون کارگاهی با سه تیمار مختلف شامل سرعت پیشروی در سه سطح 1، 2 و 3 کیلومتر بر ساعت، مکانیسم انتقال قلمه شامل دو سطح تسمه نقاله و سطح شیب دار و نوع موزع شامل موزع استوانه ای دندانه دار و موزع چرخ ستاره ای انجام شد. این پژوهش در قالب طرح فاکتوریل بر پایه بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. دو نوع موزع تحت تیمارهای مختلف با چهار شاخص شامل نکاشت، بیش کاشت، کیفیت تغذیه و دقت کاشت ارزیابی شدند. از لحاظ عددی شاخص بیش کاشت در موزع استوانه دندانه دار و شاخص نکاشت در موزع چرخ ستاره ای بیشتر بود. دو موزع در شاخص کیفیت تغذیه اختلاف معناداری با یکدیگر نداشتند. در تیمار سرعت مشخص شد که سرعت بالاتر، تقریبا در تمامی آزمایش ها تاثیر نامطلوب بر کیفیت توزیع قلمه که مجموعی از شاخص های مورد آزمون است، می گذارد. نتایج بررسی مکانیسم های انتقال قلمه نشان داد که تسمه نقاله که قلمه ها را به شکل فعال به موزع تغذیه می نماید، افزایش معنادار کیفیت کاشت قلمه مشاهده می شود. با استفاده از موزع ستاره ای، انتقال قلمه توسط تسمه نقاله و در سرعت 2 کیلومتر بر ساعت می توان به مطلوب ترین کشت ازنظر دقت کشت و کیفیت تغذیه در بین حالت های مختلف مورد آزمون دست یافت.

ماشین های خاصی که در فرایند شستشوی برخی محصولات کشاورزی غده ای به کار گرفته می شوند، دارای اهمیت ویژه ای می باشند. در طراحی این گونه ماشین ها استفاده بهینه از آب و کاهش انرژی و توجه به جنبه های اقتصادی، فاکتور های مهمی محسوب می شوند. با توجه به این ویژگی ها دستگاهی طراحی و ساخته شد و مورد آزمون قرار گرفت. با انجام آزمایش ها میزان مواد زائد و میزان درصد آسیب دیدگی به طور جداگانه اندازه گیری شدند و به عنوان داده های آزمایش براساس طرح آماری بلوک های کامل تصادفی و در قالب آزمایش فاکتوریل با فاکتورهای نوع محصول در دو سطح، وزن محصول ورودی در سه سطح، سرعت تسمه نقاله در سه سطح و در چهار تکرار مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشانگر این بود که وزن محصول ورودی و افزایش سرعت تسمه نقاله بر میزان مواد زائد جدا شده در هر کیلوگرم از محصول اثر معنی داری نداشته ولی بر میزان در صد آسیب دیدگی آن اثر معنی دار دارند. میزان آسیب دیدگی در محصول سیب زمینی بیشتر از محصول هویج بود. سرعت بهینه تسمه نقاله دستگاه 4/2 متر بر ثانیه به ازای 5 کیلوگرم از محصول در دقیقه به دست آمد. میزان آب صرفه جویی شده توسط ماشین بر حسب لیتر بر دقیقه اندازه گیری و مقدار آن 1 لیتر بر دقیقه به دست آمد. براساس نتایج به دست آمده با قرار گرفتن صافی در سیستم چرخش و استفاده دوباره از آب، به میزان 50 درصد در آب مصرفی صرفه جویی شد.

استفاده روزافزون از سوخت های فسیلی، افزایش قیمت محصولات نفتی و کاهش ذخایر موجود و همچنین روند رو به رشد آلودگی محیط زیست توسط سوخت های فسیلی محققان را در جهت یافتن منابع جدید انرژی غیرنفتی ترغیب نموده است. عمده ترین مصرف سوخت های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی می باشد. بیواتانول یکی از مهم ترین و پرمصرف-ترین سوخت های جایگزین سوخت های فسیلی محسوب می شود. در این میان کشورهای زیادی در راستای رفع بحران آلودگی های زیست محیطی و کاهش منابع سوخت های فسیلی اقدام به تولید این سوخت ها از روش های مختلفی کرده اند. موتورهای دیزل به عنوان یک بخش اساسی در تامین نیروی محرکه خودروهای جاده ای و غیر جاده ای به حساب می آیند. سوخت های بیولوژیک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی هستند که آن ها را در عمل، پاک تر از سوخت های دیگر می-نماید. در این تحقیق تاثیر تلفیق سوخت دیزل، بیواتانول و ذرات نانو اکسیدسریم بر روی میزان گشتاور، توان و مصرف سوخت ویژه ترمزی موتور بررسی شد. در فاز اول آزمایش ها، به منظور پایداری ترکیب های سوخت دیزل-بیواتانول با ذرات نانواکسیدسریم آزمایش های متعددی انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از حمام آلتراسونیک می تواند مفید باشد. در فاز دوم به منظور بررسی تاثیر ترکیب های مختلف سوخت بر میزان گشتاور، توان و مصرف سوخت ویژه ترمزی موتور آزمایش های مربوطه بر روی موتور دیزل تک سیلندر چهارزمانه انجام شد. داده های موردنظر در سرعت های مختلف (از1800 تا rpm2600) برای مخلوط های مختلف سوخت بیواتانول (0-12)%، دیزل (88-100)% و ذرات نانو بین PPm (15-5) به دست آمد. نتایج نشان داد که توان حاصل از سوختی که حاوی PPm 5 نانواکسید سریم است بالاترین است. افزودن نانو ذرات به سوخت، انتقال حرارت به سوخت را افزایش داده و با تسریع سوختن، زمان تاخیر در اشتعال را کاهش می دهد. همچنین نانو ذرات، مکانسیم اشتعالی سوخت را بهبود و سبب نفوذ بهتر جت سوخت به داخل هوای فشرده گردید که باعث احتراق کامل تر و افزایش توان موتور گردید.

در سال زراعی 95-1394، سطح زیر کشت نخود کشور حدود 787 هزار هکتار بوده است که معادل 69/6 درصد از کل سطح زیر کشت محصولات زراعی است. برداشت نخود دیم به دلیل عدم دسترسی به ماشین مناسب برداشت، غالبا به صورت دستی و با صرف وقت و هزینه ی زیاد انجام می شود. لذا ارزیابی فنی و اقتصادی میزان انطباق فناوری کمباین کششی، با شرایط کشت محصول از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش در سال 1397، عملکرد مزرعه ای کمباین کششی (ONER) حبوبات در مزارع مهاباد مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی عملکرد مزرعه ای کمباین برای برداشت نخود دیم در رطوبت مشخص و در قالب طرح آزمایشی کرت های نواری (استریپ پلات) با دو عامل سرعت پیشروی کمباین و نوع رقم با پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد حداقل تلفات کلی کمباینی در سرعت پیشروی 5/3-3 کیلومتر بر ساعت 37/4 درصد است. تلفات کلی و کیفی برداشت محصول به ترتیب 42/10 و 88/4 درصد بود که نشان دهنده بالا بودن تلفات طبیعی در این منطقه است. ظرفیت عملکردی کمباین برای دو رقم سعید و محلی به ترتیب 3/627 و 64/440 کیلوگرم بر ساعت بود. نتایج بررسی اقتصادی نشان داد هزینه های برداشت روش دستی 8/4 برابر هزینه برداشت با کمباین است. همچنین درآمد و هزینه سالیانه استفاده از کمباین در سال 97، به ترتیب 84 و 97/24 میلیون تومان برآورد شدند؛ لذا، نسبت سود به هزینه 36/3 بود، بنابراین، استفاده از این کمباین با فناوری نوین از نظر فنی و اقتصادی قابل توجیه و هزینه خرید کمباین در دو سال زراعی مستهلک می شود.

تولید محصولات گلخانه ای به عنوان قسمتی از نظام تولید، مهم ترین بخش مصرف کننده انرژی در بخش کشاورزی محسوب می شود. تحقیق حاضر به بررسی روند مصرف انرژی و میزان مصرف آن در گلخانه های فلفل دلمه ای شهرستان تیران و کرون، استان اصفهان پرداخته، تا بهترین نوع سازه گلخانه، مناسب شرایط اقلیمی منطقه را تعیین نماید. اطلاعات مورد نیاز از طریق پرسشنامه یه صورت کاملا تصادفی از 39 واحد گلخانه در سه تیمار با 13 تکرار، در سال زراعی97-96 جمع آوری گردید. انرژی ماشین آلات، سوخت، کود شیمیایی، کود دامی، سموم، نیروی کارگری، آب و الکتریسیته به عنوان نهاده و محصول فلفل به عنوان ستانده محاسبه گردید. مقدار کل انرژی ورودی و خروجی به ترتیب برابر با 22689491 مگاژول بر هکتار و 94462 مگاژول بر هکتار بدست آمد. بیشترین و کمترین انرژی مصرفی به ترتیب، گاز طبیعی با میزان 21532169 مگاژول بر هکتار (899/94%) و ماشین آلات با میزان 1828 مگاژول بر هکتار (008/%) می باشد. شاخص های انرژی شامل نسبت انرژی، بهره وری انرژی، انرژی ویژه و افزوده خالص انرژی به ترتیب برابر با 00424/0، 0053/0 کیلوگرم بر مگاژول، 7/201 مگاژول بر کیلوگرم و 22595029-مگاژول بر هکتار محاسبه شد. سهم انرژی های مستقیم، غیر مستقیم، تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب برابر با 22584024 (535/99%)، 105467 (465/0%)، 85216 (376/0%) و 22604275 (624/99%) مگاژول بر هکتار محاسبه گردید. طبق نتایج تحلیل پوششی داده ها، مدل بازگشت به مقیاس ثابت و بازگشت به مقیاس متغیر به ترتیب تعداد 12و34 واحد کارا، 27 و 5 واحد ناکارا شدند. میانگین کارایی کل، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس برابر با 88/0، 997/0 و 88/0 محاسبه شد. نتایج تحلیل آماری آزمون لوین (068/0 =sig) مشخص نمود، واریانس کارایی انرژی سازه ها با هم برابر هستند. همچنین با توجه به نتایج حاصل از آزمون تحلیل واریانس یک طرفه (734/0 =sig)، مشخص شد اختلاف معنی داری بین تیمارها وجود ندارد.

در تحقیق حاضر عملکرد چهار دستگاه درجه بندی پیاز شامل سرندی، غلتک ثابت واگرا، غلتک متحرک با فاصله انداز صفحه ای و غلتک متحرک با فاصله انداز غلتکی به روش تحلیل سلسله مراتبی در دو حالت قطعی و فازی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. به این منظور 8 معیار اصلی استقرار صحیح پیاز، ظرفیت دستگاه، درصد آسیب به محصول، سهولت جابجایی، قابلیت افزایش دسته ها، قابلیت تنظیم هر دسته، قیمت اولیه و خدمات پس از فروش به عنوان معیارهای تعیین اولویت دستگاه درجه بندی مناسب در نظر گرفته شد. طبق نتایج حاصل از تلفیق معیارها و گزینه ها ی مختلف در تحلیل سلسله مراتبی قطعی و فازی، به ترتیب دستگاه درجه بند غلتک متحرک با فاصله انداز صفحه ای با اختصاص وزن های 317/0 و 412/0، دستگاه درجه بند غلتک متحرک با فاصله انداز غلتکی با وزن های 315/0 و 291/0، دستگاه درجه بند سرندی با وزن های 218/0 و 189/0 و دستگاه درجه بند غلتک ثابت واگرا با وزن های 150/0 و 106/0 رتبه بندی شدند. بدین ترتیب دستگاه درجه بند غلتک متحرک با فاصله انداز صفحه ای، دستگاه درجه بند غلتک متحرک با فاصله انداز غلتکی، دستگاه درجه بند سرندی و دستگاه درجه بند غلتک ثابت واگرا در اولویت انتخاب قرار گرفتند. این نتایج نشان داد که تحلیل سلسله مراتبی فازی با حذف احتمالات ضعیف در وزن دهی معیارها و گزینه ها قدرت تصمیم گیری را افزایش می دهد.

تجزیه و تحلیل شاخص های مهم انرژی در کشت پنبه شامل کلیه مراحل در تولید بذر پنبه دانه از مرحله تهیه بستر بذر تا پس از برداشت (کرک گیری دانه پنبه) است. در ایران پژوهش هایی تا مرحله برداشت در روش خاک ورزی مرسوم انجام شده است و پژوهش از مرحله تهیه بستر بذر تا مرحله پس از برداشت در روش های مختلف خاک ورزی انجام نگرفته است. در این مطالعه مقدار مصرف انرژی از مرحله بستر بذر تا مرحله پس از برداشت (کرک گیری کردن بذر) در روش های مختلف خاک ورزی انجام گردیده است. تیمارهای خاک ورزی که بر اساس کاهش مقدار مصرف انرژی تقسیم بندی شده اند، شامل خاک ورزی مرسوم، کم خاک ورزی، حداقل-خاک ورزی و بی خاک ورزی (کاشت مستقیم) بودند که در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان داد که خاک ورزی مرسوم با میانگین عملکرد 4/3636 کیلوگرم در هکتار دارای بیش ترین مقدار و تیمار بی خاک ورزی با میانگین عملکرد 3/1753 کیلوگرم در هکتار دارای کم ترین مقدار تولید وش پنبه گردید. نتایج تحقیقاتی این پژوهش نشان داد که خاک ورزی مرسوم دارای بیش ترین مقدار مصرف انرژی (MJ/ha 44/38942) و تیمار بی خاک ورزی دارای کم ترین مقدار مصرف انرژی (MJ/ha 02/32063) است. بیش ترین انرژی مستقیم در روش خاک ورزی مرسوم با مقدار MJ/ha99/19302 و کم ترین آن در روش بی خاک ورزی با مقدار MJ/ha57/12423 به دست آمد. بیش ترین انرژی مصرفی مستقیم مربوط به نهاده آبیاری و سپس سوخت به ترتیب با مقادیر انرژی مصرفی (MJ/ha 5850 و 4/4704) بود. مقدار کل انرژی صرف شده غیر مستقیم که شامل سموم و کودهای شیمیایی است، معادل MJ/ha 45/19639 محاسبه شد. بیش ترین کارایی و بهره وری انرژی در روش خاک ورزی مرسوم به ترتیب با مقادیر MJ/ MJ99/1 و kg/MJ 09/0 و کم ترین آن در بی خاک ورزی MJ/ MJ 17/1 وkg/MJ 05/0به دست آمد. با توجه به نتایج تحقیقات و بیش تر بودن کارائی و بهره وری انرژی در روش خاک ورزی مرسوم، می توان این روش را به عنوان روش خاک ورزی در این منطقه توصیه نمود.

کاملینا (Camelina sativa L) از خانواده براسیکاسه، گیاه دانه روغنی جدید، دارای ویژگی های زراعی مطلوب، سازگار به شرایط آب و هوایی معتدل و به عنوان ماده اولیه تولید بیودیزل می باشد. به منظور بررسی اثر کود زیستی و کود شیمیایی بر عملکرد و برخی ویژگی های بیودیزل تولیدی از کاملینا، پژوهشی مزرعه ای در سه تکرار در سال زراعی 1395 در مزرعه ای واقع در کازرون و به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. تیمارها شامل کود زیستی بارور2 حاوی باکتری افزایش دهنده حلالیت فسفات (باکتریPseudomonas putida Strain 13P وStrain 5P agglomerans Pantoea) به عنوان عامل اول در 2 سطح (مصرف و عدم مصرف) و کود شیمیایی به عنوان عامل دوم شامل تیمارهای شاهد، کودهای نیتروژن، فسفر، گوگرد به تنهایی و دو مقدار در حد توصیه شده (به ترتیب 200، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار) و 30 درصد کمتر از حد توصیه شده بودند. با ایجاد شرایط تغذیه ای برای گیاه کاملینا، عملکرد دانه، درصد روغن، عملکرد روغن و پروتئین دانه و همچنین صفات بیودیزل شامل: چگالی، عدد یدی و عدد صابونی و درصد گوگرد مطالعه شدند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه و عملکرد روغن در تیمار نیتروژن+فسفر+گوگرد با مصرف کودزیستی بیش از سایر تیمارها بوده است. تیمارکودهای شیمیایی گوگرددار در حد مطلوب بدون مصرف کود زیستی و تیمار نیتروژن+فسفر+گوگرد بدون مصرف کود زیستی به ترتیب بیشترین افزایش درصد روغن و پروتئین دانه را داشته اند. بیشترین چگالی، عدد یدی و عدد صابونی و گوگرد (به ترتیب 9248/0 کیلوگرم بر مترمکعب، 94/26 میلی گرم ید بر 100 گرم روغن و 1/227 میلی گرم هیدروکسید سدیم بر گرم روغن و 027/0 درصد وزنی) در بیودیزل تولیدی تحت تیمارهای نیتروژن و فسفر و نیز تیمار کودزیستی و گوگرد در حد مطلوب و تیمار نیتروژن+گوگرد و فسفر در حد مطلوب بدون مصرف کود زیستی، به دست آمد در مجموع نتایج پژوهش نشان داد که کاربرد کودهای زیستی به همراه کودهای شیمیایی باعث بهبود ویژگی های روغن و بیودیزل تولیدی از دانه کاملینا می شود.