مقدمه و هدف: افزایش روزافزون نقش اقتصادی گیاهان دارویی در جوامع امروزی، پیچیدگی فن آوری های جدید برای تولید (کاشت، داشت و برداشت)، حمل و نقل، ذخیره سازی، فرآوری، نگهداری، ارزیابی کیفی، توزیع، بازاریابی و مصرف این محصولات، نیازمند درک دقیق و صحیح خواص فیزیکی آن هاست. ضریب اصطکاک گیاهان بر روی سطوح مختلف، در طراحی سیلوها و مخازن نگهداری محصولات کشاورزی، تجهیزات انتقال از قبیل تسمه نقاله ها و نیز در طراحی دستگاه های مورد استفاده در فرآوری پس از برداشت مورد نیاز می باشد.روش تحقیق: در این تحقیق ضریب اصطکاک استاتیکی در دو سطح رطوبتی 58 و 53 درصد بر پایه تر برای گیاه رزماری، 65 و 63 درصد بر پایه تر برای اسطوخودوس، بر روی سه سطح ورق گالوانیزه، شیشه و چوب چندلا مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار دستگاهی ساخته شد که شامل یک موتور الکتریکی و سنسورهای نوری برای سنجش دقیق زمان سرخوردن محصولات و محاسبه ضریب اصطکاک آن ها بود.نتایج و بحث: بیشترین و کمترین مقدار میانگین ضریب اصطکاک استاتیکی به دست آمده برای رزماری در رطوبت 58 درصد بر پایه تر به ترتیب بر روی چوب چندلا، 0.87 و شیشه 0.46 بود. در حالی که در رطوبت 53 درصد بر پایه تر، بیشترین و کمترین مقدار میانگین ضریب اصطکاک استاتیکی به دست آمده برای رزماری به ترتیب بر روی چوب چندلا، 0.66 و شیشه، 0.38 بود. این کاهش ضریب اصطکاک برای اسطوخودوس نیز بدین صورت به دست آمد که کمترین میانگین ضریب اصطکاک در رطوبت 65 درصد بر پایه تر بر روی شیشه و برابر با 0.66 بود در حالی که در رطوبت 63 درصد بر پایه تر نیز بر روی شیشه اما برابر با 0.56 به دست آمد.توصیه کاربردی/ صنعتی: شناخت خواص مهندسی گیاهان دارویی برای ایجاد روش های فرآوری صنعتی مناسب، امری ضروری به شمار می آید.

محصولات کشاورزی و مواد غذایی در طی مراحل برداشت، حمل و نقل، فرآوری و ذخیره سازی، بر سطح اجزای ماشین ها و یا ساختار اجزای ذخیره سازی، نیروهای اصطکاکی اعمال می کنند. دانستن مقدار این نیروهای اصطکاکی در طراحی تجهیزات و فرآیندها حائز اهمیت است. اندازه گیری ضرایب اصطکاک محصولات کشاورزی عموما با وسایل ساده ای صورت می گیرد که دقت اندازه گیری در آنها پایین بوده و خطای آزمایش به میزان قابل ملاحظه ای بالا می باشد. دستگاه ساخته شده در این تحقیق مقدار ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی محصولات کشاورزی را روی سطوح مختلف با دقت زیاد اندازه گیری می نماید. در این روش یک توده از نمونه مورد نظر روی سطح اصطکاکی به حرکت درمی آید؛ نیروی کششی لازم برای این کار توسط یک لودسل اندازه گیری شده و داده های مربوطه در حافظه دستگاه ذخیره می شود. میکروکنترلر دستگاه با استفاده از این داده ها مقادیر ضرایب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی آن محصول را محاسبه می نماید. به منظور بررسی عملکرد دستگاه مقادیر ضرایب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی گندم و نخود روی چهار سطح اصطکاکی شیشه، چوب، ورق گالوانیزه و ورق استیل در سه سرعت 0.05، 0.1 و 0.2 متر بر ثانیه توسط دستگاه اندازه گیری شد. نتیجه این آزمایش ها با نتایج به دست آمده توسط روش شیب سنج در شرایط برابر مقایسه گردید. نتایج حاصل از دو روش به یکدیگر نزدیک بودند اما انحراف معیار داده های حاصل از سطح شیب دار تا 3.5 برابر بیشتر از انحراف معیار نتایج حاصل از دستگاه ساخته شده بود.

یکی از مهمترین پدیده های موثر بر فرآیند آهنگری، پدیده اصطکاک بین سطوح می باشد که گاهی سودمند و گاهی ناخواسته و مضر می باشد. علاوه بر رعایت یک سری اصول اساسی، معمول ترین و بهترین روش کنترل اصطکاک و سایش در این فرآیند انجام روانکاری صحیح و منظم می باشد. به دلیل کم هزینه بودن عملیات روانکاری در مقایسه با کاهش هزینه ای که این عملیات در فرآیند تولید دارد، ارزیابی روانکارها یک اصل مهم در آهنگری است. آزمایش حلقه یکی از بهترین روش های ارزیابی روانکارها می باشد که در آن با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود ضریب اصطکاک در یک فرآیند آهنگری محاسبه می شود. در این تحقیق با استفاده از آزمایش حلقه به صورت تجربی، اثر برخی روانکارها مانند گریس و اکسید آنتیموان در کاهش اصطکاک بین قطعه و قالب آهنگری بررسی گردیده است و اثر روانکار به وضوح در ابعاد نهایی قطعه و در نتیجه کاهش اصطکاک مشاهده شده است، به طوری که باعث تبدیل اصطکاک چسبنده به اصطکاک لغزنده گردیده است. همچنین به کمک ابعاد نهایی قطعه و توسط شبیه سازی با نرم افزار تحلیل اجزای محدودABAQUS ، ضریب اصطکاک بین سطوح در شرایط مختلف تخمین زده شد که همخوانی بین مقادیر ضریب اصطکاک به دست آمده به وسیله نرم افزار تحلیل اجزای محدود ABAQUS و منحنی های کالیبراسیون اصطکاکی برای شرایط مختلف اصطکاک دیده شد.

در این مطالعه، به منظور محاسبه تغییرات مکانی ضریب اصطکاک بستری در خلیج فارس از نسخه تغییر یافته مدل سه بعدی هیدروستاتیکی اجزاء متناهی QUODDY-4 استفاده شد. تفاوت این نسخه با نسخه اصلی در مدولی است که برای محاسبه ی ضریب اصطکاک بستری به مدل اضافه شده است. توزیع مکانی ضریب اصطکاک بستری با استفاده از یک راه کار هیدرودینامیکی محاسبه گردید که در آن ارتباط ضریب اصطکاک موجی و دیگر مشخصه های اصطکاک در لایه ی مرزی بستری با پارامترهای بدون بعدی نظیر عدد سطحی راسبی، عدد رینولدز برای جریان و فرکانس اینرسی نسبی توصیف می گردد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که ضریب اصطکاک بستری در خلیج فارس از 0005/0 تا 006/0 متغیر است و در اغلب مناطق خلیج فارس به ویژه در مناطقی که عمق آن ها از 50 متر بیشتر است، از مقدار ثابت پیش فرض در مدل های عددی کمتر می باشد. بنابراین استفاده از مقدار ثابت برای ضریب اصطکاک در محیط های کم عمق و دریاهای کناری مانند خلیج فارس نیازمند تأمل و تمهیدات ویژه ای است.

جداسازی و درجه بندی محصولات کشاورزی در فرآیند تولید تا عرضه، از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. جداسازی می تواند بر اساس مشخصات فیزیکی، الکتریکی، مغناطیسی، اپتیکی و غیره انجام شود. لازمه هرگونه طراحی سیستم های جدید مطالعه کافی روی مشخصات و رفتار محصولات کشاورزی است. در این مقاله با فرض تاثیرپذیری ضریب اصطکاک دینامیکی از بار الکتریکی ایجاد شده روی نمونه ها، شرایطی مد نظر بود که بیشترین اختلاف بین ضریب اصطکاک پسته های خندان و سربسته به منظور طراحی سیستم جداساز مشخص شود. ضرایب اصطکاک دینامیکی نمونه پسته های خندان و سربسته در قالب طرح کاملا تصادفی با آزمایش فاکتوریل 3×3×3×3×2 فاکتورهای رطوبت با سه سطح (24.2، 14.5 و 8.1 درصد)، شدت میدان الکتریکی با سه سطح (صفر، 4000 و 7000 ولت)، سرعت حرکت روی سطح با سه سطح (1300، 2500 و 3300 میلی متر در دقیقه)، نوع سطح تماس با سه سطح (ورق آهن گالوانیزه، ورق آلومینیوم و تسمه لاستیکی صاف) و شرایط پسته با دو سطح (خندان و سربسته) در سه تکرار اندازه گیری شد. نمونه های پسته مورد آزمایش از رقم کله قوچی با رطوبت های 8، 14 و 24 درصد (بر پایه خشک) انتخاب شدند. نتایج از تاثیرپذیری همسوی ضریب اصطکاک دینامیکی با شدت میدان الکتریکی حکایت دارد. همچنین افزایش رطوبت موجب افزایش ضریب اصطکاک در فاکتور سطح اصطکاکی لاستیک گردید. بیشترین اختلاف بین ضریب اصطکاک نمونه های خندان و سربسته در رطوبت 8 درصد برروی سطح لاستیک و در رطوبت های 14 و 24 درصد برروی سطح آلومینیوم هر سه با شدت میدان 7000 ولت نمایان شد. با توجه به رسانا بودن آلومینیوم و تخلیه سریع بارالکتریکی با قطع میدان از روی آن و همچنین نتایج این طرح، سطح اصطکاکی آلومینیوم به همراه شدت میدان 7000 ولت برای طراحی سیستم جداساز پیشنهاد گردید.

اطلاع از مقادیر سرعت حد و ضریب اصطکاک برای طراحی تجهیزات حمل و نقل و جداسازی ضروری است. مقادیر سرعت حد در طراحی نقاله های پنوماتیک، خشک کنهای بستر سیال و تجهیزات تمیز کننده نیز کاربرد دارد. در این تحقیق سرعت حد و ضریب اصطکاک استاتیکی گل زعفران و اجزای آن (گلبرگ، پرچم، ساقه و کلاله) به عنوان تابعی از محتوای رطوبت اندازه گیری شدند. آزمایش ها روی نمونه های جمع آوری شده از مزارع شهرستان کاشمر انجام شدند. داده ها با استفاده از آزمایش های فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مقادیر سرعت حد گل، کلاله، پرچم، گلبرگ و ساقه زعفران در سطوح رطوبتی برداشت تا 40% (پایه تر) در محدوده 1.03 تا 5.13 متر بر ثانیه قرار دارد. با کاهش رطوبت از سطح برداشت تا 40% (پایه تر) مقادیر سرعت حد گل و ساقه به طور معنی داری کاهش می یابند؛ اما کاهش مقادیر سرعت حد کلاله، گلبرگ و پرچم معنی دار نیست. سرعت حد گلبرگ در تمام سطوح رطوبتی کمترین مقدار بود. مقادیر ضریب اصطکاک گل زعفران و اجزای آن روی تمام سطوح اصطکاکی در محدوده 0.52 تا 1.1 بود. به غیر از ساقه مقادیر ضریب اصطکاک بقیه اجزا روی سطح پلی اتیلن حداکثر بود. مقادیر ضریب اصطکاک روی سطح آهن گالوانیزه برای تمام اجزا حداقل بود. با کاهش محتوای رطوبت از سطح برداشت تا سطح 40% (پایه تر) مقادیر ضریب اصطکاک تمام اجزا به طور معنی داری افزایش می یابد. ضریب اصطکاک کلاله و گل روی کلیه سطوح اصطکاکی به ترتیب حداکثر و حداقل بود. به طور کلی، در رطوبت برداشت امکان جدا کردن گل، گلبرگ، پرچم، کلاله و ساقه از یکدیگر با تغییر سرعت جریان هوا وجود دارد. همچنین امکان جدا کردن گلبرگ از سایر اجزا در سطوح رطوبتی 70 و 40% (پایه تر) با استفاده از ستون هوا وجود دارد.

محاسبات هیدرولیکی جریان در آبراهه ها و دشت های سیلابی نیازمند تخمین خصوصیات زبری است. برای توصیف مقاومت جریان یا زبری نسبی آبراهه ها و دشت های سیلابی از ضرایب زبری مانینگ (n)، شزی (C)، و دارسی ویسباخ (¦) استفاده می شود. تاکنون مطالعات زیادی در رابطه با تعیین مقدار ضریب اصطکاک (¦) از طریق اندازه ذرات انجام شده است اما در این بررسی ها اثر شکل ذرات رسوبی مشخص نیست. در این تحقیق برای تعیین ضریب اصطکاک (¦) از 11 نوع دانه بندی رسوب شامل 4 نوع ذرات طبیعی نسبتا گردگوشه، 4 نوع ذرات شکسته تیزگوشه و 3 نوع ذرات مصنوعی کاملا کروی استفاده شد. آزمایش ها در فلومی به طول 10 متر، عرض 25 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر با شیب کف ثابت 0.0005 انجام شد. نتایج نشان می دهند که در رسوبات با اندازه های 11 میلیمتر اختلاف قابل توجهی بین ضریب اصطکاک (¦) ذرات شکسته تیزگوشه و ذرات طبیعی نسبتا گردگوشه وجود دارد ولی در رسوبات با اندازه های 27 میلیمتر ضریب اصطکاک (¦) ذرات طبیعی نسبتا گردگوشه و ذرات مصنوعی کاملا کروی تقریبا برابرند و ضریب اصطکاک (¦) ذرات شکسته تیزگوشه کم ترین اختلاف را با ذرات مذکور دارد. در انتها نیز رابطه ای برای تعیین ضریب اصطکاک (¦) ارائه شده است.

برخی از خواص فیزیکی شامل ضریب اصطکاک استاتیکی، زاویه پایداری و سرعت حد دو نوع سیرچه های متداول در ایران (سفید و صورتی) در رطوبت های 34.9 الی 56.7 درصد (بر اساس وزن تر) اندازه گیری شدند. آنالیز واریانس داده ها آشکار ساخت که ضریب اصطکاک، زاویه پایداری و سرعت حد هر دو نوع سیرچه متاثر از محتوای رطوبتی سیرها بودند (P<0.01). روابط بین محتوای رطوبتی سیرچه ها و پارامترهای اندازه گیری شده توسط مناسب ترین مدل های ریاضی با استفاده از رگرسیون داده ها نشان داده شدند. مقایسه میانگین به روش دانکن در سطح 5% بین پارامترهای اندازه گیری شده نشان داد که ضریب اصطکاک اندازه گیری شده متعلق به دو نوع سیر آزمایشی تفاوت معنی داری نداشتند. میانگین زاویه پایداری سیرچه ها تفاوت معنی داری داشتند ولی دو روش اندازه گیری زاویه پایداری (تخلیه شدگی و پرشدگی) تفاوت معنی داری را نشان ندادند. سرعت حد برای سه گروه وزنی کوچک، متوسط و بزرگ برای هر دو نوع سیرچه مورد آزمایش اندازه گیری شدند و میانگین ارقام به دست آمده تفاوت معنی داری را نشان دادند. بیشترین مقدار ضریب اصطکاک بین سیر سفید و لاستیک 74 درصد در رطوبت 55.67 و کمترین مقدار بین سیر صورتی و آهن گالوانیزه 26 درصد در رطوبت 35.26 (در صد وزن تر) بود. ارقام اندازه گیری شده زاویه پایداری در محدوده 36.1 درجه برای حالت پرشدگی سیر صورتی در رطوبت 56.7 و 43.5 درجه برای حالت تخلیه شدگی سیر سفید در رطوبت 42.9 (درصد وزن تر) بودند و بیشترین و کمترین سرعت حد اندازه گیری شده به ترتیب 9.83 و 16.66 متر در دقیقه به ترتیب برای سیر سفید در رطوبت 34.9 و سیر صورتی در رطوبت 56.7 (درصد وزن تر) بودند.