فهرست مطالب

پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی - سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)

  • 64 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1395/11/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد شریفی، عرفان خسروانی مقدم، پیام حاتمی صفحه 1
    یکی از مسائل بسیار مهم در مدیریت تولید،‏ انتخاب بهترین گزینه برای انجام هر کدام از فعالیت های تولید می باشد،‏ به نحوی که هزینه و زمان تولید دارای کمترین و کیفیت دارای بیشترین مقدار ممکن باشد. با توجه به تعداد زیاد فعالیت ها و گزینه-های انتخابی برای هر فعالیت،‏ معمولا این انتخاب دارای یک جواب منحصر به فرد نمی باشد و می توان با استفاده از تابع مطلوبیت و اختصاص دادن وزن هایی به زمان و هزینه و کیفیت،‏ بهترین جواب را از بین جواب های به دست آمده انتخاب نمود. از آنجا که در دنیای واقعی عدم قطعیت وجود دارد،‏ در رسیدن به یک مدیریت دقیق بایستی عدم قطعیت نیز مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله یک مدل ریاضی فازی برای شبکه ای از فعالیت ها پیشنهاد می شود که هر فعالیت در طول پروسه تولید شیر دارای چندین شیوه اجرا می باشد تا از میان شیوه های ممکن و موازنه معیارهای آنها با توجه به میزان پذیرش ریسک که با آلفا کات فازی تعریف می شود،‏ بهترین شیوه اجرا برای هر فعالیت مشخص شود. بدین منظور از الگوریتم ژنتیک(NSGA-II)‎ برای حل این مسئله استفاده گردید و به ازای میزان ریسک های مختلف بهترین شیوه های انجام هر فعالیت برای تولید شیر از زایش گاو تا حذف گاو از گله ارائه شد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، تولید شیر، بهینه سازی، منطق فازی
  • شهرام کیانی، هوشنگ بهرامی، مرتضی الماسی، محمد جواد شیخ داودی صفحه 9
    با توجه به مسئله محدودیت منابع آب ،‏ خاک و انرژی پژوهش حاضر با هدف یافتن مناسب ترین سامانه جذب انرژی خورشیدی برای استفاده در گلخانه انجام پذیرفت. بدین ترتیب گلخانه هایی با مساحت 10 متر مربع در شهرستان ایذه ساخته شد. سامانه رایج بعلاوه چهار سامانه دیگر شامل آبگرمکن خورشیدی،‏ دیوار آبی،‏ بستر سنگی و مواد تغییر فاز دهنده هر کدام در یک گلخانه پیاده سازی شده و پژوهش در مدت شش ماه انجام پذیرفت. عوامل فنی از جمله ایمنی کاربرد،‏ عمرمفید،‏ قابلیت اطمینان،‏ سهولت نگهداری و تعمیرات در کنار عوامل اقتصادی و زیست محیطی با آزمون دانکن مقایسه شده و در نهایت جهت معرفی بهترین سامانه از تحلیل سلسه مراتبی استفاده گردید. نتایج نشان داد که سامانه آبگرمکن خورشیدی هزینه و جذب انرژی بیشتر و متوسط زمان تعمیر کمتری داشته و روش مواد تغییر فاز دهنده کمترین فرکانس خرابی را داشته است. تحلیل سلسله مراتبی مناسب ترین سامانه را دیوار آبی و پس از آن آبگرمکن خورشیدی مشخص نمود. آبگرمکن خورشیدی اگرچه مصرف سوخت کمتری داشته،‏ اما هزینه بالاتر،‏ خدمات پس از فروش پایین تر و فرکانس خرابی و ضریب تکرار حادثه بیشتری از دیوار آبی داشته است. این روش می تواند با کاهش هزینه ها و بهبود خدمات پس از فروش در رتبه نخست برای استفاده قرار گیرد. قرار گرفتن روش سنتی در رتبه آخر نشان می دهد که این روش مناسب نبوده و در استفاده از آن می بایست تجدید نظر شود.
    کلیدواژگان: اقتصادی، انرژی خورشیدی، زیست محیطی، تحلیل سلسله مراتبی، فنی، گلخانه
  • محمود محمودی اشکفتکی، رحیم ابراهیمی، عبدالله قاسمی پیربلوطی صفحه 19
    هدف از این تحقیق مطالعه اثر سرعت همزن بر ترکیبات بیوگاز تولیدی در یک دستگاه بیوگاز نیمه صنعتی می باشد. برای این منظور از ماده آبکی حاصل از ترکیب 41% کود گاو،‏ 56% فاضلاب شهر و 3% ضایعات آشپزخانه همراه با افزایش %38‎/2 NaOH و %75‎/3 H2O2 به عنوان پیش تیمار شیمیایی بیوگاز تولیدشد. سپس،‏ اثر دور همزن بر کیفیت مخلوط کردن ماده آبکی به جمعیت میکروب های بی هوازی و بعضی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی ماده آبکی ربط داده شد. نتایج نشان داد که با افزایش دور همزن از rpm60 به rpm100،‏ مقدار متان و منواکسید کربن تولیدی به ترتیب حدود %6‎/6 و %7‎/71 افزایش یافت و مقدار سولفید هیدروژن و اکسیژن نیز به ترتیب %4 و %5‎/5 کاهش یافت. این امر ناشی از کاهش بیشتر نیاز شیمیایی اکسیژن محلول و ذرات فرار کل ماده آبکی در دور rpm100 نسبت به rpm60 به ترتیب به مقدار %6‎/3 و %9‎/3 می باشد که خود به خاطر افزایش جمعیت میکروب های بی هوازی به مقدار %7‎/3 می باشد. علاوه بر این،‏ روند کاملا مشابهی بین تولید متان و جمعیت باکتری های بی هوازی ماده آبکی به دست آمد که مشابه روند کاهش نیاز شیمیایی اکسیژن محلول و ذرات فرار کل بود.
    کلیدواژگان: هضم بی هوازی، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، جمعیت میکروبی، ترکیبات بیوگاز، همزن
  • سجاد رستمی، ابراهیم آقابابایی، شاهین بشارتی، بهرام حسین زاده، مصطفی کیانی صفحه 29
    تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر استفاده از قفل دیفرانسیل بر میزان لغزش چرخ های محرک و مصرف سوخت برای سه تراکتور ساخت ایران ITM 285 2WD)‎،‏ ITM 285 4WD)‎ و (ITM 399 4WD)‎ انجام شد. در این تحقیق،‏ فاکتورها عمق شخم در دو سطح 20 و 30 سانتیمتر و قفل دیفرانسیل (استفاده و عدم استفاده از قفل دیفرانسیل) بودند. آزمایش ها به صورت طرح فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در هر تراکتور جداگانه در سه تکرار اجرا گردید. آزمایش ها در شرایط یکسان مزرعه ای و در حالت گاورو بودن زمین در مزرعه پژوهشی دانشگاه شهرکرد انجام شد. بررسی فاکتورها با اندازهگیری پارامترهای لغزش چرخ های محرک،‏ مصرف سوخت تراکتور و زمان طی مسیر انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از قفل دیفرانسیل به هنگام شخم با گاوآهن برگرداندار درتمامی تراکتورها باعث کاهش سوخت مصرفی و زمان طی مسیر شد. استفاده از قفل دیفرانسیل اثر معنی داری بر لغزش چرخهای محرک تراکتور داشت،‏ بطوری‍‍که با استفاده از قفل دیفرانسیل میانگین میزان لغزش چرخهای عقب سمت راست 57‎/15 درصد و لغزش چرخ های عقب سمت چپ 64‎/25 درصد کمتر شد. همچنین بر اساس نتایج این تحقیق با افزایش عمق شخم میزان لغزش چرخ های محرک،‏ مصرف سوخت و زمان طی مسیر در همه تراکتورها افزایش یافت.
    کلیدواژگان: قفل دیفرانسیل، عمق شخم، مصرف سوخت، لغزش چرخها، تراکتور
  • مجید لشگری، علی ملکی صفحه 39
    یکی از مسائل بسیار مهم در مدیریت تولید،‏ انتخاب بهترین گزینه برای انجام هر کدام از فعالیت های تولید می باشد،‏ به نحوی که هزینه و زمان تولید دارای کمترین و کیفیت دارای بیشترین مقدار ممکن باشد. با توجه به تعداد زیاد فعالیت ها و گزینه-های انتخابی برای هر فعالیت،‏ معمولا این انتخاب دارای یک جواب منحصر به فرد نمی باشد و می توان با استفاده از تابع مطلوبیت و اختصاص دادن وزن هایی به زمان و هزینه و کیفیت،‏ بهترین جواب را از بین جواب های به دست آمده انتخاب نمود. از آنجا که در دنیای واقعی عدم قطعیت وجود دارد،‏ در رسیدن به یک مدیریت دقیق بایستی عدم قطعیت نیز مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله یک مدل ریاضی فازی برای شبکه ای از فعالیت ها پیشنهاد می شود که هر فعالیت در طول پروسه تولید شیر دارای چندین شیوه اجرا می باشد تا از میان شیوه های ممکن و موازنه معیارهای آنها با توجه به میزان پذیرش ریسک که با آلفا کات فازی تعریف می شود،‏ بهترین شیوه اجرا برای هر فعالیت مشخص شود. بدین منظور از الگوریتم ژنتیک(NSGA-II)‎ برای حل این مسئله استفاده گردید و به ازای میزان ریسک های مختلف بهترین شیوه های انجام هر فعالیت برای تولید شیر از زایش گاو تا حذف گاو از گله ارائه شد.
    کلیدواژگان: صندلی تراکتور، انتقال ارتعاش، مسیر پیشروی، دور موتور
  • زهرا اسماعیلی، بهرام حسین زاده، سجاد رستمی، حماد ذرعی فروش صفحه 47
    درجه بندی و دسته بندی کیفی برنج یکی از عوامل موثر بر بازارپسندی و رضایت مشتری است. هدف از این پژوهش تدوین الگوریتم دقیقی جهت تشخیص سه شاخص مهم کیفی دانه های برنج شامل درصد دانه های شکسته،‏ درصد دانه های گچی و درجه سفیدی دانه های برنج بود. تعدادی نمونه ی برنج رقم علی کاظمی،‏ از موسسه تحقیقات برنج کشور تهیه گردید. پس از نظرسنجی از اشخاص خبره،‏ از هر یک از ویژگی های مذکور سه سطح کمی (کم،‏ متوسط و زیاد) تعریف شد. از هر 270 نمونه برنج در شرایط یکسان تصویر برداری انجام گرفت. در تدوین مدل استنتاج فازی جهت قیمت گذاری محصول از موتور استنتاج فازی نوع ممدانی بهره گیری شد و غیرفازی سازی به وسیله ی غیرفازی ساز مرکز ناحیه انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که دقت الگوریتم پردازش تصویر در تشخیص درصد عددی دانه های شکسته،‏ درصد عددی دانه های گچی و درجه سفیدی دانه های برنج به ترتیب و به طور متوسط برابر با 2‎/95 درصد،‏ 74‎/90 درصد و 99‎/98 درصد بود. زمان کل مورد نیاز برای اجرای الگوریتم پردازش تصویر و فرآیند استنتاج فازی با سه ورودی تا تعیین قیمت محصول برابر 24‎/2 ثانیه بود. تصمیمات اتخاذ شده توسط مدل فازی در 2‎/95 درصد از موارد با نظر اعلام شده توسط کارشناس خبره همخوانی داشت.. این سامانه به خوبی می تواند جایگزین روش های سنتی مورد استفاده در بازار خرید و فروش و کارخانه های فرآوری محصول برنج شده و در زمان کمتر و با دقت بیشتر خصوصیات کلیدی دانه های برنج را ارزیابی کند.
    کلیدواژگان: منطق فازی، شکم گچی، برنج، درجه سفیدی، دانه شکسته، پردازش تصویر
|
  • Mohammad Sharifi, Erfan Khosravani Moghadam, Payam Hatami Page 1
    One of the most important issues in the management of production is how to select the best option for each production activity, so that the time and cost of production are minimized and the quality is simultaneously maximized. Considering a large number of activities and possible options for them, this choice does not have a unique solution and can be used the utility function and assign weights to time, cost and quality in order to select the best answer from those obtained. Since in reality a vast amount of uncertainty can be observed, an effective management necessitates dealing with these uncertainty issues. In this study, a fuzzy math model for a chain of activities is suggested to determine the best practical method employed by the milk production process. In order to achieve this goal, fuzzy alpha cut was employed to manage the risk of these series of activities. Accordingly, Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) with fuzzy inputs was used and the best method of implementation for each activity of milk production process from the starting point of cows birth to the ending point of removing these cows from the herd was introduced.
    Keywords: Fuzzy logic, Genetic algorithms, Optimization, Milk production
  • Shahram Kiani, Hushang Bahrami, Morteza Almasi, Mohammad Javad Shekdavoodi Page 9
    Due to the limitation of water land and energy resources, prepared research aimed at finding the most suitable solar energy absorption system was designed for use in greenhouses so, the greenhouses were built an area 10m2 in Izeh city in Khuzestan province.
    Common system of heating greenhouses in addition, four other systems including: solar water heater, water wall, stone bed and phase-change material. Each was implement in a greenhouse and the research was conducted during six months.
    Technical factors including functional safety, useful life, reliability, ease of maintenance and repairs beside of economic and environmental factors have been investigated, finally, the method of Analytic Hierarchy process (AHP) was used to introduce the best system.
    The result showed that the solar water heater system has had higher cost and energy absorption also lower average time to repair and phase-change material method has had the least failure frequency. The analytic hierarchy determined aquatic wall as the most appropriate system and thence the solar water heater. Although solar water heater consumes less fuel but it has more cost, lower sale services, failure frequency and repeating accident rate more than water wall. This method can be in the first place by reducing cost and improving after – sale services. In last place of the traditional method shows that it was not suitable and it’s use should be revised.
    Keywords: Greenhouse, analytic hierarchy, technical, economic, solar energy, environmrntal
  • Mahmood Mahmoodi Eshkaftaki, Rahim Ebrahimi, Abdollah Ghasemi Pirbalouti Page 19
    The goal of the present study was to study the effect of mixer speed on biogas compounds produced from semi-industrial biogas plant. The biogas was produced with slurry made by combination of 41% cow manure, 56% municipal waste and 3% kitchen waste with adding 2.38% NaOH and 3.75% H2O2 as the chemical pretreatment. Then, the effect of mixer rotation speed on mixing quality of the slurry was linked to the anaerobic microbial communities and some of physical and chemical parameters of the slurry. The results showed that by increasing the rotation speed from 60rpm to 100rpm, the amounts of CH4 and CO within the biogas compound increased by 6.6% and 71.7%, and the amounts of H2S and O2 decreased by 4% and 5.5%, respectively. This was due to decrease in the chemical oxygen demand (COD) and total volatile solids (TVS) of the slurry by 3.6% and 3.9%, respectively because of an increase in the anaerobic microbial communities by 3.7%. Furthermore, the same trend existed between the CH4 and anaerobic microbial communities of the slurry that was similar to the COD and TVS decreasing trends.
    Keywords: Physical, chemical parameters, biogas compounds, anaerobic digestion, microbial community, mixer
  • S. Rostami, E. Aghababaei, Sh. Besharati, B. Hoseinzadeh Page 29
    This study was aimed to investigate the effect of the differential lock on the drive wheel slip and fuel consumption rates for the three tractors made in Iran (ITM399 4WD-ITM285 4WD-ITM285 2WD). In this study, the factors were tillage depth at two levels (20 and 30 cm) and differential lock (use and non-use of differential lock). The experiments were carried out in randomized complete blocks with three replications separately for each tractor. The experiments were conducted in the same conditions and at the Shahrekord university field. Analysis of factors effects were obtained by measuring the parameters of drive wheels slip, fuel consumption of the tractor and the time of way. The results showed that using of differential lock during moldboard plow in all tractors caused to reduce of fuel consumption and the time of way. The use of differential lock had significant effect on the driving wheel slip of tractor, so much with using of differential lock the average of rear right wheel slip 15.57 % and the rear left wheel slip 25.64 reduced. Base on the results of this study, with increasing in plowing depth the driving wheels slip, fuel consumption and the time of way for all tractors increased. ITM285 4WD tractor in 4WD condition had the best and in 2WD had the worst performance comparing to other two tractors.
    Keywords: Plowing depth, Differential lock, Fuel consumption, Tractor, Wheels slip
  • Majid Lashgari, Ali Maleki Page 39
    Diseases caused by vibration are considered one of the most important occupational diseases. In order to prevent major problems in terms of occupational health and safety for tractor drivers, identify and limit the amplitude of vibration sources are necessary. In this study, a number of factors affecting the Seat Effective Amplitude Transmissibility (SEAT) of three tractors, Goldoni 341, Massey Ferguson 285 and John Deere 3140, had been evaluated. Research factors were including type of route, gear ratios and engine speed. Accordingly, a factorial experiment based on randomized complete block was designed with three replications. The results of this study showed that the levels of type of route, gear ratio and engine speed for all three tractors have been significant at the 1% level. However, the changes in engine speed related to gear ratio showed a more even trend in SEAT. Tractors showed different behaviors on the types of route, so that the plowed route in Goldoni and John Deere tractors had the highest value of SEAT in comparison with other routes (paved roads and rural roads). However, the opposite trend was observed in Massey Ferguson. The maximum and minimum range of SEAT with 98.2 and 22.6 for Goldoni and John Deere tractors were achieved, respectively.
    Keywords: vibration transmissibility, route, engine speed, Tractor seat
  • Zahra Esmaeili, Bahram Hoseinzade, Sajad Rostami, Hemad Zareiforoush Page 47
    Qualitative grading and classification of rice are one of the factors affecting the appearance quality and customer satisfaction. The objective of this study was to develop an accurate algorithm for diagnosing three important qualitative indices of rice including percentage of broken grains, percentage of chalky grains and degree of milling. Some rice samples of a variety namely 'AliKazemi' were provided from Rice Research Institute of Iran. After questioning expert persons, three quantitative levels (Low, Medium and High) were defined. Each of the 270 samples of rice grains were photographed under identical conditions. Afterwards, image quality improvement, rice image segmentation and textural, color and size features identification were performed using Matlab Software and image processing methods. In development of fuzzy inference model for the product pricing, the Mamdani inference system was applied and defuzzification process was done using Center of Area defuzzifier. Results indicated that the average accuracy of the image processing algorithm in detecting percentage of broken grains, percentage of chalky grains and degree of milling was respectively equal to 95.2%, 90.74% and 98.99%. The decisions made by the fuzzy model were consistent with the expert’s judgment in 95.2% of the cases. This technic can be good alternative to manually which takes less time and more accurately assess the characteristics of the product key.
    Keywords: Chalkiness, Degree of milling, Rice, Broken grain, Fuzzy logic, Image processing