فهرست مطالب

پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی - سال ششم شماره 1 (بهار و تابستان 1396)

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال ششم شماره 1 (بهار و تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/13
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زهرا قربانی، سید رضاحسن بیگی، برات قبادیان صفحات 1-12
    در این مطالعه تاثیر استفاده از یک مافلر ترکیبی بر صدای یک موتور ژنراتور کوچک گازسوز که با یک محفظه آکوستیک پوشیده شده بود،‏ بررسی شد. مشخصات یک مافلر انعکاسی با روش توصیه شده به وسیله کمیته ASHRAE 2.6،‏ محاسبه شد و بر اساس آن مافلر مناسب انتخاب شد. این مافلر به مافلر نصب شده به وسیله کارخانه روی موتور ژنراتور (GM) اضافه شد و مافلر ترکیبی (HM) شکل گرفت. صدای ژنراتور برای دو حالت GM و HM در چهار سمت آن و در 5 سطح مختلف بارگذاری موتور (0%،‏ 25%،‏ 50%،‏ 75%،‏ 100%) با استفاده از صداسنج اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از مافلر ترکیبی می تواند صدای ژنراتور را در فرکانس احتراق (5 /31 هرتز) و فرکانس های بیشتر از 1000 هرتز کاهش دهد که حداکثر مقدار آن ها به ترتیب 7 /11 و 26 دسی بل بود. تراز صدای کلی در مقیاس A موتور ژنراتور برای کلیه سطوح بارگذاری و 4 سمت برای حالت HM در محدوده 8 /85- 3 /72 دسی بل (A) بود. عملکرد آکوستیکی مافلر ترکیبی برای سمتی که بیشترین میزان صدا وجود داشت (سمت جلوی اگزوز) از 1 /5 دسی بل (A) در حالت بدون بار به 61 /10 دسی بل (A) در حالت بار کامل افزایش یافت. بنابراین استفاده از مافلر ترکیبی می تواند به عنوان راهکار مناسب برای کاهش صدای موتور ژنراتور مورد بررسی توصیه شود.
    کلیدواژگان: گندم، خرم آباد، تلفات، کمباین
  • رحیم ابراهیمی، محمد جواد اعرابی چمعالی صفحات 13-21
    یکی از فرآیندها،‏ پس از برداشت بادام به دست آوردن مغز آن از هسته چوبی است. مهم ترین مشکل در این راه،‏ جداسازی مغز از پوست چوبی پس از شکستن آن است. از این رو برای شناسایی روش مناسب پالایش مغز بادام از پوست چوبی،‏ جداسازی پنوماتیک این محصول بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد سرعت بهینه جریان هوا برای انجام جداسازی برابر 5 /7 متر بر ثانیه است که در این سرعت بازده جداسازی پوست %4 /68 و خطای جداسازی مغز صفر درصد خواهد بود. همچنین افزایش نرخ تغذیه،‏ زاویه ورود مخلوط به تونل دستگاه و فاصله بین محل ورود مخلوط تا خروج مغز سبب کاهش بازده جداسازی پوست می شود. افزایش تعداد تکرار عملیات،‏ بازده جداسازی پوست را افزایش داد. در هر صورت تکرار بهینه عملیات برای جداسازی پوست 6 تکرار به دست آمد. همچنین تحلیل مخلوط خروجی از قسمت مغزها نشان داد که جداسازی تکه های پوست چوبی با طول بین 20 میلی متر تا 30 میلی متر به خوبی انجام نشده و حدود 50% از آن ها در خروجی مغزها مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: بازده جداسازی، خطای جداسازی، سرعت جریان هوا، زاویه ورود مخلوط، نرخ تغذیه
  • مهدی قادری، احمد بناکار، علی اکبر مسعودی صفحات 23-29
    یکی از معضلات صنعت مرغ داری،‏ تفکیک تخم مرغ های نطفه دار از بی نطفه است. هرچه این تفکیک در روزهای ابتدایی دوره انکوباسیون انجام بگیرد،‏ فضای کمتری از دستگاه انکوباتور اشغال و موجب افزایش ظرفیت جوجه کشی و افزایش راندمان جوجه کشی می شود. در این پژوهش،‏ با استفاده از ضرایب اتلاف و دی الکتریک تخم مرغ های نژاد هایلاین،‏ تخم مرغ های بی نطفه تشخیص داده شد. برای انجام پژوهش از 126 تخم مرغ استفاده گردید. در روز سوم داده برداری انجام گرفت،‏ در روز پنجم مشخص شد که 112 تخم مرغ نطفه دار و 14 تخم مرغ بی نطفه است. پس از انتقال داده ها به نرم افزار Weka،‏ داده ها با استفاده از طبقه بندهای شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان توانستند با دقت 100% تخم مرغ نطفه دار از بی نطفه را در روز سوم تشخیص دهند. روش تشخیص تخم مرغ بی نطفه با استفاده از سنجش هدایت الکتریکی،‏ روشی غیر مخرب و دارای دقت بیشتر نسبت به روش های پردازش تصویر،‏ پردازش موج و PCR است.
    کلیدواژگان: ضریب اتلاف، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی، تخم مرغ نطفه دار و بی نطفه، ضریب دی الکتریک
  • سجاد رستمی، امین فرهادی، مصطفی کیانی، مریم اسلامی، برات قبادیان، بهرام حسین زاده صفحات 31-40
    برای اندازه گیری کیفیت انرژی،‏ مفهومی به عنوان «قابلیت کاردهی» تعریف شده است. در این پژوهش،‏ قابلیت کاردهی یک موتور دیزل با استفاده از مخلوط سوخت های دیزل و بیودیزل (B0،‏ B20،‏ B40 و B100) بررسی می شود. همچنین تاثیر سرعت های 1200،‏ 1600 و 2000 دور بر دقیقه بر تحلیل قانون دوم ترمودینامیک با سوخت های مختلف،‏ واکاوی می گردد. پارامتر های مورد بررسی در این پژوهش،‏ شامل قابلیت کاردهی از طریق انتقال کار و گرما،‏ بازگشت ناپذیری،‏ قابلیت کاردهی کل،‏ قابلیت کاردهی ترمومکانیکی و قابلیت کاردهی سوخت سوخته شده هستند. نتایج این پژوهش نشان می دهد،‏ پارامترهای قابلیت کاردهی برای مخلوط سوخت های دیزل و بیودیزل تا مرحله احتراق زیاد و سپس با شروع مرحله انبساط کاهش می یابد. قابلیت کاردهی کل سوخت B0 به ترتیب 3 /3،‏ 7 و 7 /16 درصد نسبت به سوخت های B20،‏ B40 و B100 افزایش می یابد. بیشترین بازده قانون دوم ترمودینامیک در سرعت2000 دور بر دقیقه بود که برای سوخت های B0،‏ B20،‏ B40 و B100،‏ به ترتیب 5 /44،‏ 38 /46،‏ 89 /47 و 5 /48 درصد است.
    کلیدواژگان: سرعت موتور، بیودیزل، موتور CI، اکسرژی
  • میثم زارعی، علی نجات لرستانی، اسماعیل میرزایی قلعه صفحات 41-48
    مصرف انرژی در صنعت خشک کردن،‏ موجب شده است که خشک کردن،‏ یک عمل با مصرف انرژی زیاد باشد. در این پژوهش،‏ آنالیز انرژی و اکسرژی خشک شدن موز با استفاده از خشک کن هیبریدی انجام شد. آزمایش ها در سه سرعت هوای 1،‏ 5 /1 و 2 متر بر ثانیه و سه دمای هوای 60،‏ 70 و 80 درجه سلسیوس با ضخامت 5 میلی متر انجام شد. طرح آزمایشی انتخاب شده،‏ آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی بود. با افزایش دمای هوا و سرعت هوا،‏ میزان مصرف انرژی،‏ گرمای تبخیر شده،‏ مجموع اکسرژی خروجی،‏ اتلاف اکسرژی افزایش یافت؛ در حالیکه بازده اکسرژی کاهش یافت. نتایج حاصل از تحلیل انرژی و اکسرژی نشان داد که بیشترین میزان مصرف انرژی و میزان اتلاف اکسرژی برای دمای 80 درجه سلسیوس و سرعت 2 متر بر ثانیه به ترتیب برابر 91 /0 و 41 /0 کیلو ژول بر ثانیه بوده است. همچنین کمترین مقدار میزان مصرف انرژی و میزان اتلاف اکسرژی برای دمای 60 درجه سلسیوس و سرعت 1 متر بر ثانیه به ترتیب برابر 10 /0 و 02 /0 کیلوژول بر ثانیه به دست آمد. بیشترین مقدار راندمان اکسرژی طی فرآیند خشک شدن در دمای 60 درجه سانتی گراد و سرعت هوای 1 متر بر ثانیه برابر 91% بود و کمترین مقدار آن در دمای 80 درجه سلسیوس و سرعت هوای 2 متر بر ثانیه برابر 3 /0% بود.
    کلیدواژگان: خشک کن هیبریدی، ورقه های موز، انرژی، اکسرژی
  • علی ملکی، سید محمد عبدالهی صفحات 49-59
    طراحی ارگونومیک فضای کار،‏ با در نظر داشتن جنبه های فیزیکی و روانی،‏ افزایش رضایتمندی و کاهش میزان حوادث را در پی خواهد داشت. رانندگی تراکتور باعث ایجاد ارتعاش در بدن و چرخش های مختلف است که باعث بروز دردها در نواحی مفصلی می شود. به همین جهت،‏ پرسشنامه ای به صورت خوداظهاری طراحی و در اختیار 1200 راننده تراکتور قرار داده شد. این پرسشنامه،‏ شامل سه بخش اطلاعات شخصی،‏ کاری و عملیات زراعی انجام شده توسط راننده بود. پس از جمع آوری و طبقه بندی اطلاعات استخراج شده از پرسشنامه ها،‏ تجزیه و تحلیل نتایج با استفاده از آزمون های آماری t مستقل،‏ Chi-Square) X 2) انجام و مشخص شد که رانندگان در اندام های سر و گردن (39%)،‏ مفصل زانو (37%)،‏ نشیمنگاه،‏ بازوها و دست ها (29%)،‏ شانه ها (28%)،‏ نیم تنه بالایی (26%)،‏ پاها و قوزک پا (25%)،‏ رآن ها و نیم تنه پایینی (24%) و به طور کلی تقریبا 72% راننده ها حداقل در یک یا بیشتر از یک ناحیه احساس درد را گزارش کردند. احساس ناراحتی بعد از عملیات زراعی مختلف در بعضی از مفاصل افزایش بیشتری دارد که این ناراحتی ها وابسته به نوع عملیات زراعی است. عملیات خاک ورزی و آماده سازی زمین با سطح اطمینان 90% در بروز مشکلات و ناراحتی های مفصلی نقش مستقیم داشت. همچنین،‏ بررسی های 24 ماهه نشان داد که تکرار این ناراحتی ها در طی سالیان مورد استفاده،‏ منجر به از کارافتادگی یا بروز اختلالات غیر قابل جبران در مفاصل شده است.
    کلیدواژگان: عامل خطر، اختلالات اسکلتی- عضلانی، اندام های بدن، ارگونومی، تراکتور
  • سامان آبدانان مهدی زاده، مریم سلطانی کاظمی صفحات 61-69
    سیستم بینایی ماشین،‏ از جمله سیستم‏های جدید در زمینه تشخیص کیفیت محصولات کشاورزی است. کیفیت محصولات کشاورزی،‏ عاملی تعیین کننده در بازارپسندی محصول است. در این پژوهش،‏ دستگاهی به منظور توسعه و ارزیابی جداکننده توت فرنگی با استفاده از تکنولوژی بینایی‏ ماشین ساخته شد. توت فرنگی،‏ به عنوان منبع غنی از آنتوسیانین در طبیعت است. آنتوسیانین ها به دلیل آثار مفید در سلامتی،‏ به خصوص به دلیل داشتن فعالیت آنتی‏اکسیدانی،‏ ضدسرطانی و ضدالتهابی،‏ بسیار مورد توجه هستند. در این پژوهش،‏ به امکان استفاده از الگوریتم پردازش تصویر برای تعیین بی درنگ رسیدگی میوه توت ‏فرنگی بر اساس ویژگی داخلی (میزان آنتوسیانین) پرداخته شد. بر این اساس 12 تک کانال رنگی توسعه و 228 ویژگی رنگی و بافتی استخراج و برای تعیین موثرترین ویژگی های استخراج شده،‏ آنالیز همبستگی میان پارامترهای مخرب (وزن،‏ آنتوسیانین،‏ قند،‏ کلروفیل و کارتنوئید) و غیرمخرب در سطح احتمال 5% انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که فضای رنگی R/(R+G+B) به عنوان فضای مطلوب و همچنین میانگین و کشیدگی این فضای رنگی به ترتیب با ضریب همبستگی 93 /0 و 91 /0 با آنتوسیانین به عنوان بهترین ویژگی ها انتخاب شدند. به علاوه میزان رسیدگی توت‏فرنگی در طی مراحل مختلف رشد با استفاده از سیستم بینایی ‏ماشین با دقت 90% تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: رسیدگی، پارامترهای بیوشیمیایی، بینایی ماشین، توت فرنگی
|
  • Zahra Ghorbani, Seyed Reza Hassan Beygi, Barat Ghobadian Pages 1-12
    In this study the effect of a hybrid muffler on sound emitted of a small gas generator which has been covered by an acoustic enclosure was investigated. The specifications of a reactive muffler were calculated according to the recommendation of ASHRAE 2.6 committee and appropriate muffler was selected. The selected muffler was added to the muffler installed by manufacturer on generator (GM) and formed hybrid muffler (HM). The sound of generator set was measured for GM and HM modes on four sides of the generator at five different loading conditions (0%, 25%, 50%, 75% and 100% load) using a sound level meter. The results showed that the application of HM could reduce the sound of generator at firing frequency (31.5 Hz) and frequencies greater than 1000 Hz, with the maximum values of 11.7 dB and 26 dB, respectively. The overall A-weighted generator sound was in the range of 73.2-85.8 dB(A) for all loading conditions and sides by using HM. The acoustical performance of HM on the side with the maximum generator sound (in front of the exhaust) increased from 5.1 dB(A) at no load to 10.61 dB(A) at full load conditions. Therefore, the HM usage could be recommended as a useful approach to attenuate the generator sound.
    Keywords: Muffler, Sound, Generator, 1-3rd octave
  • Rahim Ebrahimi, Mohammad Javad Aarabi Pages 13-21
    The most important process after almond cracking is the separating almond kernel from its cracked shell. The pneumatic separation of almond cracked shells from it kernels was experimentally investigated in this wok. The influence of air velocity, mixture feed rates, distance between mixture inlet and kernels outlet, angle of mixture supply into tunnel and repeat times of operation on separation efficiency was studied. Experimental measurement indicated that the separation efficiency decreased with increasing feed rate, angle of mixture supply into tunnel and distance between mixture inlet and kernels outlet. The 7.5m.s-1 was suitable air velocity value for separation kernels from cracked shell. For this air velocity separation efficiency obtained 68.4% and separation error determined 0%. By increasing repeated times the separation efficiency growth. The result of these experiments indicated that 6 times repeated operation was suitable for separating process. Mixture of kernels outlet analysis and revealed that doesn’t do will separation of shells by 20-30mm length, and about 50% of this shells observed on kernels outlet.
    Keywords: Separation efficiency, Mixture feed rate, Angle of mixture supply, Air velocity, Separation error
  • Mahdi Ghaderi, Ahmad Banakar, Ali Akbar Masoudi Pages 23-29
    Separation of fertile and infertile eggs is a major concern of the poultry industry. If this separation is done at the early days of the incubation period, less space will be occupied in the incubator resulting in improved capacity and efficiency. Dielectric constant and loss factor were used in this study to detect infertile Hy-line eggs. In this study, 126 eggs were selected and their dielectric properties were measured on the third day of incubation. On the fifth day, it was detected that there were 112 fertile and 14 infertile eggs. Data were then analyzed by Weka software using artificial neural network (ANN) and support vector machine (SVM) classifiers. Results showed that, on the third day of incubation, SVM and ANN successfully detected infertile and fertile eggs with 100% accuracy. Detecting the fertile egg by using electrical conductivity is a non-destructive method and is also more accurate than image processing, signal processing and PCR methods.
    Keywords: Fertile, infertile egg, Dielectric constant, Support vector machine., Neural network, Loss factor
  • Dr S. Rostami, Mostafa Kiani Pages 31-40
    In order to measure the quality of energy, a concept known as “exergy" is defined. In this study, the exergy of a diesel engine using different blends of diesel and biodiesel fuels (B0, B20, B40 and B100) were investigated. In addition, the effect of speeds of 1200, 1600 and 2000 rpm on analysis of the second law of thermodynamics with various fuels were studied. The parameters evaluated in this study include exergy through work and heat transfer, irreversibility, total exergy, the thermomechanical exergy, and burnt fuel exergy. The results showed that exergy parameters for different blends of diesel and biodiesel fuels increased by the end of combustion stroke and then decreased at the beginning of expansion stroke. Total exergy of B0 increased by 3.3, 7 and 16.7% respectively, as compared to B20¡ B40 and B100. The maximum efficiency of the second law of thermodynamics were attained at 2000 rpm as 44.5, 46.38, 47.89 and 48.5% for B0, B20, B40 and B100, respectively.
    Keywords: Biodiesel, Engine speed, CI engine, Exergy
  • Meisam Zareie, Ali Nejat Lorestani, Esmaeil Mirzaei Ghaleh Pages 41-48
    Utilization of energy in the drying industry makes drying as one of the most energy intensive operations. In this research, energy and exergy analysis of drying of banana was performed by the hybrid dryer. The experiments were carried out in air velocities of 1, 1.5 and 2 m/s and air tempreatures of 60, 70 and 80℃ with thickness of 5 millimeter. Data was analyzed by complete randomized complete block design with factorial experiment. With increasing time of drying, weight of banana, moisture content, energy utilization, heat of evaporation, outlet exergy and exergy efficiency decreased while exergy loss increased. With increasing air temperature and air velocity energy utilization, heat of evaporation, outlet exergy and exergy loss increased while exergy efficiency decreased. The results of energy and exergy analysis showed that the maximum of utilization energy and exergy loss were 0.91 and 0.41 kJ/s, for air temperature of 80℃ and air velocity of 2 m/s, respectively, while, the minimum of utilization energy and exergy loss were 0.10 and 0.02 kJ/s, for air temperature of 60℃ and air velocity of 1 m/s, respectively. In process of drying, the maximum of exergy efficiency was 91% for air temperature of 60℃ and air velocity of 1 m/s, while, the minimum of exergy efficiency was 0.3% for air temperature of 80℃ and air velocity of 2 m/s.
    Keywords: Banana slices, Hybrid dryer, Energy, Exergy
  • Ali Maleki, Sayed Mohammad Abdollahi Pages 49-59
    Ergonomic design of workspace with considering the physical and physiological aspects, is expected to result in increasing the driver's satisfaction and decreasing undesired events. Driving the tractor induces vibrations and rotations to the driver's body which can lead to pain in the body joints. Therefore, a self-declaration questionnaire was designed and filled by 1200 tractor drivers. This questioner included three sections of personal and occupational information and the filed operations performed by the driver. After Collecting and classifying the information extracted from the questionnaire was analyzed with independent t and Chi-square tests. It was indicated that drivers had experienced pain in head and neck (39%), knee (37%), hips, arms and hands (29%), shoulders (28%), upper torso (26%), legs and ankles (25%), lower torso and thighs (24%) and in general, approximately 72% of the drivers had at least one or more than one organ feeling pain. Feeling discomfort after doing various agricultural operations caused increases in pain of some of joints related to the type of agricultural operation. Tillage operations showed a direct role in joint problems at a confidence level of 90%. The two-year study showed that the repetition of these disorders during the sequential years, has led to disability or irrecoverable disorders of joints
    Keywords: Tractor, Body Parts, Risk Factors, Musculoskeletal Disorders, Ergonomics
  • Saman Abdanan Mehdizadeh, Maryam Soltani Kazemi Pages 61-69
    Machine vision system is one of the emerging technologies for the quality assessment of agricultural products. Quality of agricultural products is a crucial factor in marketability. In this study, a device was fabricated and developed to evaluate the quality of strawberry using machine vision technology. Strawberry is a rich source of anthocyanins in the nature. Because of the beneficial effects of anthocyanins on health, especially due to its antioxidant, anticancer and anti-inflammatory activites, especial attention is paid to strawberry consumption. In the present study, the possibility of using image processing algorithms to determine the maturity of strawberry fruits based on color and its relationship with the features extracted by destructive methods (weight, antioxidants, sugar, chlorophyll and carotenoids) was evaluated. For this purpose, 12 single-channel color spaces were developed and 228 color features were extracted. To determine the most effective features, correlation analyses were performed between destructive and non-destructive properties at 5% confidence level . The results showed the color space R / (R G B) as the most desired space whose features including sweetness and mean resulted in correlation coefficients of 0.93 and 0.91, respectively with anthocyanins. In addition, the maturity of strawberry could be classified during different growth stages using machine vision with an accuracy of 90%.
    Keywords: Machine vision, Biochemical parameters, Maturity, Strawberry