فهرست مطالب

مکانیزاسیون کشاورزی - سال ششم شماره 4 (زمستان 1400)

نشریه مکانیزاسیون کشاورزی
سال ششم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بهنام حسینقلی لو، احمد بناکار* صفحات 1-10

    به دلیل کاهش منابع آب شیرین، رشد روزافزون جمعیت، افزایش فعالیت های صنعتی و تغییر استانداردهای زندگی مردم، افزایش مصرف آب و به تبع آن، بحران آب به سرعت در جهان و به خصوص در ایران در حال رشد است. انواع سیستم های نمک زدایی از آب ساخته و استفاده شده است که هرکدام معایب و مزایای خاص خود را دارند که در اکثر این سیستم ها، میزان مصرف انرژی بالا مشکل اساسی به حساب می آید. ترکیب دستگاه های آب شیرین کن با فناوری فراصوت، یکی از تکنولوژی های جدید برای بهبود وضعیت مصرف انرژی این دستگاه ها است. در این تحقیق شبیه سازی سیالاتی-دینامیکی سامانه آب شیرین کن فراصوت توسط نرم افزار ANSYSCFX انجام پذیرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایش های تجربی صحه گذاری شدند. دو نوع سیال یکی هوای داغ ورودی به سامانه و دیگری سیال حاوی مخلوط بخار آب و NaCl به عنوان ورودی های سامانه در شبیه سازی عددی تعریف شدند. هدف اصلی از این تحقیق بررسی میزان املاح موجود در خروجی سامانه آب شیرین کن فراصوت بود  با توجه به نتایج عددی مقدار این املاح در خروجی تقریبا مقدار 2 % از کل املاح اولیه موجود در آب بود. همینطور نتیجه شد که به منظور عملکرد بهینه آب شیرین کن فراصوت باید مقدار سرعت هوای داغ ورودی به سامانه کاهش یابد. به منظور صحه گذاری از دماهای ورودی و خروجی سیال حاوی مخلوط بخار آب و NaCl استفاده شد که اختلاف بین نتیجه حاصل از شبیه سازی عددی با نتیجه حاصل از آزمایش تجربی، مقدار 15 % شد که این مقدار خطا نشان می دهد که می توان از نتایج شبیه سازی با اطمینان استفاده کرد.

    کلیدواژگان: ANSYSCFX، تحلیل عددی، فراصوت، صحه گذاری، نمک زدایی
  • جبرائیل تقی نژاد*، عادل واحدی صفحات 11-19

    این تحقیق برای بررسی الگوی مصرف انرژی و تحلیل حساسیت نهاده ها در تولید گندم آبی استان اردبیل انجام گرفت. جامعه آماری شامل 100 کشاورز آبی کار محصول گندم بود که بر اساس نمونه های تصادفی انتخاب شدند. حساسیت نهاده های انرژی به کمک تابع تولید کاب داگلاس و با استفاده از روش بهره‏ وری فیزیکی نهایی (MPP)  و ضرایب رگرسیون با مشتقات جزیی بر عملکرد گندم برآورد شد. نتایج نشان داد کل انرژی ورودی و خروجی به ترتیب MJ ha-1 34/38755 و 07/65016 بوده و در بین نهاده های ورودی انرژی کود نیتروژن و سوخت دیزل به ترتیب با 38/37% و 03/19% بیشترین سهم را داشتند. بهره وری انرژی برابر با  kg MJ-1116/0 ، کارایی انرژی و نرخ  بازگشت به مقیاس نیز  به ترتیب 67/1 و 608/0 برآورد گردید. تحلیل حساسیت نشان داد مقدار MPP  بین 23/0- تا 809/1 متغیر بود. در این میان ماشین های کشاورزی بیشترین مقدار MPP و پس ازآن سموم شیمیایی، کود شیمایی و الکتریسیته به ترتیب با 34/0، 07/0 و 023/0 قرار داشتند که نشان دهنده استفاده بیشتر از این نهاده ها در تولید گندم است که سبب آلودگی منابع طبیعی و غیر ارگانیک شدن محصولات کشاورزی مانند گندم می شود.

    کلیدواژگان: تابع کاب داگلاس، تحلیل حساسیت، جریان انرژی، گندم آبی
  • مجتبی جابری*، مهدی سالاری، بهنام سپهر صفحات 21-33

    به منظور طراحی و ساخت دستگاه انتقال توان به شانه برش کمباین توسط مکانیزم گیربکس مکانیکی، ابتدا کارهای انجام شده و مکانیزم شانه برش کمباین های مختلف موردمطالعه قرار گرفت. سپس طرح و ایده جدید در کارگاه ساخته شد و برای آزمایش ازنظر میزان دور اره و تطابق تیغه اره بر روی شانه برش کمباین جاندیر 955 نصب شد و مورد آزمایش قرار گرفت. تعداد 1000 ضربه در دقیقه ثبت شد که ازنظر دور و تطابق قابل قبول بود. به منظور دست یابی به دورهای مختلف از روش انتقال نیرو به کمک پولی و تسمه V شکل استفاده شد که با تغییر قطر پولی دورهای مختلف قابل دستیابی بود. برای تطابق بهتر تیغه اره از شاتون با امکان تغییر طول استفاده شد که با کوتاه و بلند کردن طول شاتون تطابق بین تیغه اره و دوشاخه اره امکان پذیر شد. با توجه به نتایج به دست آمده طرح جدید ازنظر دور اره و تطابق تیغه اره قابل قبول بوده و برای جایگزینی با سیستم های قبل قابل توصیه است.

    کلیدواژگان: تیغه اره، شانه برش، کمباین غلات، هد گندم
  • فرزاد محمدی، محمدرضا ملکی*، جلال خدائی صفحات 35-45

    دست یابی به منضمات کارآمد ادوات خاک ورز در اجرای شخم نرخ متغیر در حین حرکت از چالش های پیش رو است. تغییر موقعیت حفاظ خاک روتیواتور به طور خوکار می تواند این ابزار خاک ورز را برای اجرای شخم نرخ متغیر آماده کند. به این منظور یک سامانه الکترو-هیدرولیک با استفاده از یک مدار کنترل حلقه بسته و نیروی هیدرولیک تراکتور برای ایجاد زبری های مختلف به وسیله تغییر موقعیت حفاظ خاک روتیواتور مورد استفاده قرار گرفت. در یک آزمایش فاکتوریل 4×3 با طرح کاملا تصادفی در سه تکرار، اثر سرعت پیشروی و موقعیت حفاظ خاک بر عدد زبری تصادفی (RR) سطح خاک شخم خورده به وسیله روتیواتور بررسی شد. میانگین RR ایجاد شده در اثر سرعت های پیشروی 6/2، 5/3 و 8/4 کیلومتر بر ساعت به ترتیب 32/1، 91/1 و 61/2 سانتی متر و در سه موقعیت حفاظ خاک صفر، 40 و 80 درجه به ترتیب 43/1، 94/1 و 46/2 سانتی متر به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر سرعت پیشروی و موقعیت حفاظ خاک بر شاخص زبری تصادفی در سطح احتمال 1 % معنادار است. بنابراین می توان اظهار داشت که درصورت کنترل بلادرنگ دو فاکتور سرعت پیشروی و یا موقعیت حفاظ خاک روتیواتور و استفاده از شاخص RR به عنوان سیگنال بازخورد کنترل، می توان از این وسیله در اجرای شخم نرخ متغیر بهره جست.

    کلیدواژگان: پین متر، تغییرپذیری مکانی، خاک ورزی دقیق، زبری سطح خاک، کشاورزی دقیق
  • احد قدس آذر، نوروز مرادی نژاد* صفحات 47-56

    شیر کنترل پمپ هیدرولیک تراکتور MF285 از نوع کشویی است و در ورودی پمپ تعبیه شده است. این امر باعث می شود تا واکنش سامانه کنترل خودکار کشش تراکتور در برابر تغییرات شرایط خاک به موقع نبوده و از این طریق بازده کششی تراکتور کاهش می یابد. در این تحقیق یک شیر کنترل جدید قابل نصب در خروجی پمپ هیدرولیک و با قابلیت کنترل الکترونیکی و با هدف بکارگیری در سامانه کنترل الکتروهیدرولیکی اتصال سه نقطه تراکتور طراحی و ساخته شد. به منظور اطمینان از صحت عملکرد شیر کنترل جدید، تاثیر دو نوع شیر کنترل (الکترونیکی و مکانیکی) در سه سطح دور موتور و سه سطح فشار روغن هیدرولیک بر روی دبی پمپ در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که تاثیر دور موتور ، فشار روغن و اثر متقابل آن ها در سطح احتمال (1%) معنی دار بود ولی تاثیر نوع شیرکنترل و اثرات متقابل آن با سایر تیمارها معنی دار نبود. در تمامی فشارهای کاری، با افزایش دور موتور دبی پمپ افزایش معنی داری داشت. همچنین رابطه خطی معنی داری بین دبی پمپ و دور موتور مشاهده شد. نتایج آزمایش های پاسخ گذرای سامانه کنترل الکتروهیدرولیکی به ورودی پل ه ای در فرآیندهای بالاروی و پایین روی نشان داد که سامانه کنترل با سرعت مناسبی ورودی را دنبال کرده و بعد از رسیدن به حالت پایداری، ارتفاع وسیله را در محدوده ناحیه مرگ (± 2 سانتی متر) ثابت نگه داشته است.

    کلیدواژگان: تراکتور، پمپ هیدرولیک، شیر کنترل، کنترل کشش، الکتروهیدرولیکی
  • زهرا احمدی، محمدهادی خوش تقاضا، سامان آبدانان مهدی زاده صفحات 57-67

    در سال های اخیر بسته بندی محصولات کشاورزی با چالش های اساسی مواجه بوده است. یکی از این چالش ها اندازه گیری میزان اکسیژن و دی اکسیدکربن در هنگام تنفس محصولات برداشت شده در انبار است. از آنجایی که سنسورها و دستگاه های اندازه گیری اکسیژن و دی اکسید کربن گران قیمت هستند، محققان بدنبال یافتن روش های جایگزین برای اندازه گیری آن ها هستند. هدف مقاله حاضر یافتن مدلی ریاضی برای محاسبه میزان اکسیژن و دی اکسید کربن محصولات کشاورزی هنگام تنفس با استفاده از اندازه گیری دما، رطوبت نسبی و فشار تفاضلی و مطلق در طی نگهداری کاهو است. پژوهش حاضر در سه سطح دمایی (5، 15 و 25 درجه سلسیوس) و سه سطح مدت زمان نگهداری (24، 48 و 72 ساعت) انجام پذیرفت. بر اساس نتایج مدل ریاضی دقت پیش بینی میزان اکسیژن برای دماهای 5، 15 و 25 درجه سلسیوس به ترتیب برابر با 96 %، 98 % و 97 % و برای دی اکسید کربن در این دماها به ترتیب برابر با 95 %، 99 % و 98 % بود. همچنین در تحلیل و آنالیز آماری تغییرات پارامترهای دی اکسیدکربن، رطوبت نسبی، فشار تجمعی و تفاضلی، با توجه به تغییرات دما و مدت زمان انبارمانی کاهو در سطح 1 % معنی دار بود.

    کلیدواژگان: انبارمانی، اکسیژن، دی اکسید کربن، دما، رطوبت نسبی، فشار تفاضلی و مطلق
|
  • Behnam Hosseingholilou, Ahmad Benakar * Pages 1-10

    Due to the reduction of fresh water resources, increasing population growth, increasing industrial activities and changing people's living standards, water consumption increases consequently and water crisis is rapidly growing around the world, especially in Iran. A variety of desalination systems have been developed and used with their common advantages and disadvantages. High energy consumption is a major problem in most of the desalination systems. Linking desalination systems with ultrasound technology is one of the novel technologies to improve the energy consumption of these systems. In this research, fluid-dynamic simulation of ultrasound desalination system was performed by ANSYSCFX software. The results of numerical simulations were validated with the results of experimental tests. Two types of fluids: hot air entering the system and a mixture of vapor and NaCl were defined as the system inputs in the numerical simulation. Investigating the solutes amount in system's output of the ultrasound desalination system was the aim of this research. It was shown that according the numerical results, the amount of these solutes in the output was approximately 2% of the total primary solutes in the water. It was also concluded that in order to increase the efficiency of the system, the hot air amount entering the system should be decreased. In order to validate the inlet and outlet temperature, fluid containing a mixture of vapor and NaCl was used. The difference in results of the numerical simulation and the experimental tests was just 15%, which indicates that the simulation results are trustful.

    Keywords: ANSYSCFX, CFD, desalination, Ultrasound, Validation
  • Jabraeil Taghinazhad *, Adel Vahedi Pages 11-19

    This study was carried out to evaluate the energy consumption pattern and analysis of economic indices to determine the input sensitivity for wheat the production system in Ardabil, Iran. Data were collected from 100 irrigated wheat farms selected during 2017-2018 using a random sampling method. The sensitivity of the energy inputs was estimated using the marginal physical productivity (MPP) method and partial regression coefficients on wheat yield. The results indicated that the total energy input was 38755.34 MJ ha-1, of which approximately 37.38% and 19.04% were from nitrogen fertilizers and diesel fuel, respectively. Approximately, 39.85% of the total energy inputs consumed in wheat production was direct energy, while the remaining 60.07% was indirect. The econometric assessment results revealed that the energy inputs from machinery had a significant influence on the yield. Sensitivity analysis indicated that the MPP value for energy inputs was between -0.23 and 1.67. Also, the MPP value for was the highest, followed by machinery, diesel fuel, chemical fertilizers and chemical sprays energy inputs, respectively.

    Keywords: Cobb–douglas Production function, Energy consumption pattern, Sensitivity analysis, Wheat Yield
  • Mojtaba Jaberi Moeaz *, Mehdi Salari Nik, Behnam Sepehr Pages 21-33

     In order to Design, fabrication power transmission to cutter bar by mechanical gearbox mechanism, first, the work done and the combing mechanism of different combines were studied. Then, a new design and idea was made in the workshop and was installed and tested on the cutting shoulder of John Deere 955 combine to test the speed of the saw and the fit of the saw blade. 1000 beats per minute were recorded, which was acceptable in terms of speed and adaptation. In order to achieve different cycles, the power transmission method was used with the help of money and belts, which could be achieved by changing the monetary diameter of different cycles. For better alignment of the saw blade, a connecting rod with the possibility of changing the length was used. By shortening and lengthening the connecting rod, the matching between the saw blade and the saw blade became possible. Then it was tested and evaluated in terms of vibration and emitted sound. According to the obtained results, the new design is acceptable in terms of saw speed and saw blade compliance and is recommended for replacement with previous systems.

    Keywords: Combine harvester, Cutter bar, Cutting platform, Saw blade
  • Farzad Mohammadi, Mohammad Reza Maleki *, Jalal Khodaei Pages 35-45

    Availability of efficient attachments on tillage implements is one of the challenges in variable-rate tilling concept. Reposition of the rotary tiller’s soil hood automatically makes it a practical tool for variable rate plowing. In this study, an electro-hydraulic system using a closed-loop control circuitry and the tractor hydraulic power was utilized to create different roughness by soil hood reposition. The effect of travel speed and soil hood position in creating random roughness (RR) of the resulting soil surface was investigated using a completely randomized design and a 3×4 factorial experiment in 3 replications. The average RR created by the travel speeds of 2.6, 3.5, and 4.8 km/h were 1.32, 1.91, and 2.61 cm, respectively. Similarly, the average of RR created using three soil hood positions of 0, 40, and 80 degrees were 1.43, 1.94, and 2.46 cm, respectively. The analysis of variance showed that the effects of travel speed and soil hood position on random roughness index were significant at the probability level of 1%. Therefore, it can be stated that in the case of real-time control of these two factors and using the RR index as a control feedback signal, a rotary tiller can be implemented to perform variable rate tilling.

    Keywords: Pin Meter, Spatial Variability, Precision Tillage, Soil Surface Roughness, Precision Agriculture
  • Ahad Ghods Azar, Norooz Moradinejad * Pages 47-56

    The Control valve of the hydraulic pump of MF285 tractor is a sliding type and installed at the pump inlet. This causes the draft control system couldn't react on time to changes in soil conditions and consequently the tractive efficiency decreases. In this research a new control valve was designed and constructed that can be installed at the pump outlet, with electronic control capability and for use in the electro-hydraulic hitch control system. In order to ensure the correct operation of the control valve, the effects of two control valves (electronic and mechanical) under three engine speed(rpm) levels and three oil pressure levels on flow rate of the hydraulic pump were assessed by conducting a completely randomized design. The results showed that the effect of engine speed, oil pressure and their interaction were significant (P<0.01) but the effect of control valve type and its interactions with other treatments were not significant. At all pressure levels, the flow rate increased with increasing engine rpm. Also, a significant linear relationship was observed between the pump flow and engine speed. The results of transient response tests of electro-hydraulic control system to step input in raising and lowering positions showed that the control system followed the system input with a suitable speed. And after reaching the steady state, kept the height of the device in the range of the death zone (± 2 cm).

    Keywords: Tractor, Hydraulic Pump, Control valve, Draft Control, Electro-Hydraulic
  • Zahra Ahmadi, MohammadHadi Khoshtaghaz, Saman Abadanan Mehdizadeh Pages 57-67

    In the recent years, agricultural products packaging was faced with some challenges. One of these challenges is measuring the oxygen and carbon dioxide amount during the respiration of stored products. Due to the high cost of the sensors and measuring devices of oxygen and carbon dioxide, the researchers have been looking for alternative methods for those measuring. The major aims of this study is to find a mathematical measurement method based on temperature, humidity ratio, and absolute and differential pressure during the respiration of lettuce storage. The present study was conducted at three temperature levels (5, 15, and 25 °C) and three storage time levels (24, 48 and 72 h). Based on the results of the mathematical model, the accuracy of prediction at the storage temperature of 5, 15, and 25°C for oxygen measurement were 96%, 98% and 97% and for carbon dioxide measurement were 95%, 99% and 98%, respectively. The statistical analysis of the variation parameters of carbon dioxide, humidity ratio and absolute and differential pressure with the variation of temperature and storage time of lettuce was significant at 1% levels.

    Keywords: Storage, Oxygen, Carbon dioxide, Temperature, Humidity ratio, Absolute, differential pressure