مدلسازی
مهران صادقی دلوئی؛ رضا علیمردانی؛ حسین موسی زاده
چکیده
توربینهای آبیجنبشی با قرارگیری درون رودخانه و بدون نیاز به ساخت سد یا بند آبگیر قادر به استحصال انرژی جنبشی آب و تولید برق هستند. یکی از موضوعاتی که در بهکارگیری این فناوری بسیار حائز اهمیت است موضوع پتانسیلسنجی و تخمین توان و انرژی نظری بهمنظور انتخاب مناطق مستعد نصب چنین تجهیزاتی است. از بین روشهای متنوع پتانسیلسنجی، ...
بیشتر
توربینهای آبیجنبشی با قرارگیری درون رودخانه و بدون نیاز به ساخت سد یا بند آبگیر قادر به استحصال انرژی جنبشی آب و تولید برق هستند. یکی از موضوعاتی که در بهکارگیری این فناوری بسیار حائز اهمیت است موضوع پتانسیلسنجی و تخمین توان و انرژی نظری بهمنظور انتخاب مناطق مستعد نصب چنین تجهیزاتی است. از بین روشهای متنوع پتانسیلسنجی، در این پژوهش استفاده از هندسه هیدرولیک و محاسبه سرعت جریان از معادله مانینگ انتخاب شد. بهمنظور پیادهسازی این روش یک کد کامپیوتری توسعه یافت که طی 4 مرحله سرعت، چگالی توان و انرژی نظری سایتهای موردنظر را محاسبه و در اختیار کاربر قرار میدهد. برای پیادهسازی این روش دو ایستگاه هیدرومتری گچسر و سیرا در حوضه آبخیز سد کرج در استان البرز انتخاب شدند. ابتدا منحنی تداوم جریان هر ایستگاه با توابع توزیع احتمال برازش شد و سپس با استفاده از هندسه هیدرولیک و معادله مانینگ، سرعت، چگالی توان و انرژی جریان محاسبه شد. منحنی تداوم جریان هر دو ایستگاه مورد ارزیابی با توزیع لوگ نرمال و ضریب تعیین 0.99 برازش شدند. چگالی توان نظری برای ایستگاههای گچسر و سیرا با احتمال 90% و بیشتر بهترتیب برابر 1.2 و 1.67 کیلووات بر مترمربع برآورد شد. با توجه به عمق کم جریان، استفاده از توربینهای ساونیوس برای این دو سایت پیشنهاد میشود. بیشینه انرژی ماهانه تولیدی توسط یک دستگاه توربین با مساحت جاروب واحد در گچسر و سیرا نیز بهترتیب برابر 940 و 1142 کیلووات ساعت برآورد شد.
طراحی و ساخت
سجاد نادری پاریزی؛ رضا علیمردانی؛ منصوره سلیمانی؛ حسین موسی زاده
چکیده
کربن فعال یک جاذب با ظرفیت جذب بالا بوده و در فرآیندهای جداسازی مختلف در فازهای مایع و گاز کاربرد دارد. فرآیند اصلی تولید کربن فعال، شامل پیرولیز ماده خام اولیه است و کربن تولیدشده در کوره فعالسازی، فعال میشود. باتوجه به اهمیت مرحله فعالسازی در خواص کربن فعال تولیدی، در این مقاله تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره بخش فعالساز مورد ...
بیشتر
کربن فعال یک جاذب با ظرفیت جذب بالا بوده و در فرآیندهای جداسازی مختلف در فازهای مایع و گاز کاربرد دارد. فرآیند اصلی تولید کربن فعال، شامل پیرولیز ماده خام اولیه است و کربن تولیدشده در کوره فعالسازی، فعال میشود. باتوجه به اهمیت مرحله فعالسازی در خواص کربن فعال تولیدی، در این مقاله تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره بخش فعالساز مورد توجه قرار گرفت. مدل اولیه با نرمافزار CATIA V5 R27 طراحی و با نرمافزار ANSYS R20 تحلیل حرارتی و مکانیکی شد. تغییر طولهای ناشی از حرارت کوره دوار و همچنین تلفات گرمایی و نحوه گردش جریان گرمایی در داخل کوره بررسی شد. به همین منظور ابتدا تحلیل حرارتی و سیالاتی کوره انجام، سپس نتایج با یک تحلیل مکانیکی ادغام گردید. کوره همراه با واحد گرمایش مرکزی و دامنه اطراف کوره در محیط ANSYS CFX مدلسازی شد. نتایج نشان داد که دمای دیواره داخلی حدود 600 درجه سانتیگراد است. با توجه به میزان دمای داخلی بدنه و با مهار کردن یک سمت کوره که در مدل واقعی توسط واشر جانبی اعمال میشود، میزان تغییر طول کوره در راستای محور افقی، معادل mm 11.75 محاسبه شد. سپس آزمون تجربی روی مدل واقعی انجام گرفت و نتایج حاصل از تحلیل آماری نشاندهنده عدم وجود اختلاف معنیدار بین نتایج مدلسازی و تجربی میباشد. در نهایت برای مهار آن از غلتک و تکیهگاههای مناسب، ورقهای سایشی همراه با صفحات فشاری و برای مهار تلفات گرمایی از عایق سرامیکی 5 سانتیمتری استفاده گردید.
احمد امیدی؛ رضا علیمردانی؛ مجید خانعلی
چکیده
تعیین پتانسیل انرژی باد، اولین گام در مسیر مهار انرژی نهفته در آن محسوب میشود. در این تحقیق از اطلاعات باد منطقه دهلران با فواصل زمانی سه ساعته، استفاده گردید و برای پیشبینی احتمال وقوع سرعتهای مختلف باد و نیز پتانسیل توان باد، از توابع ویبول و رایلی استفاده شد. بررسی میانگین سالانه سرعت باد طی دوره ده ساله نشان داد که در این ...
بیشتر
تعیین پتانسیل انرژی باد، اولین گام در مسیر مهار انرژی نهفته در آن محسوب میشود. در این تحقیق از اطلاعات باد منطقه دهلران با فواصل زمانی سه ساعته، استفاده گردید و برای پیشبینی احتمال وقوع سرعتهای مختلف باد و نیز پتانسیل توان باد، از توابع ویبول و رایلی استفاده شد. بررسی میانگین سالانه سرعت باد طی دوره ده ساله نشان داد که در این مدت تغییرات میانگین سرعت دارای نوسان اندکی بوده و در ارتفاع 80 متری به 1- ms5 رسیده است. بر اساس نتایج بهدست آمده، بیشترین چگالی انرژی ماهیانه باد مربوط به ماههای گرم سال بود و در ارتفاع 80 متری به wm-2312 در ماه ژوئن رسید. همچنین بیشترین میانگین سرعت ماهانه 62/4 و کمترین مقدار آن 1-ms 241/2 بهترتیب در ماه ژوئن 2005 و نوامبر 2006 بود. بهطور کلی، ماههای گرم سال بهصورت معنیداری میانگین سرعت بیشتر و انحراف استاندارد کمتری نسبت به ماههای سرد سال داشتهاند که میتواند بیانگر پتانسیل، ثبات و پایداری بالاتر انرژی در ایام گرم سال باشد. بررسی تغییرات روزانه، ماهانه و فصلی سرعت و نیز توان باد نشان داد که بیشترین چگالی انرژی هرکدام بهترتیب در ساعات گرم روز، ماه ژوئن و فصل تابستان بوده است. لذا میتوان گفت که پتانسیل بالای انرژی باد منطقه با اوج مصرف برق کشور که در طول روز، ماههای گرم سال و فصل تابستان رخ میدهد و گاهی اوقات منجر به خاموشیهای ناخواسته میشود، تقارن زمانی داشته است. لذا با احداث مزارع بادی در این مناطق علاوه بر افزایش سهم انرژیهای تجدیدپذیر در سبد انرژی کشور میتوان به پایداری و ثبات برق منطقه در ایام گرم سال کمک نمود. همچنین بررسی تغییرات جهت باد نشان داد که بیشترین فراوانی مربوط به جهت جنوب شرقی و سپس غربی و کمترین فراوانی باد در طی سال از سمت شمال شرقی و در مرتبه بعد شمالی بود.
طراحی و ساخت
سید ایمان ساعدی؛ رضا علیمردانی؛ حسین موسی زاده؛ رضا صالحی
چکیده
افزایش نیاز به غذا لزوم اصلاح الگوی کشت با هدف بیشترین تولید محصول، با کمترین مصرف نهادهها و در هر شرایط اقلیمی را ضروری ساخته است. در این راستا، دستگاه کشت هیدروپونیک دوار خورشیدی مجهز به سامانه هوشمند آبیاری طراحی و ساخته شد. در این دستگاه که گیاهان در سینیهایی در محیط یک استوانه دوار، رو به محور مرکزی (محل نور مصنوعی) رشد میکنند ...
بیشتر
افزایش نیاز به غذا لزوم اصلاح الگوی کشت با هدف بیشترین تولید محصول، با کمترین مصرف نهادهها و در هر شرایط اقلیمی را ضروری ساخته است. در این راستا، دستگاه کشت هیدروپونیک دوار خورشیدی مجهز به سامانه هوشمند آبیاری طراحی و ساخته شد. در این دستگاه که گیاهان در سینیهایی در محیط یک استوانه دوار، رو به محور مرکزی (محل نور مصنوعی) رشد میکنند تراکم کشت تا حد زیادی افزایش مییابد، بخشی از انرژی مورد نیاز ازطریق پنلهای فتوولتائیک تأمین شده و آبیاری گیاهان (تماس سینیها با آب مخزن زیرین) با تشخیص نیاز آبی براساس برآوردهای فازی تبخیر و تعرق با ورودیهای دما، رطوبت هوا و نور صورت میگیرد. ارزیابی عملکرد سامانه با کشت کاهو در دو وضعیت آبیاری مبتنی بر تشخیص نیاز آبی (روش فازی) و بدون آن (روش On/Off) صورت گرفت. برطبق نتایج، در کشت فازی، گیاهان بهطور متوسط روزانه lit 2/18 آب را بهصورت تبخیر و تعرق از دست دادند. سامانه خورشیدی بهطور متوسط 51/16% از نیاز سالانه را تأمین نمود و در دو کشت فازی و On/Off بهترتیب 58/81% و 48/41% انرژی مورد نیاز (در زمستان) از تابش خورشیدی حاصل گردید. تمامی شاخصهای رشدی گیاه در کشت فازی بهشکل معنیداری از On/Off بهتر بود و برای تولید هر کیلوگرم محصول کاهو در کشت فازی نسبت به On/Off نیاز به 43% مساحت کمتر، 56% آب کمتر و 74% انرژی کمتر بود. در این سامانه در مقایسه با روش مزرعهای، تراکم کشت و میزان آب مورد نیاز برای پرورش هر بوته کاهو بهطور متوسط بهترتیب 12 برابر بیشتر و 15 برابر کمتر بود.
سید ایمان ساعدی؛ رضا علیمردانی؛ حسین موسی زاده
چکیده
برآورد میزان تابش خورشیدی در هواشناسی، کشاورزی و سامانههای مبتنی بر این منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر اهمیت دارد. در این پژوهش از دمای روزانه که در دسترسترین داده هواشناسی است بهعنوان تنها پارامتر مورد نیاز در اقلیمهای مختلف، استفاده و با کمک شبکههای عصبیمصنوعی مدلهای پیشبینی تابش خورشیدی توسعه داده شد. معیارهای ارزیابی ...
بیشتر
برآورد میزان تابش خورشیدی در هواشناسی، کشاورزی و سامانههای مبتنی بر این منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر اهمیت دارد. در این پژوهش از دمای روزانه که در دسترسترین داده هواشناسی است بهعنوان تنها پارامتر مورد نیاز در اقلیمهای مختلف، استفاده و با کمک شبکههای عصبیمصنوعی مدلهای پیشبینی تابش خورشیدی توسعه داده شد. معیارهای ارزیابی مدلها شامل R، RMSE و MAPE و نمودارهای پراکندگی مقادیر واقعی و پیشبینی شده بود. برای تأمین دادههای طولانیمدت و معتبر، ایالت واشنگتن در شمالغربی امریکا با 19 ایستگاه هواشناسی در اقلیمهای مختلف، انتخاب شد. ابتدا، یک ایستگاه با بیشترین داده معتبر برای توسعه شبکههای عصبی لحاظ شد. برای آن، مدلهایی با سه تابع آموزشی لونبرگ- مارکوارت (LM)، گرادیان توأم مقیاسشده (SCG) و تنظیم بیزین (BR) در حالات یک و دولایه پنهان با حداکثر 20 نرون در هرلایه (در مجموع 1260 مدل) توسعه داده شد و شش مدل برتر انتخاب گردید. این مدلها سپس در سایر ایستگاههای این ایالت سنجیده شد و در نهایت، دقیقترین و همه جانبهترین آنها برای ارزیابی میزان تابش خورشیدی در اقلیم مشهد بهعنوان نمونهای از اقلیم داخل کشور انتخاب شد. نتایج نشان داد که شبکههای عصبی بیزین دقیقترین پاسخ و الگوریتم SCG با بالاترین سرعتهای پردازش، کمترین دقت را در ایالت واشنگتن دارد. بررسی کارایی دقیقترین مدلها (شبکههای عصبی بیزین) در ایستگاه هواشناسی مشهد نیز حاکی از توانایی آن بود که نشان داد به کمک این شبکهها، با کمترین دادههای هواشناسی میتوان به برآورد مناسبی از تابش خورشیدی در اقلیمهای متفاوت دستیافت.
کامران افصحی؛ اسداله اکرم؛ رضا علیمردانی؛ مجید عزیزی
چکیده
برای بهبود یا تغییر در یک سامانه باید همه جوانب را شناسایی کرد و تصمیم گرفت. برای توصیه یک سامانه علاوه بر یافتههای تحقیقاتی، باید مشکلات را شناسایی و از تجربه کشاورزان خبره نیز استفاده کرد. در تحقیق حاضر نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید شهرستان خدابنده زنجان در انواع سامانههای خاکورزی رایج در کشت گندم شناسایی و با تحلیل سلسله مراتبی ...
بیشتر
برای بهبود یا تغییر در یک سامانه باید همه جوانب را شناسایی کرد و تصمیم گرفت. برای توصیه یک سامانه علاوه بر یافتههای تحقیقاتی، باید مشکلات را شناسایی و از تجربه کشاورزان خبره نیز استفاده کرد. در تحقیق حاضر نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید شهرستان خدابنده زنجان در انواع سامانههای خاکورزی رایج در کشت گندم شناسایی و با تحلیل سلسله مراتبی رتبه بندی شد. با استفاده از نظرات افراد خبره مشخص شد تهدیدهای موجود در سامانههای خاکورزی که عبارت هستند ازکوچکی اراضی، عدم مطالعه کیفی و تحقیقی بر روی سامانههای جدید و عدم حمایت دولت، در انتخاب سامانهها (32 درصد)، در مقایسه با نقاط قوت (26 درصد)، فرصت (22 درصد) و ضعف (20 درصد) مؤثر بودند. بهدلیل این تهدیدها کشاورزان با وجود آگاهی از مزایای روشهای خاکورزی حفاظتی و بدونخاکورزی، بهمیزان 47 درصد تمایل به انتخاب روش خاکورزی مرسوم دارند. در این شرایط باید با قوانین جدید برای ایجاد یکپارچگی اراضی، تحقیق و آزمون کیفی بر روی ماشینهای جدید و مشخص کردن سیاست دولت پیرامون صادرات و واردات محصولها و مبلغ خریدهای تضمینی قبل از شروع فصل زراعی نقاط تهدید را به فرصت و قوت تبدیل کرد.
حسنی محمدی منور؛ رضا علیمردانی؛ محمود امید
چکیده
بیش از دو دهه است که بخش کشاورزی استفاده از سامانههای خودکار را تجربه میکند. از موارد کاربرد این سامانهها در کشاورزی میتوان به برداشت میوه اشاره نمود. بینایی کامپیوتر یکی از پرکاربردترین فنآوریهای مورد استفاده در صنایع غذایی و کشاورزی نوین است. در مقاله حاضر سیستمی خودکار مبتنی بر بینایی کامپیوتر جهت برداشت گوجهفرنگی ...
بیشتر
بیش از دو دهه است که بخش کشاورزی استفاده از سامانههای خودکار را تجربه میکند. از موارد کاربرد این سامانهها در کشاورزی میتوان به برداشت میوه اشاره نمود. بینایی کامپیوتر یکی از پرکاربردترین فنآوریهای مورد استفاده در صنایع غذایی و کشاورزی نوین است. در مقاله حاضر سیستمی خودکار مبتنی بر بینایی کامپیوتر جهت برداشت گوجهفرنگی گلخانهای ارائه می شود. دوربینCCD به عنوان حسگر بینایی از فضای کاری عکس میگیرد و گوجهها با رسیدگی بالای 50 درصد توسط پردازش تصاویر شناسایی میشوند. در این پژوهش از سه فضای رنگیRGB , HSI و YCbCr و سه الگوریتم آستانهیابی، انحنای سطح تصویر و رابطه قرمز/ سبز جهت تشخیص گوجهفرنگیهای رسیده از زمینه و تحت شرایط نور طبیعی استفاده شده است. نتایج نشان میدهد متوسط خطای الگوریتمهای آستانهیابی، رابطه قرمز/ سبز و انحنای سطح تصویر بهترتیب 82/11، 03/10 و 95/7 درصد در سه فضای رنگیHSI ، RGB وYCbCr بود. فضای رنگی YCbCr و الگوریتم انحنای سطح تصویر در تمایز گوجهفرنگی رسیده از زمینه و در شرایط نور طبیعی، موفقتر عمل میکند.
داود محمدزمانی؛ سعید مینایی؛ رضا علیمردانی؛ مرتضی الماسی؛ روح الله یوسفی
چکیده
در این مقاله روش ارزیابی و مقایسه ی رهیافت های مختلف میانیابی در تخمین مقادیر نمونه برداری نشده ی ماده ی آلی و بافت خاک ارائه شده است. هدف از این پژوهش توسعه ی روشی دقیق برای تهیه ی نقشه های رقومی مدیریتی اعمال علفکشها به صورت موضعی است که در نهایت منجر به کاهش میزان مصرف علفکشها و نیز کاهش خطرات زیست محیطی خواهد شد. بدین منظور ...
بیشتر
در این مقاله روش ارزیابی و مقایسه ی رهیافت های مختلف میانیابی در تخمین مقادیر نمونه برداری نشده ی ماده ی آلی و بافت خاک ارائه شده است. هدف از این پژوهش توسعه ی روشی دقیق برای تهیه ی نقشه های رقومی مدیریتی اعمال علفکشها به صورت موضعی است که در نهایت منجر به کاهش میزان مصرف علفکشها و نیز کاهش خطرات زیست محیطی خواهد شد. بدین منظور پس از نمونه برداری 42 نقطه در مزرعه و تشکیل شبکه محلی و جهانی نقاط نمونه برداری شده در رایانه، به منظور تعیین مقادیر ماده ی آلی و بافت خاک در نقاط نمونه برداری نشده از روش های مختلف میانیابی در محیط نرم افزار Surfer استفاده شد. به منظور بسط مقادیر به سایر نقاط شبکه از پنج روش میانیابی فاصله ی معکوس توانی6، کریجینگ7، کمینه خمیدگی8، میانگین متحرک وزن دار9 و تابع شعاع-مبنا10 استفاده شد. به منظور ارزیابی روش های مختلف میانیابی در برآورد مقادیر نامعلوم رهیافت ارزیابی متقاطع11 و دو پارامتر آماری "خطای میانگین مطلق12 MAE" و " خطای میانگین اریب13 MBE" بکار گرفته شد. نتایج ارزیابی روش ها نشان داد که روش کمینه خمیدگی با خطای 31/1 درصد نسبت به سایر روش های میانیابی کمترین خطا را در برآورد میزان ماده ی آلی خاک داشت. در مورد درصد ذرات شن، سیلت و رس، مقادیر خطا در روش کمینه خمیدگی به ترتیب برابر با 60/1، 18/1 و 59/0 بود که در مقایسه با سایر روش ها کمترین خطا را دارا میباشد. بر این اساس روش میانیابی کمینه خمیدگی به عنوان مناسب ترین روش برای برآورد درصد ماده ی آلی و بافت خاک در نقاط نمونه برداری نشده انتخاب شد. در گام بعدی، پس از انتخاب مدل مناسب در برآورد داده های ماده ی آلی و بافت خاک و نیز با استفاده از جدول تجویز علفکش سیانازین، نقشه ی مدیریتی کاربرد علفکش بر اساس مقادیر توصیه شده توسط شرکت تولید کننده ی علفکش سیانازین در محصول ذرت به دست آمد. بر اساس این نقشه و با در نظر گرفتن میزان کاربرد یکنواخت برای کل مزرعه به اندازه 7/1 و 9/2 و 4 لیتر ماده ی مؤثر در هکتار، مصرف علفکش در مقایسه با میزان 8/1 لیتر به ترتیب به میزان 39 درصد کاهش، 4 و 50 درصد افزایش مییابد. این بدان معنا است که اگر کل مزرعه به میزان یکنواخت 7/1 لیتر ماده ی مؤثر در هکتار سمپاشی شود در مقایسه با مقدار 8/1 لیتر که با استفاده از نقشه ی مدیریتی به دست آمده است به میزان 39 درصد در مصرف علفکش صرفه جویی خواهد شد. به همین ترتیب در صورت اعمال یکنواخت 9/2 و 4 لیتر ماده ی مؤثر در هکتار در مقایسه با مقدار 8/1 لیتر به ترتیب به میزان 4 و 50 درصد مصرف علفکش افزایش خواهد یافت.
