ماشین های کشاورزی

چکیده توسعه مکانیزاسیون و فناوری ماشینی پیامدهای مثبت و نامطلوب بسیاری را با توجه به شرایط اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی هر منطقه در پی خواهد داشت. تعارضات به‌وجود آمده در این ابعاد، انتخاب و سطح‌بندی سیستم‌های مکانیزاسیون پایدار را بحث‌برانگیز و مشکل می‌کند. هدف از این مطالعه، مدل‌سازی چندهدفه جهت تعیین الگوهای بهینه‌ عملیات تهیه زمین و کاشت شلتوک و ارائه‌ چارچوبی جهت تخصیص مکانیزاسیون به اهداف متناقض پایداری کشاورزی است. بر این اساس، پس از انتخاب شاخص‌ها و جمع‌آوری داده، با ترکیب روش‌های وزن‌دهی آنتروپی شانون و TOPSIS، شاخص شباهت برای ابعاد چند شاخصه محاسبه شد و این شاخص شباهت به همراه مقادیر شاخص‌ها به‌عنوان ضرایب توابع هدف اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی در بهینه‌سازی چندهدفه در نظر گرفته شد. مدل بهینه‌سازی چندهدفه جهت دستیابی به الگوی مکانیزاسیون کشاورزی پایدار با استفاده از الگوریتم NSGA-II ارائه شد. جهت اعتبارسنجی این چارچوب، پنج سیستم‌ مکانیزاسیون (خاک‌ورزی و کاشت) در تولید شلتوک شهرستان رامهرمز با محدودیت‌های زمین، آب و ماشین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در صورت عدم محدودیت آب، سیستم‌های سنتی آب‌کاری و نشاکاری بدون پدلینگ بهینه هستند و در شرایط خشک‌سالی و محدودیت شدید آب سیستم‌های مکانیزه نوین مانند خشکه‌کاری، بی‌خاک‌ورزی (با عملکرد مطلوب) و نشاکاری با پدلینگ به‌عنوان سیستم‌های بهینه پایدار خواهند بود. جواب‌های بهینه پارتو تحت سناریوهای مختلف در محدودیت‌های آب و ماشین نشان داد با به‌کارگیری این چارچوب، نه‌تنها می‌توان اهداف پایداری در شناسایی بهترین سطح‌بندی سیستم‌های مکانیزاسیون را تأمین کرد، بلکه امکان بررسی اثر سناریوهای مختلف تحت محدودیت‌های مختلف نیز ‌وجود دارد.

چکیده امروزه تعداد موتورهای دیزل به دلیل داشتن بازده زیاد و تولید گازهای گلخانه ای کم، در حال افزایش است. در پژوهش حاضر تأثیر افزودن نانوسلولز به سوخت دیزل بر پارامترهای عملکردی و آلایندگی موتور دیزل مورد ازریابی قرار گرفت. مقادیر نانوسلولز در 3 سطح صفر و ppm25 و ppm75 در نظرگرفته شد. آزمون‌های موتور در 3 دور موتور 1600، 2000 و 2400 دور بر دقیقه در حالت بار کامل انجام گرفت. به منظور اندازه‌گیری پارامترهای عملکردی و آلایندگی موتور، از تجهیزات مختلفی شامل دینامومتر، دستگاه اندازه‌گیری آلاینده‌ها و سیستم کنترل موتور استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش دور موتور در تمام ترکیب‌های سوختی باعث افزایش در توان موتور، مصرف سوخت ویژه، مونواکسیدکربن، هیدروکربن‌های نسوخته ولی مقدار گشتاور موتور، کاهش یافت. همچنین در هر دور موتور افزودن مقادیر مختلف نانوسلولز، مقدار توان و گشتاور موتور را افزایش داد، اما باعث کاهش مصرف سوخت ویژه، مونواکسیدکربن و هیدروکربن‌های نسوخته شد. مقدار NO_X با افزایش دور موتور افزایش یافت ولی در هر دور موتور افزودن ppm25 نانوسلولز به دیزل خالص به میزان قابل‌توجهی مقدار NO_X را افزایش داد. اما در دورهای پایین، افزایش ppm75 نانوسلولز به دیزل خالص باعث کاهش مقدار NO_X نسبت به دیزل خالص شد، اگرچه از لحاظ آماری معنی‌دار نیست. به‌طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن نانوسلولز به سوخت دیزل می تواند سبب  بهبود عملکرد و کاهش گازهای آلاینده خروجی از موتور دیزل شود. اگر چه افزودن ppm25 نانوسلولز به دیزل خالص به میزان قابل‌توجهی مقدار NO_X را افزایش داد.

چکیده در این پژوهش تأثیر استفاده از سوخت‌های گاز طبیعی فشرده و گاز نفتی مایع بر مشخصه‌های عملکردی و احتراقی یک موتور دیزل تک سیلندر، چهار زمانه، آب خنک با مکش طبیعی و به‌صورت مختلط‌ سوز مطالعه شد. هدف اصلی در این پژوهش تعیین شاخص‌های عملکردی و مشخصه‌های احتراقی موتور در محدوده عملکرد گاورنر و در سرعت‌ها و دماهای مختلف مایع خنک‌کننده‌ی موتور بوده است. آزمایش‌ها در شرایط پایدار برای حالت‌های کارکرد موتور با سوخت گازوییل خالص و مختلط‌ سوز گازوییل-گاز و در سرعت‌ها و دماهای مختلف مایع خنک‌کننده‌ی موتور به‌صورت آزمایش‌های فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام و مشخصه‌های عملکردی موتور اندازه‌گیری شد. نتایج آزمایش موتور نشان داد که گشتاور، توان ترمزی و فشار مؤثر متوسط ترمزی در حالت مختلط‌سوز گازوییل-CNG نسبت به حالت سوخت گازوییل خالص در تمامی سرعت‌ها و در حالت مختلط‌‌ سوز گازوییل-LPG در سرعت‌های پایین موتور افزایش معنی‌داری یافتند. مصرف سوخت و انرژی ویژه‌ی ترمزی نیز با افزایش دمای مایع خنک‌کننده در سرعت‌های پایین موتور و همچنین کارکرد موتور به‌صورت مختلط‌سوز کاهش معنی‌داری را نشان دادند. همچنین با افزایش دمای مایع خنک‌کننده و کارکرد موتور با حالت مختلط‌ سوز بازده حرارتی ترمزی و بازده حجمی به‌ترتیب افزایش و کاهش معنی‌داری را نشان دادند. به‌طورکلی، نتیجه‌گیری شد که استفاده از موتور به‌صورت مختلط‌ سوز گازوییل-CNG و دمای مایع خنک‌کننده 60 درجه سلسیوس در تمامی سرعت‌ها بهترین نتیجه را روی مشخصه‌های عملکردی و احتراقی موتور دارد.

چکیده هدف از این مطالعه، آزمون هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، در هاضم‌های بی‌هوازی ناپیوسته، به هدف افزایش تولید زیست‌گاز و همچنین مطالعه اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه تولید، بر مقدار تولید زیست‌گاز و کاهش مدت زمان انتطار برای تولید گاز بود. آزمایش در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول اثرات هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، هرکدام در سه سطح (10، 20 و 30 درصد وزنی کود مرغی) مورد بررسی قرار گرفت و در مرحله دوم، پس از رسیدن همه تیمارها به پایان زمان ماند هیدرولیکی، قسمت مایع لجن حاصل از تیمارهای مرحله اول، به هاضم‌های مرحله دوم آزمایش وارد شد. در این مرحله نیز سه تیمار (تیمار شاهد (تامین کل آب مورد نیاز با آب خالص)، تامین 50 و 100 درصد از آب مورد نیاز توسط مایع لجن) آزمون شدند. با توجه به نتایج، هضم مشترک محتویات شکمبه گاوی با کود مرغی اثر معنی‌داری بر میزان افزایش تولید زیست‌گاز نداشت اما هضم مشترک روده مرغ و محتویات آن با کود مرغی (حداقل به میزان 10 درصد وزنی) اثر معنی‌داری بر افزایش تولید زیست‌گاز داشته و می‌تواند میزان گاز حاصله را حداقل به میزان دو برابر افزایش دهد. تیمار (کود مرغی +20% روده مرغ و محتویات آن) بیشترین مقدار تولید زیست‌گاز را به میزان تقریبی ml.grVS^-1 305 نتیجه داد. اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه هضم، هم بر مقدار تولید گاز و هم بر روی مدت زمان انتظار برای تولید گاز، در سطح 5 درصد معنی‌دار بود؛ اما تفاوت معنی‌داری بین دو تیمارِ تامین 50 درصدی و 100 درصدی آب مورد نیاز توسط آب لجنی از لحاظ تسریع در شروع تولید گاز و همچنین میزان گاز تولید شده دیده نشد. بنابراین استفاده از آب لجنی برای تامین حداقل 50 درصد از آب مورد نیاز هضم، علاوه بر افزایش میزان گاز تولیدی و کم کردن مدت زمان انتظار برای شروع تولید گاز، مصرف آب را نیز حداقل به میزان 50 درصد کاهش می‌دهد.

چکیده در این پژوهش یکی از اهداف اصلی شرکت‌های کشت و صنعت نیشکر خوزستان که افزایش میزان عملکرد مزارع نیشکر با استفاده از رهیافت داده‌کاوی می‌باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. تصمیم‌گیرندگان در این واحدهای تولیدی کشاورزی با حجم بسیار زیادی از داده‌های جمع‌آوری شده با خصوصیات بسیار متنوع و با روابط پیچیده در بین آن‌ها مواجه هستند که آنالیز و مدیریت آن‌ها به‌وسیله‌ی تجزیه و تحلیل‌های تجربی و آماری، امری دشوار و در بسیاری از حوضه‌ها عملاً ناممکن می‌باشد. داده‌کاوی یک فناوری توانمند در مدیریت و سازماندهی اطلاعات با حجم بالا می‌باشد. در این تحقیق با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی درخت تصمیم (مدل‌های QUEST و C5.0)، به تخمین عملکرد محصول نیشکر پرداخته شده است. در این راستا مجموعه داده‌های در دسترس همچون داده‌های آبیاری و زهکشی، خاک و گیاه استفاده گردید تا اثر ترکیب‌های متفاوت این عوامل بر عملکرد تولید تعیین گردد. این پژوهش از نوع تحلیلی بوده و پایگاه داده آن شامل رکوردهای 1201 مزرعه می‌باشد. داده‌های مورد نیاز این تحقیق، طی سال‌های زراعی 1393 تا 1396 از کشت و صنعت امیرکبیر به‌دست آمده است. تجزیه و تحلیل به کمک نرم‌افزار IBM modeler 14.2 انجام شده است. نتایج نشان داد، شاخص‌های اجرایی و مدیریتی بر تغییر سطح عملکرد مزارع نیشکر تاثیرگذار می‌باشد. چگونگی تاثیرپذیری سطح عملکرد وابسته به ترکیب‌های خاصی از شاخص‌های اجرایی و مدیریتی می‌باشد که در قالب الگوهای حاصل از مدل‌های درخت تصمیم QUEST و C5.0 استخراج شده است. همچنین واریته محصول در هر دو مدل درخت تصمیم به‌عنوان مهم‌ترین متغیر مستقل در مدل‌سازی ظاهر شده است. بنابراین نتایج به‌دست آمده می‌تواند در برنامه‌ریزی و آماده‌سازی شرایط مطلوب برای رسیدن به اهداف تعیین شده میزان تولید کمک نماید.

چکیده در راستای استفاده از سوخت‌های جایگزین با قابلیت تجدیدپذیری، در این تحقیق وضعیت موازنه انرژی در یک موتور دیزل تک‌سیلندر هواخنک با استفاده از مخلوط‌های سوختی دیزل- بیودیزل بررسی گردید. بیودیزل تولید شده از روغن پسماند پخت و پز به روش ترانس‌استریفیکاسیون با درصدهای حجمی صفر، 12، 22، 32 و 42 با دیزل خالص مخلوط شد و در سرعت‌های 1800 تا 2700 دور در دقیقه (در حالت تمام‌بار) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد سهم تلفات انرژی از طریق دود اگزوز بیشترین مقدار را در همه درصدهای بیودیزل دارا می‌باشد (میانگین 51/715 درصد) که بیشترین مقدار مربوط به بیودیزل 42 درصد (55/982 درصد) و کمترین مقدار مربوط به دیزل خالص (46/481 درصد) می‌باشد. هم‌چنین مخلوط سوختی 12 درصد بیودیزل به‌دلیل داشتن بیشترین توان مفید، کمترین تلفات انرژی به‌صورت دود اگزوز و از طریق خنک‌کننده به‌عنوان بهترین مخلوط سوختی تشخیص داده شد.

چکیده در این تحقیق تأثیر مخلوط‌های مختلف متانول- بنزین بدون سرب بر مشخصه‌های عملکردی یک موتور چهار سیلندر، چهار زمانه، اشتعال جرقه‌ای با سیستم سوخت‌رسانی کاربراتوری بررسی شد. هدف اصلی در این تحقیق تعیین مشخصه‌های عملکردی موتور با استفاده از مخلوط‌های متانول- بنزین در بارها و سرعت‌های مختلف موتور و به‌دست آوردن نسبت مخلوط بهینه متانول با بنزین بوده است. بدین ترتیب متانول در نسبت‌های 0، 10، 20 و 30 درصد حجمی با بنزین بدون سرب مخلوط گردید و در شش سرعت موتور 2000، 2500، 3000، 3500، 4000 و 4500 دور در دقیقه با سه تکرار آزمایش شد. تمامی آزمایش‌ها در 50 درصد باز بودن دریچه گاز صورت گرفت. مشخصه‌های عملکردی موتور برای مخلوط‌های مختلف نسبت به بنزین بدون سرب مقایسه شد. نتایج آزمون عملکردی نشان داد که اضافه کردن متانول به بنزین بدون سرب، گشتاور و توان ترمزی را نسبت به 0M در مخلوط 10M افزایش و در مخلوط 30M کاهش می‌دهد. مصرف سوخت ویژه ترمزی نیز در مقایسه با بنزین بدون سرب در اغلب سرعت‌های موتور در مخلوط 10M کاهش و در 30M افزایش یافت. در تمامی سرعت‌های موتور و در استفاده از تمامی مخلوط‌های سوخت بازده حرارتی نیز نسبت به بنزین افزایش نشان داد. در این پژوهش مشخص شد که اضافه کردن 10 درصد حجمی متانول به بنزین در تمام سرعت‌ها، بهترین نتیجه را روی مشخصه‌های عملکردی موتور دارد.

چکیده بازده انرژی کل تراکتورشاخصی مهم در مصرف انرژی در عملیات خاک ورزی است. برای اندازه‌گیری دقیق و هم‌زمان این فاکتور و‌ سایر عوامل موثر بر آن، ابتدا تراکتور مسی‌فرگوسن ‌399 را ‌به انواع حسگرها و واحد جمع‌آوری اطلاعات تجهیز نموده به طوری که پارامترهای میزان مصرف سوخت، سرعت پیش‌روی، سرعت خطی و بکسواد چرخ‌های محرک و سرش چرخ‌های متحرک تراکتور، دور موتور، نیرو و توان کششی را به‌صورت هم‌زمان با اجرای عملیات دیسک‌زنی، با سرعت داده‌برداری 1000 داده در ثانیه اندازه‌گیری و به‌صورت بی‌سیم تا 1/5 کیلومتر بروی کامپیوتر کاربر نمایش و هم‌زمان با فرمت اکسل ذخیره می‌نماید. سخت‌افزار و برنامه‌نویسی CSHARPبه گونه ای است که پایش هم‌زمان بر تغییرات پارامترهای عملکردی و ذخیره‌سازی برای کاربران در فواصل دورتر ازطریق اینترنت نیز مقدور است. سپس با اجرای طرح آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کرت‌های خرد شده، سه عامل مهم مدیریتی سنگین‌سازی، انتخاب دنده و حالت محور محرک مورد بررسی قرار گرفت و با روش‌های تجزیه واریانس، پس از واریانس و تجزیه علیت تحلیل گردید. نتایج نشان داد،استفاده از تجهیزات الکترونیک و پایش از راه دور داده‌ها در شرایط کاملا واقعی و دقیق با تعداد بسیار بالای نمونه‌برداری (تا هر میلی‌متر پیش‌روی تراکتور یک داده)بوده که موجب کسب نتایجی قابل اعتماد است.هم‌چنین تجزیه علیت حاکی از معرفی سه پارامتر درصد بکسواد، مصرف سوخت و درصدی از توان لازم معادل محور تواندهی تراکتور به عنوان اثرگذارترین پارامترها بر بازده انرژی کل ترکیب تراکتور – خاک‌ورز است و نتایج تجزیه واریانس نشان می‌دهد اثرات عوامل دنده و محور محرک در سطح 1% معنی‌دار اما سنگین‌سازی، تاثیر معنی‌داری بر بازده انرژی کل ندارد.

چکیده در استان فارس، به موقع انجام نشدن عملیات خاک ورزی گندم آبی، موجب کاهش عملکرد و ایجاد هزینه ی پنهان می گردد. با استفاده از روش پویایی های سیستم4 مکانیزاسیون عملیات خاک ورزی اولیه ی گندم آبی فارس شبیه سازی شد. بخشی از ساختار مدل، مربوط به هزینه ی به موقع انجام نشدن عملیات بود. برای شبیه سازی مذکور، روابط علت و معلولی اجزاء سیستم معلوم گردید و مدل بر اساس مرحله‏ی زمانی 125/0 سال اجرا شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که در حد فاصل سال های 1380 تا 1383 هزینه ی به موقع انجام نشدن عملیات، ثابت و در حدود یک میلیون ریال در هکتار بوده است. از سال 1383 تا 1386 به دلیل پراکنش بارش های جوی در استان و عدم امکان عملیات خاک ورزی، هزینه ی مذکور، افزایش پیدا کرده به طوری که در سال 1386 به 1211729 ریال در هکتار رسیده است. در بین سال های 1386 و 1389 به دلیل استفاده از گاوآهن های برگرداندار مستهلک، هزینه‌ی مذکور، افزایش یافته است. مدل حاصل پیش بینی نمود که میزان هزینه در سال 1397، به حداکثر مقدار خود، یعنی 2090729 ریال در هکتار می رسد. به علاوه معلوم گردید چنانچه بتوان سرعت شخم را در دامنه ای مجاز به میزان 30% و ساعات کار روزانه را به مقدار 4 ساعت در روز افزایش داد، در هر مورد کاهشی تقریباً یکسان در هزینه ی به موقع انجام نشدن عملیات خاک ورزی اولیه ی گندم آبی فارس، به وجود می آید.