نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• داود محمد زمانی ¹
• سعید مینایی ²
• رضا علیمردانی ³
• علی رستمی ⁴
• جلال الدین قضاوتی ⁵

¹ عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان

² دانشیار گروه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

³ استاد گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده بیوسیستم دانشگاه تهران

⁴ مربی گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان

⁵ عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد بناب

چکیده

در سمپاش­های تزریق مستقیم¹ (DI)، زمان تأخیر برای تغییر غلظت مواد شیمیایی در نوک افشانک­ها بر کارایی سمپاش تأثیر می­گذارد.  مهم­ترین متغیر برای بررسی عملکرد سامانۀ­ تزریق مستقیم در اِعمال علف­کش­ها به صورت زمان حقیقی، زمان تأخیر آن است.  در این تحقیق، ابتدا یک سامانه تزریق مستقیم روی یک سمپاش بوم­دار طراحی و نصب شد.  پس از آن، به منظور بررسی کمّی تأثیر حجم لوله­های محلول سم از نقطۀ­ تزریق تا خروجی افشانک­ها (V)، دبی مادۀ­ مؤثر علف­کش و دبی سیال حامل بر مشخصات دینامیکی سامانۀ­ تزریق مستقیم- از جمله زمان تأخیر، جریان محلول سم از نقطه­ تزریق تا نوک افشانک­ها- مدل­سازی ریاضی شد.  بدین­منظور از دو مدل حاکم بر جریان محلول سم در سامانه­های تزریق مستقیم استفاده شد: مدل "جریان تکه­ای²" و مدل "اختلاط مناسب³"؛ این دو در این تحقیق ارائه شده­اند.  به منظور بررسی و مقایسه­ نتایج حاصل از مدل­سازی ریاضی و نتایج حاصل از آزمون سامانه­ تزریق مستقیم، یک سامانه­ تزریق مستقیم طراحی و ساخته شد.  برای تجزیه، تحلیل و مقایسۀ­ نتایج کارگاهی نیز از روش تجزیه­ واریانس با آزمون دانکن با سطح اطمینان 5 درصد استفاده شد تا اثر تغییر پارامترهای مختلف بر زمان تأخیر سامانه تعیین شود.  برای بررسی بر­هم­­کنش عوامل مختلف، آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک­های کاملاً تصادفی به کار برده شد.  نتایج آزمون­های کارگاهی با نتایج حاصل از مدل ریاضی ارائه شده مقایسه شد.  با توجه به نتایج مقایسۀ پاسخ زمانی بین مدل­ها و آزمون­ها، مشخص شد که مدل اختلاط مناسب در مقایسه با مدل جریان تکه­ای پاسخ بهتری ارائه می­دهد.  از این روش می­توان مدل اختلاط مناسب را برای پیش­بینی رفتار دینامیکی سامانۀ تزریق مستقیم به کار برد، گرچه در هر دو مدل، بین مقدار حالت پایا با مقادیر حالت پایای آزمون­ها اندکی تفاوت مشاهده می­شود.

20.1001.1.26454531.1392.14.1.6.6

عنوان مقاله [English]

Modeling and Testing of Herbicide Injection into Carriers on Direct Injection Sprayers

چکیده [English]

In a direct injection sprayer (DI), the delay time to change the concentration of chemicals in the spray tip can have a substantial effect on sprayer performance. Delay time is the most important variable in evaluating the performance of a DI system in real time herbicide application. The flow of solution from the injection point to the nozzles was mathematically modeled to quantitatively evaluate the effect of tube volume and carrier flow rate on dynamic specifications, such as delay time. Plug-Flow and Well-Mixed models were used to model solution flow in DI systems. A DI system was designed and built to allow comparison between the mathematical model and tests results. ANOVA (Duncan test) at a 5% confidence level was used to determine the effect of change of the parameters on the delay time. A factorial completely randomized block design and SPSS 15 software were used for statistical analysis of the data. Comparison of the mathematical model with the test results showed that, for time response, the Well-Mixed model had a more appropriate response time than did the Plug-Flow model. The Well-Mixed model is suggested for predicting the dynamic behavior of a DI system. Both models produced stable state values that were slightly different from test results.

کلیدواژه‌ها [English]

• Delay Time
• Direct Injection Sprayer
• Plug-Flow Model
• Well-Mixed Model