Оптимизация микроклимата в животноводческих помещениях: works.doklad.ru — Учебные материалы

Содержание

Микроклимат животноводческих помещений для крупного рогатого скота

CoolReferat.com

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – МСХА имени. К.А. Тимирирязева

 

 

Кафедра зоогигиены, акушерства и ветеринарии

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

На тему: «Микроклимат животноводческих помещений для крупного рогатого скота».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студентка гр. ЗЗ -32

Зооиженерного факультета

заочной формы обучения

Воронова Светлана Александровна

Проверил преподаватель

Храмцов Виталий Васильевич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2010

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………………..3

  1. Микроклимат животноводческих помещений и его влияние на

    организм животных…………………………………………………………………5

    1. Микроклимат в системе производства продукции животноводства………..5
    2. Влияние отдельных факторов на здоровье и продуктивность животных …7
    3. Нормативные параметры микроклимата …………………………………….11
  1. Системы обеспечения микроклимата в животноводческих комплексах

    для крупного рогатого скота……………………………………………………….15

    1. Помещения для крупного рогатого скота…………………………………….15
    2. Требования к ограждающим конструкциям……………………………….…20
    3. Системы вентиляции и отопления ферм и комплексов для крупного

рогатого скота………………………………………………………………….27

    1. Система навозоудаления…………………………………………………….…38
    2. Подстилка и потребность в ней………………………………………………..41
    3. Система освещения помещений……………………………………………….42
    4. Оптимизация микроклимата с целью сохранения здоровья молодняка…….44

3. Способы оптимизации микроклимата……………………………………………………47

3.1. Основные пути улучшения микроклимата в животноводческих помещениях…….47

3.2. Применение лазерных аппаратов в ветеринарии……………………………….51

3.3. Устройство для создания оптимального микроклимата на фермах…………..53

Заключение………………………………………………………………………………55

Приложения………………………………………………………………………………57

Список литературы………………………………………………………………………59

 

 

 

 

Введение

Животноводство — одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания, а также обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности.

Рост производства продуктов животноводства предполагается достигнуть главным образом за счет повышения продуктивности скота, роста поголовья, эффективного использования кормов, значительного улучшения условий содержания животных и их кормления, совершенствования племенной работы, механизации и автоматизации основных производственных процессов.

Перевод животноводства на промышленную основу, создание крупных животноводческих комплексов характеризуется значительной концентрацией большого числа животных в помещении, требует блокировки зданий и увеличения их вместимости. Это предъявляет особо строгие требования к созданию оптимального микроклимата, который на современном этапе имеет первостепенное значение для сохранности и высокой продуктивности животных при меньших затратах корма на единицу продукции.

Чистопородные и высокопродуктивные животные, составляющие основу животноводческих комплексов, нуждаются в более дифференцированном микроклимате, чем низкопродуктпвные, у которых при ухудшении параметров микроклимата резкого снижения продуктивности может и не произойти.

На значительной части территории нашей страны длительность периода с отрицательными температурами составляет 45…70% времени года. Период со средними суточными температурами -10°С и ниже длится от 100 дней в центральной нечерноземной полосе и Западной Сибири до 170-180 дней в Восточной Сибири. Наряду с этим имеются зоны, где основные мероприятия направляются на борьбу с перегревом животных.

При длительном содержании животных в помещениях без выгулов в условиях почти полной ограниченности движений (при гиподинамии) создание оптимального микроклимата приобретает первостепенное значение.

Поэтому какими бы высокими породными и племенными качествами ни обладали животные, при неудовлетворительных зоогигиенических условиях наблюдается их высокая заболеваемость (особенно молодняка), падает продуктивность, ухудшаются воспроизводительные качества животных, увеличиваются затраты кормов на единицу получаемой продукции, снижается её качество, что в конечном итоге приводит к снижению рентабельности производства.

Потенциальная производительность животных из-за неудовлетворительных зоогигиенических условий нередко используется лишь на 20-30%, сокращается срок жизни животных. Поэтому создание оптимального микроклимата в промышленном животноводстве является важнейшим резервом увеличения производства продуктов высокого качества. Кроме того, оно имеет и важное значение для продления срока службы зданий и технологического оборудования, а также для улучшения условий труда обслуживающего персонала.

Таким образом, в промышленном животноводстве естественная резистентность и продуктивность животных зависит не только от наследственности и полноценного кормления, но и от условий содержания и микроклимата животноводческих помещений.

В современном сельскохозяйственном производстве повышение плотности содержания    животных,    а   также    степени    механизации    и    автоматизации технологических процессов приводит к увеличению биологической и технической нагрузки животноводческих помещений. Биологическая нагрузка зависит не только от числа животных на единицу площади помещения, но и от интенсивности физиологических процессов и обмена веществ у высокопродуктивных животных. Эти особенности промышленного животноводства предъявляют особые требования к созданию микроклимата в животноводческих помещениях.

Решить проблему создания оптимального микроклимата в промышленном животноводстве можно только благодаря осуществлению комплекса мероприятий: рационализации объёмно-планировочных решений зданий, совершенствованию систем навозоудаления, улучшению теплозащитных свойств ограждающих конструкций, применению эффективных вентиляционно-отопительных систем, систем освещения, кондиционированию и очистке воздуха, аэроионизации. Этим вопросам и посвящена данная работа.

 

  1. Микроклимат животноводческих помещений и его влияние на организм животных.

 

    1. Микроклимат в системе производства продукции животноводства.

 

Введение промышленного животноводства в суровых климатических зонах России предполагает высокую концентрацию животных на ограниченном пространстве. Так, во многих хозяйствах для крупного рогатого скота построены фермы на 200, 400, 600, 800 голов. Такая концентрация их в одном помещении требует хорошо продуманной технологической системы производства животноводческой продукции, в которой можно выделить следующие основные звенья:

  • здание фермы для размещения расчетного поголовья животных с необходимыми производственными, служебными и бытовыми помещениями;
  • расчетное поголовье продуцирующих животных;
  • машины, механизмы и аппараты для обеспечения ухода и рациональной эксплуатации поголовья животных;
  • машины, механизмы и аппараты для обеспечения животных кормами, водой и для навозоудаления;
  • машины, механизмы, аппараты и приборы для создания, поддержания и контроля необходимых параметров микроклимата;
  • трудовой коллектив с необходимыми профессиональными навыками для правильного ухода за животными и грамотной эксплуатацией всего оборудования.

Рассмотрим подробнее звено микроклимата. К основным параметрам, влияющим на физиологическое состояние животных, относят температуру, влажность, газовый состав атмосферы, освещенность, уровень звукового давления, скорость движения воздуха, пылевую и бактериальную загрязненность воздуха внутри помещения. Эти параметры сами зависят или являются производными от жизнедеятельности животных, работы машин, механизмов и аппаратов, обслуживающих помещение и животных. Кроме указанных причин на микроклимат внутри помещения влияют архитектура и внутреннее обустройство самого помещения, его конструкция, материалы, из которых сделаны ограждения. Большое влияние оказывает ландшафт, окружающий помещение, а также состояние окружающей среды: температура и влажность наружного воздуха, скорость и направление ветра, суточные перепады температуры и влажности наружного воздуха, перепады температуры и влажности воздуха по временам года.

Ученые давно определили оптимальные параметры микроклимата для различных видов животных и их возрастных групп. Они зафиксированы в научных трудах, учебниках, в справочной литературе, в общероссийских нормах технологического проектирования (ОНТП) животноводческих и птицеводческих помещений.

Не останавливаясь на цифровых значениях, обратим внимание на потери, которые несут животноводческие предприятия при несоблюдении научно обоснованных норм микроклимата в животноводческих помещениях. Отклонение от них приводит к снижению удоев на 10—20%, уменьшению прироста живой массы на 20—30%, увеличению отхода молодняка от 5 до 40%, сокращению срока службы животных на 15—20%, к увеличению затрат кормов и труда на единицу продукции. При несоблюдении необходимых условий микроклимата уменьшается втрое срок службы животноводческих зданий и технологического оборудования, увеличиваются затраты на их ремонт, наносится ущерб здоровью людей, работающих на животноводческих предприятиях и уменьшается производительность труда

Очевидно, что соблюдение научно обоснованных параметров микроклимата в животноводческих помещениях — такая же производственная необходимость, как кормление и поение животных, навозоудаление и другие технологические операции, связанные с продуктивным животноводческим производством. Однако в большинстве хозяйств микроклимат в животноводческих помещениях далек от нормативных параметров. Помещения имеют повышенную концентрацию аммиака, углекислого газа, влажность, близкую к 90%, повышенный уровень звукового давления. Результат — значительный недобор запланированной продукции, большой отход молодняка, перерасход кормов, повышенная заболеваемость обслуживающего персонала. Объяснение плохому состоянию микроклимата в животноводческих помещениях почти все хозяйства видят в отсутствии средств. На мой взгляд, это ошибочно. Для любого животноводческого хозяйства микроклимат должен рассматриваться как неотъемлемое звено технологической системы производства животноводческой продукции. Непонимание этого — основная причина неудовлетворительного состояния микроклимата в животноводческих помещениях.      Второй причиной несоответствия параметров микроклимата нормативным являются недостаточно продуманные инженерные решения при создании системы микроклимата. Еще на стадии проектирования из всех параметров в основном учитываются воздухообмен и освещенность. Даже в терминологии специалистов редко можно услышать термин «микроклимат». Он чаще всего заменяется термином «вентиляция», между тем вентиляция — только часть системы микроклимата, хотя и очень важная.

Еще раз остановимся на том, какой должна быть система микроклимата в животноводческом помещении. Она должна быть функциональной, малоэнергоемкой, надежной в эксплуатации, нематериалоемкой, простой в обслуживании и недорогой в изготовлении. Практика показала, что такая система микроклимата окупает себя за 4-6 месяцев только за счет дополнительной продукции, полученной от животных. Если же учесть такие факторы, как значительное уменьшение отхода молодняка, расхода корма на единицу продукции, заболеваемости обслуживающего персонала, увеличение срока хозяйственного использования животных и т. д., то экономический эффект окажется более значительным.

1.2. Влияние отдельных факторов на здоровье и продуктивность животных

Одним из основных факторов, влияющих на физиологическое состояние и продуктивность животных является температурно-влажностный режим помещения.

Благоприятная температура — одно из необходимых условий для нормального течения обмена веществ в организме животных; нарушение же теплового режима отрицательно сказывается на проявлении всех жизненных процессов.

При низкой температуре увеличивается теплоотдача тела, вследствие чего животные усиленно потребляют корм, а при температуре ниже критической организм не успевает вырабатывать тепло за счет энергии корма, наступает переохлаждение, возможны простудные заболевания животных и даже смерть. При температуре выше критической резко уменьшается конвективный теплообмен организма с окружающей средой, поэтому появляется угроза перегрева и теплового удара. При нарушении температурных условий (переохлаждение, перегрев) наблюдается снижение естественной резистентности и возникновение легочных и желудочно-кишечных заболеваний. Но резкие колебания температурного режима в течение суток оказывают более сильное отрицательное воздействие на организм, чем постоянно повышенная или пониженная температура, причем в первую очередь это сказывается на молодняке.

У молодняка сельскохозяйственных животных в первые дни жизни защитные гуморальные факторы развиты слабо, кожа и слизистые оболочки очень чувствительны к болезнетворным микробам и т. п.

В помещениях для крупного рогатого скота оптимальный температурный режим находится в пределах 8-16°С. При температуре выше 16-22 °С у животных возможно расстройство теплорегуляции и других физиологических функций, снижение удоя молока коров на 25-60 %, уменьшение привесов молодняка на 12-30%; у животных портится аппетит, повышается температура тела и кожи, учащаются в 2-3 раза против нормы пульс и дыхание, в результате чего воздух больше насыщается углекислым газом и водяными парами, а это способствует появлению пневмонии, септических заболеваний и т. д. Кроме того, высокие температуры окружающей среды подавляют половую функцию и, следовательно, оплодотворяемость животных.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СТАБИЛИЗАЦИИ МИКРОКЛИМАТА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ В ЖАРКИХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ MEASURES TO STABILIZE THE MICROCLIMATE IN LIVESTOCK BUILDINGS IN HOT WEATHER

292

но-обоснованных норм параметров микроклимата в животноводческих помеще-

ниях вызывает уменьшение надоев молока, прироста живой массы, увеличение

отхода молодняка и сокращение длительности использования животных [1, 3, 7].

Целью работы было изучение реактивности коров на действие знойных по-

годных условий летнего периода года при круглогодичном беспривязно-боксовом

содержании и разработка технического решения относительно оптимизации тем-

пературно-влажностного режима в современном коровнике каркасно-блочной

конструкции.

Материал и методы исследования. Экспериментальную работу проводили в

ЧАО «Агро-Союз» Днепропетровской области на поголовье молочного стада

голштинской породы. В хозяйстве практиковалось круглогодичное безпривязно-

боксовое содержание скота в коровниках, которые представляют собой моноблок

каркасно-блочной конструкции вместимостью на 1000 голов, размеры которого

по осям составляют 124×34,5 м, а внутренняя высота – 8,25 м. Общий объем со-

ставляет 35295 м3 или 35,3 м3 на одну голову. Общая площадь помещения на одну

корову равна 4,3 м2. Внутреннее планирование в коровнике предусматривает ше-

стирядное размещение боксов для отдыха животных размерами 1,1×2,25 м, пло-

щадью около 2,5 м2.

Коровник закрытого типа без выгульно-кормовых площадок оборудован

мощной вентиляцией, которая обеспечивает движение воздуха «снизу-вверх» че-

рез светоаэрационные проемы, которые представляют собой специальную

надстройку смонтированную вдоль конька перекрытия совмещенного с потолком.

Регулируемый прилив свежего воздуха происходит через сквозные прорези окон,

оборудованных брезентовыми шторами, поднятием и опусканием которых можно

регулировать его поступление в зависимости от погодных условий. При такой

конструкции здания показатели микроклимата в нем были приближены к погод-

ным условиям внешней среды. Если в осенне-зимний период температурно-

влажностный режим отвечал условиям «холодного» содержания животных, что

предусматривалось самой технологией, то в жаркое летнее время достичь опти-

мума по показателю температуры воздуха было невозможным. Температура воз-

духа в отдельные жаркие периоды года повышалась до 40°С. Поэтому с целью

оптимизации температурного режима в помещении была применена установка

«Спрей» импортного производства, которая предусматривала использование в

секциях мощных вентиляторов с разбрызгиванием холодной воды на высоте 5 м

от пола. Вентиляторы размещались на расстоянии 7-8 м один от другого и сраба-

тывали автоматически при повышении температуры воздуха выше +26°С.

В жарких погодных условий июля были проведены исследования физиоло-

гического состояния животных. По принципу аналогов (порода, физиологичное

состояние, период лактации) были сформированы две группы коров: опытная –

находилась в коровнике с применением установки «Спрей» и контрольная – без

оптимизации микроклимата, по 8 голов в каждой. Исследования физиологичного

состояния животных проводили в утреннее прохладное время (до 6 ч.) и в пол-

день (14-15 ч.) при максимальном прогревании воздуха.

При этом у каждого животного определяли частоту дыхательных движений

путем подсчета в состоянии покоя и ректальную температуру тела электронным

Современные решения для вентиляции и охлаждения животноводческих помещений

Компания TEN образовалась благодаря сотрудничеству компаний TDM и Evel, которые на протяжении многих лет занимались системами вентиляции и управления микроклиматом. TEN, как и две компании, которые ее основали, характеризуется инновационным и технологическим подходом к системам вентиляции. Ключевые темы, вокруг которых базируется собственная стратегия компании: энергосбережение, эффективность и низкий уровень шума.

Благодаря высококвалифицированному технологическому подходу и чтобы лучше удовлетворить различные потребности сред, в которых устанавливаются вентиляторы, в компании TEN изучили и разработали 3 различных типа лопастей. Компоненты изготавливаются только в Италии, чтобы гарантировать высокий уровень качества и предложить продукт с отличным соотношением качество/цена.

Вентиляторы TEN гарантируют перемещения больших объемов воздуха с низкой скоростью и равномерным распределением воздуха в животноводческих помещениях.

Продукты, которые предлагает TEN, делятся на две большие группы: модель Air 2 (дестратификаторы) и модель Cross (вентиляторы, установленные с наклоном 70 градусов по отношению к земле). Все модели оснащены новейшим бесщеточным двигателем со встроенным инвертором, что гарантирует максимальную экономию энергии.

Имеющиеся модели

Задача вентиляторов Air 2 (дестратификаторов) — перемещение больших объемов воздуха на малых скоростях для обеспечения постоянного воздухообмена. При этом происходит рассеивание газов, которые застаиваются в помещении. Дестратификаторы доступны в различных диаметрах (от 2 до 7 метров). Устанавливаются параллельно земле.

Вентиляторы модели Cross устанавливаются под углом 70 градусов к земле. Основная функция — перемещать воздух со скоростью более 3 м/с в направлении непосредственно на животных. Это решение можно дополнять спринклерами (система орошения). То есть, животные смачиваются водой в течение нескольких секунд, а затем высушиваются потоком воздухом с высокой скоростью. Вода, которая оседает на шерсти животного, испаряясь рассеивает тепло и помогает уменьшить температуру тела, обеспечивая охлаждение и лучший комфорт животным. Такая система охлаждения устанавливается над кормовым столом (без замачивания пищи) и в накопителях перед доильным залом. Управление такой системой может осуществляться различными степенями автоматизации — от простого включить/выключить до полной автоматизации. Например, датчики температуры и влажности, которые устанавливаются в животноводческих помещениях, способны управлять одной или несколькими зонами в помещении с различными настройками, в зависимости от потребностей животных.

Автоматизированные системы контроля микроклимата не только контролируют условия среды, но и фиксируют данные о температуре и влажности, чтобы получить отчеты для анализа.

Mini-Cross

В этом году компания TEN представила инновационное решение, которое поражает конструктивными характеристиками. Это новый вентилятор Mini-Cross. Как и его предшественник вентилятор Cross, Mini-Cross устанавливается с наклоном 70 градусов к земле и применяется в тех же зонах помещения, где и Cross. Характерной чертой данного вентилятора является наличие только двух лопастей. Диаметр — 2,5 м, как и у вентилятора Cross, но его мини-версия оборудована новейшим бесщеточным мотором меньшей мощности, с большим количеством оборотов в минуту.

Наличие двух лопастей, менее мощного двигателя и большего количества оборотов, обеспечивает высокую скорость движения воздуха и экономное потребление энергии.

Вентилятором Mini Cross, компания TEN предлагает конкурентное решение с точки зрения соотношения цены, высокой производительности и низких эксплуатационных расходов. Следует также обратить внимание, что бесщеточные двигатели в эксплуатации имеют очень низкий уровень шума, что гарантирует комфортные условия как для персонала, так и для животных. Таким образом удается достичь благополучия животных и в то же время оптимизировать затраты энергии.

Официальный дилер компании TEN в Украине — компания «Агроклимат Украина».


ул. Е. Сверстюка, 19, оф. 914, г. Киев, Украина

Тел.: +38 (044) 451 46 40; +38 (067) 537 36 67

e-mail: [email protected]

web: agroclimate.com.ua

Микроклимат животноводческих помещений для крупного рогатого скота и свиней, оборудование для создания

Параметры микроклимата влияют не только на продуктивность животного, но и на его здоровье. Чтобы не нанести вред здоровью животного и добиться желаемой продуктивности, эти параметры необходимо регулировать с помощью специального оборудования.

Как микроклимат воздействует на производительность

Оборудование для регулирования микроклимата

Микроклимат животноводческих помещений для крупного рогатого скота и свиней формируется под воздействием совокупности параметров химического, биологического и физического характера. Воздействие микроклимата на организм может быть прямое или косвенное. Важное значение имеет климатическая зона, где располагается животноводческая ферма. Оказывают влияние материалы для постройки, тип конструкции здания, а также технология, по которой содержатся животные.

Пыль

Органическая пыль, которая появляется при распределении кормов, уборке или чистке животных, раздражает органы дыхания, становится причиной зуда, воспалений, способствует появлению инфекций. Норма содержания пыли для взрослых особей – от 1,0 до 1,5 мг/м3, для молодых – от 0,5 до 1,0 мг/м3.

Чтобы добиться оптимальных значений содержания пыли в воздухе, необходимо настроить эффективную систему вентиляции в животноводческом здании.

Освещенность

Воздействие микроклимата на производительность

Уровень освещенности сильно влияет на самочувствие животных, их продуктивность. Зимой света может быть недостаточно, поэтому требуются дополнительные источники света. Уровень освещенности рассчитывается из соотношения площади окон и площади пола. Для крупного рогатого скота оптимальным решением будет естественное освещение коровника, которое достигается при помощи установки светоаэрационного конька и вентиляционных штор.

Уровень шума

Уровень шума в помещении также может быть довольно высоким: он возникает при подготовке и раздаче кормов, очищении помещений, доении, круглосуточно работают различны механизмы и оборудование. Это отрицательно отражается на состоянии животных.

Температурный режим

Животные чутко реагируют на колебания температурного режима, на их состоянии сказываются как ее понижение, так и повышение.

Если температура воздуха опускается ниже 12°С, животным приходится затрачивать для согревания часть энергии корма. Поэтому прирост массы тела снижается, корм расходуется неэффективно, уменьшается производительность. Поэтому экономически целесообразно использовать эффективные источники обогрева в холодное время года.

При увеличении температуры выше оптимальной у животных понижается аппетит, меньше вырабатывается ферментов, нарушается пищеварение. Поступающая пища переваривается не до конца. При повышении температуры выше 32°С корм усваивается хуже, теряются репродуктивные свойства, снижается эффективность производства. Чтобы этого не допустить, важно соблюдать оптимальный температурный режим, в летнее время это достигается работой систем вентиляции и охлаждения.

При установке датчика температуры контроллер в птичнике будет самостоятельно регулировать работу систем вентиляции при повышении температуры выше заданной нормы. 

Влажность

Относительная влажность взаимосвязана с температурой окружающей среды. Повышенная влажность создает благоприятную среду для плесени, грибков, болезнетворных микроорганизмов, вирусов.

По этим причинам животные часто заболевают простудами, инфекциями ЖКТ. Это влияет на иммунитет, а следовательно – на продуктивность.

Уменьшить влажность в животноводческом здании можно с помощью отопительных приборов и систем вентиляции.

При установке датчика влажности в компьютер микроклимата будет поступать сигнал о превышении нормативного уровня влажности, включение систем вентиляции или отопления будет происходить в автоматическом режиме в зависимости от температуры снаружи помещения.

Скорость движения воздуха

Благоприятный микроклимат животноводческих помещений обеспечивается оптимальным воздухообменом. При слишком сильном воздухообмене влажность уменьшается, воздух становится сухим.

При низкой скорости перемещения воздушных потоков:

  • воздух застаивается, появляются грибки, микробы, плесень;
  • количество аммиака, углекислого газа увеличиваются;
  • содержание кислорода уменьшается, особенно при тесном содержании животных на фермах.

Аммиак вызывает заболевание органов дыхания, пневмонию, одышку, а в тяжелых случаях – отек легких. Сероводород парализует дыхание приводит к отравлениям, заболеваниям ЖКТ, прекращению прироста массы. Углекислый газ снижает продуктивность, иммунитет, провоцирует учащение пульса, одышку.

Способы настройки микроклимата

Есть возможность установки в животноводческом здании датчиков аммиака и углекислого газа. В случае превышения нормативных показателей содержания этих вредных газов в помещении компьютер микроклимата будет увеличивать воздухообмен при помощи включения систем вентиляции, которое будет происходить в автоматическом режиме.

Основные параметры микроклимата для коров и свиней

Для оборудования микроклимата в животноводческих помещениях, получения нужных для содержания каждой возрастной группы параметров учитываются вид животного, а также его физиологические и продуктивные характеристики. Играют роль экономическая целесообразность и технические возможности хозяйства.

Параметры микроклимата для коров

Требования к содержанию крупного рогатого скота:

Параметр Коровы и молодняк старше 1 года Молодняк от 4 до 12 месяцев Телки старше года и нетели Телята Телята до 20 суток Родильное отделение
Беспривязное и привязное боксовое Беспривязное на глубокой подстилке От 20 до 60 суток От 60 до 120 суток
Температура, оС 10 6 12 12 17 15 18 16
Относительная влажность, % 70 70 70 70 70 70 70 70
Воздухообмен, м3/ч на 1 ц массы: — зимой — в переход.период — летом 17 17 17
35 35 35
70 70 70
Скорость движения воздуха, м/с: — зимой — в переходн.период — летом 0,3-0,4 0,3-0,4 0,3 0,3 0,1 0,2 0,1 0,2
0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,3-1.0 0,2 0,3
0,8-1,0 0,8-1,0 1,0-1,2 0,8-1,0 0,3-0,5 0,3-1.0 0,3-0,5 0,5
Допустимая концентрация:
углекислого газа % 0,25 0,25 0,25 0,25 0,15 0,25 0,15 0,15
аммиака, мг/м3 20 20 20 20 10 15 10 19
сероводорода, мг/м3 10 10 10 10 5 10 5 5
окиси углерода, мг/м3 2 2 1,5 2 0,5 1,5 0,5 0,5
допустимое микробное загрязнение, тыс. микробных тел в м3 воздуха не более 70 не более 70 не более 70 не более 70 не более 50 не более 40 не более 20 не более 20

Нижний предел показателя влажности воздуха – 70%. Температура для комфортного содержания КРС должна оставаться не выше 30°С, независимо от возраста. Чтобы добиться таких параметров, следует относиться тщательно к выбору оборудования для вентиляции коровника.

Условия содержания свиней

Требования к условиям содержания свиней:

Параметр Помещение для разных групп животных Помещение для откорма молодняка
холостые и легкосупоросные Хряки-производители Глубокосупоросные матки Подсосные матки с поросятами Поросята- отъемыши Ремонтный молодняк до 165 суток старше 165 суток
Температура, о С 15 15 18 18 22 16 18 16
Относительная влажность, % 75 75 70 70 70 70 75 75
Воздухообмен, м3/ч на 1 ц массы:  — зимой — в переход.период — летом 35 45 35 35 35 45 35 35
45 60 45 45 45 55 5 45
60 70 60 60 60 65 60 65
Скорость движения воздуха, м/с:  — зимой — в переходн.период  — летом 0,3 0,2 0,2 0,15 45 0,3 0,2 0,2
0,3 0,2 0,2 0,15 0,2 0,3 0,2 0,3
До 1,0 До 1,0 До 1,0 До 0,4 До 0,6 До 1,0 До 1,0 До 1,0
Допустимая концентрация:
углекислого газа % 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
аммиака, мг/м3 20 20 20 15 20 20 20 20
сероводорода, мг/м3 10 10 10 10 10 10 10 10
окиси углерода, мг/м3 1,5 1,5 0,5 0,5 0,5 1,5 2,0 2,0
допустимое микробное загрязнение, тыс. микробных тел в м3 воздуха не более 100 не более 60 не более 60 не более 30 не более 50 не более 50 не более 80 не более 80
Оптимальная температура

В течение первой недели жизни температура содержания поросят должна быть 30°С, вторую неделю – 26°С, третью – 24°С, четвертую – 20°С. Для обогрева используют специальные аппараты локального обогрева: коврики, а также логово для поросят.

Температуру постепенно снижают и на момент отъема она опускается до 20°С. Для всех остальных возрастных групп температура должна оставаться не выше 25°С. Предельный уровень шума – не больше 70 децибел. При содержании свиней не допускается влажность меньше 40% и выше 70%.

Как производится контроль

За состоянием микроклимата необходимо постоянно следить. Путем визуальной оценки поведения животных можно определить, испытывает оно жару или холод. Специальные инструменты для измерения параметров дают более объективную картину. Замеры производятся регулярно.

Все показатели заносятся в особый журнал, затем на их основе по необходимости производятся корректирующие мероприятия для улучшения микроклимата.

Многие крупные хозяйства применяют компьютерную систему управления микроклиматом. Она помогает автоматически поддерживать нужные показатели: температуру, влажность, разреженность воздуха, содержание аммиака, углекислого газа.

Вентиляционное и отопительное оборудование животноводческих помещений

Добиться высокой производительности животных невозможно без использования оборудования для создания микроклимата в животноводческих помещениях. Оно обеспечивает подходящие условия, при которых возможно достичь хороших показателей здоровья и требуемой продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы.

Системы вентиляции

Необходимы для эффективного движения воздушных потоков внутри помещения, сохранения оптимального уровня температуры и влажности. Выбор вентиляционного оборудования зависит от направления животноводства, особенностей здания, климатических условий.

Функции вентиляции: обеспечение подачи чистого воздуха внутрь помещения, удаление отработанного воздуха, обеспечение оптимального микроклимата.

Вентиляция

Виды оборудования:

  1. Стеновые и торцевые вентиляторы. Обеспечивают принудительную вентиляцию здания: воздух уходит из помещения через вентилятор, а внутрь свежий воздух поступает посредством приточных клапанов и жалюзи.
  2. Вентиляционные шахты. Существуют приточные (для подачи воздуха внутрь помещения) и вытяжные (для удаления отработанного воздуха).
  3. При высокой температуре для снижения теплового стресса используется туннельная вентиляция. Воздух подается через приточные жалюзи, наружу уходит через вытяжные вентиляторы.
  4. Разгонный осевой вентилятор. Позволяет создать принудительную циркуляцию воздушных потоков, устраняет зоны застоя, перемешивают воздушные массы, чем достигается более равномерная температура во всем помещении. В летний период установка вентиляторов в коровник поможет животным легче справиться с жарой.

На животноводческих комплексах часто используется естественная система вентиляции, при которой воздух поступает внутрь через световентиляционные шторы, а уходит через светоаэрационный конек. 

Обогреватели

Используются для отопления помещений на птицеводческих, кролиководческих и свиноводческих фермах. 

Обогреватель для отопления помещения на фермах

Виды нагревателей:

  1. Газовые и дизельные непрямого нагрева с отводом выхлопных газов. Вредные вещества не попадают в зону содержания животных, не нарушают систему вентиляции.
  2. Водяные. Не увеличивают влажность, не снижают уровень кислорода.
  3. Дизельные и газовые теплогенераторы прямого нагрева. Нагретый воздух попадает прямо в зону содержания животных. 

Системы охлаждения

Пэд-кулинг

Пэд-кулинг – это система, позволяющая охладить воздух снаружи на 5-10° перед подачей в помещении. Это особые панели, которые снижают температуру за счет испарения воздуха. Работают совместно с тоннельной вентиляцией.

При содержании сельскохозяйственных животных в закрытых помещениях ферм может формироваться микроклимат с заметными отклонениями от нормативных требований. Поэтому важно внимательно следить за состоянием животных, обеспечивать помещение всем необходимым оборудованием для поддержания оптимального микроклимата, при котором можно получить высокую производительность и максимальную экономическую эффективность производства.

Система охлаждения

Понизить температуру воздуха в помещении на 4-5°С, чтобы уменьшить тепловой стресс, можно с помощью системы орошения. С ее применением в воздухе распыляются мелкие, как туман, частицы воды, что помогает снизить температуру.

Разработка зоогигиенических мероприятий по созданию оптимального микроклимата в свинарнике-маточнике на 380 голов

Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Уральская государственная  академия ветеринарной медицины»

 

 

 

 

Кафедра кормления и гигиены  животных

 

 

 

Курсовой проект

Разработка зоогигиенических мероприятий по созданию оптимального микроклимата в свинарнике-маточнике  на 380 голов

 

 

 

Студентка 3 курса

ветеринарного факультета

32Б группы

Максимова Марина Германовна

Руководитель

Позина Анна Петровна

 

 

Троицк, 2013г

Содержание

Введение

3

  1. Микроклимат, его влияние на продуктивность и здоровье животного. Роль воздухообмена и теплового баланса в создании микроклимата

4

  1. Расчетная часть
 

2.1 Задание

6

2.2 Расчет вентиляции

7

2.3 Расчет теплового баланса

10

2.4 Анализ полученных данных

15

2.5 Заключение по расчетной  части

16

  1. Разработка и обоснование путей оптимизации
 

3.1 Оптимизация теплового  баланса и воздухообмена

17

3.2 Размещение и режим  работы тепловентиляционного оборудования

20

3.3 Заключение по размещению  путей оптимизации микроклимата

21

Список литературы

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В решении важнейшей проблемы обеспечения человечества продуктами питания ведущее место принадлежит свиноводству – наиболее скороспелой отрасли животноводства. В мире удельный вес свинины в общем производстве мяса в последние годы вырос до 40%, причем преимущественно за счет высокоразвитых стран Европейского экономического сообщества, где на долю свинины приходится больше, чем на говядину и мясо птицы, вместе взятых.

Основной путь развития мирового свиноводства состоит в освоении интенсивных технологий производства, базирующихся на полноценном кормлении, создании оптимальных условий содержания применительно к различным половозрастным группам животных, использование  высокопродуктивных пород и типов  свиней.

Очень важное значение имеет поголовье свиноматок в племенных хозяйствах. От здоровья и племенных качеств маток  в значительной степени зависит результативность работы в цехе воспроизводства. Еще более важное значение имеет это в условиях крупных промышленных комплексов, где применяется метод искусственного осеменения. В этом случае необходимо высокое качество спермы, заготавливаемой от хряков.

Поэтому к гигиене выращивания  свиноматок нужно предъявлять соответствующие  строгие требования с начала их отбора на племя, т.е. с подсосного периода, и уж тем более в период их интенсивного использования .При нарушении нормативных параметров микроклимата для маток у них могут развиваться заболевания различной этиологии, что резко скажется на их половой функции. При плохих условиях содержания снижается продолжительность жизни и использования маток, а в случае грубого нарушения режима может быть даже падёж животных.

 

  1. Микроклимат, его влияние на продуктивность и здоровье животного. Роль воздухообмена и теплового баланса в создании микроклимата.

Микроклимат – климат ограниченного  воздушного пространства помещения. Он представляет собой сочетание физических и химических свойств воздуха. Животные в нашей климатической зоне большую  часть жизни проводят в помещении, что ослабляет их и располагает  к различным заболеваниям, сокращает  срок их использования.

Влияние микроклимата проявляется  через суммарное воздействие  его параметров на физиологическое  состояние, продуктивность и здоровье животных. В результате плохого микроклимата в животноводческих помещениях хозяйства  несут большие потери от снижения продуктивности скота, воспроизводительной  способности маточного поголовья, от падежа молодняка, а также от увеличения затрат кормов на единицу продукции.

Слишком высокие и слишком  низкие температуры в помещении  приводят к снижению продуктивности на 12-20%. Влажность воздуха влияет на животных в сочетании с температурой. Увеличение влажности воздуха до 85-100% уменьшает продуктивность, способствует росту заболеваемости.

В сочетании с низкой температурой большая подвижность воздуха  вызывает резкое увеличение теплоотдачи, охлаждает поверхности тела, что  ведет к снижению продуктивности.

Животные выделяют углекислый газ, их выделения разлагаются с  образованием аммиака, сероводорода. Эти  газы связывают гемоглобин крови, снижают  уровень обменных процессов, естественную резистентность, продуктивность и здоровье животного.

При формировании микроклимата нужно учитывать весь комплекс влияющих на него факторов: климатических и  погодных, физиологических, технических, технологических и эксплуатационных. Для нашего района характерна длительная и суровая зима, для которой  необходима максимальная теплозащита  зданий.

Воздух животноводческого  здания, если он не обменивается со свежим наружным воздухом, быстро загрязняется газами, влагой, микрофлорой. Основной причиной высокой влажности и  загрязненности воздуха является неудовлетворительная работа системы вентиляции.

Вентиляцией называют воздухообмен или удаление воздуха из помещения  и замену его свежим наружным воздухом. Можно применять эффективную приточно-вытяжную вентиляцию с естественным или искусственным действием. Она должна создавать требуемый уровень воздухообмена в зимний и переходный периоды стойлового содержания.

При отсутствии или плохой вентиляции на внутренних поверхностях ограждений образуется конденсат, способствующий преждевременному разрушению потолочных перекрытий, стен, кровли, в результате возникает необходимость ремонта, что значительно увеличивает  затраты на содержание построек.

Одной из главных причин неудовлетворительного микроклимата  в нашей климатической зоне является низкая теплозащита ограждающих  конструкций. Здание с теплыми стенами, хорошо утепленными перекрытием, полом, воротами и с двойными оконными рамами, утепленное тамбурами, является для  нашей зоны теплотехническим идеалом.

В помещениях с чердачными перекрытиями теплопотери ниже, а  воздухообмен выше. Большое гигиеническое  значение имеет пол. Он должен быть теплым, желательна подстилка. Большое  значение следует уделить потолку, так как он имеет большую площадь  и отдает до 60% тепла.

Таким образом, создание оптимальной  вентиляции, отопления здания позволит улучшить микроклимат и, в конечном счете, повысить сохранность и продуктивность животных.

 

 

 

 

  1. Расчетная часть
    1. Задание

Свинарник-маточник для холостых и легкосупоросных маток. Количество животных — 600 голов. Средняя живая масса 200кг.

Характеристика помещения:

Помещение свинарника одноэтажное, размерами в осях 90*12 м, прямоугольной  формы.

Длина помещения 83 м, ширина 11 м, высота по центру 4 м, высота стен до края выступающих конструкций 2 м.

Стены: выполнены из железобетонных панелей на высоту 1,5 м. Панель трехслойная, внешняя и внутренняя скорлупа толщиной 0,7 м, представлены из тяжелого бетона, внутренняя часть – из керамзитобетона. Верхняя часть стены – из шлакоблока.

Общая толщина стены – 0,35 м. Стены оштукатурены, толщина  штукатурки 0,01 м из цементно-песчаного  раствора.

Окна: 6 шт., размер одного проема – 2,3*0,8 м, расположены с обеих  сторон в продольных стенах, имеют  двойные переплеты.

Ворота: 2,5*2,8 м, с тамбурами, расположенными в торцовых стенах. Перекрытие совмещенное с кровлей. По деревянному основанию толщиной 0,04 м, пароизоляция – слой рубероида. В качестве утеплителя опилки слоем 0,2 м. Кровля – асбестоцементные волокнистые листы, толщиной 0,06 м.

Климатическая зона – г.Троицк.

Рассчитать, проанализировать воздухообмен и тепловой баланс здания, выявить основные причины ухудшения  микроклимата, разработать меры по созданию оптимального микроклимата. Приложить план-схему, разрез здания с указанием размеров, размещения устройств, подсобных помещений.

 

 

 

 

    1. Расчет вентиляции
  1. Расчет объема вентиляции.
    1. Расчет объема вентиляции по углекислоте.

 

Lco2 – часовой объем вентиляции, м3/ч

С – количество углекислоты, выделяемой всеми животными за час, л/ч

С1 – дополнительная концентрация углекислоты в воздухе помещения (2,5 л/м3)

С2 – содержание углекислоты в атмосферном воздухе (0,3 л/м3)

Количество С по формуле:

С=Сж*n, где

Сж – количество литров СО2, выделенных животными за час ( по таб.2,3)

n – количество животных

1 животное с массой 200 кг выделяет 48 л/ч

С=48*600=28800 л/ч

Lco2=28800/(2,5-0,3)  = 13091 м3/ч

    1. Расчет объема вентиляции по водяным парам                             

Lh3o=W/αв-αн, где

Lh3o – часовой объем вентиляции

W – поступление  в воздух водяных паров от животных и испарение с ограждений, г/ч

αв – нормативная абсолютная влажность воздуха в помещении

αн – абсолютная влажность атмосферного воздуха (по таб.22)

W=Wж+Wдоб; Wж = Wo*n*r, где

Wo – количество водяных паров, выделенных 1 животным (таб.2-3)

n – количество животных

r – поправочный коэффициент на температуру (таб.6)

1 животное с массой 200 кг выделяет 155 г/ч водяных паров. Поправочный коэффициент для температуры +15 составляет 1,13

Wж = 155*600*1,13 = 105090 г/ч

Wдоб определяется по таб.8 в процентах от влаговыделений животных. При удовлетворительных условиях содержания на соломенной подстилке он равен 12%

Wдоб = 0,12*105090 = 12611 г/ч

W = 105090+12611 = 117701 г/ч

αв определяется по формуле:

αв = E*R/100%

E – максимальная влажность при нормативной температуре (таб.1)

R – относительная влажность нормативная

E при нормативной температуре +15 равна 12,79 г/м3. R = 70%.

αв=12,79*70/100 = 8,9 г/м3

αн по таб.21.

В Троицке абсолютная влажность наружного воздуха 1,1 г/м3 в январе и 2,3 г/м3 в переходный период.

Lh3o = 117701/8,9-1,1 = 15090 м3/ч (ЗП)

Lh3o = 117701/8,9-2,3 = 17833 м3/ч (ПП)

1.3. Расчет объема вентиляции  по нормам воздухообмена

По таб.11 находим, что на ЗП на 1 животное положено 70 м3/ч воздуха, на ПП – 90 м3/ч и на ЛП – 120 м3/ч.

Lнорм. = 70*600 = 42000 м3/ч (ЗП)

Lнорм. = 90*600 = 54000 м3/ч (ПП)

Lнорм. = 120*600 = 72000 м3/ч (ЛП)

Помимо часового объема вентиляции нам нужно определить какая должна быть площадь.

1.4 Расчет вентиляции с естественной тягой воздуха

S = L/v*3600

S – суммарная площадь сечения вытяжных шахт

L – часовой объем вентиляции для ЗП и ПП

v – скорость движения воздуха через шахту, м/ч

3600 – пересчет часа  в секунды

Т.к. нам не дана высота трубы, то выберем 4м, тогда скорость движения воздуха определяется по таб.9. На ЗП скорость движения воздуха будет равна 1,01 м/с, а в ПП 0,93 м/с.

S = 15090/1,01*3600 = 4.2 м2 (ЗП)

S = 17833/0,93*3600 = 5,3 м2 (ПП)

Расчет вытяжных шахт:

N1=S/A1

A1 – сечение вытяжных шахт (0,9*0,9=0,81)

N1 = 4,2/0,81 = 5 вытяжных шахт (ЗП)

N1 = 5,3/0,81 = 7 вытяжных шахт (ПП)

Расчет числа приточных  каналов

N2=S/A2

А2-сечение приточных каналов (0,3*0,3=0,09)

Площадь сечения приточных  каналов зимой выбирают в размере 70% от площади сечения вытяжных шахт.

Оптимизация параметров микроклимата внутри животноводческих помещений

‘) var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove («расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене») var PurchaseOption = переключатель.родительский элемент если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded) форма.скрытый = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Чой, Кристофер – Инженерия биологических систем – Университет Вашингтона – Мэдисон

Веб-сайт лаборатории: Лаборатория тепломассообмена

Принадлежности к программе

  • Инженерия биологических систем

Образование и сертификаты

  • Тел.D. 1990 – Машиностроение, Университет штата Колорадо
  • .

Сферы интересов

  • Тепломассообмен и вычислительная гидродинамика (CFD)
  • Контролируемая среда – животноводство и теплица
  • Моделирование системы распределения воды и качество воды
  • Экспериментальные методы, сбор данных и системная оптимизация в биологических системах

Публикации

  • Chung H, J Li, Y Kim, JM Van Os, SH Brounts, CY Choi (2020) Использование имплантируемых биосенсоров и переносных сканеров для мониторинга внутренней температуры тела молочного скота в режиме реального времени, Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, 174, 105453 .
  • Rojano F, CY Choi, XA Ortiz, RJ Collier (2020) Разработка сети водопроводов, служащих кондуктивной системой охлаждения для молочных ферм, Ingeniería Agrícola y Biosistemas, 11(2), 161-179.
  • Рохано Ф., Бурне П.Е., Хассуна М., Робин П., Качира М., Чой С.Ю. (2019) Моделирование воздействия выбросов воздуха, вызванных естественной вентиляцией в птичнике, Biosystems Engineering 180, 168-181.
  • Mondaca MR, CY Choi, NB Cook (2019) Понимание микросреды в беспривязном стойле для молочных коров с туннельной вентиляцией: исследование с использованием вычислительной гидродинамики и экспериментальная проверка, Biosystems Engineering, 183, 70-84.
  • Чжоу Б., Ван С., Мондака М.Р., Ронг Л., Чой С.И. (2019) Оценка оптимального расположения и углов дефлекторов воздушного потока в молочных помещениях с механической вентиляцией с использованием вычислительной гидродинамики, Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, 165, 1-11.
  • Аткинс И.К., Н.Б. Кук, М.Р. Мондака, К.Ю. Чой (2018) Непрерывное измерение частоты дыхания молочных коров, подвергшихся тепловому стрессу, и отношение к окружающей среде, температуре тела и времени лежания, Труды ASABE, 61(5), 1475-1485 .
  • Wang X, G Zhang, CY Choi (2018) Оценка прецизионной системы подачи воздуха в беспривязных молочных коровниках с естественной вентиляцией, Biosystems Engineering, 175, 1-15.
  • Рояно Ф., Бурне П., Хассуна М., Робин П., Качира М. и Чой С.Ю. (2018) Оценка с использованием CFD направления ветра расхода воздуха, вызванного естественной вентиляцией в птичнике, Мониторинг и оценка окружающей среды, 190(12) ), 724, 1-15.
  • Wang X, BS Bjerg, CY Choi, C Zong, G Zhang (2018) Обзор и количественная оценка тепловых индексов, связанных с крупным рогатым скотом, Journal of Thermal Biology, 77, 24-37.
  • Drewry JL, M Mondaca, BD Luck, CY Choi (2018) Вычислительная гидродинамическая модель образования биологического тепла и газа в помещении молочной фермы.Сделки ASABE, 61:2, 449-460.
  • Wang X, G Zhang, CY Choi (2018) Влияние скорости и направления воздушного потока на конвективный теплообмен стоячих и лежачих коров, Biosystems Engineering, 167, 87-98.
  • Song I, P Romero-Gomez, MA Andrade, M Mondaca, CY Choi (2018) Смешивание на стыках в системах распределения воды: экспериментальное исследование, Urban Water Journal. 15:1, 32-38.
  • Гольштейн А.Дж., Д.Р. Бонхофф, К.Ю. Чой (2018) Расчетное и экспериментальное исследование сопряженной теплопередачи через композитные тепловые оболочки в каркасных зданиях, Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, 149, 139-149.
  • Drewry JL, CY Choi, JM Powell, BD Luck (2018) Расчетная модель выбросов метана и аммиака из молочных коровников: разработка и проверка, Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, 149, 80-89.
  • Оздоган-Долчек А., Аткинс И., Харпер М.К., Тинджум Дж. М. и Чой С.И. (2017) Производительность и устойчивость районных систем тепловых насосов с заземлением, Geotech. и геологическая инженерия. 35 (2), 843-856.
  • Drewry JL, CY Choi, JM Powell (2017) Проектирование и калибровка камер для измерения газообразных выбросов молочных коров в помещении.Труды ASABE, 60:4, 1291-1300.
  • Floria LJ, Hart D, Tinjum J, CY Choi (2017) Потенциальное воздействие на грунтовые воды геотермальных тепловых насосов, подключенных к земле, в районном масштабе, Подземные воды. 55:1, 8-9.
  • Mondaca M, CY Choi (2016) Расчетная гидродинамическая модель системы вентиляции с перфорированной полиэтиленовой трубкой для молочных производств, Transactions of the ASABE, 59:6, 1585-1594.
  • Mondaca M, CY Choi (2016) Оценка упрощения предположений в вычислительных гидродинамических моделях молочных коров, Transactions of the ASABE, 59:6, 1575-1584.
  • Рохано Ф., Бурне П., Хассуна М., Робин П., Качира М. и Чой С.И. (2016) Численное моделирование градиентов температуры и влажности внутри птичника с естественной вентиляцией, Инженерия биосистем. 151, 273-285.
  • Андраде М., Чой С.И., Лэнси К., Юнг Д. (2016) Усовершенствованная искусственная нейронная сеть, оценивающая ограничения качества воды для оптимального проектирования систем распределения воды. Журнал ASCE по планированию и управлению водными ресурсами. 142:9, 1-14.
  • Рохано Ф., Бурне П., Хассуна М., Робин П., Качира М. и Чой С.Ю. (2015) Моделирование тепло- и массопереноса в бройлерном помещении с использованием вычислительной гидродинамики.Биосистемная инженерия. 136, 25-38.
  • Drewry JL, CY Choi, An L, Gharagozloo PE (2015) Вычислительная гидродинамическая модель роста водорослей: разработка и проверка. Сделки ASABE. 58:2, 203-213.
  • Ortiz XA, JF Smith, F Rojano, CY Choi, J Bruer, T Steele, N Schuring, J Allen II и RJ Collier (2015) Оценка кондуктивного охлаждения лактирующих молочных коров в контролируемых условиях окружающей среды, Journal of Dairy Science. 98, 1759-1771.
  • Mondaca M, MA Andrade, CY Choi, KE Lansey (2015) Разработка функции затрат систем распределения воды для жилых районов, Urban Water Journal.12:2, 145-153.
  • Gharagozloo PE, JL Drewry, AM Collins, TA Dempster, CY Choi, SC James (2014) Анализ и моделирование роста Nanochloropsus в экспериментах в лаборатории, теплице и на дорожках. Журнал прикладной психологии. 26:6, 2303-2314.
  • Song I, T Dominguez, CY Choi, MS Kang (2014) Влияние обработки почвы на сушку твердых биологических веществ и индикаторные микроорганизмы, выживающие во время процесса сушки на солнце. Журнал наук об окружающей среде и здоровье. 49:14, 1701-1709.
  • Song I, SA O’Shaughnessy, CY Choi, CP Gerba (2014)Влияние обработки почвы и покрытия на преобразование солнечной сушки биологических твердых веществ из класса B в класс A, экологические технологии.35:20, 26:10-26:18.
  • Mondaca M, F Rojano, CY Choi, K Gebremedhin (2013) Модель сопряженного тепло- и массообмена для оценки эффективности кондуктивного охлаждения молочного скота, Transactions of the ASABE, 56:6, 1471-1482.
  • Kim M, CY Choi и CP Gerba (2013) Разработка и оценка модели поддержки принятия решений для определения местоположения источника микробных интрузий в реальных самотечных канализационных системах, Water Research, 47, 4630-4638.
  • Tamimi E, M Kacira, CY Choi, L An, (2013) Анализ однородности микроклимата в теплице с естественной вентиляцией и системой туманообразования под высоким давлением, Transactions of the ASABE, 56:3, 1241-1254.
  • Anderson SD, BJ Bradford, JP Harner, CB Tucker, CY Choi, JD Allen, LW Hall, S Rungruang, RJ Collier, JF Smith (2013) Влияние регулируемых и стационарных вентиляторов с господами на внутреннюю температуру тела и лежачее поведение лактирующих молочные коровы в полузасушливом климате, Journal of Dairy Science, 96, 4738-4750.
  • Андраде М.А., Д. Канг, С.И. Чой, К. Лэнси (2013) Эвристические подходы пост-оптимизации для проектирования систем распределения воды, Журнал ASCE по планированию и управлению водными ресурсами.139:4, 387-395.

Другие публикации

Разработка программного обеспечения

АЗРЕД 2.0

Избранные награды и награды

  • Награда за выдающуюся работу, «Вычислительная гидродинамическая модель биологического образования тепла и газа в молочном животноводстве», Американское общество инженеров-агрономов и биологов (ASABE), 2019 г.
  • Премия
  • Superior Paper Award, Оценка упрощения предположений в вычислительных гидродинамических моделях для молочных коров, Международная встреча ASABE, Американское общество инженеров-агрономов и биологических инженеров (ASABE), 2017 г.
  • Superior Paper Award, Модель сопряженного тепло- и массопереноса для оценки эффективности кондуктивного охлаждения молочного скота, Международная встреча ASABE, Американское общество инженеров-агрономов и биологов (ASABE), 2014 г.
  • Superior Paper Award, Анализ однородности микроклимата в теплице с естественной вентиляцией и системой туманообразования под высоким давлением, Международная встреча ASABE, Американское общество инженеров-агрономов и биологов (ASABE), 2014 г.
  • Награда
  • за лучшую статью (одна из 106 представленных статей), Осевая дисперсия в трубе под давлением, 10-й ежегодный симпозиум по анализу систем распределения воды, Американское общество инженеров-строителей (ASCE), 2008 г.
  • Сделки ASABE, помощник редактора
  • Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, приглашенный редактор

Краткий обзор экспертизы

Научные интересы доктора Чоя связаны с вычислительными и экспериментальными явлениями течения и переноса жидкости в сочетании с приложениями для окружающей среды, биологии и сельскохозяйственной инженерии. Его недавняя исследовательская деятельность включала: (1) моделирование и контроль микроклимата в животноводческих помещениях, (2) Интернет вещей (IoT) и точное земледелие, (3) оптимальное проектирование городских инфраструктур распределения воды (безопасность воды), (4) ) Контроль микроклимата в теплицах, (5) Транспорт и судьба патогенов в свежих овощах и фруктах (безопасность пищевых продуктов) и (6) Компьютерное моделирование производства биотоплива из водорослей в каналах.Он работал с исследователями, специализирующимися в области микробиологии, зоотехники, электротехники и вычислительной техники, а также гражданского строительства. Он занимался междисциплинарными исследовательскими проектами, поддерживая при этом независимую исследовательскую лабораторию для вычислительного моделирования и экспериментов в области транспортных явлений.

Снижение эмиссии аммиака животноводством при изменении температуры при начальной биоминерализации азота навоза

Экспериментальные данные были использованы для моделирования оптимальной температурной среды коровника на лабораторном стенде массовым методом.Основным фактором, повлиявшим на экспоненциальный рост эмиссии аммиака, было повышение температуры воздуха и поверхности навоза. При повышении температуры навоза с 4°С до 30°С рост эмиссии аммиака увеличился в 4 раза, т. е. со 102 до 430 мг м -2 ч -1 . Особый риск возникает при температуре выше 20°С: повышение температуры на 1°С способствует увеличению интенсивности выделения аммиака на 17 мг м -2 ч -1 . Температуры воздуха и поверхности навоза, а также его слоев важны при анализе эмиссионных процессов навоза.Действительно, он влияет на процессы, происходящие на поверхности навоза, а именно на обезвоживание и образование корки. Чтобы уменьшить выбросы аммиака из коровника, важно оптимизировать контроль внутренней температуры и управлять циркуляцией воздуха, особенно при более высоких температурах, предотвращая попадание теплого окружающего воздуха прямо на навоз. Уменьшение среднегодовой температуры на 1°C уменьшило бы годовой выброс аммиака примерно на 5,0%. Диапазон температур воздуха в коровниках варьировал от -15°С до 30°С. Самая высокая среднегодовая температура (14.6°С) и выделение аммиака (218 мг м -2 ч -1 ) наблюдались в полуглубоком коровнике.

1. Введение

Выбросы аммиака (NH 3 ) составляют значительное загрязнение окружающей среды, которое связано с сельским хозяйством, особенно с животноводством [1]. Самые высокие выбросы NH 3 в размере 75% получены от животноводства в зависимости от животноводческих помещений, хранилищ навоза и т. д. [2].

Строительство неизолированных (полевых климатических) коровников является основной тенденцией развития животноводческих помещений в Литве.Кроме того, обычные изолированные коровники реконструируются в боксы с глубокой подстилкой и подстилкой, с неизолированными внешними стенами или теплоизолированной только крышей, что обеспечивает более естественные условия содержания коров. Повышение продуктивности на одну корову, а также изменение восприятия их условий содержания оказали существенное влияние на такие тенденции развития коровников. Рекомендуемая температура в целом снизилась. Эпинатьев [3] установил, что для коров, дающих 20 и более кг молока в сутки, предпочтительная температура должна находиться в пределах от -10°С до +5°С.Тем не менее, для обеспечения непрерывного удаления навоза температура в коровнике не должна опускаться ниже -18°С [4]. Тип неизолированного сарая хорошо известен во многих странах. Так, интенсивное строительство подобных коровников началось в 1980-х годах в Западной Европе, в 1990-х годах в странах Скандинавии, Эстонии и Литве [5, 6].

Модернизация животноводческих помещений в Литве часто связана с некоторыми проблемами, связанными с загрязнением атмосферного воздуха: применение подстилочной или неподстилочной технологии содержания скота; интенсивность вентиляции коровника; поддержание температуры в коровнике.Отсутствие надежных данных о загрязнении атмосферного воздуха аммиаком из коровников нового типа усложняет оценку этих новых технологий с точки зрения защиты окружающей среды. Таким образом, животноводство является важным источником загрязнения воздуха, на долю которого приходится около 90% глобальных выбросов аммиака в окружающую среду [7]. В сельском хозяйстве наиболее значительная доля аммиака (50 %) выделяется от крупного рогатого скота, 20–22 % от свиней, 7–21 % от птицы, 9–18 % от минеральных удобрений и только 3–9 % от лошадей. овцы и другие животные.Однако выбросы аммиака из коровников составляли 37–50 % от общих выбросов животноводства [8, 9]. Чтобы уменьшить эти выбросы, необходимо применять там устойчивые технологии. Хотя были проведены значительные исследования, определение выбросов из открытых коровников все еще оставалось проблематичным [10, 11]. Многочисленными исследователями выявлено множество методологических проблем, связанных с анализом газовых выбросов в открытых коровниках. Кроме того, трудно определить точную интенсивность вентиляции в коровниках открытого типа.Поэтому во многих исследованиях предпринимались попытки усовершенствовать методы исследования непрерывных измерений [12, 13]. После этого был предложен прерывистый метод измерения для сокращения периода исследования. В первую очередь необходимо определить ежегодно изменяющиеся микроклиматические факторы коровника, например температуру наружного воздуха и коровника, интенсивность вентиляции, которая меняется в течение года и влияет на интенсивность выбросов, и выбрать периоды измерений. Измерив интенсивность выбросов, можно прогнозировать значительные ежегодные выбросы из коровника [14, 15].Быстрое и точное определение концентрации газа также затруднено из-за высоких градиентов концентрации аммиака на высоте 0,1  м над слоем навоза [16]. Таким образом, для получения непротиворечивых данных о выбросах от навоза необходимо точное описание процессов, влияющих на интенсивность выбросов NH 3 , несмотря на то, что постоянное изменение множества факторов (изменение скорости воздуха, турбулентность и температура) приводит к увеличению выбросов аммиака. эмиссия существенно различаться, влияя на эмиссию [2, 17].Изменения эмиссии аммиака также существенно зависели от образования корки на поверхности навоза. На образование корки существенное влияние оказывают содержание соломы и сухого вещества в навозе, а также климатические условия окружающей среды [18]. Кроме того, на выделение аммиака коровами влияет кормление в период лактации [19]. При анализе эмиссионных процессов исследования часто ограничиваются одним из наиболее важных и влияющих факторов, влияющих на интенсивность эмиссии. Температуру можно рассматривать как ключевой фактор из-за ее более высокого положительного влияния на выбросы аммиака по сравнению с частотой уборки навоза, состоянием и уборкой пола, активностью кормления коров.В дальнейшем суточные и годовые выбросы аммиака из навоза изменяются неравномерно. При повышении температуры в коровнике с 2°С до 20°С выброс аммиачных загрязнений увеличивается с 10 до 30 г на коровье место (корова, производящая 1000 Вт общего тепла) в сутки [20]. Следовательно, снижение температуры представляет собой хороший и эффективный способ уменьшить выбросы NH 3 . Кроме того, применение химических реагентов также предлагается как средство снижения выбросов навоза при высоких температурах [21]. Принято считать, что высокая температура в коровнике может повысить температуру как поверхности, так и навоза и, таким образом, привести к увеличению выбросов [10, 21].Выбросы значительно увеличиваются, когда погода прогревается и становится более сухой [17]. Тем не менее, исследователи определили, что прямое влияние температуры на выбросы аммиака значительно различается. Выбросы аммиака остаются примерно в два раза ниже при температуре навоза около 15°C по сравнению с таковой при 25°C[22]. Экспоненциальное увеличение эмиссии аммиака почти в три раза, а также увеличение эмиссии СО 2 и СН 4 наблюдалось при повышении температуры от 5°С до 35°С в испытательных камерах [23].Эмиссия аммиака варьировала от 11 до 88 г на корову в сутки при изменении температуры воздуха от 2,3°С до 22,4°С в коровнике с естественной вентиляцией [24, 25]. Температура часто остается основной причиной меньшего количества загрязняющих газов, выбрасываемых из открытых коровников, чем из изолированного коровника. По данным Тейе [13], температура в холодном коровнике колеблется от -7°С до +24°С, а выбросы аммиака колеблются от 7 г до 35 г в сутки на одну корову. Различные научные исследования проводятся, как правило, при различных температурах, интервалах температур и различном химическом составе навоза; после этого результаты совсем другие; например, повышение температуры на 1°C приводит к увеличению выбросов аммиака на 10-39%.Большинство исследований проводится по аммиаку путем анализа выбросов навоза при различных температурах.

Чтобы найти оптимальную внутреннюю температуру в коровниках, которая гарантирует, что животные не наносят вреда, и связать ее с выбросами из открытых коровников с естественной вентиляцией, исследование было сосредоточено на (i) сборе надежных данных о температуре окружающей среды и аммиаке. процесс выбросов в разных коровниках и (ii) анализ влияния температурного градиента на выбросы аммиака.

2. Материалы и методы
2.1. Измерения микроклимата в коровниках

Пилотные исследования микроклимата проводились в коровниках трех преобладающих в Литве типов: полуглубокоизолированные в Учебной ферме Университета Александраса Стульгинскиса (Каунасский р-н), холодные в кооперативе Lumpen rambynas (Лумпенай, Шилутский р-н). .), а короб частично утеплен (утеплена только крыша сарая) в компании Bernatoniai (Бернатонис, Каунасский р-н). Полуглубокий амбар часто является результатом реконструкции старого небольшого привязного амбара.Около 140 коров содержатся в полуглубоком коровнике, стены которого построены из бетонных блоков, а пол (потолки) утеплен толстым слоем соломы. Коровник оборудован канальной системой вентиляции. Поверхность коровников засыпается соломой (четыре рулона по 350 кг соломенной подстилки в сутки). Технология мобильного навоза применяется один раз в месяц. Коробчатый холодный амбар вмещает 220 человек и имеет неизолированные стены и крышу. Его крыша покрыта только жестью, средняя стена и коэффициент теплопередачи крыши равен 4.5 Вт (м 2  К) −1 . Коров содержат в неглубоких боксах, полы которых покрыты резиновыми матами толщиной 30 мм. Тротуары залиты бетоном, а навоз вывозится скребковым транспортером. Коровник оборудован неканальной, коньково-щелевой системой вентиляции. Приток воздуха осуществляется через щели в стенах, закрытые сетками, а отток – через отверстия в коньке. Циркуляция воздуха регулировалась подъемом защитной шторки и изменением ширины стенных щелей.Средние коэффициенты теплопередачи стен и кровли составили 3,3 Вт (м 2  К) −1 и 0,45 Вт (м 2  К) −1 соответственно в частично изолированном (утепленная крыша) боксе- типа коровник 230 боксов. Приток свежего воздуха происходил через предохранительные регулируемые отверстия в стене, а загрязненный удалялся через регулируемые коньковые щели. В коровнике применяется бесподстилочная технология. Резиновые чехлы уложены в остальные ящики. Навозные дорожки были покрыты сеткой.Под выгонными дорожками для коров устроены навозоопрокидывающие каналы глубиной 1,2 м.

Основные параметры микроклимата (температура и концентрация аммиака) измерялись в коровниках в разные сезоны года. Температуру воздуха регистрировали ежечасно управляемым компьютером измерителем-накопителем температуры и влажности COX TRACER Almemo 2590-9. Заданный диапазон измерения температуры составлял от -30°C до 40°C (±0,3°) с 8 датчиками, двумя внешними и шестью внутренними в разных местах.Концентрация газообразного аммиака в коровниках измерялась с помощью системы отбора проб воздуха ECOM, которая облегчала отбор проб воздуха и транспортировку в лабораторию, тогда как концентрация NH 3 измерялась анализатором GME700.

2.2. Лабораторно-экспериментальный стенд

Определив методические проблемы анализа газов в открытых коровниках с естественной вентиляцией, был спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд (рис. 1) для моделирования процессов выброса навоза при изменении температуры окружающей среды.Влияние температуры на интенсивность выделения аммиака из навоза определяли на стенде путем моделирования потенциальной температуры в коровниках. Свежий навоз (3) помещали в камеру (5) слоем от 0,12 до 0,15 м. Навозная камера была размещена на термостате (1), который нагревает навоз снизу. В камеру входили два воздуховода: подогретый воздух из климатической камеры Memmert ICP 600 (21) по воздуховоду (7) подавался в навозную камеру (5) и откачивался через второй воздуховод (9) диаметром 50 мм и длина 1500 мм.Длина входного канала пробоотборника воздуха составляла 500  мм, что в 10 раз больше его диаметра. Такая длина воздуховода обеспечивала ламинарный поток воздуха.


Скорость воздушного потока в воздуховоде и интенсивность вентиляции камеры регулировали с помощью преобразователя частоты для регулировки вращения вентилятора (13) и, таким образом, клапана (12) для изменения площади диаметра воздуховода. Скорость воздуха измерялась в воздуховоде (9) анемометром OMEGAFLO HH-F615 M и переводилась в интенсивность воздушного потока. Температуру и влажность выходящего-приточного воздуха камеры измеряли датчиками температуры и влажности (8) системы ALMEMO 2590-9 (14).Интенсивность газовыделения из навоза измеряли методом массового расхода. Интенсивность выброса () рассчитывалась с учетом интенсивности вентиляции камеры (м 3  ч −1 ), концентрации газа на выходе (Ce, мг м −3 ) и концентрации газа в приточном воздухе ( Ко),

Концентрацию аммиака измеряли газоанализатором ГМЭ700. Пробы воздуха из воздуховодов (9 и 7) отбирались зондом (10) и по обогреваемому шлангу (20) подавались в газоанализатор (17).Воздух в анализатор подавался непрерывно насосом (19) производительностью 6 л мин -1 . Для предотвращения конденсации воздуха его подогревали до 150°С в кишке (20) и электрообогревающем клапане (18). Газоанализатор аммиака ГМЭ700 определял концентрацию газа в воздухе методом лазерной спектроскопии. Концентрацию аммиака измеряли непрерывно и регистрировали каждые 1 мин

Температуру навоза и его поверхности измеряли с помощью термопар (4) с диаметром провода 0.1 мм. Три термопары укладывали на поверхность навоза, а датчики остальных термопар располагали вертикально по прямой линии на различной глубине навоза. Измерения температуры регистрировались прибором ALMEMO 2590-9 с микропроцессором для обработки данных и системой регистрации. Датчики были подключены к устройству ALMEMO с 9 входами (ZA9020-FS), подходящим для медно-константановой термопары. Оценивали свежий навоз крупного рогатого скота различной влажности. Перемешанный и гомогенизированный навоз из коровника отбирали в 20-литровые ведра, которые помещали на сутки в климатические камеры с разной температурой: 4.2°С, 13,1°С, 24,5°С и 35,6°С. Затем навоз высыпали из ведра слоем толщиной 0,12 м в камеру уступа, перемешивали и измеряли интенсивность выделения аммиака. При испытаниях температура подаваемого  м 3  ч −1 воздушного потока в навозокамеру составляла ° С, при этом навоз снизу не нагревался. Эти испытания на выбросы длились 70 минут; Было проведено 2 опыта с навозом разного содержания сухого вещества (СВ): , и .

2.3. NH
3 Выбросы нагретого навоза

Для определения детального влияния температуры на выбросы аммиака из навоза ( DM) камера для навоза (5) нагревалась (45°C) снизу с помощью термостата. (1) создание температурного градиента в вертикальных слоях навоза. Температура в камере была постоянной на уровне °C. Для определения влияния температуры на выбросы аммиака приточный воздух нагревался на 6-7°С периодически каждые 20 часов. Испытания длились 120 часов.

2.4. Статистический анализ

Доверительные интервалы оценок были получены с использованием однофакторного дисперсионного анализа (по ANOVA ). Наименее значимые различия между методами лечения определяли с использованием метода Фишера. Стандартная ошибка (SE) рассчитана на уровне статистической значимости.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Колебания температуры в различных коровниках

Чтобы учесть тенденции развития коровников, исследование проводилось в наиболее распространенном в Литве типе коровников.Испытания микроклимата проводились в разные сезоны года в трех типах коровников: полуглубоком, холодном боксе и боксе с частичной теплоизоляцией (только утепленная крыша). Технология содержания животных, конструкция конструкции, виды и количество накапливаемого навоза и другие факторы внешней среды в коровниках различались. После этого они стали специфичными с разной внутренней температурой, что является одним из основных признаков, определяющих их функциональность, влияющих на микроклимат и газовыделение от навоза в холодных коровниках.Во время испытаний микроклимата наружная температура колебалась в пределах от -21,5°C до 32,0°C (рис. 2). Тем не менее, внутренняя температура значительно различалась: опускалась до -15,2°С и всего 1,8°С в холодных и полуглубоких коровниках соответственно. Самая высокая температура 29,4°С действительно наблюдалась в коровнике-холодильнике. На протяжении всего года полуглубокий коровник оставался самым теплым. В частности, там наблюдалась среднегодовая температура 14,6°C, тогда как в холодных и частично изолированных боксах наблюдались несколько более низкие средние температуры 11,9°C и 11,2°C соответственно.


Эти данные были применены для оценки уравнений регрессии, связывающих температуру воздуха в разных коровниках с наружной температурой (таблица 1). Коэффициент корреляции () показывает сильную положительную корреляцию между внешней и внутренней температурой разных коровников.


3 Regence Regress

Cold Box ; = 0,980 ()
Коробка частично теплоизолированная ; = 0.934
Полуглубокая изоляция ; = 0,822

Различная температура окружающей среды привела к различной концентрации аммиака в разных коровниках в разные сезоны. При понижении температуры ниже 0°С в коровнике-холодильнике аммиак не обнаруживался. Было установлено, что потепление погоды и повышение внутренней температуры увеличили концентрацию аммиака в коровнике. По данным Zhang et al. [20], теплые и влажные условия не только способствовали распространению болезней, но и создавали благоприятные условия для жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий и, таким образом, для выделения аммиака из навоза.При повышении температуры в коровнике выше 20°С концентрация аммиака увеличивалась до 8,5–9,0 млн и с 13,5 до 14,8 млн в полуглубоком коровнике из-за отсутствия вентиляции коровника.

3.2. Моделирование выбросов аммиака при изменении температуры на лабораторном испытательном стенде

Поскольку колебания температуры изменяют циркуляцию воздуха, определение влияния температуры коровника на выбросы аммиака было довольно громоздким. По этой причине влияние температуры на выбросы аммиака из навоза оценивалось на лабораторном испытательном стенде (рис. 1).Потенциальное влияние температуры воздуха и поверхности навоза, а также температурного градиента слоев навоза на интенсивность выделения аммиака определяли путем моделирования температуры в коровниках в разные сезоны. Содержание сухого вещества в свежем навозе и регистрировали для первого и второго опыта соответственно. Выявлено влияние температуры навоза на выделение аммиака (рис. 3). Температура поверхности навоза и интенсивность выделения аммиака изменяются в сторону тренда. Выбросы регистрировались при двух температурных условиях: (1) приток с более высокой температурой, который нагревал навоз, тем самым увеличивая выброс аммиака, и (2) температура притока с более низкой температурой, которая была ниже по сравнению с температурой навоза.Выделение аммиака значительно увеличивалось при более высоких температурах слоя навоза. Выбросы NH 3  мг м −2  ч −1 и 565 ± 5,9 мг м −2  ч −1 зарегистрированы при температуре навоза 24,5 ± 0,39°C и 35,6°C соответственно.


Выбросы аммиака увеличились почти в шесть раз, а температура навоза повысилась с 4,2°С до 35,6°С; то есть повышение температуры на 1°C увеличило выброс аммиака в среднем на 14,7 мг м −2  ч −1 .Кроме того, это эквивалентно 74,09 г м 90 133 -2 90 134 за период в помещении (210 дней) или около 259 г на коровье место.

Когда температура притока была ниже температуры навоза, навоз охлаждался, температура его поверхности падала, что приводило к уменьшению выбросов аммиака. Эмиссия NH 3 ( мг м −2  ч −1 и  мг м −2  ч −1 соответственно) наблюдалась только при температурах навоза °С и °С, которые были ниже, чем у навоза. приток воздуха.Влияние температуры на выброс аммиака при температурах от 4°С до 36°С существенно различается; поэтому уместно проанализировать эти процессы отдельно.

Выбросы аммиака увеличивались экспоненциально с повышением температуры навоза (рис. 4). Эта зависимость оставалась одинаковой как на коротких (5 мин), так и на более длинных (70 мин) периодах. Более сильное влияние температуры навоза на интенсивность выделения аммиака наблюдалось в короткий период, а также при более высоких температурах.Действительно, повышение температуры навоза на 1°С приводит к увеличению эмиссии аммиака на 7,3 мг (м 2  ч) −1 , 10,5 мг (м 2  ч) –1 , и 17,4 мг m 2  h) −1 при температурах 10–20°C, 20–30°C и выше 20°C соответственно. В дальнейшем следует избегать повышения температуры выше 20°C.


Анализ более гладкого навоза с меньшим содержанием сухого вещества (8,62% ± 0,09%) выявил аналогичную корреляцию с температурой (рис. 5).Аммиак выделялся более интенсивно из более гладкого навоза, с увеличением прироста выбросов при более высоких температурах.


Для более детального анализа влияния температуры навоза на выброс аммиака навоз нагревали снизу до 45°C. Температура навоза повысилась с 6,1°С до 43,6°С в нижнем слое, тогда как на поверхности навоза только до 24,6°С за период испытаний (рис. 6). Интенсивность выделения аммиака была достаточно изменчивой: за 50 часов исследований она снизилась с 285 мг м −2  ч −1 до 130 мг м −2  ч −1 , а затем начала увеличиваться. в результате повышения температуры поверхности навоза.Характер кривых интенсивности выделения аммиака и температуры навоза в различных слоях свидетельствует о том, что связь между выделением аммиака и температурой навоза оставалась достаточно условной.


Выбросы аммиака в основном определяются колебаниями температуры воздуха и поверхности навоза. Повышение температуры воздушного потока на несколько градусов по Цельсию вызывает повышение температуры поверхности навоза и, как следствие, увеличение выделения аммиака. Анализ выбросов аммиака из навоза может быть проанализирован с точки зрения коротких и длинных периодов.Анализ процессов, происходивших в течение первых 60 мин (рис. 7), показал, что источник тепла на дне слоя навоза не влиял на температуру поверхности навоза, так как температура во внутреннем слое навоза не повышалась. Действительно, выброс аммиака уменьшился примерно на 13%, хотя температура на поверхности навоза повысилась всего на 1,1°C в течение первых 60 мин.


Тем не менее, наблюдаемые значения эмиссии аммиака отличались от данных, полученных в других исследованиях [10, 21, 22].Эти различия могли быть вызваны различными условиями испытаний и химическим составом навоза. В любом случае установленное влияние температуры на выбросы аммиака из навоза адекватно результатам, полученным во многих исследованиях [13, 17, 20, 23, 25]. Таким образом, полученные зависимости давали возможность анализировать и оценивать процессы выделения аммиака из навоза при изменении температуры окружающей среды: внутренней и поверхностной температуры навоза, а также температуры воздуха. Следовательно, температура внутри навоза оставалась важным фактором до тех пор, пока она влияла как на температуру поверхности навоза, так и на глубинные процессы на поверхности навоза, например, на высыхание и коркообразование.Выяснилось, что интенсивность этих процессов в основном зависит от разницы температур воздуха и навоза. Выбросы аммиака из навоза можно значительно сократить, контролируя температуру воздуха и поверхности навоза. Это объясняется тем, что температура поверхности навоза оказывает существенное влияние на активность аэробных аммонифицирующих бактерий [26].

4. Заключение

Температура воздуха в коровниках колебалась в широких пределах от 15°С до 30°С в разные сезоны года.Таким образом, преобладали летучие условия для жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий, что влияло на выбросы аммиака из навоза. С точки зрения сокращения выбросов аммиака из животноводческих помещений важными остаются следующие два вопроса: во-первых, оптимальное регулирование температуры воздуха в коровнике, особенно при высоких температурах. Во-вторых, управление потоком воздуха, предотвращающее попадание теплого окружающего воздуха прямо в навоз. Снижение среднегодовой температуры воздуха в коровнике на 1°С уменьшило годовые выбросы аммиака примерно в 5 раз.0%.

Испытания, проведенные на лабораторном стенде, показали, что ключевыми факторами, вызывающими выбросы аммиака, являются температура поверхности навоза и температура окружающей среды, которая, действительно, напрямую влияла на температуру поверхности навоза. С повышением температуры навоза выбросы аммиака увеличивались экспоненциально. Таким образом, эффект последнего был больше при более высоких температурах. В частности, повышение температуры навоза с 4°С до 30°С вызвало рост эмиссии аммиака со 102 мг м −2  ч −1 до 430 мг м −2  ч −1 , а именно около 4 раза.В целом следует избегать температур выше 20°С, так как повышение температуры на 1°С в этом районе вызвало увеличение выбросов аммиака более чем на 17 мг м −2  ч −1 . Анализ процессов эмиссии от навоза должен включать оценку температуры воздуха и поверхности навоза, а также температурного градиента. Внутренняя температура слоя навоза остается важной до тех пор, пока она влияет как на температуру его поверхности, так и на лежащие в основе процессы на поверхности навоза, например, на высыхание и коркообразование.

ماشین های کشاورزی

مقاله پژوهشی مدیریت ضایعات کشاورزی

1. ساخت و ارزیابی ظروف سلولزی از کاه برنج با پوشش های طبیعی

مهدی خوشدل؛ سید جعفر هاشمی؛ سید مجید ذبیح زاده؛ رضا اسماعیل زاده کناری

چکیده بهکارگیری کاه برنج بهعنوان ماده اولیه ظروف سلولزی یکبار مصرف علاوه بر جلوگیری از ماند کاه در شالیزارها, میتواند موجب بهبود مشکل کمبود مواد اولیه سلولزی, کاهش استفاده از ظروف پلاستیکی و خطرات ناشی از آن شود.ساخت و ارزیابی استقامت, میزان آبگریزی و خاصیت ضدمیکروبی ظروف سلولزی تززیه پذیر کاه برنج از اهداف اصلی این تحقیق میباشد. … بیشتر بهکارگیری کاه برنج بهعنوان ماده اولیه ظروف سلولزی یکبار مصرف علاوه بر جلوگیری از ماند کاه در شالیزارها, میتواند موجب بهبود مشکل کمبود مواد اولیه سلولزی, کاهش استفاده از ظروف پلاستیکی و خطرات ناشی از آن شود. ساخت و ارزیابی استقامت, میزان آبگریزی و خاصیت ضدمیکروبی ظروف سلولزی تززیه پذیر کاه برنج از اهداف اصلی این تحقیق میباشد.کاه در هاضم با سدیم هیدروکسید 10 و 20 درصد به منظور بدست آوردن ماده اولیه ساخت ظروف سلولزی, پخته و سپس برای گرفتن آزمونهای آبگریزی, شاخص مقاومت به کشیدگی و درجه روشنایی, کاغذ با گراماژ 120 ساخته شد. غلظتهای 1, 2, 5 و 10 درصد از محلول موم-اتانول بهعنوان پوشش اولیه برای بهبود آبگریزی و عصاره گزنه ریزپوشانی شده با صمغ دانه شاهی بهعنوان پوشش دوم برای بهبود خاصیت ضدباکتریایی استفاده شد. میزان آبدوستی و خاصیت ضد‌مینه‌ها سنجش و مقایسه گردید. قالب لیوان از فولاد دو تکه ساخته و با استفاده از خمیر مناسب کاه برنج و پوشش با غلظت مناسب نمونه ظرف ساخته شد.نتایج نشان داد افزایش مقدار سدیمهیدروکسید از 10 به 20 درصد در شرایط پخت موجب افزایش شاخص مقاومت به کشیدگی از 34/40 به 5/43 N.m г-1 و درجه روشنی از 41/43 13/45 به افزایش یافت. Бесплатно همچنین غلظت 5 درصد موم عسل به همراه عصاره گزنه ریزپوشانی شده با صمغ دانه شاهی با 22/37 میلیتر ذذب آب و ططر هاله 63/4 آب و ططر هاله 63/4 میلیمتر بهینهترین پوشش بدست آمد.

مقاله پژوهشی

2.ارزیابی سه روش مختلف هلینگ‌آپ نیشکر در دو بافت خاک و سه سرعت تففت‌مو۱

نسیم منجزی؛ محسن سلیمانی

چکیده این تحقیق با هدف ارزیابی سه روش مختلف هلینگآپ نیشکر دو بافت خاک و سرعت پیشروی متفاوت انجام شد. تیمارهای تحقیق عبارتند از: بافت خاک (کلیلوم و سیلتیکلیلوم), روشهای هلینگآپ (زیرشکن 6 شاخه + زیرشکن 10 شاخه, زیرشکن 8 شاخه + دستگاه هلینگآپ شماره 1 و زیرشکن 8 شاخه + دستگاه هلینگآپ شماره 2) و سرعتهای پیشروی ماشین (5, 6 و 7 کیلومتر … بیشتر این تحقیق با هدف ارزیابی سه روش مختلف هلینگآپ نیشکر دو بافت خاک و سرعت پیشروی متفاوت انجام شد. تیمارهای تحقیق عبارتند از: بافت خاک (کلیلوم و سیلتیکلیلوم), روشهای هلینگآپ (زیرشکن 6 شاخه + زیرشکن 10 شاخه, زیرشکن 8 شاخه + دستگاه هلینگآپ شماره 1 و زیرشکن 8 شاخه + دستگاه هلینگآپ شماره 2) و سرعتهای پیشروی ماشین (5, 6 و 7 کیلومتر در ساعت). طرح آزمایشی در قالب آزمایش در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی بلوک امیرکبیر استان خوزستان استان خوزستان انجام شد.خصوصیات فیزیکی مورد نظر در این تحقیق شامل, قطر متوسط کلوخهها, وزن مخصوص ظاهری, یکنواختی سطح خاک, نفوذپذیری آب در خاک و اندازه عمق جوی (ارتفاع پشته) میباشد. برای مقایسه تیمارها از تززیه واریانس و آزمون دانکن با استفاده از نرمافزار SAS 9.4 استفاده شد. نتایج نشان داد قطر متوسط وزنی کلوخهها, جرم مخصوص ظاهری خاک, یکنواختی سطح خاک و نفوذپذیری آب در خاک در تیمارهای بافت خاک, نوع ماشین هلینگآپ و سرعت پیشروی دارای اختلاف معنیدار میباشند. مقایسه میانگینها نیز نشان داد تیمار بافت کلیلوم, زیرشکن 6 شاخه + زیرشکن 10 شاخه در سرعت 7 کیلومتر بر ساعت کوچکترین قطر متوسط وزنی کلوخهها (06/16 میلیمتر) را به خود اختصاص داده است.استفاده از زیرشکن 6 شاخه + زیرشکن 10 شاخه در هلینگآپ در بافت کلیلوم و سرعت 5 کیلومتر در ساعت, جرم مخصوص ظاهری خاک را نیز بهصورت معنیداری کاهش میدهد. کمترین ضریب تغییرات یکنواختی سطح خاک مزرعه در تیمار هلینگآپ با زیرشکن 8 شاخه + دستگاه هلینگآپ شماره 1 در بافت کلیلوم و سرعت پیشروی 7 کیلومتر بر ساعت بهدست آمد. بیشترین سرعت نفوذپذیری آب در خاک پس از عملیات هلینگآپ از عملیات هلینگآپ با زیرشکن 6 شاخه + زیرشکن 10 شاخه در بافت کلیلوم 32/2 سانتیمتر در ساعت بهدست آمد. شاخص اندازه عمق جوی (ارتفاع پشته) نیز در همهی تیمارهای اندازهگیری شده در محدودهی قابل قبول (10-15 سانتیمتر) بود.

مقاله پژوهشی

3. ارزیابی تجربی انتقال حرارت رادیاتور تراکتور MF 285 با استفاده انو اننو نانو نانو سۧنو انو انوا نانو

بهمن رحمتی نژاد؛ مهدی عباسقلی پور؛ بهزاد محمدی الستی

چکیده در این تحقیق به منظور بررسی عملکرد حرارتی رادیاتور تراکتور MF 285 با استفاده از نانو سیال, مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد.در این مدل آزمایشگاهی آب به عنوان سیال پایه با نانو ذرات ترکیب و مورد استفاده قرار گرفت. از نانو ذرات 20  نانومتر با درصدهای حجمی 1 الی 4 درصد استفاده شد. دمای سیال ورودی به رادیاتور حداکثر 85 درجه سانتی گراد و سرعت … بیشتر در این تحقیق به منظور بررسی عملکرد حرارتی رادیاتور تراکتور MF 285 با استفاده از نانو سیال, مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. در این مدل آزمایشگاهی آب به عنوان سیال پایه با نانو ذرات ترکیب و مورد استفاده قرار گرفت.از نانو ذرات 20  نانومتر با درصدهای حجمی 1 الی 4 درصد استفاده شد. دمای سیال ورودی به رادیاتور حداکثر 85 درجه سانتی گراد و سرعت جریان سیال خنک کننده 3,18 تا 15.05 لیتر بر دقیقه و سرعت جریان هوا از 3.2 تا 6.4 متر بر ثانیه متغییر بود. نتایج نشان داد افزایش سرعت جریان مایع خنک کننده و سرعت جریان هوا می تواند عملکرد انتقال حرارت را بهبود دهد همچنین افزایش کسر حجمی نانوذرات در سیال پایه موجب افزایش نرخ انتقال حرارت و کاهش دمای خروجی می گردد. بنابراین با افزایش دور با افزایش دور الکتروموتور از 20 HZ به 40 Гц ضریب انتقال حرارت آب خالص به طور متوسط ​​26% و نانو سیال 29% افزایش را نشان می دهد.با افزودن 4 درصد حجمی نانوذرات به سیال پایه می توان نرخ انتقال حرارت را به طور متوسط 37% و ضریب انتقال حرارت جابجایی را 28% نسبت به سیال پایه افزایش داد.

مقاله پژوهشی مدل‌سازی

4. مطالعه تجربی و شبیه سازی سینیتیک خشکدن یونجه ساقه کوبی شده به روش دینامیک سیالات محاسباتی

مریم دانا؛ پرویز احمدی مقدم

چکیده در این پژوهش تأثیر شدت ساقه کوبی تأثیر شدت سدن کوبی بر همچند خشکخشکدن یونجه و همچنین ماکزیمم نیروی مورد ازاز برای جدا کردن برار از ساقه مورد مطالعه قرار سرفته است.Бесплатно متغیرهای مستقل, شدت ساق کوبی در 3 شدت (کم, متوسط ​​و شدید), مان در 7 سطط برای آزمایش اول و 4 سطط برای آزمایش دوم و همچنین متغیرهای … بیشتر در این پژوهش تأثیر شدت ساقه کوبی تأثیر شدت سدن کوبی بر همچند خشکخشکدن یونجه و همچنین ماکزیمم نیروی مورد ازاز برای جدا کردن برار از ساقه مورد مطالعه قرار سرفته است. Бесплатноمتغیرهای مستقل, شدت ساق کوبی در 3 شدت (کم, متوسط و شدید), زمان در 7 سطح برای آزمایش اول و 4 سطح برای آزمایش دوم و همچنین متغیرهای وابسته دو آزمایش به ترتیب نسبت رطوبت محصول و ماکزیمم مقدار نیروی مورد نیاز جدا کردن برگ از ساقه بودند. از دستگاه بافت سنج با سرعت پروب 10 میای متر بر دقیقه برای اندازه گیری نیروی جدایش برگ از ساقه در رطوبت های مختلف استفاده گردید. همچنین برای شبیه سازی نرخ از دست دادن رطوبت ساقه از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسبامیک در تخمین محاسباتی در تخمین زمان خشکخشکدن یونجه, همبستگی بالایی (اختلاف بالایی (اختلاف زیر 10%) را با نتایج داده های تجربی نشان داد.همچنین نتایج بدست آمده نشایج داد که با کاهش رطوبت مصصول کاهشایش شدت مصصوبی, افزایش شدت ساقهکوبی, میزان نیروی جدایش برگ از ساقه بطور معنی داری (99/0) کاهش یافت. در پایان نتایج, با در نظر گرفتن کیفیت محصول نهایی و تلفات کم تر برگ و همچنین در نظر گرفتن زمان مناسب خشک شدن علوفه, ساقه کوبی با شدت متوسط (8 ضربه) به عنوان بهترین حالت انتخاب گردید.

مقاله پژوهشی بیو انرژی

5.تحلیل انرژی موتور دیزل با استفاده از مخلوطهای سوختی دیزل و بیودیزل حاوی نانو ذرات اکسید گرافن

میثم اسحقی پیره؛ محمد غلامی پرشکوهی؛ داود محمدزمانی

چکیده در این تحقیق وضعیت تعادل گرمایی در یک موتور دیزل تک سیلندر, چهار زمانه و آب خنک با کاربرد نانو ذرات اکسید گرافن در مخلوطهای سوختی دیزل- بیودیزل بررسی شد.نانو ذرات اکسید گرافن در سه سطط 30, 60 و 90 پیپیام به مخلوط-های بیودیزل-دیزل (نسبتهای حجمی صفر, 5 و 20 درصد بیودیزل) اضافه شد. آزمایش‌ها در شرایط بار کامل و سرعت‌ 1500 دور در دقیقه … بیشتر در این تحقیق وضعیت تعادل گرمایی در یک موتور دیزل تک سیلندر, چهار زمانه و آب خنک با کاربرد نانو ذرات اکسید گرافن در مخلوطهای سوختی دیزل- بیودیزل بررسی شد. نانو ذرات اکسید گرافن در سه سطط 30, 60 و 90 پیپیام به مخلوط-های بیودیزل-دیزل (نسبتهای حجمی صفر, 5 و 20 درصد بیودیزل) اضافه شد.آزمایش‌ها در شرایط بار کامل و سرعت‌ 1500 دور در دقیقه انجام شد. نتایج ارزیابی مدل پیشبینی توان مفید خروجی, توان معادل آلایندههای خروجی اگزوز و توان معادل تلفات گرمایی سیستم خنککننده نشان داد که مدل نمایی برازش بهتری داشت. Бесплатно بهطوریکه با افزودن 60 پیپیام اکسید گرافن و 20 درصد بیودیزل به سوخت دیزل, توان مفید خروجی به کمترین مقدار خود رسیده و در حدود 52/5 درصد کاهش یافت. به منظور دستیابی به بیشترین توان مفید خروجی و با اولویت افزودن بیودیزل به مقدار بالا, ترکیب سوختی 90 پیپیام اکسید گرافن و 20 درصد بیودیزل به طور نسبی دارای شرایط بهتری بود.با افزودن 30 پیپیام اکسید گرافن به سوخت دیزل خالص, توخت دیزل خالص, توان معادل دود اگزوز به کمترین مقدار خود رسیده و در حدود 5/18 درصد کاهش یافت. در حالت کلی تلفات گرمایی از طریق سیستم خنککنننده در سوخت دیزل خالص نسبت به سایر ترکیبات سوختی پایینتر بود.

مقاله پژوهشی مدل‌سازی

6.بررسی تاثیر صفحه تنظیمکننده جریان خروجی بر عملکرد سیکلون آرد: مطالعات تجربی و شبیهسازی عددی

احسان آقایی بدلبو؛ وحید رستم پور؛ عادل رضوانی وند فنائی؛ علی محمد نیکبخت

چکیده سیکلونها با توجه به هزینهههای ساخت و نگهداری نسبتا پایین سادگی آنها همواره در صنعت و کشاورزی مورد توجه بوده-اند.دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یکی از ابزارهای توانمند برای پیشبینی رفتار در شرایط مختلف است که با حل عددی معادلات ناویر- استوکس درک بهتری از حل عددی در شرایط آشفتگی جریان سیال میدهد. در این مطالعه تاثیر صفحه تنظیم … بیشتر سیکلونها با توجه به هزینهههای ساخت و نگهداری نسبتا پایین سادگی آنها همواره در صنعت و کشاورزی مورد توجه بوده-اند. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یکی از ابزارهای توانمند برای پیشبینی رفتار در شرایط مختلف است که با حل عددی معادلات ناویر- استوکس درک بهتری از حل عددی در شرایط آشفتگی جریان سیال میدهد.در این مطالعه تاثر صفحه تنظم تاثر صفحه تنظم جریان مکشی در یک سیکلون مورد درد استفاده در صنعت آرد, بر روی جریانهای داخلی در داخل سیکلون مورد بررسی قرار گرفته است. از نرمافزار گمبیت و نرمافزار انسیس فلوئنت نسخهی 15 به ترتیب برای رسم هندسه مسئله, ایجاد شبکه, اعمال شرایط مرزی و همچنین برای حل معادلات بقا بهره گرفته شد. از مدل آشفتگی تنشهای رینولدز RSM برای شبیهسازی آشفتگی جریان داخل سیکلون استفاده گردید. لازم به ذکر است که با توجه به رقیق بودن جریان آرد در داخل جریان هوای حامل از مدل فاز گسسته (ПСБ) برای ردیابی ذرات از طریق میدان جریان استفاده گردیده است.در زوایای صفحه صفر, 15, 30, 45, 60 و 75 درجه, پارامترهای اندازه سرعت, سرعت محوری, بازده جمعآوری, افت فشار, ضریب اصطکاک سطح و همچنین شدت آشفتگی با جزئیات استخراج گردیده و در قالب کانتورهای همارز شده با شاخص یکسان, با یکدیگر مقایسه شدند. علاوه بر این برای درک هر چه بیشتر رفتار جریان, کانتورهای مربوط به مسیر حرکت برای سیکلون استخرای گردیدند. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن تمامی شرایط, زاویه صفحه تنظیمکننده 30 درجه با افت فشار 134,2 پاسکال و بازده جمعآوری 95,3 درصد دارای بهترین شرایط در بین حالتهای مورد بررسی میباشد.

مقاله پژوهشی مهندسی سامانه‌های کشاورزی (گلخانه، پرورش ماهی، تولید قارچ)

7. تحلیل و ارزیابی شاخصهای ارزیابی شاخصهای انرژی, اقتصادی و اثرات زیستمحیطی سامانههای تولید مصصولات باغی و گلخانهای در ایران با استفاده از روش Prisma

مرتضی زنگنه؛ نرگس بنائیان

چکیده تاکنون مطالعات زیادی در زمینه ارزیابی تأثیر الگوی مصرف نهاده در شاخصهای انرژی, اقتصادی و اثرات زیستمحیطی در محصولات باغی و گلخانهای ایران انجامشده است.بررسی این مطالعات نشان میدهد علل ایجاد وضعیت موجود در سامانهها بررسی نشده است. این مطالعات بیشتر جنبه گزارش وضعیت موجود را داشته و اقدامامات مداخلهای و بررسی اثر آنها … بیشتر تاکنون مطالعات زیادی در زمینه ارزیابی تأثیر الگوی مصرف نهاده در شاخصهای انرژی, اقتصادی و اثرات زیستمحیطی در محصولات باغی و گلخانهای ایران انجامشده است. بررسی این مطالعات نشان میدهد علل ایجاد وضعیت موجود در سامانهها بررسی نشده است. این مطالعات بیشتر جنبه گزارش وضعیت موجود را داشته و اقدامات مداخلهای و بررسی اثر آنها در بهبود الگوی مصرف نهاده در میزان پایداری سامانه مدنظر محققان قرار نگرفته است.همچنین بررسیها نشان داد منططه و مصصولات منططه و مصصولات موردمطالعه تناسب چندانی با حجم تولیدات بخش باغی و گلخانهای کشور ندارد. لذا بهمنظور افزایش اثربخشی و جهتدهی مناسب به مطالعات در این زمینه, این مطالعه مروری انجام شد. در این مقاله, سامانههای تولید محصولات باغی و گلخانهای ایران از طریق مرور مقالات منتشرشده بین سالهای 2008 تا 2018, با استفاده از روش پریسما, تعداد 63 مقاله بهصورت سامانمند انتخاب شد و موردبررسی و تحلیل قرار گرفت. روش پریسما یک روش شناختهشده برای انجام مطالعات مروری سامانمند است که با استفاده از یک شیوهنامه, فرآیند انتخاب و بررسی مطالعات پیشین در یک موضوع مشخص را تعیین میکند.در این مقاله 16 نوع محصول باغی و 6 نوع محصول گلخانه‌ای موردبررسی درار. در در این مطالعه ابتدا روشهای مورداستفاده برای تعیین وضعیت الگوی مصرف انرژی, اقتصادی و زیستمحیطی در مصصولات باغی و گلخانهای تحلیل شد. بدین منظور شاخصهای مجموع مصرف اخصای مجموع مصرف انرژی, کارایی مصرف انرژی, انرژی خالص, بهرهوری انرژی در بخش شاخصهای انرژی برررسی شا. موضوع تحلیل حساسیت نهادههای انرژی نیز بررسی شد و بیشترین مقدار آماره т و مقدار بهرهوری فیزیکی نهایی در مورد محصولات گزارش شد. در برخی از مقالات از روش تحلیل پوششی دادههها در تحلیل کارایی سامانهها استفاده شد.شاخصهای مورداستفاده شامل کارایی فنی, کارایی فنی خالص, کارایی به مقیاس و نرخ هدف ذخیره انرژی بود که نتایآ آن جمعبندی نتای نن جمعبندی نتای شد. در برخی مطالعات نیز از روش شبکهههای عصبی مصنوعی و سامانه استنتاج فازی-عصبی تطبیقی ​​استفاده شد. بهطورکلی در مقاله حاضر, چالشها و ریسکهای موجود در دروشهای استفادهشده در مطالعات پیشین موردتوجه قرار گرفت. موضوع نمونهبرداری در تحلیل سامانههای کشاورزی بهطور مبسوط موردبثث قرار گرار نمو رویه جدیدی برای نمونهبرداری پیدی برای شد. برای ترسیم یک وضعیت کلی از شاخصهای انرژی ویستمحیطی سامانههای باغی و گلخانهای ایران, نتایج منتشرشده در مقالات موردبررسی قرار گرفت.همه محقققان از ضرایب همارز یکسانی در محاسبه شاخصها استفاده نمیکنند استفاده نمیکنند و این باعث میشود نتایج مطالعات تفاوت اندکی با یکدیگر داشته باشند. وجود اینگونه تفاوتها باعث ایجاد برخی انحرافات در مقایسه نتایج مقالات مشابه در مصصولات یکسان میشود. بههرحال برای تعدیل این تفاوتها, در گزارش شاخصها از میانگینگیری استفاده شد. بررسی سهم نهادهها درمجموع نهادهها درمجموع نرژی مصرفی نشان میدهد در مصصولات باغی, سهم نهادهههای کود و الکتریسیته بسیار قابلتوجه است. در مورد مصصولات گلخانهای, نهاده سوخت که عمدتا از نوخ گازوئیل است بیشترین سهم مصرف انرژی را به خود اختصاص داده است.گردو کمترین و توتفرنگی بیشترین میزان مصرف انرژی را در بین مصصولات باغیه خود اختصاص دادهاند. همچنین مصصولات انگور, سیب و گردو دارای انرژی خالص مثبت هستند, ازاینرو بیشترین مقدار کارایی مصرف انرژی را نیز در مقایسه با سایر مصصولات دارند. مهمترین نهادهههایی که دارای بیشتریی پتانسیل صرفهجویی مصرف انرژی در اغلب مصصولات هستند عبارتاند از سوخت گازوئیل و الکتریسیته. در بین محصولات گلخانهای در تولید محصول خیار, سوخت گازوئیل پتانسیل بسیار زیادی برای صرفهجویی انرژی دارد که نیاز است روشهای کاهش آن در تحقیقات آتی مدنظر قرار گیرد.در مورد مصصولات توتفرنگی و گل رز نیز نهاده الکتریسیته بیشترین پتانسیل صرفههجویی انرا دارد. اطلاع از پتانسیل نهادهههایی که صرفهجویی در در در در دنها امکانپذیر است میتواند اثربخشی مناسبی در تغیر رفتار تولیدکندگان داشته باشد. برای افزایش اثربخشی تحقیقات در این تحقیقات در این بخش, اینگونه مطالعات بهتر است بهصورت پویا و حداقل دو یا چندساله انجام شود. در سال اول الگوی مصرف نهاده استخراج نهاده استخراج نهاد و پس از انجام مداخلات اصلاکننده الگوی مصرف, تأثیر این مداخلات در سالهای بعد مورد ارزیابی قرار گیرد. روشهای تحلیل پوششی دادهها و الگوریتم دنتیک چندهدفه میتواند برای تدوین راهکارهای بهبود الگوی مصرف نهاده بهخوبی مورداستفاده قرار گیرد.برررسی مقالات نشان داد که مطالعه تأثیر عوامل التماعه در رفتار انواع سامانههای تولید مغفول مانده است. ازآنجاییکه الگوی مصرف انرژی در بخش کشاورزی تا حد قابلتوجهی تابع رفتار بهرهبرداران و مشخصات سامانهها و روشهای تولید محصول است, به نظر میرسد توجه به این عامل برای آمادهسازی و طراحی هرگونه راهکار بهبود فرآیند در سامانه ضروری است. در در این مطالعه همچنین برای تکمیل مطالعات مربوط به تحلیل سامانههای کشاورزی یک رویه جدید شامل سه مرحله تحلیل, بازطراحی و ارزیابی مطرح شد.

مقاله پژوهشی

8.تأثیر سوختهای گازی و دمای مایع خنککنککنده بر مشخصههای عملکردی و احترای یزلکردی احلندر دیزل دور پاییین

بهرام صباحی؛ هوشنگ بهرامی؛ محمد جواد شیخ داودی؛ سید محمد صفی الدین اردبیلی؛ احسان هوشیار

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 مختلطسوز مطالعه شد.هدف اصلی در این پژوهش تعیین شاخصهای عملکردی و مشخصههای احتراقی موتور در محدوده عملکرد گاورنر و در سرعتها و دماهاه … بیشتر 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 مختلطسوز مطالعه شد. هدف اصلی در این پژوهش تعییین شاخصهای عملکردی و مشخصههای احتراقی موتور در محدوده عملکرد گاورنر مایتها و دماهای مختلف مایع خنککنککنککنده مایه است.آزمایشها در شرایط پایدار برای حالتهای کارکرد موتور با سوخت گازوییل خالص و مختلطسوز گازوییل-گاز و در سرعتها و دماهای مختلف مایع خنککننده 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 ویژه ترمزی نیز با افزایش دمای مایع خنککننده در سرعتهای پایین موتور و همچنین کارکرد موتور بهصورت مختلط سوز کاهش معنیداری را نشان دادند. همچنین با افزایش دمای مایع خنک کننده و کارکرد موتور با حالت مختلط سوز بازده حرارتی ترمزی و بازده حجمی به ترتیب افزایش و کاهش معنی داری را نشان دادند. به طورکلی, نتیجه گیری شد که استفاده از موتور به صورت مختلط سوز گازوییل- СПГ و دمای مایع خنک کننده 60 درجه سلسیوس در تمامی سرعت ها بهترین نتیجه را روی مشخصه های عملکردی و احتراقی موتور دارد.

مقاله پژوهشی رابطه ماشین و خاک

9. ارزیابی اقتصادی اثر بکارگیری روشهای مختلف خاکورزی و تناوب زراعی در کشت گندم دیم

سید محسن سیدان؛ احمد حیدری

چکیده این پژوهش به منظور ارزیابی اقتصادی اثر تناوب زراعی و روشهای مختلف خاکورزی در زراعت گندم دیم, در شهرستان کبودرآهنگ در دو سال زراعی 92-1391و93-1392 اجرا گردید.برای این منظور اثرات اقتصادی ناشی از اعمال تیمارها بااستفاده از روش بودجه بندی زئزئی و شاخص نسبت منفعت به هزینه مورد برررسی قرارگرفت. آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک … بیشتر این پژوهش به منظور ارزیابی اقتصادی اثر تناوب زراعی و روشهای مختلف خاکورزی در زراعت گندم دیم, در شهرستان کبودرآهنگ در دو سال زراعی 92-1391و93-1392 اجرا گردید. برای این منظور اثرات اقتصادی ناشی از اعمال تیمارها بااستفاده از روش بودجه بندی زئزئی و شاخص نسبت منفعت به هزینه مورد برررسی قرارگرفت.آزمایش به صورت کرتهای خرد شده در قالب طرح بلوک کامل الب طرح بلوک تکرار انجام در اسه تکرار انجام در اسه تکرار انجام شد. در این تحقیق تاثیر دو تناوب زراعی شامل آیش- گندم, و نخود- گندم به عنوان عامل اصلی و روشهای مختلف خاکورزی شامل روش مرسوم (گاوآهن برگرداندار + سیکلوتیلر), خاکورز حفاظتی (گاوآهن چیزل با تیغههای قلمی + غلتک), خاکورزی حفاظتی (گاوآهن چیزل با تیغههای پنجهغازی + غلتک) و کشت مستقیم (بیخاکورزی) به عنوان عامل فرعی بر عملکرد و هزینه ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج این پژوهش نشان دادکه در سال خشک (92-1391) تیمار بیخاکورزی (کشت مستقیم) در مقایسه با سایر روشهای خاکورزی حفاظتی عملکرد بیشتری (حدود 25 درصد) نسبت به خاکورزی مرسوم داشت و از نظر اقتصادی درآمد خالص به میزان 3357 هزار ریال افزایش داشته است.در سال دوم (93-1392) که آبیاری تکمیلی انجام شد از نظر اقتصادی و میزان عملکرد محصول, تیمار خاکورزی حفاظتی (گاوآهن چیزل با تیغههای پنجهغازی + غلتک) نسبت به سایر تیمارهای خاکورزی برتری داشت (این تیمار نسبت به روش مرسوم عملکرد گندم را 2/6 درصد و درآمد را 2897 هزار ریال افزایش داد). با توجه به نتایج بدست آمده, میتوان در کشت دیم گندم روشهای خاکورزی حفاظتی روشیگزیگزیگزین روش مرسوم نموش روش مرسوم نموش

مقاله پژوهشی مدل‌سازی

10.بررسی تاثیر فشار بخار محرک بر روی عملکرد و جریانهای بازگشتی ترموکمپرسور کارخانه قند: اعتبارسنجی و مطالعه عددی

عادل رضوانی وند فنائی؛ علی حسن پور؛ علی محمد نیکبخت

چکیده ترموکمپرسور ا اککتور به منظور افزایش آنتالپی بخار در صنایع تبدیلی مورد استفاده قرار می گیرد. هزینه ساخت و تعمیر ساخت و تعمیر نگهداری پایین در کنار ساختار ساده آنار ساختار ساده آن باعث افزایش کاربرد این تجهیز در زمینه های مرتبط صنعتی و کشاورزی شده است.پارامترهای ورودی به ترموکمپرسور شامل مشخصات ترمودینامی مشخصار محرک و بخار مکشی مهم ترین عوامل تاثیر ترین … بیشتر ترموکمپرسور ا اککتور به منظور افزایش آنتالپی بخار در صنایع تبدیلی مورد استفاده قرار می گیرد. هزینه ساخت و تعمیر ساخت و تعمیر نگهداری پایین در کنار ساختار ساده آنار ساختار ساده آن باعث افزایش کاربرد این تجهیز در زمینه های مرتبط صنعتی و کشاورزی شده است. پارامترهای ورودی به ترموکمپرسور شامل مشخصار ترمودینامل مشخصار محری عملامل تار ترین عملکرد تاثر ترین عملکرد تاثر تریندر این مطالعه 4 سطط فشار بخار محرک شامل فشار 7/3 بار, 5 بار, 10 بار و 15 بار به عنوان سطوح مختلف فشار ورودی بخار محرک مورد برررسی قرار گرفته است. از مدل آشفتگی تحقق پذیر برای شبیه سازی آشفتگی های داخل جریان استفاده شده است ویژگی های ترمودینامیکی جریان های ورودی و تغییرات آنها در خروجی, مانند فشار, سرعت, عدد ماخ و نسبت های جرمی به ازای فشارهای مختلف بخار محرک استخراج شده و مورد بحث قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن پارامترهای عملکردی, عدم وجود جریان های بازگشتی و همچنین میزان تقویت فشار و دما, فشار 15 بار بهترین عملکرد را در بین 4 سطح اولیه مورد بررسی به خود اختصاص داده است.در استفاده از فشار محرک 15 بار, فشار بخار مکشی 1/0 بار, در خروجی تقویت شد و به مقدار 3/0 بار افزایش پیدا کرد. همچنین دما افزایشی قابلتوجهی نسبت به جریان مکشی داشت و به مقدار 135 درجه سلسیوس رسید. همچنین با اعمال فشار بخار محرک 15 بار, به ترترتیب مقادیر 59/0 و 41/0 برای نسبت های جرمی محرک و مکشی خروجی دیفیوزر به دست آمد.

مقاله پژوهشی تکنولوژی‌های پس از برداشت

11.اندازه گیری و آنالیز ارتعاش وارده به میوه در کف اتاق کامیون حین حملونقل در بزرگراهها

علی رمضانی بوکت؛ حسین نوید؛ میر جواد موسوی نیا؛ سجاد رنجبر

چکیده حملونقل میوه و سبزی تازه بهدلیل اثرگذاری پارامترهای مختلف موضوع پیچیدهای است. بستهبندی میوه یکی از پارامترهای مروری در کاهش صدمات مکانیکی ناشی ازملونقل است.اطلاعات دقیق در مورد وضعیت جادهای و ضرایط حملونقل هر منططه به طراحان هعبه کمک میکند تا شبیهسازی دا از شرایط موجود داشته باشند. هدف از این تحقیق اندازه‌گیری … بیشتر حملونقل میوه و سبزی تازه بهدلیل اثرگذاری پارامترهای مختلف موضوع پیچیدهای است. بستهبندی میوه یکی از پارامترهای مروری در کاهش صدمات مکانیکی ناشی ازملونقل است. اطلاعات دقیق در مورد وضعیت جادهای و ضرایط حملونقل هر منططه به طراحان هعبه کمک میکند تا شبیهسازی دا از شرایط موجود داشته باشند.هدف از این تحقیق اندازهگیری شتاب ارتعاش کف کامیون برای حملونقل جادهای در بزرگراههای کشور بزرگراههای کشور بود. یک شبکه حسگر بیسیم متشکل از سه گره حسگر با شتابسنج سه محوره برای اندازهگیری شتاب لحظهای در جلو و عقب کامیونهای دارای سامانه تعلیق فنری بهکار گرفته شد. مقادیر شتاب اندازه‌گیری شده توسط پایگاه داده جمع‌آوری و دد ددررٰ۾ رٰ۾ مقاداه در مقایسه با استاندارد ASTM 4728, سطوح چگالی طیف توان کامیون در بزرگراه برای بازه فرکانسی 35-1 هرتز بیشتر از استاندارد و برای بازه فرکانسی 200-35 هرتز کمتر از استاندارد بود.متوسط ​​ریشه میانگین مربعات شتاب در راستاهای عرضی, طولی و عمودی کامیونهای سنگین بهترتیب 406/0, 236/0 و g 654/0 بهدست آمد. برای کامیون با سیستم تعلیق فنری, بالاترین مقادیر PSD در فرکانسهای کمتر از 6 هرتز اتفاق افتاد و بازه فرکانسی 4-3 هرتز بازنوان فرکانس غالب تعیین گردید. یافتههای تحقیق میتواند در شبیهسازی شرایط حملونقل برای برنامهریاستفای ارتعای مورداستفاده قرار مورداستفاده قرار مورداستفاده قرار مورداستفاده قرار گیرد.

مقاله پژوهشی بیو انرژی

12.بهینهسازی تولید زیستگاز در هضم بیهوازی پسماندهای آلی جامد شهری با غلظتهای مختلف تحت پیشتیمارهای تحت پیشتیمارهای حرارتی

مسعود کمالی؛ رضا عبدی؛ عباس روحانی؛ شمس اله عبداله‌پور؛ سیروس ابراهیمی

چکیده پیشفرآوری حرارتی از موثرترین روشها جهت ذذف عوامل بیماریزای موجود در مواد زائد آلی است.در همین حال این پیشفرآوری میتواند تاثیر بسزایی در بهبود هضم بیهوازی و تسریع هیدرولیز مواد داشته باشد. بنابراین یافتن شرایط بهینه این پیشتیمار برای دستیابی به بالاین مقدار تولید زیستگاز حائز اهمیت بسزایی است. هدف از این تحقیق دستیابی … بیشتر پیشفرآوری حرارتی از موثرترین روشها جهت ذذف عوامل بیماریزای موجود در مواد زائد آلی است. در همین حال این پیشفرآوری میتواند تاثیر بسزایی در بهبود هضم بیهوازی و تسریع هیدرولیز مواد داشته باشد.بنابراین یافتن شرایط بهینه این پیشتیمار برای دستیابی به بالاین مقدار تولید زیستگاز حائز اهمیت بسزایی است. هدف از این تحقیق دستیابی به بهترین دما و زمان و غلظت در هضم مواد آلی موجود در پسماند شهری است. در این مطالعه, دما و مدت اعمال پیشتیمار حرارتی به ترتیب در سه سطح 70, 90 و 110 درجه سانتیگراد و 30, 90 و 150 دقیقه و غلظت نیز در سطوح 8, 12 و 16 درصد مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور 15 آزمایش به روش سطح پاسخ باکس‌بنکن طراحی شدند. نتایج آزمایشها نشان دادند که اثر متغیرهای دما و زمان در سطح 1 درصد بر تولید زیستگاز معنی دار هستند در حالیکه تغییرات غلظت در محدوده مورد مطالعه اثر کمتری در تولید این گاز داشته است.همچنین, بهترین سطوح متغیرهای دما و زمان پیشتیمار و غلظت مواد هضمشونده برای تولید زیستگاز به ترتیب 95 درجه سانتیگراد, 104 دقیقه و غلظت 12 درصد بوده که پیشبینی میشود اعمال پیشتیمار حرارتی در شرایط بهینه متغیرهای مورد ارزیابی موجب تولید 445 میلی لیتر زیستگاز به ازای هر گرم ماده آلی جامد فرار موجود در پسماندهای آلی شود که بدین ترتیب با اعمال پیشتیمار حرارتی در شرایط بهینه, افزایش 17/31 درصدی تولید زیستگاز نسبت به میزان زیستگاز ناشی از هضم مواد بدون اعمال پیشتیمار (18/6 ± 33/339 میلی لیتر) قابل انتظار خواهد بود.

مقاله پژوهشی کشاورزی دقیق

13. تفکیک مزارع کشت دیم و آبی در استان همدان با استفاده از شاخص های طیفی تصاویر ماهواره ای

حسنی محمدی منور؛ سمانه زیبازاده

چکیده استفاده از تکنیک سنج از دور امروزه در در کشاورزی داربردهای فراوانی دارد اززمله تعیین سطط زیرکشت و پیش بینی عملکرد مصصول.در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای جهت تفکیک گندم آبی و دیم در استان همدان استفاده شد. شاخص های ndvi, evi و ndwi از تصاویر 16 روزه سنجنده های لندست, مادیس و سنتینل 3 در بازه پنج ساله مورد مطالعه (2015-2019) استخراج گردید. نتایج شاخص … بیشتر استفاده از تکنیک سنج از دور امروزه در در کشاورزی داربردهای فراوانی دارد اززمله تعیین سطط زیرکشت و پیش بینی عملکرد مصصول. در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای جهت تفکیک گندم آبی و دیم در استان همدان استفاده شد.شاخص های ndvi, evi و ndwi از تصاویر 16 روزه سنجنده های لندست, مادیس و سنتینل 3 در بازه پنج ساله مورد مطالعه (2015-2019) استخراج گردید. نتایج شاخص ها نشان داد کاهش شدید ndvi / evi بعد از نططه اوج بدلیل آن است که زمان زرد شدن و یا برداشت مصصول فرا رسیده است. بعلاوه NDWI به ترتیب در بیشینه سبزینگی گندم در کشت آبی و دیم 0,767 و 0,736 دیدم. سامانه Google Engine Engine محیط انجام محاسبات پردام محاسبات پردازش تصاویر و استخرازش تصاخص و استخرازش صاخص ها و نششه ها بود و نرم افزار نیز برای آنالیزهای طبقه بندی و تفکیک کشت دیم و آبی بکار رفت.نتایج نشان داد نششه استان بر اساس سطط زیر کشت دیم و آبی ماهواره سنتینل 3 ززیییات بیشتری را نشان داد. همچنین استفاده همزمان از چند شاخص NDVI ،EVI وNDWI توانست قدرت تفکیک را افد اید اید. علیرغم شباهت های موجود, الگوریتم های svm و md نیز با دقت قابل قبولی تفکیک کشت دیم و آبی استان را ارائه دادند. نتایج نشان داد کشت دیم و آبی گندم استان با دقت 737/0 تفکیک د و تفکیک گندم از سایر کشتها با دقت 945 /. انجام گردید.

مقاله پژوهشی بیو انرژی

14.شبیهسازی عددی عملکرد و آلایندگی موتور دیزل با استفاده از مخلوط سوخت دیزل — بیودیزل

سیدرضا موسوی سیدی؛ سید محمد رضا میری

چکیده در میان سوختهای جایگزین, سوخت بیودیزل به عنوان یک ینه مناسب برای موتور دیزل محسوب میشود. در این مطالعه, سوخت بیودیزل از روغنهای پسماند آشپزخانه به روش ترانساستریفیکاسیون تولید شد.بیودیزل تولیدی در نسبتهای 5 و 10 درصد حجمی با سوخت دیزل مخلوط و بر روی موتور دیزل بهار سیلندر چهار زمانه تزری مستقیم در در سرعتهای RPM 1100 تا در 1400 … بیشتر در میان سوختهای جایگزین, سوخت بیودیزل به عنوان یک ینه مناسب برای موتور دیزل محسوب میشود. در این مطالعه, سوخت بیودیزل از روغنهای پسماند آشپزخانه به روش ترانساستریفیکاسیون تولید شد. بیودیزل تولیدی در نسبتهای 5 و 10 درصد حجمی با سوخت دیزل مخلوط و بر روی موتور دیزل چهار سیلندر چهار زمانه تزریق مستقیم در سرعتهای оборотов 1100 تا оборотов 1400 با گام мин 100 تحت بار کامل در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر آزمایش شد.سپس جنبه آزمایشگاهی با مطالعه شبیهسازی انجام شده با استفاده از ارمافزار gt-power اعتبارسنجی شد. نتایج نشان میدهد توافق خوبی بین نتایج شبیهسازی و آزمایشگاهی وجود دارد که حداکثر خطا در گشتاور 3/6 درصد, مصرف سوخت ویژه 8/4 درصد و در آلایندههای NOx, СО و 6/5 درصد یافت شد. نتایج شبیهسازی نشان داد که با افزایش سرعت موتور و افزایش درصد سوخت بیودیزل مخلوط نسبت به سوخت دیزل خالص برای بیودیزل مخلوط B10, گشتاور موتور به میزان 4/4 درصد افزایش و مصرف سوخت ویژه به میزان 45/4 درصد کاهش یافت. از طرفی در مقایسه با سوخت دیزل, آلاینده NOx, 8/1 درصد افزایش و آلاینده co, 67/37 درصد کاهش یافت.نتایج شبیهسازی و ومایشگاهی نشان داد که سوخت B10 عملکرد بهتری را ارائه میندهد و نیز میزائن آلایندگی موتور را بلایندگی موتور را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد. همچنین فرایند شبیهسازی به دلیل کاهش هزینهها و افزایش سرعت محاسبات می-تواند نسبات می-تواند نسبت به روشهای آزمایشگاهی هزینه تحقیق را کاهش دهد.

مقاله پژوهشی پردازش تصویر

15.پایش سطح زیرکشت برنج با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و ت٩نۧک س٬

آرش مصری شیرایه؛ فاطمه رحیمی اجدادی؛ ایرج باقری

چکیده سنشش از دور, یکی از ابزارهای کارآمد برای بررسی روند تغییرات سطط زیرکشت مصصولات کشاورزی و باغی در سطوح وسیع و و بوتاه وسی و و زمان کوتاه است. سیاستگذاران با آگاهی از این اطلاعات, میتوانند تصیمات صصیح و بموقعی داشته باشند.مطالعهی حاضر, با هدف تخمین سطط زیرکشت شالیزارهای برنج در بخش کیاشهر استان گیلان انجام شد. از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست … بیشتر سنشش از دور, یکی از ابزارهای کارآمد برای بررسی روند تغییرات سطط زیرکشت مصصولات کشاورزی و باغی در سطوح وسیع و و بوتاه وسی و و زمان کوتاه است. سیاستگذاران با آگاهی از این اطلاعات, میتوانند تصیمات صصیح و بموقعی داشته باشند. مطالعهی حاضر, با هدف تخمین سطط زیرکشت شالیزارهای برنج در بخش کیاشهر استان گیلان انجام شد.از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست 5 و سنجنده Oli ماهواره لندست 8 به منظور تهیه نششهههای کاربری اراضی استفاده شد. ابتدا، تصحیح هندسی و اتمسفری بر روی تصاویر صورت گرفت. سپس, با استفاده از الگوریتم طبقهبندی نظارت شده حداکثر احتمال, نقشههای کاربری اراضی منطقه با هفت کاربری شامل اراضی برنج, جنگل نیمهانبوه, جنگل تنک, مناطق مسکونی, مناطق آبی, پهنههای ماسهای و سایر اراضی تهیه شد. در ادامه, مساحت هر یک از کاربریها محاسبه شد و روند تغییرات, مورد مقایسه قرار گرفت. دقتکلی و ضریبکاپای طبقهبندی به ترتیب معادل 45/98% و 1/98% برای سال 2000, 59/97% و 97% برای سال 2010 و 72/98% و 4/98% برای سال 2020 بدست آمد.نتایج نشان داد که اراضی برنج در یک بازه 20 ساله, با کاهش 01/4 درصدی همراه بوده, بطوریکه مساحت آن از 66/11080 هکتار در سال 2000 به 69/10311 هکتار در سال 2020 رسیدهاست. همچنین, در این مدت مناطق مسکونی و جنگلهای تنک بهمیزان 84/8 46/1 و درصد رشد کردهاند, اما جنگلهای نیمه انبوه, مناطق آبی و پهنههای ماسهای به ترتیب 77/8, 1/0 و 75/0 درصد کاهش داشتند. با توجه به نتایج, توجه جدی به تغییر کاربری اراضی برنج و تخریب جنگل ها ضروری میباشد.

مقاله پژوهشی تکنولوژی‌های پس از برداشت

16.برررسی پارامترهای مکانیکی و شیمیایی مصصول بامیه با پوشش کیتوزان در با های بستوزان در فیلم های بسته بندی نانویی و شرایط اتمسفر اصلاششده

آزاده حیدریان؛ ابراهیم احمدی؛ فرشاد دشتی؛ احمد نورمحمدی

چکیده افزایش سرعت رسیدگی مصصولات پس از برداشت, موجب افزایش فسادپذیری و کاهش عمر انبارمانی آنها میگردد.تأثیر تیمارهای اتمسفر اصلاحشده (5o2 + 10CO2 +% 85N2%), پوشش کیتوزان و فیلمهای بستهبندی در دو دمای نگهداری 4 و 25 درجه سانتیگراد بر فاکتورهای شیمیایی (рН و ТСС) و خواص مکانیکی شامل تنش برشی (ТБ), نیروی برشی (ФБ) ، مدول برشی (GK) در پایان 12 روز از زمان … بیشتر افزایش سرعت رسیدگی مصصولات پس از برداشت, موجب افزایش فسادپذیری و کاهش عمر انبارمانی آنها میگردد. تأثیر تیمارهای اتمسفر اصلاحشده (5o2 + 10CO2 +% 85N2%), پوشش کیتوزان و فیلمهای بستهبندی در دو دمای نگهداری 4 و 25 درجه سانتیگراد بر فاکتورهای شیمیایی (рН و ТСС) و خواص مکانیکی شامل تنش برشی (ТБ), نیروی برشی (ФБ) , مدول برشی (ГК) در پایان 12 روز از زمان نگهداری در قالب طرح کاملا تصادفی با آزمایش فاکتوریل در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت.از بین فیلمهای مورد استفاده فیلم نانو امولسیون سیلیکونی با پوشش کیتوزان توانایی بیشتری در حفظ مواد جامد محلول داشت. مقدار pH به دلیل کنترل شدت تنفس و فساد‌پذیری در شرایط اتمسفر اصلفاح‌شدي در برررسی خواص مکانیکی مشخص شد تغییرات توشش برشی نمونهههای بدا پوشش نسبت نمونهههای بدای بدون نسبت نمقنهههه بدای اوشش دوره نگهداری با ابتدای دوره نگهداری بسیار کک نمونهههای نگهداری شده در دمای 4 درجه سانتیگراد نسبه به نمونهههای مشابه در دمای 25 درجه سانتیگراد دارای میزان نیروی برشی کمتری در طول دوره نگهداری بودند. اتمسفر اصلاششده موجب گردید مقدار مدول برشی با افزار مدول برشی با افزایش مان انبارداری در مقایسه با ابتدای دوره نگهداری کاهش یابد.بهطورکلی نگهداری مصصولات در بستهبندی با اتمسفر اصلاششده سبب حفظ کیفیت مصصولات و افزایش عمر ماندگاری آنها گردید.

مقاله پژوهشی مدل‌سازی

17. ارزیابی یک نوع چرخ‌فلک ماشین برداشت نخود با صفحه مشبک در دماغه

علی نیازی؛ هیوا گل پیرا؛ هادی صمیمی اخیجهانی

چکیده یکی از بزرگترین مشکلاتی که در کشت بقولاتی ماند کشت بقولاتی مانند نخود وجود دارد, برداشت این مصصولات با ریزش بسیار زیاد است.هدف از اجرای این پژوهش, برداشت مکانیزه نخود با تلفات کم و عملکرد مزرعهای مناسب است. سامانه باز طراحی شده با طراحی شده با تغیر عوامل تاثیر گذار شامل تاثیر گذار شامل دماغه با صفحه مشبک بدون بفحه مشبک, ارتفاع شانه برش نسبت به زمین در سه سطط 10, 15 و 20 سانتیمتر … بیشتر یکی از بزرگترین مشکلاتی که در کشت بقولاتی ماند کشت بقولاتی مانند نخود وجود دارد, برداشت این مصصولات با ریزش بسیار زیاد است. هدف از اجرای این پژوهش, برداشت مکانیزه نخود با تلفات کم و عملکرد مزرعهای مناسب است.سامانه باز طراحی شده با تغییر عوامل تاثیر گذار شامل دماغه با صفحه مشبک و بدون صفحه مشبک, ارتفاع شانه برش نسبت به زمین در سه سطح 10, 15 و 20 سانتیمتر و فاصله چرخفلک از شانه در سه سطح 3, 5 و 7 میلیمتر در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل آزمایش‌ها در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج آماری نشان داد, استفاده از صفحه مشبک تاثیر معنیداری در سطح یک درصد بر مقدار برداشت و ریزش داشته است اما در مورد نخود باقیمانده بر روی بوته این اثر در سطح 5 درصد معنیدار شد. تاثیر ارتفاع دماغه از سطح زمین بر میزان برداشت در سطح 5 درصد معنی‌دار.همچنین اثر متقابل ارتفاع برداشت و صفحه مشبک نیز بر میزان ریزش در سطط 5 درصد معنیدار طش 5 درصد معنیدار شش. بیشترین تاثیرگذاری بر نخود باقی مانده بر بی بوته در اثر فاصله بین چرخفلک و دماغه به وجود آمد. علاوه بر آن برای بهینه-سازی ابعادی اززای چرخ و محدود سه بعدی با تحلیل تغییر بعدی با تحلیل تغییر شکل و شکست با معیار ون میسز (von-mists) استفاده شد. به کمک مدلسازی رایانهای مدلسازی رانهای و با توجه به تززیه و تحلیل دینامیکی مدل جدیدی از چرخفلک برای ماشین برداشت با هدف کاهش وزن, ارائه شد.

مقاله پژوهشی طراحی و ساخت

18.طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه نیمه خودکار خارج کننده بذر از خیار بذری

ایمان احمدی؛ مریم گل آبادی؛ عبدالرضا اقتداری

چکیده ایران با تولید سالانه 7/1 میلیون تن خیار, چهارمین تولید کننده این محصول در سطح دنیاست, از سوی دیگر وجود بذر مناسب یکی از مهمترین عوامل در افزایش تولید خیار است.در در این پژوهش به درخواست یکی از شرکتهای تولید بذر, دستگاهی برای استخرار بذر از مصصول خیار بذری طراحی و ساخته شد و کارای ون مورد ارزیابی قرار گرفت. اجزاء کاری دستگاه دو مارپیچ … بیشتر ایران با تولید سالانه 7/1 میلیون تن خیار, چهارمین تولید کننده این محصول در سطح دنیاست, از سوی دیگر وجود بذر مناسب یکی از مهمترین عوامل در افزایش تولید خیار است. در در این پژوهش به درخواست یکی از شرکتهای تولید بذر, دستگاهی برای استخرار بذر از مصصول خیار بذری طراحی و ساخته شد و کارای ون مورد ارزیابی قرار گرفت.اززاء کاری دستگاه دو مارپیچ چپگرد و راستگرد هستند وه در هنگام چرخش باعث خارج شدن پیوسته بذرها از داخل مصصول خیار بذری میشوند. توان دورانی مارپیچها توسط یک موتور توسطی با موتور الکتریکی با قدرتور اسب بخار تأمین شد و به کمک سیستم انتقال توان پولی و تسمهای به محور مارپیچها منتقل گردید. برای راهاندازی و توقف آراندازی و توقف آرام موتور امکانپذیر شدن تغیر سرعت آن, موتور الکتریکی به یک راه انداز الکترونیکی مجهز شد. برای ارزیابی دستگاه, ظرفیت و نرخ استخراج بذر توسط ماشین با پارامترهای مشابه در روش دستی مقایسه شد و مقدار محصول در نقطه سر به سر اقتصادی تعیین گردید.برمبنای نتایج به دست نتای به دست آمده به کارگیری دستگاه با ظرفیت کامل باعث کاهش 15 نفرد در تعداد کارگران مورد نیاز برای استخراج نیاز به روش دستی میشود. همچنین وزن مصصول در نططه سر به سر اقتصادی برابر با 7/7 تن برآورد با 7/7 تن برآورد شد که از نظر زمانی با بهکار بردن دستگاه به طور مداوم به مدت 3/25 ساعت حاصل میشود.

مقاله پژوهشی کشاورزی دقیق

19.ارائه مدلی داده‌رانه برای پیش‌بینی عملکرد شکر استحصالی از نیشکر

فاطمه نادرنژاد؛ دین محمد ایمانی؛ محمد رضا رسولی

چکیده پیشبینی عملکرد محصول یکی از مسائل مهم در حوزهی کشاورزی میباشد و به عوامل مختلفی از جمله شرایط آبوهوایی, ویژگیهای خاک, ویژگیهای محصول و برنامههای مدیریتی وابسته میباشد.پیشبینی دقیق عملکرد مصصول میتواند در تصمیمگیریها و بهینهسازی فرآیندها به کشاورزان و صنایع وابسته به کشاورزی کمک نماید و در نهایت منجر به افزایش … بیشتر پیشبینی عملکرد محصول یکی از مسائل مهم در حوزهی کشاورزی میباشد و به عوامل مختلفی از جمله شرایط آبوهوایی, ویژگیهای خاک, ویژگیهای محصول و برنامههای مدیریتی وابسته میباشد. پیشبینی دقیق عملکرد محصول میتواند در تصمیمگیریها و بهینهسازی فرآیندها به کشاورزان و صنایع وابسته به کشاورزی کمک نماید و در نهایت منجر به افزایش تولید شود.نیشکر یکی از مهمترین مصصولات استراتژیک کشاورزی و منبع تأمین شکر در جهان میباشد. هدف پژوهش حاضر پیشبینی و بررسی عوامل مؤثر بر میزان شکر استحصالی از نیشکر در مزارع شرکت کشتوصنعت نیشکر امیرکبیر با استفاده از الگوریتمهای یادگیری ماشین میباشد. دادههای جمعآوری شده برای این پژوهش مربوط به بازه زمانی سالهای 1396-1389 شامل 3223 نمونه میباشد که شامل چهار مجموعه داده آبوهوایی, محصول, خاک و مدیرت مزرعه میباشد. برای مدلسازی پژوهش از الگوریتمهای جنگل تصادفی, آدابوست, تقویت گرادیان حداکثری و ماشین بردار پشتیبان استفاده شده و در محیط ژوپیترنوتبوک پایتون پیادهسازی شدهاند.مدل جنگل تصادفی با صصت 2/92% برای پیشبینی شکر استصصالی در بین مدلهای ارائه شده بهترین عملکرد را دارد.

مقاله پژوهشی طراحی و ساخت

20. طراحی و ساخت یک خشک کن کابینتی برای خشک کردن ضایعات غذایی و ارزیابی سینتیک و مصرف انرژن آن

احمد خالو احمدی؛ علی محمد برقعی؛ امیدرضا روستاپور

چکیده ارائه راهکارهای جدید برای بهبود فدید برای بهبود فرایند و هاهش زمان خشکدن و همچنین توسعه خشک وردن در مهار زبالههای تر یکی از مسامت مهم در دفظ سلامت جامعه است.خشک کردن می تواند از طریق کاهش رطوبت, ذخیره سازی برای آینده, حمل ونقل آسان, بهبود ارزش های گرمایی و وابستگی کمتر به سوخت های فسیلی, کاهش بوی زباله, کاهش ضایعات وکاهش اثرات زیست محیطی را … بیشتر ارائه راهکارهای جدید برای بهبود فدید برای بهبود فرایند و هاهش زمان خشکدن و همچنین توسعه خشک وردن در مهار زبالههای تر یکی از مسامت مهم در دفظ سلامت جامعه است. خشک کردن می تواند از طریق کاهش رطوبت, ذخیره سازی برای آینده, حمل ونقل آسان, بهبود ارزش های گرمایی و وابستگی کمتر به سوخت های فسیلی, کاهش بوی زباله, کاهش ضایعات وکاهش اثرات زیست محیطی را به دنبال داشته باشد.در این راستا جهت مطالعه رفتار خشکدن ضالعه رفتار خشکدن ضایعات غذایی یک نمونه خشک کن کابینتی طراحی, ساخته و ارزیابی شد. Бесплатно در در این راستا طبق محاسبات انجام شده از یک فن گریز از مرکز با حجم هوای m3hh-1 310, RPM 2800 و 110 PA برای ایجاد جریان هوا در خشککن استفاده شد. سینی خشک کن دارای مجاری هواگذر میانی و جانبی بود. تاثیر سه سطح دمای 50, 60 و с ˚70 و سه سطح سرعت جریان هوای ورودی 1, 5/1 و мс-1 2 بر مدت زمان, شدت خشک شدن و میزان مصرف انرژی خشک کردن ضایعات غذایی با ضخامت см 3 مورد بررسی قرار گرفت و نمودارهای نسبت رطوبت و شدت خشک شدن استخراج شد.نتایج نشان داد تمام فرایند خشک شدن در دوره نزولی رخ داده است. مصرف انرژی در دمای c ˚70 بیشترین و در دمای c ˚50 کمترین مقدار است. مقدار ارژی فعالسازی برای توده ضایعات غذایی در سه سطط سرعت, مقدار ثابت J Mol-1 44/10417 بدست آمد.

مقاله پژوهشی مدل‌سازی

21.شبیهسازی جریان انرژی گلخانه نیمهدوطرفه شیشهای با ساختار ویژه با استفاده از دینامیک سیالات محاسبامی (CFD)

فرخ معتضدیان؛ مرتضی تاکی؛ روح الله فرهادی؛ مصطفی رحمتی جنیدآباد

چکیده این تحقیق, به شبیهسازی جریان انرژی یک گلخانه نیمهمدفون نیمهدوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) میپردازد.در این تحقیق, دادههای دما, رطوبت و تابش بهصورت لحظهای اندازهگیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید. … بیشتر این تحقیق, به شبیهسازی جریان انرژی یک گلخانه نیمهمدفون نیمهدوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) میپردازد. در این تحقیق, دادههای دما, رطوبت و تابش بهصورت لحظهای اندازهگیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید.گلخانه مورد بررسی, بهصورت یک گلخانه بسته در نظر گرفته شد و با توجه به روابط تجربی-ریاضی موجود در منابع, میزان دریافت, تلفات و خالص جذب شده انرژی در گلخانه محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش CFD با 326030 المان چهار وجهی (четырехгранные) قادر است دمای هوای داخل گلخانه را با دقت مناسب در ارتفاع 1 متری (987 / 0R2 = 17 / 2MAPE = درصد) و 2 متری از کف (987 / 0= R2, 28/2MAPE= درصد) تخمین بزند. بررسی جریان انرژی نشان داد که این گلخانه, 4/6779 کیلوژول انرژی حرارتی انباشته ناشی از پرتوهای تابش را در مدت زمان آزمایش به زمین منتقل میکند و نسبت به سازههای روی سطح زمین, بهطور متوسط حدود 40% تابش کمتری دریافت میکند.نتایج کلی این تحقیق و بررسی روند تغییرات دما در کف و دیوارهها نشان داد که در مناطق گرم کشور, زمین بهعنوان منبع خوبی برای دریافت گرمای انباشته موجود در محیط گلخانه است و هرچه پوشش سطح داخلی گلخانه رسانائی گرمایی بیشتری داشته باشد, شار حرارتی به سمت عمق خاک بیش‌تر است.

مقاله پژوهشی رابطه ماشین و خاک

22.برررسی برهمکنش خاک و تیغه پنجهغازی توسط شبیهسازی عددی و اعتبارسنجی نتایج با آزمونهای انباره خاک

هوشنگ محبوب ینگجه؛ عارف مردانی کرانی

چکیده در این مطالعه به بررسی نیروی کششی تیغه پنجهغازی در دو بخش شبیهسازی به روش اجزای محدود با تحلیل اویلرین- لاگرانژی و آزمونهای تجربی در محیط انباره خاک پرداخته شد.از دو تیغه با فاصله см 35 و در سه عمق 10,6 و 14 سانتیمتری با سرعت 5/2 کیلومتر بر ساعت استفاده شد. نیروی کششی تیغه طی شبیهسازی در عمقهای 10,6 و 14 سانتیمتر به ترتیب 6/0, 5/2 و 3 کیلونیوتن … بیشتر در این مطالعه به بررسی نیروی کششی تیغه پنجهغازی در دو بخش شبیهسازی به روش اجزای محدود با تحلیل اویلرین- لاگرانژی و آزمونهای تجربی در محیط انباره خاک پرداخته شد. از دو تیغه با فاصله см 35 و در سه عمق 10,6 و 14 سانتیمتری با سرعت 5/2 کیلومتر بر ساعت استفاده شد.نیروی کششی تیغه طی شبیهسازی در عمقهای و 14 10,6 سانتیمتر به ترتیب 6/0, 5/2 و 3 کیلونیوتن بوده و نسبت به نتایج انباره خاک دارای محدوده خطای 3/7, 6/5 و 16/4 درصد بود. بیشترین تنش ایجاد شده در خاک در سه عمق 6, 10 و 14 سانتیمتر به ترتیب در حدود 20, 68 و 69 کیلوپاسکال بوده است. . در عمق 6 سانتیمتر با توجه به نرم بودن خاک, نیروی عمودی وارده بر تیغه متاثر از وزن خاک بوده است. همچنین برررسی گسترش تنش در خاک حسترش تنش در خاک حاکی از آن بوده است که با افزایش عمق کار, مقدار بههمخوردگی سططی خاک و همچنین انتشار تنش به سطط خاک کاهش مییابد.علاوه بر چگونگی تغییرات تنش, همپوشانی دو تیغه مجاور نیز با افزایش عمق کار ازنظر بههمخوردگی خاک, کمتر میشوردگی خاک, کمتر میشود. با توجه به افزایش نیروی کششی تیغه در عمقهای بالاتر, عمق کار بیشتر از 10 سانتیمتر بی اساس نتای مربوط به چگونگی توزیع تنش در خاک توصیه نمیشود. در همین رابطه, توان مصرفی هر تیغه در عمق کمتر از 10 سانتیمتر در حدود 4/0 کیلو وات بوده است درحالی که در عمقهای بالا در حدود 2 کیلو وات برای هر تیغه توان لازم است.

مقاله پژوهشی بیو انرژی

23.بررسی تأثیر افزودن نانوسلولز به سوخت دیزل بر عملکرد و آلایندگی موتور احتراق داخلی

امین ویسمرادی؛ محمد اسماعیل خراسانی فردوانی؛ هوشنگ بهرامی؛ سید محمد صفی الدین اردبیلی؛ حسن ذکی دیزجی

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 آلامترندگی 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 … بیشتر 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 آلامترندگی 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 بالا امل امل امل 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 Nox با افزایش دور موتور افزایش دور موتور افزایش دور موتور افزایش افت ولی در هر دور موتور افزودن PPM25 نانوسلولز به دیزل خالص به میزان قابل توجهی مقدار Nox را افزایش داد.اما در دورهای پایین, افزایش ppm75 نانوسلولز به دیزل خالص باعث کاهش مقدار Nox شد اگرچه از لحاظ آماری اگرچه از لحاظ آماری معنی دار نیست. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن 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 قابل توجهی دا را را را یاا را.

مقاله پژوهشی مدیریت ضایعات کشاورزی

24.تحلیل اقتصادی و ارزیابی افت دو نمونه کمباین کاهکوب متداین در کشور, مطالعه موردی: شهرستان ازنا (استان لرستان)

حسین امیری؛ عباس عساکره؛ محسن سلیمانی

چکیده این مطالعه به منظور بررسی اثر سرعت پیشروی کمباین و عملکرد مزارع گندم بر میزان افت کمباین کاهکوب و تحلیل اقتصادی استفاده از این نوع کمباینها, در شهرستان ازنا انجام شد.کمباین‌های مورد بررسی، مدل‌های جاندیر 1055 و 1165 بودند. آزمایشها به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی و در سه تکرار انجام سدند که عملکرد مزارع … بیشتر این مطالعه به منظور بررسی اثر سرعت پیشروی کمباین و عملکرد مزارع گندم بر میزان افت کمباین کاهکوب و تحلیل اقتصادی استفاده از این نوع کمباینها, در شهرستان ازنا انجام شد. کمباین‌های مورد بررسی، مدل‌های جاندیر 1055 و 1165 بودند. آزمایشها به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شدند که عملکرد مزارع گندم به عنوان عامل اصلی و دو تیمار مدل کمباین کاهکوب و سرعت پیشروی کمباینها به صورت فاکتوریل در کرت های فرعی قرار گرفتند.ظرفیت کمباین و اختلاف درآمدهای حاصل از برداشت با کمباین کاهکوب و معمولی محاسبه گردید. نتایج نشان داد علاوه بر اثرات اصلی, اثر متقابل دوگانه و سه گانه تیمارها نیز بر صفات ریزش دماغه, افتهای بدنه کمباین, انتهای کمباین, واحد کوبنده, واحد تمیزکننده, افت کل کمباین و افت کیفی کمباین کاهکوب معنا دار میباشد. افت کمباین کاه‌کوب به شدت متأثر از سرعت پیشروی و عملکرد مزارع (تغایه) تغایه. در مجموع, میزان افت کمباین کاهکوب حدود 22/2% بیشتر از کمباین معمولی به دست آمد که بیشترین افت مربوط به افت انتهای کمباین کاهکوب بود.بررسی اقتصادی نشان داد که در مناطقی که دامپروری در کنار زراعت رواج دارد و کاه ارزش اقتصادی بالایی دارد, استفاده از کمباین کاهکوب اقتصادیتر از کمباین معمولی است.

مقاله پژوهشی لاتین مهندسی سامانه‌های کشاورزی (گلخانه، پرورش ماهی، تولید قارچ)

25. Математический анализ для прогнозирования производительности колесной траншейной машины.

محمد غنیمی

چکیده Проведен математический анализ для оценки производительности «РП» колесной траншейной машины.Математический анализ закончился уравнением для этого типа. Это математическое уравнение было проверено при различных условиях эксплуатации. Практическое изучение производительности показало, что отклонение теоретической производительности от фактической производительности составляет от пяти до семи процентов для глубины траншеи 60,4 и 90,5 см соответственно. Полевая эффективность машины варьировалась от 43 до 50,1 процента при глубине траншеи 90,5 см и 60,4 см соответственно. بیشتر Проведен математический анализ для оценки производительности «РП» колесной траншейной машины.Математический анализ закончился уравнением для этого типа. Это математическое уравнение было проверено при различных условиях эксплуатации. Практическое изучение производительности показало, что отклонение теоретической производительности от фактической производительности составляет от пяти до семи процентов для глубины траншеи 60,4 и 90,5 см соответственно. Полевая эффективность машины варьировалась от 43 до 50,1 процента при глубине траншеи 90,5 см и 60,4 см соответственно.

مقاله پژوهشی لاتین مدل‌سازی

26.بررسی سایش بوش سیلندر تراکتورهای کشاورزی

رسول خدابخشیان؛ رضا باغبانی

چکیده در این تحقیق کاربرد ارزیابی های دقیق و اصولی یک دستگاه ابزار اندازه گیری دقیق به نام فرم تستر در تعیین و تشخیص پدیده سایش در بوش سیلندر تراکتورهای کشاورزی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از بوش سیلندر موتور پرکنیز 248/4 (مربوط به تراکتور مسی فرگوسن 285) تولیدی شرکت کیهان صنعت قائم استفاده گردید.پارامترهای هندسی اندازه گیری … بیشتر در این تحقیق کاربرد ارزیابی های دقیق و اصولی یک دستگاه ابزار اندازه گیری دقیق به نام فرم تستر در تعیین و تشخیص پدیده سایش در بوش سیلندر تراکتورهای کشاورزی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از بوش سیلندر موتور پرکنیز 248/4 (مربوط به تراکتور مسی فرگوسن 285) تولیدی شرکت کیهان صنعت قائم استفاده گردید. پارامترهای هندسی اندازه گیری شده شامل گردی, تلرانس راستی و هم مرکزی سطط داخلی بوش سیلندر بود.ارزیابی های میزان گردی و هم مرکزی بوش سیر در 12 مرکزیت دایره ای با فواصل طولی یکسان صورت گرفت. تعیییین تلرانس راستی مورد اندازه ریری نیز در 5 خط با فواصل طولی یکسان به صورت 90 درجه پیرامورت محیط بوش سیلندر صورت گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری ها به منظور بررسی و ارزیابی وضعیت موتور در طول مسیر عملکردی پیستون در درون بوش سیلندر آن مورد بحث, بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. وضعیت شدت انحرافات پارامترهای مورد مطالعه نشان دهنده وقوع میزان سایش قابل توجه در درون بوش سیلندر بود. به طوری که میزان سایش در مقاطع عرضی در نقاط مرگ بالا و پایین به مراتب بیشتر از میزان سایش صورت گرفته در همان مقطع عرضی در مجاورت نقطه وسط مسیر حرکت پیستون در درون سیلندر و همچنین مقاطع عرضی در مجاورت نقطه مرگ بالا بود.

مقاله پژوهشی لاتین پردازش تصویر

27. شناسایی میوه خیار در تصاویر گیاه به کمک شبکه عصبی مصنوعی

داود محمدزمانی؛ سید محمد جاویدان؛ معین زند؛ محمد رسولی

چکیده هدف در این مطالعه, برویکرد شبکه عصبی برای تعیین محل دقیق میوه خیار بیشنهاد گده است.مواد و روش ها برای این منظور پس از متعادل کردن هیستوگرام روشنایی تصویر مورد نظر, تصویر را با پنجره ای حاوی تصویر میوه خیار ضرب می کند که باعث می شود در مناطق مشکوک به خیار ضرایب بزرگتری به دست آید. با استخراج این حداکثرهای محلی، … بیشتر هدف در این مطالعه, برویکرد شبکه عصبی برای تعیین محل دقیق میوه خیار بیشنهاد گده است. مواد و روش ها برای این منظور پس از متعادل کردن هیستوگرام روشنایی تصویر مورد نظر, تصویر را با پنجره ای حاوی تصویر میوه خیار ضرب می کند که باعث می شود در مناطق مشکوک به خیار ضرایب بزرگتری به دست آید.با استخراج این حداکثرهای محلی, خوشه هایی از نقاط اولیه به عنوان نقنجره های احتمالی وجود خیار به دست می آید. سپس برای تشخیص دقیق محل قرارگیری خیارها, این نقاط و نواحی اطراف آنها به یک شبکه عصبی که با استفاده از تعدادی تصویر شامل تصاویر خیار, تصاویر غیر خیار و پاسخ بهینه آنها آموزش داده شده است, ارجاع داده می شود. نتایج Бесплатно روش پیشنهادی در جعبه ابزار Simulink نرم افزار متلب پیاده سازی شد. سپس روش پیشنهادی با استفاده از این ساختار شبکه شبیهسازی شد و بر روی 120 تصویر بهدستآمده از یک گلخانه توسط دوربین دیجیتال آزمایش دیجیتال آزمایش شد.نتیجه’گیری این داش خطای پایینی داشت و توانست نرخ بالایی را در زمان مناسب میوه های خیار در تصاویر کشف شده تشخیص دهد.

مقاله پژوهشی کشاورزی دقیق

28. طراحی و ساخت سامانه ولتاژ بالا برای نابودی علف‌های هرز با سازوار بٲوار برای نابودی علف‌های

بهرام بشارتی؛ علی جعفری؛ حسین موسی زاده؛ Номер

چکیده در این پژوهش, سامانهای شامل یک افزاینده 15 کیلوولتی برای از بین بردن علفهای هرز و یک سازوکار بازخوردی برای تشخیص علفهرز و نابودی آن با استفاده از پایش جریان الکتریکی مصرفی نابودگر علفهرز در گروه ماشینهای کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران (سال 1399) توسعه داده شد.اجزای این سامانه بر روی یک سکوی رباتیک خودگردان … بیشتر در این پژوهش, سامانهای شامل یک افزاینده 15 کیلوولتی برای از بین بردن علفهای هرز و یک سازوکار بازخوردی برای تشخیص علفهرز و نابودی آن با استفاده از پایش جریان الکتریکی مصرفی نابودگر علفهرز در گروه ماشینهای کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران (سال 1399) توسعه داده شد. اززای این سامانه بر روی یک سکوی رباتیک خودگردان نصب شد که اطلاعات را بین سامافزار رایانهای امانه انتقال میداد.طبق شواهد هنگامی کواهد هنگامی که الکترود ولتاژ بالا علفهای هرز را لمس میکرد, جریان افزایش یافته و پس از نابودی علفهای هرز, جریان کم میشد. متوسط ​​انرژی مصرفی برای یک علف هرز 250 ژول تخمین زده شد. بر مبنای مقدار جریان مصرفی مقدار جریان مصرفی برای تشخیص و دریافت بازخورد از از نابودی علفهای هرز واسنجی شد. آزمایشهای نهایی برای مقایسه کارایی کنترل دو حالت کاری استفاده و عدم استفاده از سازوکار بازخوردی انجام شد و مشخص شد که استفاده از این سازوکار به شکل معنیداری کارایی نابودگر علف هرز را افزایش میدهد.

مقاله پژوهشی

29.تحلیل فضای کاری و سینماتیک بازوی روبات جابجاکننده محصولات در مزرعه

محمدحسین آق خانی؛ سید ایمان شریعتی؛ محمود رضا گلزاریان؛ علی اکبری اکبری

چکیده با توجه به توسعه روزافزون استفاده از روباتها در فرآیندهای مختلف, لیکن استفاده از بازوهای مکانیکی ماهر در عملیات زراعی بسیار محدود می باشد.آنچه در این مقاله مورد بررسی است بررسی فضای کاری و تحلیل سینماتیک یک روبات 4 درجه آزادی با سه پیکربندی متفاوت برای انجام یک عملیات زراعی در فضای مزرعه است. محاسبات اولیه براساس روش‌های تحلیلی … بیشتر با توجه به توسعه روزافزون استفاده از روباتها در فرآیندهای مختلف, لیکن استفاده از بازوهای مکانیکی ماهر در عملیات زراعی بسیار محدود می باشد. آنچه در این مقاله مورد بررسی است بررسی فضای کاری و تحلیل سینماتیک یک روبات 4 درجه آزادی با سه پیکربندی متفاوت برای انجام یک عملیات زراعی در فضای مزرعه است.محاسبات اولیه براساس روشهای تحلیلی (هندسی) برای طراحی بازو انجام شده و سینماتیک آن در فضای نرم افزارهای Solidworks و Matlab با سه پیکربندی متفاوت در قالب دو آزمون شبیهسازی شدهاست. تعریف مسیر حرکت در فضای مفصلی براساس نقاط ابتدا و انتهای مسیر و ابتدا وندجم ای درجه 5 انجام پذیرفت. با مقایسه شاخصهایی ماند تحلیل سرعت مجری تحلیل سرعت مجری تحلیی, شاخص فضای کاری و معیار چالای پیکربندی مناسب از میان 3 نوع پیکربندی مورد برررسی, انتخاب گردید. این انتخاب براساس آنچه برای سه مفصل اول روبات پیوما توسط محققین پیشنهاد شده است یکی از بهترین ساختارها است.

مقاله پژوهشی تکنولوژی‌های پس از برداشت

30)

زهرا زنگنه وندی؛ حسین جوادی کیا؛ ناهید عقیلی؛ لیلا ندرلو

چکیده روغنهای جامد نباتی یا روغنهایی مثل پالم دارای اسید چرب اشباع بالا هستند, چنین روغنهایی میتوانند باعث بالا رفتن چربی خون, افزایش کلسترول بدن و در نهایت موجب گرفتگی و انسداد عروق شوند.در این پژوهش از از سامانه به منظور تشخیص میزان پالم در روغن ذرت استفاده شده که شامل ده حسگرنیمه هادی اکسید فلزی بود. ویژگی‌های استخراج شده از … بیشتر روغنهای جامد نباتی یا روغنهایی مثل پالم دارای اسید چرب اشباع بالا هستند, چنین روغنهایی میتوانند باعث بالا رفتن چربی خون, افزایش کلسترول بدن و در نهایت موجب گرفتگی و انسداد عروق شوند. در این پژوهش از از سامانه به منظور تشخیص میزان پالم در روغن ذرت استفاده شده که شامل ده حسگرنیمه هادی اکسید فلزی بود.ویژگیهای استخراج شده از سیگنالهای بدستآمده از بینیالکتریکی با روشهای تحلیل مولفههای اصلی, شبکهی عصبی مصنوعی, انفیس و سطط پاسخ پردازش شدند. نمونههای مورد آزمایش شامل موغن ذمایش شامل روغن ذرت خالص, روغن ذرت دارای 25 درصد پالم, روغن ذرت 50 درصد و روغن ذرت. 75 درصد است. براساس نتایج بدستآمده دقت طبقه بندی در روش های PCA, ANN, ANFIS و RSM به ترتیب برابر 87, 9/71, 8/93 و 9/96 درصد است و باتوجه به این نتایج روش سطح پاسخ روشی مناسب تری برای تشخیص درصد پالم در روغن ذرت می‌باشد. با مدل ارائه شده می توان میزان روغن پالم بیش از حد مجاز استفاده شده شده را را را را را را با مدل ارائه شده روغن پالم بیش از حده شده را با مدل ارائه شده روغن پالم

مقاله پژوهشی طراحی و ساخت

31. تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره دوار رآکتور تولید کربن فعال

سجاد نادری پاریزی؛ رضا علیمردانی؛ منصوره سلیمانی؛ حسین موسی زاده

چکیده کربن فعال یک جاذب با ظرفیت ذذب 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 تولید شده در کوره فعال سازی, فعال میشود. باتوجه به اهمیت مرحله فعال سازی در خواص کربن فعال تولیدی, در این مقاله تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره بخش فعالساز مورد … بیشتر کربن فعال یک جاذب با ظرفیت ذذب 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 تولید شده در کوره فعال سازی, فعال میشود.باتوجه به اهمیت مرحله فعال سازی 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 وباحی، و با نرم افزار ANSYS R20 تحلیل حرارتی ٴٴو ۧ ۧ ۧ تغیر طولهای ناشی از هرارت کوره دوار و همچنین تلفات گرمایی و نحوه گردش جرمان گرمای داخل کوره گرمای داخل کوره برمای داخل کوره برمای داخل کوره برمای داخل کوره بررسی داخل 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 مدلسشزی.نتایج نشان داد که دمای دیواره داخلی حدود 600°C 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 11.75mm محاسبه شد. سپس آزمون تجربی روی مدل واقعی انجام گرفت واقعی انجام گرفت و نتایج حاصل از تحلیل آماری نشان دهنده عدم وجود اختلاف معنی دار بین نتای مدلسازی و تجربی ماشد. در نهایت برای مهار آن از غلتک و تکیه گاههای مناسب, ورقهای سایشی همراه با صفحات فشاری و برای مهار تلفات گرمایی از عایق سرامیکی 5 سانتیمتری استفاده گردید.

مقاله پژوهشی مهندسی سامانه‌های کشاورزی (گلخانه، پرورش ماهی، تولید قارچ)

32. تحلیل حرارتی و اکسرژی متمرکز وننده فرنل خطی به منظور امکان سنجی استفاده در سنمانه گرمایش گلخانه

سعید نوروزی؛ علی ملکی؛ شاهین بشارتی

چکیده در سال های اخیر افزایش آلودگی هوا, قیمت حاملهای انرژی و تنش آبی به دلیل تغییرات اقلیم باعث شده تا استفاده از انرژیهای تجدید پذیر به ویژه انرژی خورشیدی افرایش یابد.منابع مهم جمع‌آوری و تامین انرژی گرماییی هس. در در این راستا بازده و کاراییی این کلکتورها و اقدامات لازم برای افزایش این عاملها اهمیت خاملها … بیشتر در سال های اخیر افزایش آلودگی هوا, قیمت حاملهای انرژی و تنش آبی به دلیل تغییرات اقلیم باعث شده تا استفاده از انرژیهای تجدید پذیر به ویژه انرژی خورشیدی افرایش یابد. منابع مهم جمع‌آوری و تامین انرژی گرماییی هس. در این راستا بازده و کاراییی این کلکتورها و اقدامات لازم برای افزایش این عاملها از اهمیت خاصی برخورار است.لذا در این پژوهش عملکرد روزانه یک بازتابنده فرنل خطی جهت استفاده در سیستم گرمایش یک گلخانه در بهمن ماه در شرایط آب و هوایی شهرکرد به صورت عددی بررسی خواهد شد. این سامانه دارای یک گیرنده دارای تخت با 18 مترمربع میدان آینه بوده و به یک مخزن ذخیره سازی باحجم 250 لیتر متصل شده است. علاوه بر این, بر اساس تعادل انرژی در جمع کننده و مخزن ذخیرهسازی, مدل ریاضی برای سامانه ملکرد روزانه سامانه مورد نظر تهیه سامانه مورد نظر تهیه سامانه مورد نظر تهیه سامانه مورد. تحلیلها نشان داد که بیشینه بازده حرارتی سامانه برابر با 65 درصد و حداکثر تولید حرارت مفید 1/5 کیلووات است که توانایی گرمایش محیط گلخانه را در طول شب در ماه بهمن را دارد.همچنین از نتایج این پژوهش میتوان برای ارزیابی سامانههای متمرکز خورشیدی و به ویژه بازتابندههههههههههنل خطی استفاده کرد.

مقاله پژوهشی پردازش تصویر

33. تشخیص و شمارش خودکار کاکلهای ذرت با استفاده از آشکارساز مبتنی بر یادگیری عمیق

شهرزاد فلاحت؛ اعظم کرمی

چکیده در سالهای اخیر استفاده از یادگیری عمیق در کشاورزی دقیق به منظور تشخیص و شمارش آفات و یا بیماریهای گیاهان, تخمین سطح زیر کشت و نظارت بر روند رشد گیاهان به سرعت رو به افزایش است.در این مقاله, به طراحی الگوریتمی برگرفته از شبکه عصبی عمیق yolov5s جهت تشخیص و شمارش جودکار کاکلهای گیاه ذرت پرداخته شده است. برای این منظور، از تصاویر اخذ شده … بیشتر در سالهای اخیر استفاده از یادگیری عمیق در کشاورزی دقیق به منظور تشخیص و شمارش آفات و یا بیماریهای گیاهان, تخمین سطح زیر کشت و نظارت بر روند رشد گیاهان به سرعت رو به افزایش است. در این مقاله, به طراحی الگوریتمی برگرفته از شبکه عصبی عمیق yolov5s جهت تشخیص و شمارش جودکار کاکلهای گیاه ذرت پرداخته شده است.برای این منظور, از تصاویر اخذ شده توسط پهپاد از مزرعه ذرت در دو تاریخ متفاوت جهت آموزش و ارزیابی شبکه استفاده گردیده و با توجه به نوع و اندازه داده به اعمال تغییراتی در معماری و تابع فعالسازی الگوریتم اصلی YOLOv5s با هدف افزایش تعداد پارامترهای شبکه, کاهش بیش برازش و افزایش دقت تشخیص پرداخته شد و الگوریتم Модифицированный YOLOv5s که به اختصار MYOLOv5s نام دارد به عنوان نسخه بهبود یافته YOLOv5s با قابلیت شناسایی و شمارش کاکلهای ذرت با مقادیر ضریب تبیین R2 28/99 درصد و دقت متوسط (AP) 30/95 درصد حاصل شد. همچنین, عملکرد روش پیشنهادی به کار گرفته شده در این مقاله با الگوریتمهای معتبر با الگوریتمهای معتبر معرفی شده در این زمینه, Tasselnetv2 + Faster r-cnn و Retinanet مقایسه گردید.نتایج بدست آمده نشایر میدهد که مقادیر ضریب تبیین برای این سه شبکه به ترتیب 86/77, 83/86 و 53/95 درصد میباشد. همچنین برای الگوریتم‌هایFaster R-CNN وRetinaNet مقادیر دقت متوسط ​​99/76 و 66/77 درصد دد؅ت بد؅ت دد؅ت دد؅ت دد؅ت دد؅ت دد؅ت دد؅ت دد؅ت درصد دد؅ت همچنین همچنین برای Бесплатно شایان ذکر است myolov5s با دارا بودن سرعت پردازش 84 فریم بر ثانیه سریعترین روش در تشخیص کاکل ذرت محسوب میگردد.

مقاله پژوهشی پردازش تصویر

34.تشخیص کرم ساقه خوار برنج (Chilo sentalis) با کمک تصاویر تلفن هوشمند و یادگیری عمی

محمد فلاح؛ عبادت قنبری پرمهر

چکیده در بین مصصولات کشاورزی, برنج یکی از اصلیترین وعده غذایی در کشورهای خاورمیانه, به ویژه ایران است. مقابله موثر و به هنگام با آفات مزارع برنج, یکی از بزرگترین چالشهای پیشرو در زمینه زراعت این مصصول است.کرم ساقه‌خوار برنج (Chilo подавляющий) از آفات کلیدی گیاه برنج در شمال ایران می‌باش. در حال حاضر، تشخیص نوع آفت‌هایی که به مزارع برنج … بیشتر در بین مصصولات کشاورزی, برنج یکی از اصلیترین وعده غذایی در کشورهای خاورمیانه, به ویژه ایران است. مقابله موثر و به هنگام با آفات مزارع برنج, یکی از بزرگترین چالشهای پیشرو در زمینه زراعت این مصصول است. کرم ساقه‌خوار برنج (Chilo подавляющий) از آفات کلیدی گیاه برنج در شمال ایران می‌باش.در حال حاضر, تشخیص نوع آفتهایی که به مزارع برنج هجوم میبرند به نیروی انسانی و تجربه کافی متکی است. تشخیص آفت در مراحل اولیه به منظور به حداقل رساندن خسارت به عنوان اقدام پیشگیرانه ضروری است. توسعه هوش مصنوعی و الگوریتمهای یادگیری ماشین, دریچه جدیدی را در صنایع مختلف از جمله کشاورزی صنعتی ایجاد کرده است. با استفاده از یادگیری ماشین میتوان تا حدود زیادی از خطاهای موجود در شناسایی آفت جلوگیری کفت جلوگیری کرد. از طرف دیگر در سالهای اخیر همگانی شدن استفاده از تلفن همراه هوشمند و توسعه شیوه دریافت اطلاعات داوطلبانه, امکان پایش خودکار به منظور کاهش نیروی انسانی برای کشاورزان فراهم شده است.هدف از این تحقیق, شناسایی خودکار کرم ساقهخوار برنج با استفاده از تصاویر تلفن همراه و معرفی و توسعه یک برنامه کاربردی برای کشاورز جهت شناسایی دقیق آفت است. از برنامه کاربردی توسعه داده شده برای کشاورز به منظور دریافت تصاویرکرم ساقه خوار برنج برای آموزش شبکه عصبی عمیق استفاده شد. Бесплатно نتایج حاصل نشان داد که مدل نشان دیده با مدل آموزش دیده با استفاده از تصاویر تلفن هوشمند با دقت 92 درصد و صصت 88 درصد عملکرد مناسبی در در تشخیص آفت کرم ساقهخوار دارد.

مقاله پژوهشی مهندسی سامانه‌های کشاورزی (گلخانه، پرورش ماهی، تولید قارچ)

35.ارزیابی اثرات نور مصنوعی بر برخی شاخصهای گیاه در طراحی و ساخت یک کارخانه گیاهی مقیاس کوچک

پوریا شمسی رودبارسرا؛ سیدرضا موسوی سیدی؛ داود کلانتری؛ کامران قاسمی

چکیده تولید مواد غذایی در محیط شهری راهکار مناسبی برای به کارگیری فضاهای بلااستفاده میباشد. هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت یک کارخانه گیاهی مجهز به نور مصنوعی جهت استفاده در مناطط شهری بوده است.از آن جاییکه تامین نور مناسب از مهمترین ویژگیهای تاثیرگذار بر کاراییی یکارخانه گیاهی محسوب میگردد, تعداد 8 تیمار در رژمهای نوری مختلف … بیشتر تولید مواد غذایی در محیط شهری راهکار مناسبی برای به کارگیری فضاهای بلااستفاده میباشد. هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت یک کارخانه گیاهی مجهز به نور مصنوعی جهت استفاده در مناطط شهری بوده است. از آن جاییکه تامین نور مناسب از مهمترین ویژگیهای تاثیرگذار بر کارایی یک کارخانه گیاهی محسوب میگردد, تعداد 8 تیمار در رژیمهای نوری مختلف ابی, سبز و قرمز و در سه تکرار مورد آزمایش قرار گرفت.سپس تجزیه و تحلیل آن ها با استفاده از طرح کاملاً تصادفی و در درم‌اافزا SP. گیاه مورد استفاده تربچه بود که پس از 5 هفته چیده شد و پارامترهای مختلفی از قبیل کلروفیل, وزن تر و خشکلروفیل, وزن تر و خشک, قند و طول گیاه اندازهگیری گردید. بیشترین میزان کلروفیل A 964/0 و ومترین مقدار آن 318/0 میلیگرم بر گرم وزن تر برگ ببت شد که به ترتر برگ ثبت شد که به ترترتر برگ ثبت شد که به ترترتیب برگ تیمارهای (B1, G0, R2) و (R1, G0, B0) به دست آمده است. در کلروفیل б نیز بالاترین مقدار مربوط به تیمار (В1, G0, R2), با مقدار 666/0 میلیگرم بر گرم وزن تر و کمترین نیز متعلق به تیمار (R1, G0, B0) با مقدار 229/0 میلیگرم بر گرم وزن تر بود.همچنین بالاترین وزن بالاترین وزن تر و خشک گیاه مربوط به تیمار (R2, G0, B1) با مقادیر 27/0 گرم و 014/0 گرم و کمترین آن مربوط به تیمار (R1, G0, B0) بود که به ترتیب 155/0 و 007/0 گرم ثبت شدند. بنابراین میتوان گفت که ترکیب نوری (R2, G0, B1) مناسبترین رژیم نوری در سامانه طراحی شده میباشد.

مقاله پژوهشی طراحی و ساخت

36.پیشبینی ارتعاش تمام بدن بر اساس مدلهای رگرسیونی تکمتغیره و تعیین مدت زمان مجاز مدت زمان مجاز مواجهه کاربر تراکتور

علی محمدی؛ کامران خیرعلی پور؛ بهرام قمری؛ احمد جهان بخشی؛ رضا شهیدی

چکیده مدت زمان مجاز مواجهه کاربر با ارتعاش یکی ازفظ عاملهای اصلی در حفظ سامت کاربر ازی طفظ و بهینهیزهیزهیزات از طرف دیگر میباشد.تحقیق حاضر به منظور محاسبه مدت زمان مجاز مواجهه کاربر با ارتعاش تراکتور ITM475 صورت پذیرفته است. آزمایشهای این پژوهش با استفاده از یک ارتعاشسنج سه جهته و بر اساس استاندارد بینالمللی ارتعاش … بیشتر مدت زمان مجاز مواجهه کاربر با ارتعاش یکی ازفظ عاملهای اصلی در حفظ سامت کاربر ازی طفظ و بهینهیزهیزهیزات از طرف دیگر میباشد. تحقیق حاضر به منظور محاسبه مدت زمان مجاز مواجهه کاربر با ارتعاش تراکتور ITM475 صورت پذیرفته است.آزمایشهای این پژوهش با استفاده از یک ارتعاشسنج سه جهته و بر اساس استاندارد بینالمللی ارتعاش iso 2631-1 انجام گرفت. اطلاعات به دست آمده بر اساس اندازه گیری های به عمل آمده از 18 تیمار و 3 تکرار مورد تززیه و تحلیل قرار گرفت. عاملهای مورد بررسی شامل دور مررسی سه سطط 1500,1000 و 2000 دور در دقیقه, مو 2000 دور در در سه سطط دنده 1, 2 در در سه سطط دنده در دو نوع جاده دو سطط خاکی و آسفالت بود. بیشترین میزان ارتعاش کل بدن و به تبع آن کمترین مدت زمان مجاز مواجهه در جاده خاکی, دور موتور 2000 دور بر دقیقه, و دنده 3 بوده که مقدار آنها به ترتیب برابر 49/1 متر بر مجذور ثانیه و 16/1 ساعت بود.ضمن رعایت مدت زمان مجای مدت زمان مجاز مواجهه توسط کاربران این تراکتور, نیاز است تمهیداتی برای کاهش ارتعاش تمام باهش ارتعاش تمام بدن کاربر تراکتور مورد نظر اندیشیده شود.

مقاله پژوهشی رابطه ماشین و خاک

37. ارزیابی فنی سه روش برداشت دستی، نیمه‌مکانیزه و مکانیزۀ بادٺم‌زمۀ

جبراییل تقی نژاد؛ صفت اله رحمانی

چکیده مرحله برداشت مهم‌ترین مراحل تولید بادام‌زمینی است.برداشت بادامزمینی بصورت دو مرحلهای است مرحله اول شامل درآوردن کامل بوتهها از خاک است که به صورت یکسان انجام شد و مرحله دوم خشککردن و جداکردن غلاف بادامزمینی از بوته گیاهی است. در این پژوهش، سه روش برداشت بادام زمینی در مرحله دوم بررسی شد. آزمایش بر پایه طرح کرت‌های خردشده … بیشتر مرحله برداشت مهم‌ترین مراحل تولید بادام‌زمینی است. برداشت بادامزمینی بصورت دو مرحلهای است مرحله اول شامل درآوردن کامل بوتهها از خاک است که به صورت یکسان انجام شد و مرحله دوم خشککردن و جداکردن غلاف بادامزمینی از بوته گیاهی است.در این پژوهش، سه روش برداشت بادام زمینی در مرحله دوم بررسی شد. آزمایش بر پایه طرح کرتهای خردشده در قالب بلوکهای کامل تصادفی در چهار تصار انجام چهار انجام چد. کرت اصلی شامل میزان رطوبت خاک در زمان برداشت در سه سطح: a1-21%, A2- 18% و A3- 15% و کرت فرعی شامل جداکردن غلاف بادامزمینی از بوته گیاهی در سه سطح: B1- استفاده ازکمباین کششی مخصوص بادامزمینی, б2 — کوبش با خرمن‌کوب پشت تراکتوری، b3- روش دستی بود. پارامترهای اندازه-گیری شده شامل ظرفیت مزرعهای موثر, زمان موردنیاز برداشت, درصد تلفات مرحله اول و دوم برداشت, درصد تلفات کل وتعداد کارگر مورد نیاز بود.نتایج نشان داد مناسب‌ترین محتوی رطوبتی خاک برای شرای شرای برداشت مرحل٨ اٯحل٨ اٯ الو٨ اٯ میان تیمارها در سطح یک درصد معنی‌دار بودند. بیشترین وکمترین ظرفیت مزرعهای موثر بهترترتیب برای کمباین کششی باای با برداشت دستی برابر با 46/0 و 006/0 هکتار در ساعت بود. کمترین و بیشترین تلفات کل بهترتیب با 95/5 و 58/10 درصد مربوط به روش دستی برداشت با کمباین کششی مخصوص بادامزمینی بود. بنابراین با توجه به نتایج به-دست آمده کمباین مخصوص کششی برای برداشت زودهنگام بادامزمینی و روش دستی از لحاظ کیفیت مناسب محصول بدست آمده برای منطقه توصیه میشود.

مقاله پژوهشی پردازش تصویر

38. مدل سازی و ساخت ربات کارنده بذر در سینی نشاء (مطالعه موردی: چغندرقند)

سامان آبدانان مهدی زاده

چکیده با وجود کاهش شدید منابع آبی ایران و رشد روز افزون جمعیت, نیاز به تولید غذا و مصصولات کشاورزی بیش از گذشته است.در گذشته اغلب کاشت گیاهان به صورت کشت مستقیم بذر صورت می پذیرفت و منابع آبی بسیار خصوصا آب های زیر زمینی برای کشت مستقیم بذر و جوانه زنی گیاه مصرف می گردید. مصرف آب، کود و سموم کشت نشایی به جای کشت مستقیم … بیشتر با وجود کاهش شدید منابع آبی ایران و رشد روز افزون جمعیت, نیاز به تولید غذا و مصصولات کشاورزی بیش از گذشته است. در گذشته اغلب کاشت گیاهان به صورت کشت مستقیم بذر صورت می پذیرفت و منابع آبی بسیار خصوصا آب های زیر زمینی برای کشت مستقیم بذر و جوانه زنی گیاه مصرف می گردید.از جمله‌ روش های کاهش مصرف آب، کود و سموم ةشت نشایی به جای تتقیم رستقی از جمله‌ روش های لذا هدف از پژوهش حاضر مدل سازی دینامیکی و ساخت سامامینه کاشت بذر در سینی نشاء در نظر گرفته نشاء در نظر گرفته نشاء در نظر گرفته نشد. بدین منظور ابتدا یک بازوی کارنده مدل سازی و موقعیت کارنده در هر دحده د٢م د٢ه د٢ده بدین سازی و موقعیت کارنده در هر ددده بدین سپس بر اساس مدل سازی دینامیکی بازو ساخته و عملیات کشت بذر در سینی نشاء صورت پذیرفت. ارزیابی سامانه کاشت دو سطط سرعت پیشروی 5 و 10 سانتی متر بر ثانیه برای بذر چغندرقند انجام گرفت که ظرفیت نامین گرفت که ظرفیت نامین بذرکار بین 3579 تا 4613 سلول در ساعت بود. در ضمن شاخص های نکاشت و چندگانه کاشت در 3000 سلول نیز به ترتیب 03/0 صید دد در.با توجه به دقت کاشت, سرعت عملکرد کارنده و همچنین مصرف اندک انرژی (56/25 وات.ساعت) این سامانه توانایی جایگزنی بذرکاری دستی در سینی نشاء را دارد.

مقاله پژوهشی تکنولوژی‌های پس از برداشت

39. بررسی میزان ضایعات برنج قهوهای در فرآیند خشککردن

سینا شریفی؛ محمدحسین آق خانی؛ عباس روحانی

چکیده فرآیندهای خشککردن شلتوک در مزرعه و کارخانه تبدیل شارخانه تبدیل شلتوک, همواره چالشیترین مسائل صنعت برنج کشور میباشد.در این تحقیق, میزان ضایعات خشککردن در مزرعه و کارخانه در مزرعه و کارخانه در سه شهرستان استان سیلان مورد برررسی قرار گرفت. بدین منظور, اثرهای اصلی و متقابل فاکتورهای مستقل فامل محتوای رطوبتی زمان برداشت, فاصله زمانی تا خرمنکوبی در سطط مزرعه, … بیشتر فرآیندهای خشککردن شلتوک در مزرعه و کارخانه تبدیل شارخانه تبدیل شلتوک, همواره چالشیترین مسائل صنعت برنج کشور میباشد. در این تحقیق, میزان ضایعات خشککردن در مزرعه و کارخانه در مزرعه و کارخانه در سه شهرستان استان سیلان مورد برررسی قرار گرفت.بدین منظور, اثرهای اصلی و متقابل فاکتورهای مستقل شامل محتوای رطوبتی زمان برداشت, فاصله زمانی تا خرمنکوبی در سطح مزرعه, و روش خشککردن در سطح مزرعه و کارخانه بر فاکتورهای وابسته دانههای نارس, گچی و شکلهای مختلف ترک در برنج قهوهای در سال زراعی 99- 1398 г. بررسی شدند. فاکتوریل بر پایه بلوک کامل تصادفی استفاده شد. اثرهای اصلی و متقابل فاکتورهای محتوابل فاکتورهای محتوای رطوبتی زمان برداشت, زمان و روش خشککردن در سطط مزرعه و کارخانه بر ایجاد ضایعات معنادار ضایعات معنادار ضایعات معنادار بودند (05/0> p). همچنین, اثر متقابل دو فاکتور روش خشککردن در کارخانه در در در کارخانه در تقابل با فاکتور سرعت هوای خشککردن و فاکتور دمای خشککن معنادار شد.مقایسه نتایج نشان داد کمترین درصد ضایعات در روش پخشکردن, در محتوای رطوبتی 26 درصد, به میزان 474/1 درصد بود. بیشترین تاثیر استفاده از پوشش پلاستیک در شکلگیری ضایعات به شکل ترک لاکپشتی دانههای گچی بود. در سطط مزرعه, پس از 14 تا 19 ساعت خشککردن تا 19 ساعت خشککردن بیشینه ضایعات مشاهده شد, که سهم سهترک, ترک لاکپشتی و دوترک بهترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترترت و 08/8% بود. در سطح کارخانه, کمترین ضایعات در ترکیب فاکتوری خشککن سه مرحلهای با 15 ساعت استراحتدهی, دما خشککن 40 درجه سلسیوس و سرعت باد 5/0 متر بر ثانیه به میزان 04/6 درصد بهدست آمد.

Микроклимат — ключ к успеху отъема

Отъем поросят в помещении, предназначенном для удовлетворения потребностей рыночных свиней, требует создания небольших зон или «микроклимата», которые более точно имитируют температуру, характерную для традиционных питомников.

11 февраля 2020 г. 4 минуты чтения

Сплошная ярусная зона

Обеспечьте сплошную ярусную зону от 0,3 до 0,34 квадратных футов на свинью, чтобы повысить комфорт и устранить сквозняки.Наиболее распространенный из этих временных матов представляет собой армированный резиновый мат с приподнятой кромкой подачи по периметру. Поскольку эти маты тяжелые, весом более двух фунтов на квадратный фут, производители могут использовать два мата на загон для облегчения обращения или более легкий полиэтиленовый мат весом чуть более полуфунта на квадратный фут.

Также имеется одноразовый коврик, изготовленный из стеблей кукурузы и древесных волокон. Этот биоразлагаемый коврик размером четыре на восемь футов весит всего десять фунтов и устраняет необходимость в очистке и дезинфекции, поскольку после использования он просто компостируется.

Обогрев

Лучистое тепло – идеальное средство для создания микроклимата, необходимого для поросят-отъемышей. Направляя тепло на свиней, мы можем улучшить локальную среду для свиней, не повышая температуру во всем помещении. Нагреватели с принудительной подачей воздуха регулируют температуру в помещении от 75 до 80 градусов по Фаренгейту, в то время как лучистое тепло поддерживает микроклимат на уровне 90 градусов на уровне свиней. Постепенно снижайте температуру излучения в течение 28 дней, пока она не достигнет заданной температуры в помещении, после чего брудерные блоки убираются и убираются на хранение.

Типы лучистого тепла

Электрические тепловые лампы являются наименее дорогим типом излучателя для установки и регулирования в здании. Установка заключается в размещении нескольких светильников с 250-ваттными лампочками над зоной укладки в каждом загоне и регулировке высоты до достижения желаемой температуры пола. Простой термостат с дистанционным датчиком регулирует мощность лампы. Недостатки включают более высокие затраты на электроэнергию и замену ламп.

Индивидуальные инфракрасные газовые брудерные установки являются наиболее популярной формой лучистого тепла в системах отъема.Несмотря на более высокую первоначальную стоимость, эти небольшие брудерные установки мощностью от 10 000 до 17 000 БТЕ достаточно мощны, чтобы обогревать площадь пола, подходящую для 100–150 поросят-отъемышей. Датчик, установленный под одним из брудеров, передает сигнал на панель управления, регулирующую расход газа. В зависимости от предпочтений производителя доступны как вкл/выкл, так и модулирующие панели управления. Брудеры, работающие на газу, обычно имеют более низкие эксплуатационные расходы, чем электрические системы.

Окончательное рассмотрение – воздухозаборники

Воздух из плохо управляемых воздухозаборников может вызвать охлаждающие поросят сквозняки в микроклимате при отъеме.Утечки вокруг штор, дверей и вентиляторов могут снизить скорость воздуха, позволяя холодному входящему воздуху падать на пол без надлежащего перемешивания. Хорошее управление коровником включает в себя уплотнение оболочки здания, чтобы скорость входящего воздуха достигала 800–1000 футов в минуту и ​​смешивалась с более теплым воздухом с потолка, прежде чем он падал на пол.

Совместимые с растениями носимые устройства для локализованного мониторинга микроклимата и роста растений

Рабочие характеристики датчиков

Датчик испытывается при растяжении с использованием автоматизированной индивидуальной циклической установки, которую можно многократно контролировать для получения квантованных величин растяжения и сжатия, показанных на рис.3a–c и продемонстрировано в фильме S1. Каждый шаг растяжения соответствует удлинению Δ L  = 250 мкм, для которого мы получаем соответствующее сопротивление, чтобы получить график сопротивления на рис. 3d. Соответствующая приложенная деформация рассчитывается с помощью следующего соотношения:

$${\varepsilon} = \frac{{\left( {{L} — {L}_0} \right)}}{{{L}_0}} $$

(1)

Где ε — приложенная деформация, « L 0 » — начальная длина датчика, а « L » — конечная длина датчика, где L  =  90 L  + Δ L .На рис. 3г видно, что наш датчик выдерживает деформацию до ~35 %, при этом он показывает линейную зависимость до деформации 22 %, что будет предпочтительным режимом работы. Эта деформация 22% соответствует удлинению Δ L  = 3,75 мм, что более чем достаточно для количественного и точного мониторинга роста растения в длину на микрометровом уровне в течение заданного дня. Из наклона \(\left( {\textstyle{{\Delta R} \over \varepsilon}}} \right)\) графика на рис. 3e мы можем получить калибровочный коэффициент (GF), который равен более стандартная мера чувствительности к деформации:

$${\rm{GF}} = \frac{{{\mathrm{\Delta}}R}}{{R_0}}{\mathrm{/}}\frac{ {{\mathrm{\Delta}}L}}{{L_0}} = \frac{{{\mathrm{\Delta}}R}}{{R_0}}{\mathrm{/}}\varepsilon = \frac {{{\mathrm{\Delta}}R}}{\varepsilon}{\mathrm{/}}R_0$$

(2)

Рис.3

Рабочие характеристики датчиков растений. a c Цифровые фотографии, демонстрирующие нашу напечатанную на 3D-принтере велосипедную установку, используемую для проведения испытаний на растяжение, на которых показано, что установленный датчик находится в состоянии равновесия, сжатия и растяжения. d График, показывающий увеличение сопротивления по мере того, как датчик деформации растягивается и удлиняется при растяжении, с соответствующим графиком (синим цветом), связывающим удлинение с деформацией растяжения, вызванной датчиком. e График чувствительности тензометрического датчика, показывающий линейное поведение приложенной деформации до 22%, что соответствует 3.Удлинение 75 мм в конструкции датчика. f Фотография интерфейса приложения для смартфона для нашей автоматической установки циклов деформации, отражающая результаты экспериментов для 500 циклов. Удаленное подключение осуществляется через Bluetooth, а изменения значений сопротивления в реальном времени отражаются в виде изменений в «шестнадцатеричном» числе, отображаемом в черном поле. г График в реальном времени циклов растяжения/отпускания тензометрических датчиков, удлиненных на 1 мм ( ε  = 5,88%). h График температурной чувствительности, показывающий линейный отклик. i График чувствительности к влаге, показывающий довольно линейный отклик до 93% относительной влажности

Соответственно, мы рассчитываем в среднем калибровочный коэффициент GF = 3,9 в линейном режиме с растяжимостью до 22% деформации. Как правило, трудно достичь высоких коэффициентов толщины при сохранении высокой растяжимости тонкопленочных металлов. Обычные тонкопленочные металлические тензодатчики показывают GF ∼ 2 с максимальной растяжимостью 5%. 19 Датчики с GF выше 200 часто ограничены растяжимостью 5%. 20,21 Другие датчики деформации с высокой степенью растяжения, основанные на сетях CNT, показывают GF = 0,82 для растягиваемости от 0% до 40% деформации 22 и часто страдают от нелинейности и высокого гистерезиса, 23 в то время как более поздний исследование по мониторингу роста плодов с использованием растяжимых датчиков деформации на основе чернил показало коэффициент GF = 64, 13 , но ограниченный с точки зрения практичности и линейности всего до 8% деформации. Следовательно, необходимо достичь баланса между чувствительностью и желаемой растяжимостью в зависимости от интересующего применения.В этой работе, используя метод потери устойчивости, мы смогли добиться более высоких растяжимых свойств, используя обычные тонкопленочные металлические датчики деформации. Достигнутая чувствительность GF = 3,9 достаточно высока, чтобы различать микрометровые удлинения в росте растения, сохраняя при этом большую стабильность и линейность до деформации 22%. Мы также изучаем повторяемость датчика, подвергая датчик 500 циклам растяжения/отпускания, автоматически контролируемым через приложение для смартфона (рис. 3f) для точных и повторяемых циклов, как показано в фильме S2.Каждый шаг растяжения характеризуется деформацией растяжения 5,88%, что соответствует удлинению на 1 мм. Схема цикла показана на рис. 3a, c, а результаты для первых 10 циклов показаны на рис. 3g, что подчеркивает постоянное поведение датчика, поскольку он постоянно восстанавливается до исходного сопротивления без гистерезиса.

График чувствительности датчика температуры (рис. 3h) показывает ожидаемое линейное увеличение сопротивления по отношению к более высоким температурам из-за более высоких фононных колебаний и столкновений.Мы измеряем чувствительность 0,032 Ом/°C и соответствующий температурный коэффициент сопротивления TCR Au, тонкой пленки  = 0,0024/°C, что немного ниже теоретического значения TCR массивного металлического Au (TCR Au, объемный  = 0,0034/°C), и ожидается из-за повышенной пористости напыленных тонкопленочных металлов по сравнению с массой. Точно так же производительность датчика влажности растений была протестирована путем воздействия на датчик уровней относительной влажности от 45% до 93% относительной влажности при комнатной температуре.На рис. 3i показана линейная характеристика чувствительности , влажности  = 1,6/% относительной влажности и линейности 0,996. Реакция на изменения влажности была собрана с помощью нашей автономной интегрированной системы, отсюда и измеренное «Исходное выходное значение». Это необработанное выходное значение можно преобразовать в относительную влажность, выполнив калибровку, аналогичную той, что мы сделали для датчика температуры (рис. S1).

В целом, изготовленные датчики имеют желаемые линейные отклики и демонстрируют относительно хорошую чувствительность для отслеживания необходимых изменений микроклимата вокруг растения.Температурная чувствительность хорошо согласуется с опубликованными в литературе значениями в диапазоне от 0,0018/°C до 0,0061/°C. 24 Аналогичным образом, датчик влажности обладает более высокой чувствительностью по сравнению с гибкими датчиками влажности на основе полиимида, заявленная чувствительность составляет всего 0,0038/%ОВ 25 и 0,0025/%ОВ. 16 Как правило, более высокая чувствительность может быть достигнута за счет оптимизации размеров встречно-штыревых электродов, таких как ширина, длина и расстояние между пальцами, как описано в следующей работе. 16

Носимые растения для мониторинга местного микроклимата

Уровни влажности и температуры могут влиять на качество урожая и рост растений, и обычно контролируются в теплицах с помощью сложного оборудования, где влажность может быть одним из самых сложных факторов окружающей среды для локального контроля вокруг каждой культуры и растения. 26,27,28 На микроклимат вокруг каждого растения влияет местонахождение растения, а также его реакция на окружающие факторы окружающей среды.Например, уровень влажности колеблется в зависимости от изменения температуры окружающей среды, а растения постоянно испаряются (результат зависит от местной температуры), что, следовательно, добавляет водяной пар в микроклимат среды этого растения. 29 Влажный воздух напрямую способствует возникновению таких проблем, как болезни листьев и корней, медленное высыхание среды выращивания, стресс растений, потеря качества и снижение урожайности. 30 При слишком низком уровне влажности листья с нижней части растения часто опадают, замедляется рост и ухудшается общее состояние листьев.При этом локальный климат-контроль как температуры, так и влажности вокруг растений имеет решающее значение. Для оптимального роста растений требуется определенный минимальный уровень влажности, но не до точки, при которой она достигает точки росы. Если температура находится на уровне точки росы или ниже, воздух не может удерживать влагу в воздухе, и происходит конденсация, покрывающая и остекляющая поверхности листьев. 31 Как следствие, конденсация воды на листьях усугубляет проблемы с болезнями и сводит к минимуму потребление воды растением, увеличивая проблемы с питанием.На процесс фотосинтеза также влияют температура и уровень влажности. Фотосинтез — это процесс преобразования углекислого газа и воды в листьях растений с образованием сахаров, которые используются для получения энергии и роста. 31 При высокой температуре и нормальной влажности открывается больше устьиц, пропуская углекислый газ для активного фотосинтеза. 31 Если воздух чрезмерно сухой и растение безжизненно, устьичные отверстия закрываются, что снижает фотосинтетическую активность и, в конечном итоге, рост растения.Рост растений в значительной степени зависит от условий, способствующих оптимальному фотосинтезу, который, в свою очередь, представляет собой процесс, в значительной степени зависящий от баланса между влажностью и температурой.

Следовательно, наличие на растении носимого устройства, обеспечивающего надлежащий контроль и постоянный мониторинг локального микроклимата (температура и влажность одновременно) вокруг растений, может привести к значительному повышению качества и скорости роста растений. Поэтому мы разрабатываем носимое растение, интегрирующее мультисенсорную платформу в форме бабочки (рис.1h и 2a), целью которых является мониторинг местных уровней температуры и влажности. Носимый монитор развертывается путем равномерного размещения датчиков на поверхности листа растения, как показано на рис. 4а, затем подключается к остальным компонентам системы (PSoC и батарея) (рис. 2г) с помощью сверхлегких электрических провода и серебряная эпоксидная смола. Упакованные компоненты системы занимают небольшую площадь и могут быть легко использованы в почве рядом с растением (рис. 4а). Мониторинг микроклимата завода в режиме реального времени осуществляется путем беспроводного сбора данных о температуре и влажности с разработанной гибкой платформы.В качестве средства сравнения и поддержки наших выводов данные, извлеченные из нашей автономной системы завода, сравниваются с данными, полученными с помощью современных коммерческих датчиков (рис. 4b, c). На рис. 4б показано, что коммерческие и промышленные датчики температуры практически одинаково реагируют в режиме реального времени на локальные и непрерывные изменения температуры от ~20 до 42 °C. Значения напряжения, собранные с нашей заводской системы, были преобразованы в температуру, видимую датчиком, а затем преобразованы в значения сопротивления с использованием графика чувствительности на рис.3h и рис. S1a. Длинный профиль отклика, наблюдаемый как для промышленного, так и для промышленного датчика, обусловлен непрерывным и постепенным нагревом в температурном профиле, тогда как восстановление было почти мгновенным для обоих датчиков, поскольку источник нагрева был немедленно удален. Аналогичным образом, на рис. 4c показано согласованное поведение изготовленного датчика влажности и современного промышленного датчика. Данные с датчика влажности собирались в режиме реального времени с помощью нашей интегрированной заводской системы. Устойчивое поведение показано в течение двух циклов повышенной влажности до 93% относительной влажности, а затем восстановления до 42% относительной влажности.Профили отклика и восстановления для обоих датчиков полностью совпадают, демонстрируя, что наш датчик влажности хорошо сравним с надежными и широко используемыми коммерческими твердотельными датчиками.

Рис. 4

Автономная установка для мониторинга микроклимата. a Цифровая фотография интегрированной портативной системы, изображающая конформное размещение гибких датчиков окружающей среды на поверхности листа растения для мониторинга в режиме реального времени уровней температуры и влажности.Сверхлегкие электрические провода соединяют наши датчики с остальной системой. Подключенные компоненты системы (PSoC и перезаряжаемая батарея) затем размещаются на почве рядом с растением. b Реакция изготовленного датчика в реальном времени по сравнению с коммерческим датчиком температуры при воздействии локальных изменений температурного профиля вокруг установки. c График работы изготовленного датчика влажности в реальном времени в сравнении с поведением коммерческого датчика в ответ на изменения уровня влажности вокруг растения

Носимые растения для оценки скорости роста растений

о методах визуализации, когда они ежедневно делают снимки растения и используют специальный алгоритм для оценки роста на основе формы и структуры листьев. 32 Этот метод помогает восстановить структуру растения непосредственно по небольшому набору широко разнесенных изображений, однако он не дает количественной информации о скорости роста исследуемого растения на микрометровом уровне. Как правило, если мы посмотрим на растение, оно состоит из системы побегов и корневой системы. Система побегов — это та, которую мы видим над землей, и она включает в себя такие органы, как листья, стебли, цветы и плоды на начальных стадиях роста растения. Функции побеговой системы, присутствующей под землей, включают фотосинтез, размножение, хранение, транспорт и выработку гормонов. 14 У растений образование новых клеток (сигнал роста), тканей и органов почти полностью ограничено областями, известными как меристемы. Существует три типа меристем, и они обычно располагаются на кончиках стеблей и корней, между кончиками и основаниями стеблей и листьев и по бокам стеблей и корней. Функция этих меристем заключается в росте и увеличении длины (i) кончиков, (ii) между узлами и (iii) диаметра. Однако имеется кожная ткань, покрывающая тело растения, состоящая из эпидермиса, состоящего из клеток паренхимы в один слой. 14 Этот эпидермис на стебле и листьях предотвращает потерю воды в результате транспирации и образует восковой материал, называемый кутикулой. Следовательно, расширение растительных клеток, ответственных за рост растений, нельзя контролировать с внешней поверхности стеблей и листьев. Рост происходит изнутри стеблей, а расширение происходит снизу вверх, что отражается за счет внутреннего расширения вторичных стеблей без локального расширения эпидермиса первого стебля.

Таким образом, чтобы обеспечить непрерывный мониторинг роста растений недорогим, но надежным способом, наш подход заключается в разработке носимых растений, в которые интегрированы растягиваемые датчики деформации.В отличие от ранее обсуждавшихся методов, этот метод позволяет проводить универсальное и точное количественное измерение роста растений, характеризующегося увеличением длины между участками стебля. Мы демонстрируем применение для проверки концепции, реализуя наше растение, которое можно носить на двух разных типах растений: (i) «растения ячменя», выращенные в теплице в KAUST, и (ii) побеги «счастливого бамбука». Датчик деформации размещают таким образом, чтобы отслеживать удлинение растений вдоль стеблей, что является одним из основных показателей роста растений.Надлежащее размещение датчика зависит от вида растения. У ячменя большинство надземных тканей первоначально развиваются из кроны. Первый лист растет вверх внутри цилиндра колеоптиля и выходит над почвой, а новые листья последовательно появляются вверх через влагалища старых листьев. Ячмень дает несколько дополнительных вторичных стеблей, называемых побегами, которые появляются из кроны через несколько недель после появления основного стебля. 33 Таким образом, возраст ячменя, использованного в этом эксперименте, составлял не менее 14 дней, прежде чем мы начали какой-либо эксперимент, чтобы произошло некоторое кущение.Стадия кущения наступает непосредственно перед тем, как становится возможным удлинение стебля и флагового листа. Соответственно, датчик размещается между двумя узлами. Первый анкер размещают на основном побеге/стебле, а второй анкер на флаговом листе в процессе удлинения, как показано на рис. 5а, б. После этого рост отражается в вертикальном удлинении флагового листа по отношению к стеблю. Что касается счастливого бамбука, то у него вставочные меристемы расположены над основаниями листьев и стеблей, что является зоной удлинения.Следовательно, датчик просто помещали на основание междоузлия для наблюдения за увеличением длины, как показано на рис. 5г, д. В то время как датчики деформации размещаются на интересующих участках, соответствующая интегрированная система спускается по легким электрическим проводам, аналогично системной интеграции, показанной на рис. 4а, и размещается на почве, чтобы предотвратить дополнительную весовую нагрузку, которая может препятствовать естественному росту. и удлинение растения.

Рис. 5

Количественный мониторинг роста растений. a , b Цифровые фотографии, изображающие интеграцию системы датчиков деформации на растении ячменя для мониторинга роста. c График, иллюстрирующий рост растений ячменя в режиме реального времени посредством отслеживания удлинения листьев в течение 2 часов и 35 минут. d , e Цифровые фотографии, демонстрирующие бесшовную интеграцию датчиков деформации роста на стебле Lucky Bamboo между междоузлиями. f Количественное отслеживание скорости роста Lucky Bamboo в режиме реального времени в течение 24 часов непрерывно в течение 2 дней

Измерения в реальном времени на растении ячменя проводились непрерывно в течение <3 часов, достаточного времени, чтобы увидеть микрометровое удлинение, отражающее рост показатель.Результаты на рис. 5c показывают общее удлинение листа 284,7 мкм за общее время 2 ч 35 мин (с временем выборки Δ t  = 3 с), переведенное в 1,6% деформации, наблюдаемой датчиком. Рост, по-видимому, имеет экспоненциальный профиль, однако в небольшом масштабе, предполагая постоянную скорость роста в течение дня, скорость роста растения будет приблизительно равна 2,7 см/день. Этот рост был измерен, когда растение ячменя находилось в оптимизированных условиях окружающей среды в теплице. Что касается бамбука Lucky, мы проводим эксперимент в течение 24 часов в течение 2 дней, как показано на рис.5ф. Опять же, мы видим то же поведение экспоненциального роста. Помимо незначительных сдвигов в начальных скоростях удлинения, мы видим постоянство профиля скорости роста в течение двух отдельных дней. Каждый день вызывает увеличение сопротивления датчика на Δ R  = 47,67 Ом, что соответствует общему удлинению стержня на 904,9 мкм/день. Скорость роста счастливого бамбука может различаться в зависимости от условий роста и параметров окружающей среды. Наш счастливый бамбук хранился в офисе в вазе с водой.Хотя нет оснований для сравнения скорости роста в день, повторяемость поведения роста в течение 2 дней подряд показывает постоянство и надежность обнаружения роста растений.

Плечевой сезон — Семейная ферма Forbes

И это то, что мы часто слышим о наших методах ведения сельского хозяйства. Зачем ты ставишь эти оранжереи? Почему вы все время перегоняете своих цыплят? Почему вы используете электрические заборы? Почему все ваши грядки стоят так близко друг к другу? И это даже не объясняет все вопросы «почему бы и нет».Как, что и когда вопросы обычно имеют довольно простые ответы, но почему вопросы действительно затрагивают суть ценностей и логики, лежащие в основе наших решений. Итак, почему мы заботимся о продлении сезона?

Есть два аспекта, с которых мы рассматриваем продление сезона как важную часть нашей деятельности. Во-первых, мы считаем себя современными поселенцами. Мы не собираемся полностью выпадать из сети и жить в землянке, но мы хотим обеспечить себя как можно больше, особенно в том, что касается еды.До первых поселенцев конца 19-го и начала 20-го веков регион, в котором мы живем, был домом для кочевых племен. Причина, по которой они были кочевниками, заключается в том, что есть времена года (например, зима), когда этот район непригоден для жизни. Современные технологии позволяют жить здесь круглый год, но они не меняют того факта, что большую часть года нельзя выращивать или добывать пищу. Как любят шутить местные владельцы ранчо, в этом регионе на самом деле всего два сезона. Половину года тратится на то, чтобы пережить зиму, а другую половину года уходит на накопление запасов, чтобы у вас была надежда пережить следующую зиму.У нас всегда будет несколько месяцев, в течение которых мы будем зависеть от запасов прошлого сезона, но чем больше мы сможем извлечь выгоду из межсезонья, тем лучше мы сможем достичь нашей цели по обеспечению себя.

Второе «почему» для максимально эффективного использования межсезонья связано с нашей ролью в сельском хозяйстве. Мы выращиваем продукты для прямого рынка, и ключ к нашему успеху в качестве рыночных фермеров заключается в предоставлении продукта, который нравится нашим клиентам и который они не могут найти иначе. Иногда это означает выращивание уникальных сортов, которые обычно не встречаются на полках продуктового магазина.Но иногда это просто означает выращивание знакомого урожая в то время, когда сложно найти свежий. Партия спелых помидоров за целый месяц до того, как они созреют в садах наших клиентов, — это большое дело. Это удовлетворяет потребность, особенно в сообществе, где трудно получить доступ к высококачественным свежим продуктам, и вызывает интерес к нашей продукции.

Итак, у нас есть личные и деловые интересы, которые способствуют тому, почему мы занимаемся оптимизацией межсезонья. И хотя продление сезона — это то, чем люди занимались с самого начала сельскохозяйственной революции, нам повезло, что у нас есть множество инструментов и технологий, упрощающих и повышающих производительность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*