هادی صمیمی اخیجهانی

بخش کشاورزی و صنایع مربوط به آن از جمله شالوده‌های اصلی اقتصاد کشورهای مختلف به‌خصوص جوامع درحال‌ توسعه به شمار می‌رود. یکی از زیر مجموعه‌های بخش کشاورزی که به طور چشم‌گیری در دنیا در حال توسعه است، فناوری پس‌ از برداشت محصولات کشاورزی می‌باشد. در این میان سنجد یک میوه با خواص غذایی و دارویی بالا می‌باشد که بیشتر با استفاده از روش‌های سنتی و دستی درجه‌بندی می‌شود. خصوصیات رنگی و ظاهری سنجد یکی از مهم‌ترین عوامل مرتبط با کیفیت آن به‌شمار می‌رود. با توجه به افزایش روز افزون مصرف این محصول در جهان و با توسعه فناوری‌های جدید، نیاز به روش نوین با بازدهی بالا و بدون دخالت انسان جهت درجه‌بندی میوه سنجد وجود دارد. برای این امر تکنیک‌های بینایی ماشین مبتنی بر یادگیری عمیق برای تعیین درجه کیفی سنجد با دقت قابل قبول می‌تواند مورد استفاده قرار گیرند. از این رو هدف از انجام این پژوهش توسعه یک سامانه درجه‌بندی مبتنی بر بینایی ماشین به منظور درجه‌بندی میوه سنجد در سطوح مختلف سرعت درجه‌بندی می‌باشد. تصاویر داده‌برداری‌شده در سرعت‌های مختلف خطی تسمه نقاله توسط یک سامانه بینایی ماشین و با استفاده از محیط برنامه نویسیPython تحلیل شد و فریم‌های حاوی نمونه‌های سنجد استخراج گردید. از الگوریتم Mask R-CNN به‌منظور قطعه‌بندی فریم‌های خروجی برای به دست آوردن مرز(لبه) نمونه‌ها استفاده شد. بالاترین میانگین صحت مرزبندی در سطح سرعت اول (82/4 سانتی متر بر ثانیه) به مقدار 11/104درصد به دست آمد. با توجه به اهمیت سرعت و صحت برای درجه‌بندی، از شبکه YOLO جهت ایجاد شبکه طبقه‌بند استفاده گردید. به منظور مقایسه نتایج صحت طبقه‌بندی در سرعت‌های مختلف، از دو شبکه YOLOv8x و YOLOv8n استفاده شد. ارزیابی مدل های طبقه‌بند جهت درجه‌بندی میوه سنجد با استفاده از شاخص‌های آماری نظیر حساسیت، اختصاصی بودن، دقت و صحت کل انجام گردید. میزان صحت کل طبقه‌بندی مدل برتر شبکه YOLOv8x در مرحله صحت‌سنجی 25/91 درصد و برای شبکه YOLOv8n، 88/88 درصد در سرعت خطی تسمه نقاله برابر با 18/15 سانتی متر بر ثانیه به دست آمد. نتایج این بررسی نشان داد که سامانه پیش‌نهادی پتانسیل لازم به عنوان یک روش سریع و با صحت مناسب را برای تعیین کلاس کیفی میوه سنجد را دارا است.

به دلیل رشد روزافزون جمعیت جهان و تقاضای انرژی و بالا بودن اهمیت توجه به حفظ محیط زیست موجب شده که محققان توجه بیشتری نسبت به منابع انرژی‌های تجدید پذیر جهت جایگزین کردن سوخت‌های فسیلی که منابع تجدید ناپذیر انرژی استند، داشته باشند. انرژی خورشیدی نیز یکی از این منابع انرژی تجدید پذیر است که به وفور وجود دارد و قابل دسترس است. یکی از راه‌های استفاده از آن و تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده از سامانه‌های فتوولتائیک است. اما یکی از مشکلات بزرگی که این سامانه‌ها با آن روبرو استند راندمان پایین آنها برای تبدیل انرژی الکتریکی است که با افزایش دمای‌سطح آنها این راندمان نیز کاهش می‌یابد، بنابراین برای بهبود راندمان سامانه‌های فتوولتائیک روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از این روش‌ها استفاده از سامانه خنک‌کاری است. خنک‌کردن موجب کاهش دمای‌سطح پنل می‌شود و این کار را می‌توان با استفاده از آب، باد و نانوسیال‌هایی که میزان جذب و انتقال حرارت بالایی دارند، انجام داد. در این پژوهش از سامانه غوطه‌وری که شامل یک محفظه شیشه‌ای به ارتفاع ۵ سانتی‌متر از آب و نانوسیال اکسیدمس با پایه آب مقطر در دو نسبت حجمی 05/0% و 025/0% و در دو دبی مختلف 01/0 و 02/0 لیتربرثانیه به عنوان سیال سرمایشی استفاده شد. با توجه به نتایج به دست‌آمده و مقایسه آنها با پنل شاهد در شرایط یکسان آزمایشگاهی، راندمان حرارتی و راندمان‌کل سامانه با خنک‌کننده اکسیدمس با نسبت حجمی 025/0% و دردبی 02/0 لیتربرثانیه بیشتر از آب به دست آمد. اما در این شرایط راندمان الکتریکی پنل‌شاهد بیشتر از پنل سامانه به دست آمد. بیشترین کاهش دما نیز در دبی 02/0 و در غلظت 025/0% که برابر با 80/11 درجه سلسیوس بود، ثبت شد. راندمان حرارتی در این حالت 69/94% بود که مقدار آن به اندازه 31/5% کاهش یافت که انتظار می‌رفت این مقدار افزایشی باشد. چون در حالت کلی با کاهش دمای‌سطح پنل راندمان افزایش می‌یابد اما دراین پژوهش نتیجه عکس بود که علت آن رنگ تیره نانوسیال اکسیدمس است، چون مانع از دریافت نورمفید خورشید توسط پنل می‌شود.

در این پژوهش، به بررسی روش خنک‌کردن سطح پنل خورشیدی با استفاده از آب و اتانول پرداخته شده است. به این شکل عمل شد که سطح پنل خورشیدی درون یک مایع خنک‌کننده با غلظت‌های مختلف غوطه‌ور شد. این مایع خنک‌کننده درون یک محفظه شیشه‌ای قرار داشت و به صورت چرخه‌ای در جریان بود. سپس، داده‌های به‌دست‌آمده از این آزمایش ها با استفاده از نرم‌افزار Excel 2019 تجزیه و تحلیل شد و نتایج به‌دست‌آمده برای تعیین بهترین نسبت غلظت برای خنک‌کردن سامانه مورد بحث و بررسی قرار داده شد. متوسط توان پنل شاهد در مقایسه با تمامی سیالات مختلف سامانه PV/T بالاتر بود. دلایل احتمالی آن مشابه دلایل راندمان الکتریکی است. توان ایجاد شده در سیال آب در بین سیالات مورد بررسی در سامانه PV/T، از همگی بیشتر بود. سپس در رده بعدی نسبت محلول حاوی 25 درصد الکل اتانول و آب قرار گرفت. در انتها، پایین‌ترین توان مربوط به نسبت محلول حاوی 50 درصد الکل اتانول و آب در بین حالات مختلف بود. بنابراین به نظر می‌رسد که اضافه کردن اتانول نه تنها باعث بالا رفتن توان سامانه نشده است، بلکه آن را پایین آورده است. با افزایش نسبت غلظت محلول اتانول و آب، توان کاهش یافته است. بنابراین به نظر می‌رسد که اتانول گزینه مناسبی به عنوان سیال برای سامانه غوطه‌ور نیست. مطابق نتایج ارزیابی چرخه زیست، در سامانه PV/T در بیشتر شاخص‌ها به‌جز سمیت انسان (سرطانی) و استخراج مواد معدنی، بیشترین تاثیر در آلایندگی مربوط به پنل فتوولتائیک بود. این بدین معنا است که در مرحله تولید پنل فتوولتائیک، بخش اصلی ایجاد آلایندگی سامانه PV/T مربوط به این مرحله است. 9/79 % آلاینده تابش یونیزه ناشی از پنل فتووتائیک بود.

یکی از بزرگترین دغدغه های دانشمندان استفاده بهینه از انرژیهای تجدیدپذیر در زمینه های مختلف از جمله فرآیند خشک کردن است. استفاده از سیستم های خورشیدی مستقل یا ترکیبی با شرایط اقتصادی مناسب، روش رایج خشک کردن محصولات کشاورزی به ویژه گیاهان دارویی است. در مطالعه حاضر گیاه دارویی کلپوره با استفاده از یک خشک کن کابینت خورشیدی غیر مستقیم با یک کلکتورخورشیدی مشبک با طراحی جدید مجهز به صفحه متخلخل، ماده تغییرفازدهنده و شیشه دوجداره خشک شد. نمونه های کلپوره به صورت تک لایه خشک شدند و آزمایشها با دو سرعت جریان هوا ) 01 / 0 و 015 / 0 کیلوگرم بر ثانیه( و با نمونه های خشک شده در مقابل خورشید مقایسه شدند. علاوه بر این، برای کلکتور خورشیدی مشبک، رفتار حرارتی داخل، توزیع دما و سرعت )با استفاده از روش CFD ( و آنالیز اگزرژی انجام شد. در سرعت جریان هوا 01 / 0 کیلوگرم بر ثانیه، با و بدون ماده تغییر فاز، به ترتیب دمای خروجی کلکتور 47 / 65 و 8 / 68 درجه سانتیگراد است. علاوه بر این، استفاده از ماده تغییر فاز مصرف انرژی ویژه را از 25 / 12 به 05 / 11 مگاژول بر کیلوگرم کاهش داد و راندمان کلی در فرآیند خشککردن از 48 / 39 به 54 / 42 درصد افزایش یافت. استفاده از ماده تغییر فاز، راندمان اگزرژی را تا حدود 6 درصد افزایش داده است. حداکثر بازده انرژی برای کلکتور خورشیدی مشبک با شیشه دو جداره )حدود 63 / 51 )% مربوط به نرخ جریان جرمی 015 / 0 کیلوگرم بر ثانیه با ماده تغییر فاز بود. تغییرات رنگ کلپوره خشک شده توسط خشک کن خورشیدی با و بدون ماده تغییر فاز حدود 42 / 19 و 26 / 21 بود. بنابراین می توان بیان کرد که استفاده از ماده تغییر فاز باعث بهبود راندمان خشک شدن و حرارتی و رنگ محصول خشک شده است.

با ازدیاد جمعیت جهان، نیاز روز افزون انسان به آب آشامیدنی افزایش می یابد. اما منابع آب شیرین به دلیل تغییرات اقلیمی از دسترس خارج شده و تولید آب شیرین از آب دریاها و اقیانوس ها همیشه مورد توجه محققان بوده است. ایران دارای پتانسیل بالا جهت استفاده از انرژی خورشیدی بوده و دسترسی به آب های آزاد از شمال و جنوب باعث شده است توجهات به سمت آب شیرین-کن های خورشیدی چند برابر شود. استفاده از سامانه های آب شیرین کن خورشیدی یک راهکار مناسب و با صرفه اقتصادی برای تولید آب شرب از منابع آب شور است. هدف از انجام این تحقیق افزایش عملکرد سامانه آب شیرین کن خورشیدی با استفاده از سامانه ذخیره ساز گرمای نهان انرژی خورشیدی و سامانه ردیاب خورشیدی است. از آب به عنوان سیال کاری و کلکتور سهموی به عنوان منبع تولید انرژی حرارتی برای تولید آب شیرین به صورت تجربی مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل نوسانات شدت تابش خورشیدی هدر رفت حرارتی از سامانه افزایش می یافت که استفاده از مواد تغییرفازدهنده باعث ذخیره سازی انرژی در ساعات اوج و آزاد نمودن در ساعات کاهش شدت تابش و یا نبود تابش خورشیدی بود. به این منظور از مواد تغییر فاز دهنده به صورت لوله ی مارپیچ 6 میلی متری با گام 7 سانتی متر درون لوله کانونی استفاده شد. جهت ارزیابی عملکرد حرارتی سه دبی جریان سیال کاری 9/1، 1/3 و2/4 لیتر بر دقیقه در سه روز متوالی از ساعت 10:00 تا 14:00 در نظر گرفته شد. نتایج بررسی ها نشان داد که سامانه آب شیرین کن خورشیدی مجهز به مواد تغییر فاز دهنده بیشترین راندمان حرارتی را در دبی2/4 لیتر بر دقیقه و کمترین آن با سرعت 9/1 لیتر بر دقیقه بوده است. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده باعث بهبود راندمان حرارتی به میزان 05/3 درصد بود. آب شیرین تولیدی در اینحالت 976 سی سی بود که به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش سختی موجود در آب شرب شده بود. برای بررسی تغییرات حرارتی درون لوله دریافت کننده از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای سه گام 5، 7 و 10 سانتی متر استفاده شد. نتایج نشان داد با کاهش گام لوله مارپیچ، به دلیل افزایش عدد ناسلت میزان گرمای حاصل شده افزایش می یابد.

امروزه انواع مختلفی از منابع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد، که در بین آنها انرژی خورشیدی بیشترین استفاده را دارد. جمع کننده خورشیدی سهموی یکی از اجزای مهم سامانه های جاذب انرژی خورشیدی مانند آب شیرین کن های خورشیدی است. استحکام سازه جمع کننده یکی از عوامل مهم در طراحی و عملکرد جمع کننده های خورشیدی است. در این پژوهش یک جمع کننده خورشیدی سهموی با سطح منعکس کننده سهموی 80/1 مترمربع که قبلاً در گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه کردستان در ایران طراحی و ساخته شده بود برای محاسبه تاثیر وزش باد بر انحراف کانون جاذب مورد ارزیابی قرار گرفت. زاویه پیچش در انتهای میله متصل به منعکس کننده سهموی به عنوان محل ارزیابی در نظر گرفته شد. در یک آزمایش فاکتوریل 3×3 با طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار، اثر سرعت وزش باد (15 ، 22 و 30 کیلومتر بر ساعت) و موقعیت قرارگیری کلکتور (45 درجه شرقی (راست)، وسط و 45 درجه غربی (چپ)) بر زاویه پیچش در انتهای شفت نگه دارنده منعکس کننده بررسی شد. نتایج آزمایش تجربی نشان داد که برای هر سه موقعیت قرارگیری با افزایش سرعت وزش باد مقادیر زاویه پیچش در انتهای شفت افزایش می یابند. همچنین بیشینه این مقادیر در هر سرعت وزش باد به ترتیب برای حالت راست، چپ و وسط است. بیشترین مقدار زاویه پیچش برای سرعت وزش باد 30 کیلومتر در ساعت و موقعیت قرارگیری جمع کننده در حالت راست به دست آمد، که مقدار آن برای آزمایش های تجربی و نتایج تحلیل Ansys به ترتیب 3-10× 49/46 درجه و 3-10× 80/44 درجه به دست آمد و بیشترین مقدار انحراف انتهایی لوله جاذب 29/6 میلی متر برای موقعیت قرارگیری چپ به دست آمد. نتایج مربوط به توزیع تنش، کرنش، جابجایی و زاویه پیچش در انتهای میله نگه دارنده منعکس کننده سهموی نیز بیان شده است. ابتدا مدلسازی دستگاه متناسب با اندازه واقعی در نرم افزار Solidworks صورت گرفت و سپس تحلیل استاتیکی سامانه در نرم افزار Ansys انجام شد. نتایج نشان داد که برازش بسیار قویی با ضریب تبیین بالای 99% بین زاویه پیچش اندازه گیری شده از آزمایش های تجربی و تحلیل نرم افزار Ansys با میانگین خطای مطلق 55/3% وجود دارد. همچنین میزان افت بازده حرارتی با در نظر گرفتن انحراف از کانون در مدت زمان های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش مدت زمان انحراف از کانون باعث افزایش گرمای از دست رفته از سامانه می شود. در نهایت بهینه سازی سامانه برای سرعت وزش باد 124 کیلومتر درساعت (بیشترین سرعت وزش باد گزارش شده در استان کردستان طی 50 سال گذشته) و با محدودیت حداکثر جابجایی لوله جاذب (15 میلی متر) صورت گرفت. نتایج نشان داد که بعد از بهینه سازی حداکثر تغییر شکل صفحه سهموی در حدود 07/41%، بیشترین تنش در حدود 54/27%، زاویه پیچش در انتهای شفت محور گردنده صفحه سهموی در حدود 91/43% و وزن کل سازه جمع کننده در حدود 07/1% کاهش یافته است.

امروزه انواع مختلفی از منابع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد که در میان آنها انرژی خورشیدی است، بیشترین استفاده را دارد. جمع کننده خورشیدی تخت یکی از اجزای مهم سامانه های جاذب انرژی خورشیدی مانند خشک کن های خورشیدی است. این جمع کننده ها به دلیل طراحی و ساخت آسان و در دسترس بودن اجزا برای خشک کردن محصولات کشاورزی بیشتر مورد توجه است. اما در مقابل کارایی این جمع کننده ها بازده آن ها نسبت به جمع کننده های دیگر بسیار کم است (کمتر از 40 درصد). بنابراین استفاده از فناوری های جدید پمپ حرارتی، مواد تغییر فاز دهنده، سامانه جریان بازگشتی، منعکس کننده ها) برای بهبود کارایی این جمع کننده ها لازم و ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق از درون جمع کننده خورشیدی صفحه تخت از مواد تغییر فاز دهنده به صورت لوله های cm 15 استفاده شده است. این لوله ها در پنج ردیف پنج تایی به فواصل 5، 10 و 15 سانتی متر روی ردیف ها قرار می گیرند. برای ارزیابی عملکرد حرارتی سه سرعت هوا (m/s 5/0، 1 و 2) در نظر گرفته شد و برای ارزیابی عملکرد خشک کردن از محصول سنجد استفاده شد. محصول سنجد بر روی سینی نمونه در داخل کابینت قرار گرفته و با برگشت جریان هوا با سامانه جریان بازگشتی، عمل خشک کردن نمونه های سنجد صورت می گرفت. رطوبت این نمونه ها برای آسیاب نمودن بایستی به کمتر از 10 درصد می رسید. برای مدلسازی سینتیک خشک شدن، هفت مدل ریاضی به داده های خشک شدن برازش شد و مدل هندرسون و پاپیس با ضریب همبستگی بیشتر از 97/0 و ریشه میانگین مربعات کمتر از 05/0 به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. تاثیر سرعت هوا نسبت به جایگاه قرارگیری ماده تغییر فاز دهنده بر خشک شدن بیشتر بود. با بررسی بازده حرارتی جمع کننده خورشیدی این نتیجه حاصل شد که بهترین بازده حرارتی در سرعت هوای m/s 2 با PCM به فواصل cm 15 به میزان 29/56 درصد اتفاق می افتد. بازده حرارتی جمع کننده در ساعات انتهایی روز به علت آزادسازی انرژی حرارتی (با وجود پایین بودن تابش خورشیدی) افزایش پیدا کرد. در این حین بیشترین بازده خشک کردن نیز 72/36% به دست آمد. برای بررسی مدلسازی جریان حرارت در درون جمع کننده خورشیدی، شبیه سازی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد مدل اعمال شده برای شبیه سازی با دقت بالا (97/0 > R2) و خطای کم (3%RE<) می تواند برای پیش بینی دمای نقاط مختلف جمع کننده وبهینه سازی مورد استفاده قرار گیرد. بررسی های کیفی (رنگ، چروکیدگی و نسبت بازجذب رطوبت) محصول خشک شده نیز نشان داد، استفاده از ماده تغییر فاز دهنده به همراه سامانه جریان بازگشتی اثر منفی بر کیفیت محصول خشک شده نداشت.

در این مطالعه، تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در خشک کن کابینتی بر عملکرد حرارتی و راندمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. سه موقعیت مربوط به مواد تغییر فاز دهنده در داخل کابینت شامل قرارگیری در طبقه پایین، طبقه میانی و طبقه بالا در نظر گرفته شد و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. مطابق نتایج تجربی، مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن ورقه های گوجه فرنگی بین MJ/kg 87/14 - 32/11 بود. زمان خشک شدن ورقه ها با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در طبقه پایین خشک کن کابینتی نسبت به سایر حالت ها کاهش یافت. بر اساس موقعیت مواد تغییر فاز دهنده، راندمان کلی حرارتی خشک کن کابینتی از 23/35 تا 92/38 درصد برای موقعیت های مختلف از مواد تغییر فاز دهنده متغیر بود. شبیه سازی با روش دینامیک سیالات محاسباتی سامانه به وسیله نرم افزار Ansys 2015 انجام شد و نشان داد که عملکرد حرارتی خشک کن کابینتی را می توان با دقت مناسبی پیش بینی نمود (95/0

سیب یکی از محصولاتی است که ضایعات آن هم در مرحله برداشت و هم فرآوری های پس از برداشت قابل توجه است. توت فرنگی نیز محصولی حساس است که آسیب هایی همچون لهیدگی حین حمل و نقل باعث تلفات در محصول می شود. ساقه و برگ این محصولات نیز تولید ضایعات می کند و می تواند به عنوان منبع زیست توده در تولید بیوانرژی مورد توجه قرار گیرد. فضولات دامی نیز از دیگر منابع زیست توده است که انباشتگی آن در محیط سبب ایجاد بوی نامطبوع، ازدیاد حشرات و انتقال آلودگی های مختلف به انسان می شود. بیوگاز یکی از انواع بیوانرژی است که از هضم بی هوازی منابع زیست توده تولید می شود. بخش عمده ضایعات محصولات باغی را مواد لینگوسلولزی تشکیل می دهد که دیر هضم هستند و در فرآیند هضم به-راحتی تجزیه نمی شوند. انواع روش های پیش فرآوری برای افزایش تجزیه پذیری ضایعات و افزایش تولید بیوگاز مورد استفاده قرار داده می شوند. در پژوهش حاضر، سه روش پیش فرآوری شامل روش فیزیکی خرد کردن، روش حرارت دهی با مایکروویو و روش شیمیایی استفاده از هیدروکسید سدیم بر روی ترکیب ضایعات سیب و توت فرنگی اعمال گردید. سپس ضایعات پیش فرآوری شده با فضولات دامی ترکیب شده و در شرایط هضم بی هوازی به مدت 25 روز در محدوده دمایی ترموفیلیک و در یک غلظت یکسان خوراک داخل هاضم های ناپیوسته تغذیه شدند. آزمایشات بر مبنای طرح کاملاً تصادفی، هر تیمار در سه سطح و در سه تکرار انجام شدند و داده های به دست آمده با استفاده از نرم افزار SPSS تحلیل شدند. نتایج حاصل از آزمایشات، مقدار بیوگاز تولیدی از روش های مختلف شامل بدون پیش فرآوری، پیش فرآوری خرد کردن، حرارت دهی با مایکروویو و روش هیدروکسیدسدیم را به ترتیب برابر با 606، 639، 772 و 915 میلی لیتر نشان داد. نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی دار بین روش های مختلف پیش فرآوری را گزارش کرد. روش پیش فرآوری خرد کردن تفاوت معنی داری با نتایج آزمایش بدون پیش-فرآوری نداشت. روش پیش فرآوری شیمیایی با هیدروکسید سدیم بیشترین تاثیر را بر میزان بیوگاز تولیدی داشت و می تواند به عنوان روشی مطلوب برای پیش فرآوری ضایعات مذکور پیشنهاد شود.

در این پژوهش، یک سامانه هوشمند ردیف کار ماشین کاشت نخود ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی یکنواختی و دقت در کاشت نخود از شاخص های نکاشت، چند کاشت، کیفیت تغذیه و دقت در فاصله کاشت استفاده شد. متغیرهای سرعت حرکت رو به جلو تراکتور در سه سرعت 3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت و فاصله بین بذرها در سه سطح 5، 10 و 15 سانتی متر مورد آزمون قرار گرفتند. تاثیر متغیر سرعت بر روی تمامی شاخص ها در سطح یک درصد معنی دار بود. تاثیر متغیر فاصله بین بذرها نیز بر روی شاخص های چند کاشت، کیفیت تغذیه و دقت در فاصله کاشت در سطح یک درصد معنی دار بود، لیکن اثر معنی داری بر روی شاخص نکاشت نداشت. در هیچ کدام از شاخص ها، متغیرهای سرعت و فاصله بین بذرها اثر متقابل نداشتند.

راندمان حرارتی پایین یکی از مشکلات اصلی استفاده از کلکتورهای خورشیدی در زمینه های مختلف مانند خشک کن های خورشیدی است. در مطالعه حاضر، تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در کلکتور صفحه تخت بر عملکرد حرارتی و راندمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. سه موقعیت مربوط به مواد تغییر فاز دهنده در داخل کلکتور شامل تجمع در ابتدای کلکتور، تجمع در انتهای کلکتور و پخش شده به صورت برابر در کل کلکتور در نظر گرفته شد و نتایج با کلکتور بدون مواد تغییر فاز دهنده مقایسه شد. نتایج تجربی نشان داد که مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن ورقه های گوجه فرنگی بین 01/15 تا 87/12MJ/kg است. زمان خشک شدن ورقه ها با استفاده از کلکتور با مواد تغییر فاز دهنده در قسمت انتهایی نسبت به حالتی که مواد تغییر فاز دهنده وجود نداشت کاهش یافت. بر اساس موقعیت مواد تغییر فاز دهنده، راندمان حرارتی کلکتور حدود 07/3% تا 51/10% افزایش یافته است. راندمان کلی از 98/24 تا 22/18 درصد برای موقعیت های مختلف از مواد تغییر فاز متغیر بود. شبیه سازی CFD سامانه توسط Ansys 2015 انجام شد و نشان داد که عملکرد حرارتی کلکتور را می توان با دقت مناسبی پیش بینی نمود (95/0

با توجه به افزایش نیاز روزافزون انسان به آب آشامیدنی و این مسئله که بخش عمده ذخایر آب، در دریاها و اقیانوسها بهصورت غیرقابل آشامیدنی و شور میباشد، تولید آب شیرین همیشه موردتوجه جوامع بشری بوده است. از سویی با توجه به پتانسیل بالای ایران در بهرهبرداری از انرژی خورشیدی )خصوصا مناطق شمالی از جهت دسترسی به آبهای آزاد، مناطق مرکزی و جنوبی از جهت میزان تابش خورشیدی بالا(، استفاده از آبشیرینکن خورشیدی راهکاری مناسب برای تولید آب شیرین موردنیاز کشاورزی در این مناطق میباشد. در این پژوهش ابتدا بهصورت کلی انواع کلکتورهای خورشیدی معرفیشدهاند. سپس با توجه به هدف اصلی که طراحی و ساخت سامانه آبشیرینکن خورشیدی بوده، ویژگیهای هندسی و معادلات حاکم بر این سامانه بررسیشده است. در این طرح کلکتور سهموی طوری طراحیشده است که درشیبی برابر با عرض جغرافیایی منطقه قرار خواهد گرفت. کلکتور سهموی ترکیبشده با آبشیرینکن خورشیدی مجهز به پمپ خلاء، طراحی و ساخته و سپس عملکرد آن موردبررسی قرار گرفت. سامانه ردیاب خورشیدی، استفاده از نانو سیال به عنوان سیال کاری و همچنین استفاده از مواد تغییر فاز جهت ذخیره انرژی، از نوآوریهای طرح حاضر میباشد.

حبوبات به عنوان دومین منبع مهم غذایی بشر مطرح بوده که از ویژگی های غذایی قابل توجهی برخوردار می باشند. نخود زراعی یکی از مهمترین گیاهان خانواده حبوبات بوده و بیش از 64 درصد از سطح زیر کشت حبوبات در ایران فقط به کشت نخود اختصاص دارد. عملیات برداشت، توسط کمباین (ماشین برداشت نخود) با تلفات بالایی همراه است که بیشترین میزان تلفات، مربوط به دماغه در اثر نیروی اعمالی زیاد بین محصول و دماغه می باشد. در طی عملیات برداشت به علت ساییده شدن انگشتی ها با بوته، تعدادی از غلاف ها از بوته جدا شده و باقیمانده غلاف ها همراه با بوته قطع شده با دوران چرخ فلک موجب ریزش و تلفات محصول برداشت شده می گردد. لذا برای جلوگیری از این امر از یک صفحه روزنه دار متناسب با متوسط اندازه و ضریب کرویت غلاف های نخود در سامانه استفاده شد تا حین برداشت و سایش، جدایش غلاف نیز به راحتی صورت گیرد. در این تحقیق بازطراحی، مدل سازی و ارزیابی دماغه ماشین برداشت نخود به منظور کاهش وزن دماغه و تلفات محصول صورت گرفته است. برای ارزیابی ماشین متغیرهای مستقل شامل شیب صفحه روزنه دار در سه سطح 5، 11 و 18 درجه، رطوبت محصول در سه سطح 10، 12 و 14 درصد و سرعت پیشروی ماشین در سه سطح 84/2، 86/3 و 2/5 کیلومتر بر ساعت بود. میزان تاثیر عوامل مذکور بر متغیر وابسته در قالب آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج نشان داد رطوبت محصول بر میزان برداشت و ریزش محصول در سطح یک درصد معنی دار است. به عبارت دیگر با افزایش آن میزان ریزش کاهش یافته و میزان محصول برداشت شده کاهش می یابد. برای بهینه سازی وزنی دماغه ماشین برداشت نخود با در نظر گرفتن نیروهای وارده بر دماغه با تعداد حداکثر 50 سیکل (بهینه سازی توپولوژی با کمترین خطا) انجام گرفت. به این منظور ابتدا دماغه در نرم افزار Solid-works طراحی سه بعدی شده و توسط نرم افزار Abaqus-Ansys فراخوانی شد. روند بهینه سازی بر حسب میزان انرژی وارد شده به حجم کل دماغه انجام گردید. نتایج نشان داد تمرکز سازه در سمت راست و بالای آن به دلیل وجود باری که از طرف چرخ فلک وارد می شود بیشتر است. بیشترین تغییرات تنش در محل جوش خوردن تیکه گاه دماغه نخود به شاسی به دست آمد. در نهایت حجمی که برای دماغه به دست آمد به اندازه حداقل 10 درصد (1/0) نسبت به حجم اولیه کاهش یافته و تاحدودی می تواند در ساخت اولیه دستگاه و میزان انرژی لازم برای برداشت تاثیر داشته باشد.

در این پژوهش با توجه به اهمیت گیاهان دارویی در صنایع غذایی و دارویی و نقش غیرقابل انکار فرآیند خشک کردن در فرآوری آن ها، یک سامانه خشک کن خورشیدی-خلائی برای خشک کردن گیاهان دارویی پیاده سازی و ارزیابی شد. ساختمان دستگاه شامل یک محفظه خشک کن، محفظه آب سرد، پمپ خلاء، سنسورهای دما، گیج فشار، بورد کنترلی آردوینو، پمپ آب، کندانسور و شیرهای کنترلی می باشد. به منظور ارزیابی خشک کن، آزمایش ها بر روی محصول نعناع و اسطوخدوس انجام گرفت. آزمایش ها برای نعناع در 4 سطح فشار خلائی 60،40،30، 80 کیلوپاسکال و برای اسطوخدوس در یک سطح فشار 30 کیلو پاسکال در خشک کن ساخته شده انجام گرفت. همچنین دو تیمار شاهد خشک کردن در مقابل خورشید و سایه درنظر گرفته شد. سینتیک خشک کردن در خشک کن توسعه داده شده مدل سازی شد. نتایج بررسی سینیتیک خشک کردن نشان داد؛ کمترین زمان خشک شدن برای نعناع مربوط به تیمار خشک کن با فشار80 کیلوپاسکال در 110 دقیقه و بیشترین زمان مربوط به تیمار سایه در 1080 دقیقه به دست آمد. برای اسطوخدوس زمان خشک شدن در خشک کن و سایه به ترتیب 188 و1620 دقیقه بدست آمد. نتایج مدل سازی نشان داد که مدل لگاریتمی برای محصول نعناع و مدل اصلاح یافته هندرسون و پابیس برای اسطوخدوس با مقادیر "R" ^"2" بیشتر از 96/0 و مقدار خطای RMSE کمتر از 05/0 به عنوان مدل های با بهترین عملکرد انتخاب شدند. از اسپکترومتر جرمی(GC-MS) و رنگ سنج جهت ارزیابی کیفیت اسانس و رنگ محصول نعناع و اسطوخودوس خشک شده در تیمار های مختلف استفاده شد. ترکیب اصلی به دست آمده برای نعناع، کارون بود که بیشترین مقدار آن مربوط به تیمار 30 کیلوپاسکال و کمترین مقدار آن مربوط به تیمار سایه بود و مقادیر آن ها به ترتیب 096/52 و706/24 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده برای اسطوخدوس نشان داد که ترکیب های اوکالیپتول و بورنئول بیشترین مقادیر را داشتند. بیشترین مقدار اوکالیپتول برای تیمار خورشید(908/30) و بیشترین مقدار بورنئول مربوط به تیمار سایه (698/24) به دست آمد. بررسی تغییرات رنگ محصول خشک شده نشان داد که مقدار خلاء بر روی تغییرات رنگ اثرگذار است و بهترین کیفیت نعناع از لحاظ رنگ مربوط به تیمار خلاء با فشار 80 کیلوپاسکال و برای اسطوخدوس برای تیمار خشک شده در خشک-کن خورشید- خلائی می باشد.

نخودگیاهی است دولپه ای از خانواده بقولات که به واسطه ارزش غذایی و پروتئین موجود در آن، تثبیت نیتروژن در زمین و ایجاد درآمد برای کشاورزان بسیار مورد توجه است. هدف از اجرای این پژوهش، برداشت مکانیزه نخود با تلفات کم و عملکرد مزرعه ای مناسب است. هدف از انجام این تحقیق، بازطراحی چرخ فلک برداشت نخود برای کاهش ریزش دانه، طراحی و مدل سازی، تحلیل دینامیکی و استاتیکی چرخ فلک ماشین برداشت نخود با کم ترین میزان ریزش مورد نظر است. برای طراحی از نرم افزار Solid-works و برای تحلیل استاتیکی و تحلیل دینامیکی چرخ فلک طراحی شده از نرم افزار Ansys و Abaqus استفاده شد. میزان تغییرات کرنش و تنش تحت اثر سرعت دورانی چرخ فلک با توجه به ضخامت پره ها و میله چرخ فلک با استفاده از خروجی نرم افزار Abaqus مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در نرم افزار SPSSانجام شد، برای سرعت دورانی چرخ فلک در سه سطح 4/85، 2/94 و 3/105rpm ،ارتفاع چرخ فلک نسبت به شانه برش در سه سطح 31، 41 و 46 سانتی متر و فاصله افقی چرخ فلک از شانه برش در سه سطح 2، 4 و 5 سانتی مترمورد نظر بود. نتایج آماری نشان داد که عوامل فوق تاثیر معنی داری در مقدار برداشت، ریزش و نخود باقی مانده نداشته اند. اما تاثیر فاصله افقی چرخ فلک بر میزان ریزش نخود در سطح یک درصد معنی دار بود. در آنالیز دینامیکی چرخ فلک بیشترین تنش اعمالی در محل تماس میله های چرخ فلک مشاهده شد و بیشترین مقدار کرنش در لبه های پره چرخ فک رخ داد. با توجه به تجزیه و تحلیل دینامیکی مدل جدید ی برای چرخ فلک ماشین برداشت نخود به کمک مدل سازی رایانه ای برای افزایش عملکرد چرخ فلک ارائه شد. (ابعاد پره یا ضخامت پره، سطح مقطع ملیه وسط، سطح مقطع اتصال پره به ملیه وسط) با تجزیه و تحلیل دینامیکی بهینه شده و مدل جدید چرخ فلک ماشین برداشت نخود ارائه شد. در طرح ارائه شده نیروی متقابل بین محصول و چرخ فلک ماشین برداشت نخود سبب کاهش ریزش و آسیب رسیدن به محصول شد.

از دیرباز یکی از روش های متداول برای نگهداری مواد غذایی، خشک کردن مواد غذایی بود. خشک کردن به روش های مختلفی صورت میگیرد که یکی از این روش ها استفاده از خشک کن های خورشیدی می-باشد. یکی از مهمترین اهداف در این طرح، بهینه نمودن خشک کن خورشیدی با جریان هوای بازگشتی با صفحات منعکس کننده می باشد تا در حد امکان دمای استحصالی از صفحه جاذب را افزایش داده و از تلفات حرارتی که در صفحه باقی مانده جلوگیری کند. از سوی دیگر سعی شده است تا قسمتی از انرژی حرارتی هوا جاری در سامانه که پس از رطوبت زدایی از مخزن خارج می گردد و به بیرون رانده میشود دوباره به چرخه بازگردانده شود. به همین سبب برای جریان هوا در داخل سیستم از یک فن مکنده استفاده شد تا هوا را به صورت اجباری در سیستم به گردش درآورد و از انرژی به دست آمده از این فرآیند برای خشک کردن محصولات استفاده شود. دستگاه ساخته شده شامل اجزای مختلفی می-باشد که عبارتند از: جمع کننده خورشیدی، محفظه خشک کن، کانال خروجی هوا، لوله انتقال هوای بازگشتی، مبدل حرارتی، کانال ورودی، کانال خروجی، فن الکتریکی و شیشه، صفحه استیل آینه ای، موتور و جعبه دنده، حس گر فتوسل، میکروسویچ، اینورتر، تسمه و پولی، چرخدنده و زنجیر، و شاسی(برای حمل موتور و جعبه دند در تحقیق حاضر عملکرد دو نوع خشک کن خورشیدی با جریان هوای بازگشتی(با صفحات منعکس کننده و بدون آن) در سه سطح سرعت(5/0، 1 و2 متربرثانیه) و سه ضخامت (3 ،5 و 7 میلی متر) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که کمترین زمان خشک شدن در سطح سرعت 2 متر بر ثانیه و ضخامت 3 میلی متر در خشک کن خورشیدی با صفحات منعکس کننده در 210 دقیقه رخ داد و بیشترین زمان خشک شدن نیز مربوط به خشک کن خورشیدی بدون صفحات منعکس کننده در سطح سرعت 5/0 متر بر ثانیه و ضخامت 7 میلی متر در 480 دقیقه اتفاق افتاد. همچنین بیشترین دمای استحصالی روی صفحه جاذب در روزهای مختلف آزمایش در خشک کن با صفحات منعکس کننده بدست آمد. زمانی که دمای هوای محیط 40 درجه سلسیوس بود. دمای قسمت بالای صفحه جاذب در خشک کن با صفحات منعکس کننده در حدود 123 درجه سلسیوس و با همین دمای محیط در خشک کن بدون صفحات منعکس کننده حداکثر دمای صفحه 102 درجه سلسیوس ملاحظه شد.

از دیرباز یکی از روش های متداول برای نگهداری مواد غذایی، خشک کردن مواد غذایی بود. خشک کردن به صورت روش های مختلفی صورت میگیرد که یکی از این روش ها استفاده از خشک کن های خورشیدی می باشد. اما مهمترین مشکل این نوع خشک-کن ها پایین بودن ضریب انتقال حرارت بین صفحه جاذب و هوا است که سبب کاهش راندمان آنها می شود. در تحقیق حاضر عملکرد سه حالت صفحه جاذب (صفحه جاذب معمولی، صفحه جاذب با خروجی متخلخل، صفحه جاذب با خروجی متخلخل همراه با بازیاب) را در سه سطح سرعت(5/0، 1 و2 متربرثانیه) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که بین داده های تحلیلی و تجربی ضریب همبستگی (R^2) بالایی برقرا می باشد و دینامیک سیالات محاسباتی روش بسیار کارآمدی برای بهبود راندمان خشک کن های خورشیدی می باشد. در انتها برای بارزیاب خشک کن مورد نظر با سه حالت صفحه محصول گوجه فرنگی با آن خشک شد. نتایج نشان دادند که تغییر نوع صفحه جاذب از نوع معمولی به نوع صفحه جاذب با خروجی متخلخل در سطح 5 درصد اثر معنی داری بر زمان خشک شدن ورقه های گوجه فرنگی با ضخامت یکسان دارد. نتایج مقایسه میانگین زمان خشک شدن نشان دادند که کمترین زمان خشک شدن در سطح سرعت 2 متر بر ثانیه و خشک کن با صفحه جاذب با خروجی متخلخل همراه با بازیاب حرارتی در 180 دقیقه رخ داد و بیشترین زمان خشک شدن نیز مربوط به خشک کن خورشیدی با سطح سرعت 5/0 متر بر ثانیه و صفحه جاذب معمولی در 300 دقیقه اتفاق افتاد. با بررسی راندمان صفحات جاذب مشخص شد، در صفجه جاذب معمولی حداکثر راندمان برابر با 58 درصد می باشد ولی صفحه جاذب با خروجی متخلخل دارای راندمان 62 درصد بود. در انتها با اضافه نمودن مبدل حرارتی این میزان 3 درصد افزایش یافته است.