مطالعه تجربی و عددی تاثیر وجود پره انحراف مسیر جریان بر کارایی محفظه ته نشینی دستگاه برداشت نخود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

محفظه­های ته‌نشینی در سامانه­های مختلف کشاورزی کاربرد دارند. در این تحقیق یک طرح نوآورانه از محفظه ته‌نشینی غلاف نخود شامل محفظه مجهز به تیغه انحراف مسیر جریان در نظر گرفته شد و اثر این تیغه، روی راندمان ته­نشینی غلاف­ها، دبی هوای مورد نیاز، نحوه توزیع جریان هوا و میزان سایش محفظه بصورت تجربی و عددی بررسی شد. از دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه‌سازی‌های عددی استفاده شد. از مجموعه آزمایشگاهی مجهز به سرعت سنج سیم داغ و اختلاف فشار سنج برای بدست آوردن داده­های تجربی سرعت و فشار و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. مقایسات اعتبارسنجی نشان داد که در زمینه سرعت و فشار تطابق خوبی بین نتایج عددی و داده­های تجربی وجود دارد. نتایج بدست آمده مشخص نمود که استفاده از تیغه انحراف مسیر جریان باعث افزایش 4/11 % راندمان ته نشینی غلاف­های نخود، کاهش 67/6 % جریان هوای مورد نیاز سامانه و همچنین کاهش میزان سایش محفظه می­گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical Investigation of Deviation Blade Effect on Sedimentation Chamber Performance in Chickpea Harvesting Machine

نویسندگان [English]

  • Mansour Zobeiri 1
  • Vahid Rostampour 2
  • Adel Rezvanivand Fanaei 3
  • Ali Mohammad Nikbakht 4
1 Msc Student, Department of Biosystems Engineering, Agricultural Faculty, Urmia University, Urmia, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Biosystems Engineering, Agricultural Faculty, Urmia University, Urmia, Iran
3 PhD Student, Department of Biosystems Engineering, Agricultural Faculty, Urmia University, Urmia, Iran
4 Associate Professor, Department of Biosystems Engineering, Agricultural Faculty, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

The sedimentation chambers are used in various agricultural systems. In this study, an innovative design of the chickpea sedimentation chamber including the chamber with the flow path deviation blade are considered and the effect of this blade on the sedimentation efficiency, required flow, distribution of air flow and chamber erosion were investigated experimentally and numerically. The computational fluids dynamics for numerical simulations was used. A laboratory setup equipped with a hot wire anemometer and differential pressure meter was used to obtain the velocity and pressure data and model validation. The results showed that the use of the flow path diversion blade has an 11.4% increase in sedimentation efficiency, reduction of 6.67% of the required airflow and cause the reduction of erosion in chamber.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Computational Fluid Dynamics
  • Sedimentation Chamber
  • Chickpea pod
Gebrehiwot, M. G., Baerdemaeker, J., Baelmans, M. (2010). Effect of a cross-flow opening on the performance of a centrifugal fan in a combine harvester: Computational and experimental study. Biosystems Engineering, 105, 247–256.
Golpira, H. (2013). Conceptual design of a chickpea harvesting header. Spanish Journal of Agricultural Research, 11(3), 635-641.
 Golpira, H., Tavakoli, T & Baerdamaeker, J. D. (2013). The design and development of a chickpea harvester. Spanish Journal of Agricultural Research, 11(4), 929-934.
Goula, A. M., Kostoglou, M., Karapantsios, T.D & Zouboulis, A. I. (2008). A CFD methodology for the design of sedimentation tanks in potable water treatment. Chemical Engineering Journal, 140, 110–121.
Hanna, H. M & Quick, G. R. (2007). Grain harvesting machinery design. In: Handbook of farm, dairy and food machinery (Kutz M, ed). William Andrew Inc, Delmar, Y. pp: 93-111.
Hutchings, I. M. & Winter, R. E. (1974). Particle Erosion of Ductile Metals: A Mechanism of Material Removal. Wear, 27, 121-128.
Kalsirisilp, R., & Singh, G. (2001). Adoption of a stripper header for a thaimade rice combine harvester. Journal of Agricultural Engineering Research, 80,163–172.
Matin, A. H. (1991). Industrial Ventilation: A guide to design and calculation for industrial hygienists. University of Tehran Press.
Modares, A. M., Rostampour, V & Mardani, K. (2017). Design, fabrication and evaluation of a short-legged chickpea harvesting machine. Iranian Journal of Biosystem Engineering, 49 (1), 83–94. (In Farsi)
Mostafavand, H & Kamgar, S. (2013). Comparison between feeder and cutter mechanism, conventionally combine and hand pulling methodon chickpea harvest at different grain moisture contents. International Journal of Agronomy and Plant Production, 4 (9), 2174 – 2178.
Olatunde ,G.A., Atungulu,G. G & Smith,  D.L. (2017). One-pass drying of rough rice with an industrial 915 MHz microwave dryer: Quality and energy use consideration, Biosystems Engineering, 155, 33–43.
 Panasiewicz, M., Sobczak, P., Mazur, J., Zawiślak, K & Andrejko, D. (2012). The technique and analysis of the process of separation and cleaning grain materials. Journal of Food Engineering, 109, 603–608.
Pereira, G.C., de Souza, F.J & de Moro Martins, D.A. (2014). Numerical prediction of the erosion due to particles in elbows. Powder Technology, 261, 105–117.
Rezvanivandefanayi, A & Nikbakht, A. (2015). A CFD Study of the Effects of Feed Diameter on the Pressure Drop in Acyclone Separator, International Journal of Food Engineering, 11, 71-77.
Rong, L., Elhadidi, B., Khalifa, H.E., Nielsen ,P.V & Zhang, G. (2011). Validation of CFD simulation for ammonia emissions from an aqueous solution. Computers and Electronics in Agriculture, 75 (2), 261–271.
Perta, E., Agizza, M.A., Sorrentino, G. (2016). Study of aerodynamic performances of different wind tunnel configurations and air inlet velocities, using computational fluid dynamics (CFD). Computers and Electronics in Agriculture, 125, 137–148.