بخشی از مقاله
چکیده:
ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی غلات و سایر محصولات کشاورزی بر روی سطوح مختلف در طراحی تجهیزات محصولات کشاورزی مورد نیاز می باشد. با توجه به اینکه خواص اصطکاکی دانه ها تحت تاثیر عوامل مختلفی از قبیل رقم محصول، محتوای رطوبتی، سرعت لغزش و جنس سطوح در تماس قرار میگیرند، در این تحقیق ضریب اصطکاک دینامیکی دانه پنج رقم متداول گندم - آذر2، رصد، سبلان، زاگرس و سرداری - بر روی چهار سطح - ورق گالوانیزه،ورق سیاه، ورق روغنی و ورق آلومینیومی - ، سه سطح سرعت 5 - ، 10و - 15 cm/s و در سه سطح رطوبتی %12 - ، %14 و - %18 w. b تعیین و اثرات متقابل آنها مورد بررسی قرار گرفته است.
برای تجزیه و تحلیل داده ها از روش تجزیه واریانس و برای مقایسه میانگین اثرات از آزمون چند دامنه ای دانکن - با سطح احتمال - %5 استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که اثرات اصلی کلیه عوام ل مورد بررسی و نیز اثرات متقابل دوتایی آنها بر روی ضریب اصطکاک دینامیکی معنی دار بوده است .
همچنین نتایج نشان داد که با افزایش سرعت از 5cm/s تا 10cm/s ضریب اصطکاک دینامیکی افزایش معنی داری داشته ولی با افزایش سرعت از 10cm/sتا 15cm/s ضریب اصطکاک دینامیکی افزا یش معنیداری نشان نداده است . در بین سطوح تماس ورق سیاه از بیشترین - 0/331 - و ورق گالوانیزه از کمترین - 0/248 - میانگین ضریب اصطکاک دینامیکی برخوردار بوده است. و در بین ارقام نیز رقم آذر2 از بیشترین - 0/299 - و رقم زاگرس از کمترین - 0/273 - میانگین ضریب اصطکاک دینامیکی برخوردار بوده است.
مقدمه :
بیشتر غلات پس از برداشت باید فرآوری و تبدیل شوند تا به شکل قابل مصرف درآیند و سپس در سیلو ها ذخیره شوند. ضریب اصطکاک دینامیکی غلات و سایر محصولات کشاورزی بر روی سطوح مختلف در طراحی سیلو ها و ساختمان های نگهداری محصولات کشاورزی، ادوات جابجایی و انتقال از قبیل تسمه نقاله ها و نقاله های مارپیچی و نیز در طراحی و تعیین بازده تجهیزات مورد استفاده در فرآوری محصولات پس از برداشت مورد نیاز میباشد. هنگامی که دو جسم در حال تماس نسبت به یکدیگر حرکت می کنند، نیرویی در امتداد سطح تماس متناسب با نیروی عمودی وارد بر این سطح بر یکدیگر اعمال می کنند که نیروی اصطکاک نامیده می شود.
ضریب اصطکاک دینامیکی تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رقم محصول، محتوای رطوبتی محصول، جنس سطوح در تماس با محصول و سرعت لغزشی قرار می گیرد. تامپسون ورز - - 1983ٌ در بررسی اثر عوامل رطوبت دانه، فشار عمودی و سرعت لغزشی بر ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی به این نتیجه رسیدند که با افزایش رطوبت دانههای گندم از 8 تا 20 درصد بر مبنای تر ضریب اصطکاک افزایش مییابد. در حالیکه در رطوبت 24 درصد یا بیشتر ضریب اصطکاک کاهش میابد.
لاوتون و مارچانت - 1980 - ٍ گزارش کردهاند که ضریب اصطکاک گندم، جو و جو دو سر در محتوای رطوبتی بین 10 الی 15 درصد، ابتدا با شدت کمتر اما با افزایش محتوای رطوبت دانه از 15 تا 22 درصد به سرعت افزایش می یابد و سرانجام با افزایش رطوبت از 22 به 30 درصد، افزایش ضریب اصطکاک تدریجی است .[8]کاسکونر و کاربابا - 2006 - َ ضمن تعیین ضریب اصطکاک دانه های گشنیز بر روی سطوح مختلف مشاهده کردند که با افزایش میزان رطوبت به علت خشن تر شدن دانهها ضریب اصطکاک افزایش می-یابد.
طبق نتایج بدست آمده توسط چانگ و ورما - 1989 - ُ تاثیر جنس سطوح بکار رفته برضریب اصطکاک دینامیکی بیشتر از ضریب اصطکاک استاتیکی می باشد و بطور کلی در اکثر آزمایشات انجام شده بر روی سطوح مختلف، مشاهده شد که ضرایب اصطکاک محصولات بر روی سط وح بتونی، چوبی و لاستیکی نسبت به سطوح فلزی و شیشه ای بیشتر می باشد .[4] کاپوسوامی و راتن ِ - 1970 - در آزمایشات خود در تعیین ضریب اصطکاک دینامیکی دانه های شلتوک به این نتیجه رسیدند که با افزایش سرعت لغزشی در تمام سطوح رطوبتی ضریب اصطکاک دینامیکی افزایش میابد.
گوپتا و داس - - 1998ّ در تعیین ضریب اصطکاک دینامیکی دانه های آفتابگردان برحسب سرعت، تغییرات بسیار ناچیزی در ضریب اصطکاک دینامیکی مشاهده کردند
تامپسون و رز - - 1983 در تعیین اثر سرعت لغزشی بر ضریب اصطکاک دینامیکی گندم به این نتیجه رسیدند که با تغییر سر عت لغزشی ضریب اصطکاک افزایش معنی داری دارد .
کرمانی - - 1377، در بررسی اثر عوامل مختلف رطوبت محصول، جنس سطوح، فشار عمودی و سرعت لغزشی بر ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی دانه های نخود روی سطوح فولادی گالوانیزه و ورق سیاه به این نتیجه رسید که اثر رطوبت بر ضریب اصطکاک دینامیکی معنی دار است و بطور کلی با افزایش رطوبت محصول ها ضریب اصطکاک دینامیکی افزایش مییابد. اما روی سطوح فولاد گالوانیزه در رطوبت 21 درصد بر مبنای تر ضریب اصطکاک کاهش یافته است
عسکری اصلی ارده و شجاعی - 2009 - در تعیین ضریب اصطکاک دینامیکی سه رقم متداول برنج به صورت شلتوک - ارقام علی کاظمی، هاشمی، خزر - بر روی سه سطح - ورق گالوانیزه، ورق روغنی و ورق سیاه - در 2 سطح رطوبتی %12 - و W.b - %23 و سه سطح سرعت 0/5 - ، 3/5 و - 6/5 cm/s به این نتیجه رسیدند که با افزایش رطوبت و سرعت ضریب اصطکاک دینامیکی به صورت معنیدار افزایش مییابد. و در بین سطوح مورد بررسی ورق گالوانیزه و سیاه به ترتیب دارای کمترین و بیشترین ضریب اصطکاک دینامیکی می باشد
بررسی منابع نشان می دهد که ضریب اصطکاک دینامیکی محصولات کشاورزی از اهمیت خاصی برخوردار است . در این تحقیق به بررسی و تعیین ض ریب اصطکاک دینامیکی 5 رقم متداول گندم در استن اردبیل بر روی 4 سطح تماس در 3سطح سرعت و 3 سطح رطوبتی پرداخته خواهد شد.
مواد و روشها:
ساخت دستگاه
برای انجام آزمایشات دستگاهی ساخته شد که شامل یک جعبه بدون ته به ابعاد 14×12× 10 cm/sکه دارای چهار چرخ بود و نمونههای مورد آزمایش درون آن ریخته می شد. جهت تماس کامل دانه ها با سطوح مورد آزمایش، وزنه 0/5 کیلوگرمی به ابعاد 13×11cm داخل جعبه و روی نمونه ها قرار داده شد. توان مورد نیاز برا ی کشیدن جعبه حاوی نمونه توسط الکتروموتور گیربکسدار مدل ZA25 - 12V,200rpm,1000mA - تأمین و برای کاهش دور و تامین سرعتهای مختلف از یک آداپتور - 1000mA,3-12V - استفاده گردید . برای اندازه گیری نیروی اصطکاک هنگام کشیدن جعبه حاوی نمونه از یک نیروسنج دیجیتالی با دقت 0/001 kg.f قابل اتصال به کامپیوتر مورد استفاده قرار گرفت که داده ها بعد از اندازهگیری به کامپیوتر منتقل شده و توسط نرمافزار مربوطه ثبت میشد
شکل -1 تجهیزات اندازه گیری ضریب اصطکاک دینامیکی دانه گندم
