مدل سازي رياضي‎ ‎و آزمون تزريق در يك سامانه آزمايشگاهي سمپاش ‏ تزريق مستقيم (‏DI‏)‏

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

در سمپاش هاي تزريق مستقيم1 (‏DI‏)، زمان تاخير براي تغيير غلظت مواد شيميايي در نوك افشانك ها بر كارايي سمپاش ‏تاثير مي گذارد. مهم ترين متغير براي بررسي عملكرد سامانه تزريق مستقيم در اِعمال علف كش ها به صورت زمان حقيقي، ‏زمان تاخير آن است. در اين تحقيق، ابتدا يك سامانه تزريق مستقيم روي يك سمپاش بوم دار طراحي و نصب شد. پس از ‏آن، به منظور بررسي كمّي تاثير حجم لوله هاي محلول سم از نقطه تزريق تا خروجي افشانك ها (‏V‏)، دبي ماده موثر علف كش و ‏دبي سيال حامل بر مشخصات ديناميكي سامانه تزريق مستقيم- از جمله زمان تاخير، جريان محلول سم از نقطه تزريق تا ‏نوك افشانك ها- مدل سازي رياضي شد. بدين منظور از دو مدل حاكم بر جريان محلول سم در سامانه هاي تزريق مستقيم ‏استفاده شد: مدل "جريان تكه اي2" و مدل "اختلاط مناسب3"؛ اين دو در اين تحقيق ارايه شده اند. به منظور بررسي و ‏مقايسه نتايج حاصل از مدل سازي رياضي و نتايج حاصل از آزمون سامانه تزريق مستقيم، يك سامانه تزريق مستقيم طراحي ‏و ساخته شد. براي تجزيه، تحليل و مقايسه نتايج كارگاهي نيز از روش تجزيه واريانس با آزمون دانكن با سطح اطمينان 5 ‏درصد استفاده شد تا اثر تغيير پارامترهاي مختلف بر زمان تاخير سامانه تعيين شود. براي بررسي بر هم كنش عوامل مختلف، ‏آزمايش فاكتوريل با طرح بلوك هاي كاملاً تصادفي به كار برده شد. نتايج آزمون هاي كارگاهي با نتايج حاصل از مدل رياضي ‏ارايه شده مقايسه شد. با توجه به نتايج مقايسه پاسخ زماني بين مدل ها و آزمون ها، مشخص شد كه مدل اختلاط مناسب در ‏مقايسه با مدل جريان تكه اي پاسخ بهتري ارايه مي دهد. از اين روش مي توان مدل اختلاط مناسب را براي پيش بيني رفتار ‏ديناميكي سامانه تزريق مستقيم به كار برد، گرچه در هر دو مدل، بين مقدار حالت پايا با مقادير حالت پاياي آزمون ها اندكي ‏تفاوت مشاهده مي شود.‏

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