تعیین برخی خواص فیزیکی، مکانیکی و هیدرودینامیکی کنگر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه ایلام

2 معاون آموزشی دانشکده کشاورزی/ دانشگاه ایلام

چکیده

سابقه و هدف: کنگر یکی از فراوان‌ترین گیاهان مناطق کوهستانی ایران می‌باشد، که به دلیل نقش کمکی در هضم مواد غذایی مورد توجه مصرف‌کنندگان قرارگرفته است. در ایران بیش از 17 درصد محصولات کشاورزی در مراحل مختلف تولید تا عرضه به ضایعات تبدیل می‌شود، که این امر مستلزم دانستن خواص فیزیکی، مکانیکی و هیدرودینامیکی محصولات کشاورزی می‌باشد. وجود اطلاعاتی در زمینه خواص فیزیکی، مکانیکی و هیدرودینامیکی کنگر می‌تواند در طراحی ماشین‌های موردنیاز در عملیات انتقال، جداسازی، درجه‌بندی هیدرولیکی، شستشو، کیفیت‌سنجی، نگهداری و فرآوری آن کاربرد فراوانی داشته باشد. زیرا سبب کاهش تلفات محصول و افزایش بهره‌وری عملیات مختلف جهت فراوری کنگر می‌شود.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق برخی خواص فیزیکی، مکانیکی و هیدرودینامیکی کنگر تحت شرایط استاندارد و در سه تکرار اندازه‌گیری شد. خواص فیزیکی شامل: طول، عرض، ضخامت، میانگین قطر هندسی و حسابی، جرم، حجم، جرم حجمی، کرویت، مساحت سطح رویه، نسبت رعنایی و محتوای رطوبتی بر مبنای تر اندازه‌گیری شد. خواص مکانیکی نمونه‌ها در هنگام برش و خمش (شکست)، کنگر از وسط بعد طولی آن به‌وسیله ماشین اینسترون زوییک‌رول تحت استانداردهای لازم اندازه‌گیری گردید. خواص هیدرودینامیکی برای انتقال، جداسازی و درجه بندی کنگر توسط آب انجام گرفت.
یافته‌ها: در بررسی خواص فیزیکی طول، عرض، ضخامت، جرم، حجم و قطر میانگین هندسی رابطه مستقیم و جرم حجمی (چگالی) رابطه معکوس با اندازه کنگر داشت. شکل، اندازه، حجم، سطح رویه و چگالی از جمله مشخصه‌هایی فیزیکی هستند که در بسیاری از مسائل مربوط به طراحی یک ماشین مخصوص یا تحلیل رفتارهای حاصله در انتقال مواد دارای اهمیت می‌باشد. برای خواص مکانیکی در تست خمش مدول الاستیسیته، حداکثر نیروی لازم برای خمش کنگر، کار انجام‌شده برای رسیدن به حداکثر نیروی لازم برای خمش کنگر و تغییر شکل در هنگام اعمال حداکثر نیرو به ترتیب برابر 00341/0 گیگا پاسکال، 5/41 نیوتن، 29/444 نیوتن در میلی‌متر، 91/18 میلی‌متر و برای تست برش مدول برشی، حداکثر نیروی لازم برای برش کنگر، مقاومت برشی، تغییر شکل برشی در هنگام اعمال حداکثر نیرو به ترتیب برابر 002/0 گیگا پاسکال، 9/82 نیوتن، 0207/0 نیوتن بر میلی‌متر مربع و 15/19 میلی‌متر محاسبه شد. اطلاعات به‌دست آمده از خواص مکانیکی کنگر در تست برش و خمش می‌تواند مورد استفاده کارخانه‌های فراوری کنگر قرار گیرد. خواص هیدرودینامیکی کنگر شامل زمان بالا آمدن کنگر در ستون آب، میانگین سرعت حد و میانگین نیروی شناوری وارد بر کنگر در ستون آب به ترتیب 67/4 ثانیه، 02/0 متر بر ثانیه و 93/0 نیوتن به‌دست آمد. دانسیته کنگر کمتر از آب بوده درنتیجه کنگر را می‌توان به‌صورت هیدرولیکی و بدون هیچ‌گونه آسیبی درجه‌بندی و انتقال داد.
نتیجه‌گیری: داده‌های به‌دست آمده از این تحقیق می‌تواند در طراحی، بهینه‌سازی، تجهیزات فرآوری، حمل‌ونقل، جداسازی و بسته‌بندی کنگر مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of some physical, mechanical and hydrodynamic properties of Scolymus

نویسنده [English]

  • Reza Yeganeh 2
چکیده [English]

Background and objectives: Scolymus is one of most abundant plants of mountain areas iran, Because of role in the digestion of food auxiliary is located the focus of attention consumers. In iran, more than 17 percent of crops in various stages of the supply becomes losses, which requires knowledge of physical properties, mechanical and hydrodynamic agricultural products. The existence of the information about the physical properties, mechanical and hydrodynamic of Scolymus can be widely used in the design of machines, transfer, separation, hydraulic grading, washing, quality inspection, Maintenance and processing. Because reduce crop losses and increase efficiency of operations to be processed scolymus.
Materials and methods: In this study, some physical properties, mechanical and hydrodynamic properties of Scolymus were measured in three replications under standard conditions. The physical properties including length, width, thickness, geometric and arithmetic mean diameter, mass, volume, density, sphericity, surface area, aspect ratio and moisture content on wet basis were measured. The mechanical properties of the samples when shear and bending (break), of Scolymus from the middle of its length measured by Instron machine Zwick/Roell under required standards. The hydrodynamic properties for the transfer, sorting and grading of scolymus were carried by water.
Results: The physical properties of length, width, thickness, mass, volume and geometric mean diameter direct relationship and density (density) an inverse relation with the size of the Scolymus. Shape, size, volume, surface and density are among the physical properties that are important in many issues related to the design of a specific machine or in analysis of obtained behaviors in transporting material. for Mechanical properties in bending tested elastic modulus, maximum force needed to bending Scolymus, work done to achieve maximum force needed to bending and deformation in order to apply maximum force respectively 0.00341 GPa, 41.5 N, 444.29 N.mm, 18.91 mm and the shear test shear modulus, the maximum force needed to shear Scolymus, shear strength, shear deformation when applying maximum force were calculated respectively 0.002 N/mm2, 82.9 N, 0.0207 N/mm2, 19.15 mm. Information obtained from the mechanical properties of Scolymus in shear test and bending can be used by Scolymus processing factories. Hydrodynamic properties of Scolymus include the riseing time in the water column, average limit speed and average Flotation force exerted on Scolymus in the water column was obtained respectively, 4.67 s, 0.02 m/s and 0.93 Newton. The density of Scolymus was lower than water and as a result it can be graded and transmitted hydraulically and without any harm.
Conclusion: The data obtained from this study can be used for design, optimization, process equipment, transport, sorting and packing of Scolymus.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Scolymus
  • Physical properties
  • Mechanical properties
  • hydrodynamic properties