نام پژوهشگر: احمد بناکار

مدل سازی و بهینه سازی فرایند خشک کردن انگور به کمک بینایی ماشین و شبکه های عصبی مصنوعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  ناصر بهروزی خزاعی   حسن قاسمیان

با توجه به معایب روش سنتی خشک کردن انگور، خشک کردن با جریان هوای گرم برای تولید صنعتی کشمش می تواند جایگزین روش سنتی شود. ولی بدلیل زمان بر بودن، کاهش کیفیت محصول، مصرف بالای انرژی و جلوگیری از بیش خشک کنی در این خشک کن ها، مدل سازی و بهینه سازی فرآیند خشک کردن در این خشک کن ها ضروری است. در این پژوهش از بینایی ماشین برای اندازه گیری پارامترهایی که در طول فرآیند خشک کردن انگور تغییر می کنند (چروکیدگی و رنگ)، استفاده شده است. آزمایش های خشک کردن محصول در سه سطح دمایی (50، 60 و70 درجه سلسیوس) و سه سطح سرعت جریان هوای (8/0، 4/1 و 2 متر بر ثانیه) انجام شد. برای مدل سازی سینتیک تغییرات محتوای رطوبتی از 5 مدل ریاضی وابسته به زمان (لوویس، پیج، هندرسون و پابیس، وانگ و سینگ، و میدلی و همکاران)، مدل های رابطه ای چروکیدگی و پارامترهای رنگ در فضای rgb با تغییرات محتوای رطوبتی و همچنین 9 مدل شبکه عصبی با ورودی های مختلف و خروجی تغییرات محتوای رطوبتی استفاده شد. همچنین از مدل های مرتبه صفر و اول ریاضی و 5 مدل شبکه عصبی با ورودی های مختلف و خروجی پارامترهای رنگ l، a، b، h و s برای مدل سازی سینتیک تغییرات رنگ استفاده شد. برای تنظیم وزن ها و بایاس های اولیه شبکه عصبی برای رسیدن به آموزش مناسب برای هر ساختار شبکه عصبی و همچنین برای بهینه سازی فرآیند خشک کردن از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. از الگوریتم آموزش لونبرگ- مارکورات و تابع آستانه تانژانت سیگموئید برای آموزش شبکه ها استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم پردازش تصویر طراحی شده قادر است به خوبی عمل بخش-بندی را انجام دهد. همچنین بینایی ماشین توانایی اندازه گیری تغییرات رنگ l (99/0r2=)، a (994/0r2=) و b (994/0r2=) را دارد. نتایج حاصل نشان داد که مدل میدلی و همکاران با خطای 00001/0 و ضرایب تعیین 999/0 و بالاتر نسبت به بقیه مدل های ریاضی از دقت بالاتری برخوردار است. همچنین تغییرات محتوای رطوبتی رابطه خطی با دقت به ترتیب 98/0، 977/0، 976/0 و 957/0 با چروکیدگی سطحی و پارامترهای رنگ r، gو b دارد. شبکه عصبی با ورودی های دما، سرعت، چروکیدگی و زمان با ساختار 1-13-4 و با دقت 9998/0r2= و خطای 5-e1mse= نسبت به بقیه مدل ها از دقت بالاتری برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد که شبکه های عصبی نسبت به مدل های ریاضی مرتبه صفر و اول از دقت بالاتری برای مدل سازی پارامترهای رنگ برخوردار است. از میان شبکه های عصبی، شبکه با ورودی های دما، سرعت، تغییرات محتوای رطوبتی و زمان با ساختار 5-12-12-4 و با دقت 9985/0r2= و خطای 0551/0mse= نسبت به بقیه مدل ها از دقت بالاتری برخوردار است. نتایج بهینه سازی نشان داد که بهترین شرایط برای خشک کردن، دمای °c 65 و سرعت m/s 2 است. تحت این شرایط خشک کردن و با در نظر گرفتن سهم برابر انرژی و کیفیت در معادله بهینه سازی، زمان لازم و انرژی مصرفی برای رسیدن به محتوای رطوبتی 16/0 بر پایه خشک به ترتیب 8/14 ساعت و 46/87 کیلو ژول حاصل شد. همچنین مقادیر پارامترهای کیفی l، a، b، h و s به ترتیب 21/69، 66/4، 02/15، 21/77 و 25/14 حاصل شد.

طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه آب شیرین کن خورشیدی فتوولتائیک خودکار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1391
  مهدی منتظری   احمد بناکار

تامین آب سالم و شیرین یکی از مسائل اساسی در مناطق مختلف جهان بخصوص در مناطق خشک و دور افتاده به شمار می رود. روش های مختلفی برای شیرین سازی آب های شور وجود دارند که از میان آنها دستگاه های تقطیر خورشیدی می توانند راه حل مناسبی برای مناطق کم جمعیت که از شدت تابش خورشیدی کافی برخوردار هستند باشند. در این تحقیق یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی خودکار از نوع آبشاری و یک متمرکز کننده سهموی خطی طراحی و ساخته شده اند. تمام انرژی مورد نیاز جهت فرایند شیرین سازی از قبیل انرژی حرارتی و الکتریسیته، از انرژی خورشیدی تامین می شود که از ویژگی های بارز این دستگاه می باشد. دستگاه پس از طراحی و ساخت، مونتاژ و ارزیابی شد. در تحقیق حاضر اثر طرح جدید صفحه جاذب، تاثیر عوامل دبی در سه سطح ( kg?min 3/0و 2/0، 1/0 ) در دو حالت با صفحه چگالنده دو جداره و تک جداره و همچنین اثر متمرکز کننده سهموی خطی بر میزان تولید روزانه مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات تئوری نشان داد که استفاده از طرح جدید صفحه جاذب باعث افزایش 22 درصدی میزان تولید در ماه آوریل (فروردین) می گردد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده، بیشترین میزان تولید و کمترین میزان املاح در دبی kg?min 2/0 حاصل می شود. نتایج آزمایش نشان داد که ترکیب آب شیرین کن خورشیدی با متمرکز کننده سهموی باعث افزایش 35 درصدی در دمای آب ورودی می گردد.

طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه هدایت خودکار کمباین jd955
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1391
  علیرضا مهدویان   احمد بناکار

در این پژوهش طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامانه هدایت خودکار با هدف هدایت کمباین jd955 انجام شد. طراحی مدار الحاقی فرمان هیدرولیک برای دریافت و اعمال فرمان الکتریکی به چرخ های فرمان گیر، طراحی سامانه ماشین بینایی با هدف برداشت تصویر و تعیین انحراف عرضی و زاویه ای کمباین نسبت به مسیر پیشروی، طراحی سامانه کنترل فازی به منظور ارسال فرمان مناسب برای اصلاح مسیر پیشروی و طراحی سامانه ایمنی مدار فرمان، مراحل طراحی کل این سامانه را شامل شد. در نخستین گام در ارزیابی، سامانه پردازش تصویر در تشخیص صحیح مسیر و همچنین دقت اندازه گیری انحراف عرضی و زاویه ای کمباین از مسیر پیشروی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد سامانه قادر است بر روی جاده در بیش از 98% موارد خط مشخص شده به عنوان مسیر پیشروی را بطور صحیح شناسایی نماید همچنین این سامانه توانایی اندازه گیری انحراف عرضی کمباین از مسیر را با دقت 1 سانتیمتر دارد. نتیجه ارزیابی ها نشان داد دقت سامانه پردازش تصویر در اندازه گیری انحراف زاویه ای کمباین از مسیر پیشروی کمتر از 2 درجه می باشد. در این پژوهش مهمترین شاخص بکار رفته در ارزیابی دقت هدایت کمباین روی مسیر شاخص جذر مجموع مربعات انحراف از مسیر (rms) بود. ارزیابی این سامانه، در دو مسیر مستقیم و منحنی الخط با شعاع 25 متر انجام شد. ارزیابی در مسیر مستقیم در تیمار های سرعت (در دو سطح 1 و 2 متر بر ثانیه) و فرمان گیری (در 4 سطح خودکار و سه نفر راننده) انجام شد. نتایج نشان داد افزایش سرعت در حالت خودکار موجب افزایش rms انحراف از 7/6 به 6/11 سانتیمتر گردید. همچنین مشخص شد در مسیر مستقیم تفاوت معناداری بین نفرات راننده وجود نداشته و سامانه هدایت خودکار توانسته است موجب افزایش دقت هدایت کمباین را با بیشتری (rms انحراف7/6 نسبت به 2/9 برای هدایت دستی) روی مسیر هدایت نماید. در ارزیابی سامانه در مسیر منحنی مشخص شد، مشابه با مسیر مستقیم، افزایش سرعت موجب کاهش دقت (افزایش rms انحراف از 9/17 به 6/21) سامانه در هدایت کمباین گردیده است اما بر خلاف حالت قبل، در مسیر منحنی rms انحراف از مسیر برای راننده به طور معنا داری کمتر (3/17 نسبت به 2/22 برای هدایت خودکار) از سامانه هدایت خودکار است به این مفهوم که، در مسیر منحنی راننده کمباین را بهتر هدایت کرده است. سطح معنا داری در ارزیابی 1% در نظر گرفته شد.

شناسایی و تعیین تنوع گونه ای زنبورهای پارازیتویید گروه pimpliformes (hym.: ichneumonidae) در شمال مرکزی ایران
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  عباس محمدی خرم آبادی   علی اصغر طالبی

در این پژوهش تاکسونومی و تنوع گونه ای زنبورهای پارازیتویید گروه pimpliformes (hymenoptera: ichneumonidae) در شمال مرکزی ایران (استان های البرز، قزوین، گیلان و مازندران) طی سال های 1389-1390 مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها با استفاده از تله مالیز و تور حشره گیری جمع آوری شدند. در هر استان چهار محل با اختلاف ارتفاع حدود 500 متر و با شرایط زیستگاهی متفاوت انتخاب و در هر محل دو تله مالیز با فاصله 500-1000 متر از اواخر اسفند تا اواخر آبان ماه سال بعد قرار داده شد. برداشت نمونه ها و تخلیه بطری های حاوی نمونه در سال 1389 به صورت هفتگی و در سال 1390 یک هفته در میان صورت گرفت. پس از انتقال بطری ها به آزمایشگاه، نمونه های مورد نظر جدا و سپس اتاله شدند. در مجموع 2929 فرد در قالب 78 گونه از زنبورهای گروه pimpliformes و متعلق به 4 زیرخانواده به شرح زیر شناسایی شدند. از این تعداد، سه گونه جدید برای دنیای علم ، 12 جنس و 49 گونه نیز برای اولین بار از ایران گزارش شدند که در فهرست زیر به ترتیب با علامت ***، ** و * مشخص شده اند. subfamily: collyriinae cushman, 1924 genus: collyria schiodte, 1839; collyria coxator (villers, 1789) subfamily: diplazontinae viereck, 1918 genus: diplazon nees, 1819; diplazon annulatus (gravenhorst, 1829)?; diplazon lae-tatorius (fabricius, 1781); diplazon pectoratorius (gravenhorst, 1829)?; diplazon ti-biatorius (thunberg, 1822)?; genus: enizemum forster, 1869; enizemum ornatum (gravenhorst, 1829); genus: homotropus forster, 1869??; homotropus nigritarsus (gravenhorst, 1829)?; homotropus pictus (gravenhorst, 1829)?; genus: promethes forster, 1869; promethes sulcator (gravenhorst, 1829); genus: sussaba cameron, 1909; sussaba flavipes (lucas, 1849)?; sussaba pulchella (holmgren, 1858)?; genus: syrphoctonus forster, 1869??; syrphoctonus tarsatorius (panzer, 1809)?; genus: syr-phophilus dasch, 1964??; syrphophilus bizonarius (gravenhorst, 1829)?; genus: tymmophorus schmiedieknecht, 1913??; tymmophorus obscuripes (holmgren, 1858)?; genus: woldstedtius carlson, 1979; woldstedtius biguttatus (gravenhorst, 1829); woldstedtius citropectoralis (schmiedeknecht, 1926)?; genus: xestopelta dasch, 1964??; xestopelta gracilima (schmiedeknekht, 1926)? subfamily: orthocentrinae forster, 1869 genus: batakomacrus kolarov, 1986??; batakomacrus caudatus (holmgren, 1858)?; batakomacrus noyesi broad, 2010?; genus megastylus schiodte, 1838; megastylus cruentator schiodte, 1838?; megastylus flavopictus (gravenhorst, 1829); megastylus orbitator schiodte, 1838?; genus orthocentrus gravenhorst, 1829??; orthocentrus as-per (gravenhorst, 1829)?; orthocentrus castellanus ceballos, 1963?; orthocentrus hir-sutor aubert, 1969?; orthocentrus protervus holmgren, 1858?; orthocentrus sannio holmgren, 1858?; orthocentrus strigatus holmgren, 1858?; orthocentrus winnertzii forster, 1850?; orthocentrus winnertzii planator aubert, 1978?; genus: picrostigeus f?rster, 1869??; picrostigeus furcatus mohammadi-khoramabadi and talebi sp. nov.???; picrostigeus ventrodentatus mohammadi-khoramabadi and talebi sp. nov.???; picrostigeus gilanensis mohammadi-khoramabadi and talebi sp. nov.???; genus: plectiscus gravenhorst, 1829??; plectiscus agilis (holmgren, 1858)?; plectiscus callidulus (holmgren, 1858)?; plectiscus minutus (holmgren, 1858)?; genus: ste-nomacrus f?rster, 1869??; stenomacrus affinitor aubert, 1981?; stenomacrus carbo-nariae roman, 1939?; stenomacrus curvicaudatus (brischke, 1871)?; stenomacrus de-letus (thomson, 1897)?; stenomacrus exerens (thomson, 1898)?; stenomacrus merula (gravenhorst, 1829)?; stenomacrus nr. minutissimus (zetterstedt, 1838)?; stenomacrus silvaticus (holmgren, 1858)? subfamily: pimplinae wesmael, 1845 tribe: delomeristini helen, 1915; genus: perithous holmgren, 1859; perithous divi-nator (rossi 1790); perithous septemcinctorius (thunberg, 1824); tribe: ehialtini he-len, 1915; genus: clistopyga gravenhorst 1829; clistopyga incitator (fabricius, 1793); clistopyga laevis kasparyan, 1981?; genus: dolichomitus smith 1877; dolichomitus agnoscendus (roman, 1939)?; dolichomitus kriechbaumeri (schulz 1906); genus: en-dromopoda helen, 1939; endromopoda arundinator fabricius, 1804; endromopoda detrita (holmgren 1860); genus: ephialtes gravenhorst, 1829; ephialtes manifestator (linaeus, 1758); genus: exeristes forster, 1869; exeristes roborator (fabricius, 1973); genus: liotryphon ashmead 1900; liotryphon punctulatus (ratzeburg, 1848)?; genus: scambus hartig 1838; scambus nigricans (thomson 1877); genus: schizopyga gra-venhorst 1829; schizopyga flavifrons holmgren, 1856?; schizopyga podagrica graven-horst, 1829; genus: tromatobia forster 1869??; tromatobia lineatoria (villers, 1789)?; tromatobia ornata (gravenhorst, 1829)?; genus: zabrachypus cushman 1920?? ; zabrachypus cazorlensis rey del castillo 1996?; zabrachypus primus cushman 1920?; zabrachypus moldavicus constantineanu & constantineanu, 1969?; genus: zaglyptus forster 1869; zaglyptus multicolor (gravenhorst, 1829); zaglyptus multicolor rufescens (fonscolombe, 1854)?; genus: zatypota forster 1869; zatypota bohemani (holmgren, 1860); zatypota albicoxa (walker 1874)?; zatypota percontatoria (muller 1776)?; tribe: pimplini wesmael, 1845; genus: itoplectis forster 1869; itoplectis alternans (gravenhorst 1829)?; itoplectis maculator (fabricius 1775); itoplectis tunetana (schmiedeknecht 1914); itoplectis melanocephala (gravenhorst 1829); genus: pimpla fabricius, 1804; pimpla asiatica kasparyan, 1973?; pimpla insignatoria (gravenhorst 1807)?; pimpla rufipes (miller 1759); pimpla spuria gravenhorst 1829; pimpla turio-nellae (linnaeus 1758); genus: theronia holmgren 1859; theronia atalantae (poda 1761) کلید شناسایی در سطوح زیرخانواده، جنس و گونه برای این گروه به همراه تصاویر ویژگی های مهم ریخت شناسی بیرونی ارایه گردید. دوره فعالیت پروازی حشرات بالغ، ترجیحات زیستگاهی و نیز تغییرات فونستیک در طول ارتفاعات رشته کوه البرز ثبت و مورد بحث قرار گرفت. تنوع گونه ای آلفا برای هر زیرخانواده و گروه pimpliformes با تحلیل منحنی های رتبه-فراوانی و تجمع گونه و نیز محاسبه شاخص های مختلف تنوع گونه ای و یکنواختی انجام شد. نتایج رتبه بندی استان ها و دو شیب رشته کوه البرز با استفاده از شاخص رنی نشان داد که در گروه pimpliformes در مجموع به ترتیب استان های گیلان، مازندران، قزوین و البرز و از نظر شیب، شیب شمالی و سپس شیب جنوبی از تنوع گونه ای بالاتری برخوردار بودند. غنای کل هر استان و شیب در هر زیرخانواده و کل گروه محاسبه شد و برآوردها نشان داد که نمونه برداری حاضر توانسته است بین 85-95 درصد گونه های موجود در شمال مرکزی ایران را مورد اکتشاف قرار دهد. محاسبه شاخص های مختلف تنوع گونه ای بتا نشان داد که در شیب های جنوبی ارتفاعات بیش از 1500 متر و در شیب های شمالی ارتفاعات بین 500-1500 متر دارای غنای بالاتری نسبت به سایر ارتفاعات بودند. واژه های کلیدی: ichneumonidae، pimpliformes، collyriinae، diplazontinae، orthocentrinae، pimplinae، تاکسونومی، تنوع گونه ای، ایران

طراحی، ساخت و ارزیابی یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی با پیش گرمایش مایکروویو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  حمید خفاجه   احمد بناکار

با توجه به افزایش سرسام آور جمعیت جهان، تقاضا برای مصرف آب به طور چشم گیری افزایش یافته است، به طوری که تامین آب شرب امروزه به یکی از معضلات اصلی کشورها تبدیل شده است. از طرفی منابع آب قابل دسترس رو به کاهش می باشند و از طرف دیگر، در برخی مناطق بدلیل خشکسالی ناشی از کمبود بارندگی و عدم دسترسی به منابع آب شیرین سطحی و زیر زمینی، حفر چاه نیز کمکی به حل این مشکل نخواهد کرد. بنابراین، روش های دیگری نظیر شیرین کردن آب یا نمک زدایی، باید مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی خودکار از نوع پله¬ای با پیش گرمایش مایکروویو طراحی و ساخته شده است. دستگاه پس از طراحی و ساخت، مونتاژ و ارزیابی شد. در این تحقیق اثرات حجم در سه سطح (100، 300 و 500 میلی لیتر)، توان در سه سطح (200، 600 و 1000 وات ) و شوری در چهار سطح (0، 1000، 10000 و 30000 ppm) بر زمان گرمایش و بازده پیش گرمایش مایکروویو برای رسیدن به سه دمای 50، 70 و 90 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان تولید روزانه آب شیرین در حالت بدون پیش گرمایش 2/1 کیلوگرم و بازده کلی دستگاه 24% در ماه فوریه می¬باشد. در حالت استفاده از پیش گرمایش میزان تولید روزانه 5/3 کیلوگرم و بازده کلی سامانه 53% رسید. استفاده از پیش گرمایش منجر به افزایش 290% در میزان تولید و 221% در بازده دستگاه می¬شود.

بهینه‏ سازی فرآیند شستشو و خشک کردن خرمای رقم استعمران به منظور حفظ کیفیت آن در طی انبارداری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  عیسی حزباوی   محمدهادی خوش تقاضا

این تحقیق به منظور شستشو، خشک کردن و انبارمانی خرما به طور پیوسته با هدف حفظ کیفیت آن اجرا شد. در این تحقیق از یک دستگاه شستشو و خشک کن برای تمیز و پاک کردن خرما استفاده گردید. رقم مورد استفاده در این پژوهش رقم استعمران (نیمه خشک) بود که به دلیل وضعیت مناسب این رقم برای شستشو و همچنین بالا بودن میزان صادرات آن، انتخاب گردید. از محلول‎های مختلف (آب، آب نمک 2% و اسید استیک 2%) در این پژوهش استفاده گردید. پس از انجام فرآیند شستشو و خشک کردن (دماهای 50، 60 و ˚c70)، این محصول در انبار با شرایط کنترل شده (دمای ˚c20 و رطوبت 75%) به مدت 6 ماه نگه¬داری شد. بعد از هر دوره انبارمانی (0/5، 1، 3 و 6 ماه)، برای بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی به منظور یافتن بهترین شرایط برای متغیرهای مستقل (نوع محلول شستشو، دمای خشک کردن و زمان انبارمانی)، نمونه¬های خرما مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین توسط آزمون-های حسی- چشایی (طعم، رنگ ظاهری، نرمی، تمیزی ظاهری)، کیفیت (بازارپسندی) خرما بعد از هر دوره انبارمانی بررسی شد. در پایان این تحقیق، برای مدل¬سازی و بهینه‎سازی کیفیت خرما و سود کل از روش‏ سطح پاسخ استفاده گردید. در انتهای دوره انبارمانی (6 ماه) تیمارهای محلول شستشو و دمای خشک کردن باعث افزایش عدد بریکس (75/2 تا 78/5%)، درصد جدا شدن پوست (12/9 تا 22%)، درصد کاهش وزن (4/7 تا 19/6%)، درصد چروکیدگی (6/3 تا 22/8%) و اختلاف کلی رنگ (4/4 تا 11/1) در مقایسه با نمونه شاهد شدند. همچنین باعث کاهش درصد رطوبت نهایی (17/3تا 15/7%)، ph (6 تا 6/5)، فعالیت آبی (49/0 تا 41/0)، سفتی (2/6 تا n 5/1) و مؤلفه رنگ l (25/4 تا 19/9) شدند. همچنین تیمارها بعد از 6 ماه انبارمانی باعث افزایش امتیاز خواص حسی- چشایی طعم (71 تا 87%)، تمیزی ظاهری (10 تا 88%)، نرمی (22/2تا 95%)، رنگ ظاهری (23 تا 97/8%) و مطلوبیت کلی یا کیفیت (32/3 تا 91/9%) شدند. محلول شستشوی اسید استیک 2%، دمای ˚c70 و انتهای زمان انبارمانی (6 ماه)، بیشترین تغییرات را در خواص فیزیکی، شیمیایی و حسی– چشایی ایجاد نمودند. تیمارهای مورد آزمایش نسبت به نمونه شاهد باعث افزایش هزینه (970 تا 1124 تومان بر کیلوگرم)، قیمت (800 تا 2500 تومان بر کیلوگرم) و درصد کاهش وزن خرما شدند ولی در نهایت سود کل را افزایش دادند (310- تا 1078 تومان بر کیلوگرم). بهینه سازی فرآیند شستشو، خشک کردن و انبارمانی برای 1/5 تن خرما نشان داد که بیشترین کیفیت (89/3%) و سود کل (1/61 میلیون تومان) با محلول شستشوی اسید استیک 4/1%، دمای خشک کردن ˚c70 و بعد از 6 ماه انبارمانی با مطلوبیت 0/988 حاصل شد

ساخت و ارزیابی دستگاه نمک زدایی سهموی خورشیدی با کانون نقطه ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1392
  شیوا گرجیان   برات قبادیان

در بین منابع انرژی های تجدیدپذیر، ایران پتانسیل انرژی خورشیدی بالایی دارد. اغلب مناطق ایران به سبب میزان بارندگی کم شامل نواحی خشک و نیمه خشک می باشند. تولید آب شیرین از آب شور به میزان قابل توجهی، بویژه در نواحی خشک ضروری است. تقطیر خورشیدی همچنان مناسب ترین راهکار برای دستیابی به آب خالص از آب ناخالص در دسترس است. تابش خورشیدی به عنوان سوختی رایگان، یکی از گونه های مختلف انرژی گرمایی است که می توان به عنوان منبع نیروی این فرآیند از آن استفاده نمود. تبدیل انرژی خورشید به توان گرمایی با استفاده از متمرکزکننده ها امکان دستیابی به دماهای بالا را برای به جوش آوردن آب شور فراهم می کند که منجر به افزایش نرخ تولید می شود. پژوهش حاضر، به طراحی و ساخت یک دستگاه نمک زدایی سهموی خورشیدی با کانون نقطه ای و ارزیابی آن در طول هفت روز آفتابی، نسبتا ابری و غبار آلود در ماه اکتبر می پردازد. تغییرات نرخ تولید ساعتی و روزانه با مطالعه ی اثر متغیرهای محیطی و پارامترهای عملکردی شامل، تابش مستقیم خورشیدی (i_b)، سرعت باد (v_w)، دمای هوا (t_air)، دمای سطح جاذب (t_s) و غلظت نمک آب ورودی به دستگاه مورد بررسی قرار گرفتند. کیفیت آب تولید شده توسط دستگاه به منظور تائید تطبیق با استانداردهای آب آشامیدنی مورد بررسی قرار گرفت. یک مدل ریاضی نیز به منظور تخمین هدررفت گرمایی و تولید ساعتی دستگاه مذکور ارائه شد. علاوه بر این دستگاه تقطیر خورشیدی با شبکه های عصبی مصنوعی و با استفاده از متغیرهای محیطی ثبت شده مدل سازی شد. هدف از این مدل سازی، ارزیابی حساسیت تخمین های شبکه به ترکیب های مختلفی از پارامترهای ورودی و همچنین تعیین حداقل تعداد متغیرهای ورودی لازم به شبکه به منظور مدل سازی دقیق عملکرد دستگاه بود. متغیرهای محیطی و عملکردی موثر بر تولید دستگاه، شامل؛ مقادیر ساعتی تابش مستقیم خورشیدی، دمای هوا، سرعت باد، دمای سطح جاذب و زاویه ی برخورد باد به سطح زیرین جاذب وارد مدل های شبکه شدند. نتایج رضایت بخش به دست آمده از مدل شبکه ی عصبی با تعداد کافی از ورودی ها، گسترش استفاده از این مدل را به منظور تخمین عملکرد سایر دستگاه های تقطیر خورشیدی در سامانه های مختلف آب و هوایی پیشنهاد می دهند.

طراحی، ساخت و آزمون سامانه کنترل خودکار دستگاه سفیدکن برنج بر اساس ماشین بینایی و منطق فازی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1393
  حماد ذرعی فروش   سعید مینایی

به طور معمول در کارخانجات فرآوری برنج، عمل پایش کیفیت محصول خروجی از دستگاه سفیدکن هر 2-1 ساعت یک بار توسط کاربر به طور دستی انجام می شود که کاری زمان¬بر بوده و می تواند با خطا همراه باشد. در چنین شرایطی به کارگیری روش های نوین همچون ماشین بینایی و هوش مصنوعی، می¬تواند راهکاری سریع و موثر در کنترل کیفیت محصول و بهسازی عملکرد ماشین های سفیدکن باشد. برای این منظور، در پژوهش حاضر یک سامانه هوشمند با استفاده از ماشین بینایی و منطق فازی برای درجه بندی کیفیت محصول خروجی از دستگاه سفیدکن برنج و کنترل پارامترهای عملکردی دستگاه با توجه به شاخص های کیفی محصول ایجاد گردید. سامانه کنترل متشکل از واحد نمونه گیریاز محصول خروجی دستگاه سفیدکن، واحد تک سازی و انتقال محصول، واحد تصویربرداری و پردازش تصویر، و واحد کنترل فازی بود. در واحد کنترل فازی، یک سامانه استنتاج فازی که بر اساس نظرات کارشناسان خبره طراحی شده بود، به کار گرفته شد. عملکرد سامانه کنترل طراحی شده در سه حالت کلی مورد ارزیابی قرار گرفت. در حالت نخست، از مکانیزم کنترل فشار روی دریچه خروجی دستگاه سفیدکن برنج به عنوان تنها عملگر کنترلی استفاده گردید. درحالت دوم، مبدل سرعت دورانی موتور دستگاه سفیدکن برای اجرای دستورات سامانه کنترل به کار برده شد. در حالت سوم از هر دو عملگر یاد شده به طور هم زمان برای ارزیابی عملکرد سامانه کنترلی بهره گیری شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که بیشترین مقدار بازده عملکردی سامانه تک سازی محصول برابر با 1/93 درصد بوده است که در نرخ ریزش 60 گرم بر دقیقه و بسامد60 هرتز مبدل سرعت حاصل شد. دقت کلی الگوریتم پردازش تصویر در سنجش درجه سفیدی دانه های برنج، درصد عددی دانه های شکسته و درصد دانه های به هم چسبیده به ترتیب برابر با 6/92، 7/97 و 9/98 درصد به دست آمد. ارزیابی برخط عملکرد سامانه کنترل خودکار در حالت های اول، دوم و سوم کنترل نشان داد که زمان کل اجرای فرآیند نظارت از لحظه ی آغاز باز شدن دریچه نمونه گیری تا لحظه ی اعمال تنظیم موقعیت عملگر کنترلی به ترتیب برابر با 7/14، 1/14 و 2/16 ثانیه است. دقت سامانه کنترل در تعیین شرایط کاری مناسب برای عملگرهای کنترلی در حالت های نخست، دوم و سوم کنترل به ترتیب برابر با 2/89، 4/96 و 8/89 درصد به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که سرعت عملکرد سامانه کنترل خودکار در اجرای فرآیند کنترل عملکرد دستگاه سفیدکن نسبت به روش دستی در سه حالت یاد شده به ترتیب 3/31، 5/29 و 8/32 درصد بیشتر بوده است.

ساخت و ارزیابی سامانه ترموالکتریک- خورشیدی تولید برق و گرما در متمرکزکننده فرسنل خطی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1393
  میثم عماد   احمد بناکار

پیشرفت‏های اخیر در زمینه سامانه‏های ترکیبی ترموالکتریک- خورشیدی افق تازه‏ای در گسترش تولید همزمان حرارت و برق به کمک منابع تجدیدپذیر را بوجود آورده تا امید به حفظ محیط زیست و کاهش اثرات مخرب گلخانه‏ای به طور قابل ملاحظه‏ای افزایش ‏یابد. استفاده از ماژول ترموالکتریک در یک متمرکزکننده خورشیدی امکان تولید همزمان حرات و الکتریسیته با بازده حرارتی زیاد را فراهم می کند. در این تحقیق، سامانه ترموالکتریک خورشیدی تولید برق و حرارت در یک متمرکزکننده فرسنل خطی ساخته شد و از روش خنک کنندگی انفعالی (استفاده از لوله های حرارتی ترموسیفونی) و فعال (استفاده از پمپ) به-منظور دفع حرارت از سمت سرد سلول های ترموالکتریک و انتقال آن به مخزن ذخیره حرارت بهره گرفته شده است. این سامانه در قالب دو مدل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش‏ها در مدل سامانه ترموالکتریک خورشیدی تولید برق و حرارت با روش خنک کنندگی انفعالی نشان داد که سامانه قادر به تولید بیشینه ی توان الکتریکی 70 وات بر متر مربع از سلول های ترموالکتریک و 3/8 کیلووات بر متر مربع توان حرارتی در یک روز آفتابی در ماه شهریور از ساعت 10/30 تا 15/30 می باشد. راندمان حرارتی در این مدل 18/05 درصد و راندمان کل 18/39 درصد بدست آمده است. همچنین نتایج حاصل از آزمایش‏ها در مدل سامانه ترموالکتریک خورشیدی تولید برق و حرارت با روش خنک کنندگی فعال، راندمان حرارتی 33/15 درصد و راندمان کل 33/88درصد را در دبی 700 میلی لیتر در دقیقه نشان می دهد. در این مدل، بیشینه توان الکتریکی تولیدی 143 وات بر متر مربع بوده است. این درحالی است که مخزن ذخیره حرارت 6/5 کیلووات بر متر مربع توان حرارتی را در طی انجام آزمایش جذب کرده است. در نهایت، نتایج مدل با داده های تجربی بررسی شد. مقایسه مقدار تجربی با مقدار مدل سازی راندمان حرارتی مدل ترموسیفون در ساعت‏های مختلف از انجام آزمایش، مقدار ضریب تبیین 0/77 و ریشه متوسط مربع خطای داده ها (rmse)11/26 را نشان داد. همچنین مقدار ضریب تبیین 0/96 و ریشه متوسط مربع خطای داده ها (rmse) 1/34 برای مقایسه مقدار تجربی با مقدار مدل سازی ولتاژ مدار باز دو سر سلول‏های ترموالکتریک در اختلاف دمایی متناظر با بیش‏ترین توان خروجی بدست آمد.

طراحی، ساخت و ارزیابی خشک کن خورشیدی مجهز به کنترلگر فازی و متمرکز کننده سهموی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1393
  علی متولی سیدزین العابدینی   سعید مینایی

در این رساله، یک دستگاه خشک کن اتوماتیک دارای متمرکزکننده انرژی خورشیدی برای گیاهان دارویی حساس به گرما طراحی و ساخته شده و با خشک کردن نمونه های گل بابونه مورد ارزیابی قرار گرفت. متغیرهای مستقل عبارت بودند از: دما ی هوا در سه سطح 40 ، 50 و 60 درجه سلسیوس و سرعت هوا در سه سطح 4/0، 7/0 و 1 متر بر ثانیه.

کاربرد سامانه گرمایش خورشیدی با استفاده از عدسی فرسنل خطی در گلخانه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1394
  داود مومنی   احمد بناکار

در این پژوهش یک سامانه گرمایش خورشیدی مجهز به عدسی فرسنل خطی و واحد ذخیره حرارت برای تأمین بخشی از گرمای مورد نیاز گلخانه، طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که سامانه گرمایش خورشیدی با دبی سیال عبوری از لوله جاذب به میزان300 میلی لیتر بر دقیقه، در وضعیت کاملا رو به جنوب و با تنظیم زاویه شیب عدسی به صورت ماهانه بهترین عملکرد را دارد. نرخ سرد شدن آب گرم در مخزن ساده 53/0 درجه سلسیوس بر ساعت، در مخزن عایق دار 21/0 درجه سلسیوس بر ساعت و در مخزن عایق دار با پارافین به 16/0 درجه سلسیوس بر ساعت بود. نتایج این پژوهش نشان داد که سامانه گرمایش خورشیدی، توانایی تأمین درصدی از انرژی گرمایشی مورد نیاز گلخانه را داشت که در ماه های مختلف متفاوت بود و بیشترین و کمترین آن به ترتیب در مهرماه و دی ماه اتفاق افتاد که سامانه گرمایش خورشیدی به ترتیب 2/41 و 4/2 درصد انرژی مورد نیاز گرمایش گلخانه را تأمین کرد.

طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه پیش گرمایش متمرکزکننده ی لنز فرسنل خطی برای دستگاه آب شیرین کن خورشیدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1393
  سیف اله سقر   احمد بناکار

دراین تحقیق یک جمع کننده ی خورشیدی طراحی وساخته شد. در این جمع کننده، از عدسی فرسنل خطی به عنوان واحد متمرکزکننده خورشیدی استفاده شده است. هدف از ساخت این دستگاه بررسی توانایی حرارتی جمع کننده های خورشیدی بر پایه عدسی فرسنل، برای تامین آب پیش گرم شده برای دستگاه آب شیرین کن تقطیری بوده است. به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی بصورت تلفات نوری و حرارتی از یک دریافت کننده حفره ای در قسمت جاذب استفاده شده است. همچنین به منظور افزایش انتقال حرارت و جذب بهتر انرژی از طراحی دسته لوله ای برای لوله ی جاذب استفاده شد. پس از ساخت دستگاه و مهیا نمودن شرایط آزمایش، این دستگاه مورد ارزیابی قرار گرفت.