مدل سازی مسیر جریان میوه پوست‌گیری شده و پوست‌گیری نشده زیتون تلخ از یک مخزن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی بخش مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استاد پژوهشکده باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 عضو هیات علمی پژوهشکده باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در این پژوهش میوه زیتون تلخ به دو صورت پوست­گیری شده و پوست­گیری نشده تهیه و خصوصیات سیالی آنها شامل میانگین قطر هندسی، ضریب کرویت، چگالی ظاهری، زاویۀ اصطکاک ایستایی، زاویۀ اصطکاک داخلی اندازه­گیری شد.  چگونگی حرکت و مقدار جریان خروجی آنها درون مخزن مکعب مستطیلی نیز بررسی و مدل­سازی شد.  در این بررسی، حداقل قطر خروج از مخزن برای میوه پوست­گیری شده و پوست­گیری نشده به­ترتیب 4/4 و 3/6 سانتی­متر به­­دست آمد.  مقایسه مقدار جریان خروجی از دهانه­ای با قطر 5/5 سانتی­متر نشان می­دهد که سرعت جریان خروجی میوه پوست­گیری شده و پوست­گیری نشده به­ترتیب برابر با 586 و 554 سانتی­متر مکعب در ثانیه است.  در مخزن سه منطقه افزایش سرعت، کاهش سرعت و افزایش مجدد سرعت از یکدیگر قابل تمایز بود.  برای بیان موقعیت افقی دانه به­صورت تابعی از زمان یک تابع نمایی و برای بیان موقعیت عمودی و سرعت لحظه­ای به­صورت تابعی از زمان دو رابطه درجه سه پیشنهاد شد که با ضریب تبیین بالا از داده­های آزمایشگاهی عبور کردند.  سرعت جریان در دهانه خروجی به­صورت تابعی از قطر دهانه با استفاده از دو مدل بورلو و گرگوری بررسی شد.  مقایسه این دو نشان می­دهد­ که مدل بورلو  با 997/0=R2 بهتر از مدل گرگوری در داده­های آزمایشگاهی برازش شده است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flow Pattern of Peeled and Unpeeled Persian Lilac Fruit in a Hopper

چکیده [English]

In this research, unpeeled and peeled fruit from the Persian lilac were prepared and the flow properties, mean geometric diameter, sphericity coefficient, bulk density, coefficient of static friction and coefficient of internal static friction were determined.  The flow patterns and discharge flow rates from a cubic hopper was investigated. The results indicate that the minimum discharge diameter for peeled fruit was 4.6 cm and for unpeeled was 6.3 cm. A comparison of discharge through a 5.5 cm diameter discharge outlet showed that the flow for the peeled and unpeeled fruits were 586 and 554 cm3/s, respectively. Three flow patterns were distinguished within the hopper: the increasing zone, the decreasing zone and the re-increasing zone. Exponential and two third-degree polynomial models were chosen and presented to predict the instantaneous horizontal and vertical positions and speed of the fruits within the hopper.  The discharge rate was modeled using the Beverloo and Gregory models. Both models were well-fitted to the experimental data; however the Beverloo model resulted in a higher accuracy (R2 = 0.97).  

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Discharge Flow
  • Hopper
  • modeling
  • Persian Lilac
  • Seeds
Abbaspour Fard, M. H., Emadi, B. and Khojastehpour, M. 2009. Effect of particle shape on bed structure and flow characteristics of materials discharged from a Hopper using a DE model. J. Agric. Sci. Nat. Res. 15(6): 233-242. (in Farsi)

Abou-Chakra, H. and Tuzun, U. 1999. Coefficient of friction of binary granular mixtures in contact with a smooth wall. PART I: Direct shear box measurements of the effects of particle size ratio and particle surface roughness. Chem. Eng. Sci. 54, 5901-5912.

Beverloo, R. 1961. The flow of granular solids through orifices. Chem. Eng. Sci. 15, P 262.

Casandroiu, T. and Mieila, C. 2010. Theoretical development of a mathematical model to evaluate gravimetrical flow rate of seeds through orifices. U. P. B. Sci. Bull. 72, 269-280.

Chang, C. S. and Converse. H. H. 1998. Flow rates of wheat and sorghum through horizontal orifices. Ame. Soc. Agric. Eng. 31, 300-304.

Choi, J., Kudrolli, A. and Bazant, M. Z. 2005. Velocity profile of granular flows inside silos and hoppers. J. Physics. 17, 2533-2548.

Cleary, P. W. 1999. The Effect of particle Shape on hopper discharge. 2nd International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries. Melbourne, Australia. 111-122.

Fedler, C. B.1988. Modelling applications in agricultural engineering: Mathematical models describing the flow of granular material. J. Matt. Comput. Model. 11, 510-513.

Fowler, R. T. and Glastonbury, J. R. 1958. The flow of granular solids through orifices. Chem. Eng. Sci. 10, 150-156.

Gregory, J. M. and Fedler, C. B. 1987. Equation describing granular flow through circular orifices. Trans. ASAE. 30(2), 529-532.

Karimi, H. 2005. Iran herbs Culture (trees, shrubs, flowers, homemade types of plants). Flag Pub. 2, 295.  (in Farsi)

Khanavi, M., Haj Akhundi, A., Sadeghi pour, H. R., Vosughi, M. and Arbabi, R. A. 2007. The influence of alcohol extracts of neem fruits (Meliaindica L.( and Persian lilac) Meliaazedarach L.( fruits on fertility of rats. J. Reproduct. Infer. 7-16. (in Farsi)

Mabrouk, R. and Chaouki, J. 2007. Wall surface effects on particle-wall friction factor in upward gas-solid flows. Powder Technol. 186, 80-88.

Mieila, C. and Casandroiu, T. 2009. Aspects regarding influence of geometrical shape of orifices about seeds gravimetric flow rate. Agric. Eng. 28(2): 43-48.

Mohsenin, N. N. 1978. Physical properties of plant and animal materials. Gorden and breach science publishers, NewYork.

Mortazavi, A. Saifkordi, A. Sadeghi, A. Gholamhossein Pour, A. 2009. Introduction to Food Engineering.  Ferdowsi University of Mashhad Pub. Vol(1). (in Farsi)

Nedderman, R. M. 1985. The Flow of Granular Materials through Orifices.  Particle Technol. 91, 281-294.

Nedderman, R. M. 1992. Statics and Kinematics of Granular Materials. Cambridge: Cambridge University Press.

Oldal, I., Keppler, I., Csizmadia, B. and Fenyvesi, L. 2011. Outflow properties of silos: The effect of arching. Adv. Powder Technol. 23, 290-297.

Razavi, M. A. and Akbari, R. 2006. Biophysical Properties of Agricultural and Food Materials. Ferdowsi University of Mashhad Pub. (in Farsi)

Zarandi, M.,  Ghazanfari Moghadam, A. and  Noorbakhsh, S. 2011. Investigating and Modeling the process of dehulling Persian Lilac fruits using Sodium Hydroxide with different concentrations and temperatures. Sci. J. Agric. 34(1): 57-64. (in Farsi)