مدل سازی ریاضی و آزمون تزریق در یک سامانه آزمایشگاهی سمپاش تزریق مستقیم (DI)

در سمپاش­های تزریق مستقیم۱ (DI)، زمان تاخیر برای تغییر غلظت مواد شیمیایی در نوک افشانک­ها بر کارایی سمپاش تاثیر می­گذارد.  مهم­ترین متغیر برای بررسی عملکرد سامانه­ تزریق مستقیم در اعمال علف­کش­ها به صورت زمان حقیقی، زمان تاخیر آن است.  در این تحقیق، ابتدا یک سامانه تزریق مستقیم روی یک سمپاش بوم­دار طراحی و نصب شد.  پس از آن، به منظور بررسی کمی تاثیر حجم لوله­های محلول سم از نقطه­ تزریق تا خروجی افشانک­ها (V)، دبی ماده­ موثر علف­کش و دبی سیال حامل بر مشخصات دینامیکی سامانه­ تزریق مستقیم- از جمله زمان تاخیر، جریان محلول سم از نقطه­ تزریق تا نوک افشانک­ها- مدل­سازی ریاضی شد.  بدین­منظور از دو مدل حاکم بر جریان محلول سم در سامانه­های تزریق مستقیم استفاده شد: مدل "جریان تکه­ای۲" و مدل "اختلاط مناسب۳"؛ این دو در این تحقیق ارائه شده­اند.  به منظور بررسی و مقایسه­ نتایج حاصل از مدل­سازی ریاضی و نتایج حاصل از آزمون سامانه­ تزریق مستقیم، یک سامانه­ تزریق مستقیم طراحی و ساخته شد.  برای تجزیه، تحلیل و مقایسه­ نتایج کارگاهی نیز از روش تجزیه­ واریانس با آزمون دانکن با سطح اطمینان ۵ درصد استفاده شد تا اثر تغییر پارامترهای مختلف بر زمان تاخیر سامانه تعیین شود.  برای بررسی بر­هم­­کنش عوامل مختلف، آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک­های کاملا تصادفی به کار برده شد.  نتایج آزمون­های کارگاهی با نتایج حاصل از مدل ریاضی ارائه شده مقایسه شد.  با توجه به نتایج مقایسه پاسخ زمانی بین مدل­ها و آزمون­ها، مشخص شد که مدل اختلاط مناسب در مقایسه با مدل جریان تکه­ای پاسخ بهتری ارائه می­دهد.  از این روش می­توان مدل اختلاط مناسب را برای پیش­بینی رفتار دینامیکی سامانه تزریق مستقیم به کار برد، گرچه در هر دو مدل، بین مقدار حالت پایا با مقادیر حالت پایای آزمون­ها اندکی تفاوت مشاهده می­شود.

کلیدواژه ها:

Delay Time ، Direct Injection Sprayer ، Plug-Flow Model ، Well-Mixed Model