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

Abstract

در سمپاش­های تزریق مستقیم¹ (DI)، زمان تأخیر برای تغییر غلظت مواد شیمیایی در نوک افشانک­ها بر کارایی سمپاش تأثیر می­گذارد. مهم­ترین متغیر برای بررسی عملکرد سامانۀ­ تزریق مستقیم در اِعمال علف­کش­ها به صورت زمان حقیقی، زمان تأخیر آن است. در این تحقیق، ابتدا یک سامانه تزریق مستقیم روی یک سمپاش بوم­دار طراحی و نصب شد. پس از آن، به منظور بررسی کمّی تأثیر حجم لوله­های محلول سم از نقطۀ­ تزریق تا خروجی افشانک­ها (V)، دبی مادۀ­ مؤثر علف­کش و دبی سیال حامل بر مشخصات دینامیکی سامانۀ­ تزریق مستقیم- از جمله زمان تأخیر، 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 تکه­ای²" و مدل "اختلاط مناسب³"؛ 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 مقایسۀ­ نتایج کارگاهی نیز از روش تجزیه­ واریانس با آزمون دانکن با سطح اطمینان 5 درصد استفاده شد تا اثر تغییر پارامترهای مختلف بر زمان تأخیر سامانه تعیین شود. برای بررسی بر­هم­­کنش عوامل مختلف، آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک­های کاملاً تصادفی به کار برده شد. نتایج آزمون­های کارگاهی با نتایج حاصل از مدل ریاضی ارائه شده مقایسه شد. با توجه به نتایج مقایسۀ 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 سامانۀ تزریق مستقیم به کار برد، گرچه در هر دو مدل، بین مقدار حالت پایا با مقادیر حالت پایای آزمون­ها اندکی تفاوت مشاهده می­شود.