مدل‌سازی ریاضی ویژگی های گرمایی دانه پنبه کرک دار و بدون کرک در سه رقم جدید پنبه کاشمر، لطیف و خورشید در دماهای مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیارگروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار موسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات و آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

4 استادیارگروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

تعیین برخی خواص مختلف گرمایی دانه پنبه مانند ضریب هدایت گرمایی، گرمای ویژه و ضریب پخش گرمایی در فرآیندهای مختلف گرمایی، انبارداری و طراحی خشک‌کن‌ها کاربرد دارد. سه ویژگی مهم گرمایی شامل ضریب هدایت گرمایی، گرمای ویژه و ضریب انتشار گرمایی سه رقم دانه پنبه به نام‌های کاشمر، لطیف و خورشید در دو حالت کرک‌دار و بدون‌کرک در سه دمای 20، 30 و ˚c40 اندازه‌گیری گردید. در این پژوهش ضریب هدایت حرارتی دانه پنبه از روش منبع گرمای خطی، گرمای ویژه از روش مخلوط و ضریب انتشار گرمایی با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش‌های مربوط به ضریب هدایت گرمایی، گرمای ویژه و چگالی توده دانه پنبه محاسبه گردید. نتایج نشان داد که تغییرات دما بر ضریب هدایت گرمایی سه رقم دانه پنبه معنی‌دار نبود. تغییرات رقم، دما و پوشش در سطح احتمال 1 درصد بر گرمای ویژه موثر بود و همچنین اثر متقابل رقم در پوشش و دما در پوشش بر گرمای ویژه دانه پنبه در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. بیش‌ترین و کم‌ترین مقدار گرمای ویژه دانه پنبه کرک‌دار در دمای 40 و ˚c20 بترتیب، 83/1 و (kJ/kg˚c) 18/1 و در دانه پنبه بدون کرک‌ 45/1 و (kJ/kg˚c) 86/0 بود. نتایج آزمایش‌های ضریب انتشار گرمایی نشان داد که تغییرات رقم، دما و پوشش در سطح احتمال 1 درصد بر ضریب انتشار گرمایی موثر است و همچنین اثر متقابل رقم در پوشش و دما در پوشش بر ضریب انتشار گرمایی دانه پنبه در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. بیش‌ترین و کم‌ترین مقدار ضریب انتشار گرمایی دانه پنبه کرک‌دار در دمای 20 و ˚c40 بترتیب، 7-10×48/3 و (m2/s) 7-10×26/2 و در دانه پنبه بدون کرک 7-10×57/2 و ‌ (m2/s) 7-10×53/1 بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling mathematically of thermal properties of fuzzy and delinted cotton seed in three new variety (Latif, Kashmar and Khorshid) and different temperatures

نویسندگان [English]

  • Ramezan Savari 1
  • Mohsen Azadbakht 2
  • Shahram Nowrouzieh 3
  • Ali Motevali 4
1 M.Sc. student, Mechanical Biosystem Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Assistant Prof,, Mechanical Biosystem Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural
3 Assistant Professor, Cotton Research Institute of Iran, AREEO
4 Assistant Prof,, Mechanical Biosystem Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.
چکیده [English]

Determination of different thermal properties of cotton seed, including thermal conductivity, special heat and thermal diffusivity is an application in different thermal processes, warehousing and dryer design. Three important thermal properties such as thermal conductivity, special heat and thermal diffusivity were measured in three cotton seed varieties (Kashmar, Latif and Khorshid) in two modes of fuzzy and delinted in three temperatures (20, 30 and 40 °C). In this research, the thermal diffusivity of cotton seed was calculated using a linear heat source, special heat from mixed methods and thermal diffusivity was estimated using the results of experiments related to thermal diffusivity, special heat and mass density of cotton seed. The results showed that temperature changes had not significant effect on thermal diffusivity of three cotton varieties. The changes of variety, temperature and coverage had the effect on special heat at 1% possibility level and also an interaction of species – coverage and temperature – coverage were significant at 1% possibility level. The maximum and minimum special heats for fuzzy cotton seed were 1.83 and 1.18 (kJ/kg˚C) at 20 and 40 °C and 1.45 and 0.86 (kJ/kg˚C) for delinted cotton seed, respectively. The results of thermal diffusivity indicated that the changes of species, heat and coverage had an effect on thermal diffusivity at 1% possibility level and the interaction of variety – coverage and temperature – coverage were significant on thermal diffusivity of cotton seed at 1% possibility level. The maximum and the minimum thermal diffusivity amounts for fuzzy cotton seed were 3.4 × 10-7 and 2.26 × 10-7(m2/s) at 20 and 40 °C and for delinted cotton seed were 2.57 × 10-7 and 1.53 × 10-7(m2/s).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cotton seed
  • Fuzzy and delinted
  • Specific heat
  • Thermal conductivity
  • Thermal diffusivity

مراجع

  1. Asadzade, A.H. 2011. Determining Physical and mechanical properties of cottonseed. M.Sc. Thesis Mohaghegh Ardabili. (In Persian).  
  2. Aviara, N., and Haque, M. 2001. Moisture dependence of thermal properties of sheanut kernel. Journal of food Engineering, 47(2), 109-113.
  3. Azadbakht, M. 2011. Determinatin of soybean mass thermophysics properties to model soybean pod pre-threshing dryer. PhD thesis, Tarbiyat Modarress Univ., Tehran. (In Persian).
  4. Azadbakht, M., Khoshtaghaza, M.H., Ghobadian, B. and Minaei, S. 2013. Thermal Properties of Soybean Pod as a Function of Moisture Content and Temperature. American Journal of Food Science and Technology 1: 9-13.
  5. Bart-Plange, A., Addo, A., Kumi, F., and Piegu, A.K. 2012. Some moisture dependent thermal properties of Cashew kernel (Anarcardium occidentale L(. Bitra, V.S., Banu, S., Ramakrishna, P., Narender, G. and Womac, A.R. 2010. Moisture dependent thermal properties of peanut pods, kernels, and shells. Biosystems Engineering, 106(4), 503-512.
  6. Christiansen, M.N. and Rowland, R.A. 1986. Germination and stand establishment, p: 535-541, in: Cotton physiology, by: Brown, J.M. (ed.), The cotton foundation, Pub. USA.
  7. Fontana, A.J., Wacker, B.Campbell C.S. and Campbell G.S. 2001. Simultaneous Thermal conductivity, thermal resistivity, and thermal diffusivity measurement of selected foods and soil. ASAE Meeting paper No. 016101. St. Joseph, Mich.: ASAE.
  8. Ghaderi-Far, F., and Soltani, A. 2010. Control and certification of seed. Mashhad University of Jahad publications. 200 p. (In Persian).  
  9. Hammidi, A. 2011 b. Cotton seed processing. . Seed and plant Certification and Registration Research Institute. Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran. (In Persian).
  10. ISTA. 2009. International rules for seed testing. The International Seed Testing Association (ISTA).
  11. Khafaje, H., Banakar, A. Salahion, A. and Samadi Reikande, S. H. 2012. Lentils thermal heat transfer coefficients unstable (Thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat capacity factor). 7th National Congress of Agricultural Engineering and Mechanisation rod. (In Persian).  
  12. McDonald, M.B., and Copeland, L. 1997. Seed production, principles and practices. Chapman and Hall, U.S.A.
  13. Mohsenin, N.N. 1980. Thermal properties of foods and agricultural materials.83–121. New York: Gordon and Breach.
  14. Mohsenin N.N. 1986. Thermal properties of foods and agricultural materials, Gordon and Breach, New York. 407 p.
  15. Razavi, S.M.A., and Akbari, R. 2012. Biophysical Properties of Agricultural and Food Materials. Ferdowsi university of mashhad press. Fifth Edition.118-119. (In Persian).  
  16. Razavi, S.M., and Taghizadeh, M. 2007. The specific heat of pistachio nuts as affected by moisture content, temperature, and variety. Journal of food Engineering, 79(1), 158-167.
  17. Sadeghi, A. 2006. Thermo-physical properties of pistachios are not peeled before drying process. PhD thesis, Tarbiyat Modarress Univ., Tehran. (In Persian).
  18. Salarikia, A. 2012. Studying the effect of various temperature and moisture levels on the grain and shelled pistachio (two varieties). M.S. thesis, Ferdowsi Univ., Mashhad. (In Persian).
  19. Shrivastava, M., and Datta, A. (1999). Determination of specific heat and thermal conductivity of mushrooms (Pleurotus florida). Journal of food Engineering, 39(3), 255-260.
  20. Singh, K., and Goswami, T. 2000. Thermal properties of cumin seed. Journal of food Engineering, 45(4), 181-187.
  21. Sweat, V.E. 1986. Thermal properties of foods. "Engineering properties of foods", Rhao, M. and S.S.H. Rizvi (ed.), Marcel Dekker, New York.
  22. Sytky, G. 2005. Mechanical agricultural products. Islamic Azad University Publications. 134-135.
  23. Turhan, M. and Gunasekaran, S. 1999. Thermal properties of fuzzy and starch-coated cottonseeds. J. Agric. Eng. Res. 74: 185-191.
  24. Vafaeitabar, M., and Talat, F. 2008. Evaluation of quantitative and qualitative some promising cotton cultivars in Varamin. Agricultural Knowledge of Iran. 5(2): 245-256. (In Persian with English Abstract).  
  25. Wan, P.J., and Zarins, M.Z. 2003. Specific Heats of Cottonseed and Its Co-products. Southern Regional Research Center, ARS, USDA, New Orleans, Louisiana 70: 124.  
  26. Yang, W., Sokhansanj, S., Tang, J., and Winter, P. 2002. Determination of thermal conductivity, specific heat and thermal diffusivity of borage seeds. Biosystems Engineering, 82: 169-176.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار