Design and manufacturing of an injection system for the application of liquid fertilizers and the assessment of its efficiency
Sıvı gübre uygulamaları için bir enjeksiyon sistemi tasarımı, imalatı ve etkinliğinin belirlenmesi
- Tez No: 858275
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET İNCE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Sıvı gübre, bitkiler için zengin bir besin kaynağıdır. Ancak sıvı gübrenin geneneksel yöntemlerle (yüzeye serpme) uygulanması azot gibi önemli bir besin madesinin buharlaşarak kaybına ve aynı zamanda çevre ve yer altı suların kirliliğine neden olmaktadır. Bu çalışmada, sürdürülebilir tarım kapsamına uygun olarak bir sıvı gübre sisteminin tasarımı ve imalatı yapılarak, etkinliği belirlenmiştir. Prototip enjeksiyon tekeri, ana hatlarıyla biri tek delikli diğeri oniki delikli iki parçadan oluşan dağıtıcı forya ve oniki adet enjektörden oluşmaktadır. Vakum basıncı ile harektlendirilen sıvı gübre dağıtıcı forya yardımıyla enjektörlere iletilerek, basınç ve ilerleme hızına bağlı olarak toprak altına belirli miktar ve aralıklarla enjekte edilmektedir. Böylelikle belirli bir derinliğe enjekte edilen sıvı gübre toprağın karıştırılmasına gerek kalmadan özellikle toprak işlemesiz tarım çerçevesinde mevcut uygulamalara alternatif teşkil etmektedir. Prototip enjeksiyon tekerinin tasarım, imalat, montaj ve fonksiyonellik denemeleri laboratuvar ve toprak kanalı koşullarında, etkinlik ve azot kaybının belirlenmesine yönelik denemeler ise toprak kanalında gerçekleştirilmiştir. Fonksiyonellik denemeleri dört farklı basınçta ve üç farklı ilerleme hızında su ve sıvı gübre kullanılarak her biri altı tekerrürlü olarak, etkinlik ve amonyak kaybı denemeleri ise dört tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Amanyok kaybının belirlenmesinde rüzgar tüneli sistemi kullanılmıştır. Amonyak kaybı denemeleri, 85 kg/hektar toplam N Normu sıvı gübre baz alınarak, 500 kPa basınç ve 2 km h-1'lik hızda 50 mm ve 100 mm'lik toprak derinliklerinde uygulama yapılarak gerçekleştirilmiştir. Bu değerler yine toprak yüzeyine doğrudan uygulamada meydana gelen azot kaybı değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada sistem basıncına ve ilerleme hızına bağlı olarak hektar başına 4000- 20000 litre sıvı gübrenin başarıyla enjekte edildiği belirlenmiştir. Farklı uygulama yöntemlerinde amonyak emisyonlarının analizi incelendiği zaman, özellikle gübrelemeden sonra ilk iki üç saatlik zaman aralığında, en yüksek amonyak kaybının gerçekleştiği belirlenmiştir. Aynı zaman aralığında yüzeye uygulama yönteminde azot kaybı 12 kg NH3-N ha-1 d-1 olarak ölçülmüştür. Analizlerde yüksek bir korelasyon katsayısına dayanarak azot buharlaşma ile kullanılan uygulama tekniği arasında güçlü bir ilişki olduğu saptanmıştır. Makinanın sıvı gübreyi başarıyla toprak altına başarıyla enjekte ettiği ve fonksiyonelliğini yerine getirdiği, bunun sonucunda gübrenin havayla temasının minumum düzeye indirilerek azot kayıplarınnın azaldığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Liquid manure is a rich source of nutrients for crops, but when applied by traditional methods (floating spread) causes loss of important nutrient such as nitrogen by evaporation and leaching simultaneously causes environmental and groundwater pollution. In this study, a liquid manure applicator for the sustainable agricultural system was designed, manufactured and its effectiveness was measured. The prototype injection wheel consists of a prototype liquid distributor wheel that injects the liquid subsurface at certain amounts and intervals without cultivating the soil. Since the liquid manure is injected subsurface, so does not remain on the soil surface, does not need to be mixed, and alternative to other methods in terms of nitrogen loss and availability to the plant. The design, manufacturing, assembly and functionality trials of the prototype injection wheel were carried out in laboratory conditions, and the trials to determine efficiency and nitrogen loss were carried out in the soil channel. Functionality trials were carried out in six replicates each, using water and liquid fertilizer at four different system pressures and three different forward speed, and efficiency and ammonia loss trials were conducted in four replicates using by liquid manure as material. Wind tunnel system was used to determine ammonia loss. Ammonia loss experiments were carried out in four replicates, using 500 kpa system pressure and 2 km h-1 forward velocity, at soil depths of 50 mm and 100 mm, based on the 85 kg ha-1 of total N norm. The statistical analysis was carried out on ammonia emissions across different application methods. In this study, 4000 and 20000 liters of liquid fertilizer per hectare were successfully injected depending on the system pressure and forward speed. The statistical analysis was carried out on ammonia emissions across different application methods. Peak ammonia flux within the treatment area, particularly in the initial hours following the application was observed The surface application method was recorded 12 kg NH3-N ha-1 d-1 within the first three hours. The analysis revealed a notably high correlation coefficient, suggesting a strong relationship between the experimental emissions and the application technique used. The machine demonstrated its performance by successfully injecting liquid manure into the soil and preventing nitrogen losses since the fertilizer had minimal contact with the air.
Benzer Tezler
- Bir dişli pompa grubunun imalatında eşzamanlı mühendislik ve grup teknolojisi
The carrying out of group technology in the concurrent engineering concept on a factory which is manufacturing gear pomp
ALPER ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN KURTAY
- Plastik enjeksiyon kalıplarının tasarımı ve üretimi
Başlık çevirisi yok
AHMET RAHMİ ALKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN KURTAY
- Çamaşır kurutma makinesinde yeni tahrik sistemi tasarımı
New drive system design in a laundry dryer machine
İSA TOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT TEMİZ
- Plastik enjeksiyon kalıplarında soğutma sisteminin üretilen parça kalitesi üzerine etkileri
Effects of the cooling system in plastic injection moldson the quality of the produced parts
HASRET YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN KURT
- Yüksek devirli gemi diesel motorlarının analitik ve deneysel incelenmesi
An Analytical and exeperimental investigation of high speed marine diesel engines
OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL