Farklı Titreşim Seviyelerinin Dişli Makaralı Dağıtım Düzenlerinde Diamonyum Fosfat (DAP) Gübresinin Akış Düzgünlüğüne Etkileri*

Transkript

1 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale 49 Farklı Titreşim Seviyelerinin Dişli Makaralı Dağıtım Düzenlerinde Diamonyum Fosfat (DAP) Gübresinin Akış Düzgünlüğüne Etkileri* Mustafa Gökalp Boydaş () Nihat Turgut () () Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü 54 / Erzurum ÖZET Dört farklı titreşim seviyesinin dişli makaralı gübre dağıtım düzenlerinde gübre akış düzgünlüğüne etkisini belirlemek için yapılan bu çalışmada, üç farklı diş sayısına sahip dişli makara, diamonyum fosfat (DAP) granüle gübresinin iki farklı normunda ve 6.5 km/h makina ilerleme hızında denenmiştir. Deneme sonucunda diş sayısı ve normdaki değişim akış düzgünlüğünü önemli derecede etkilediği, titreşimin ise akış düzgünlüğüne etkisinin istatistiksel olarak önemsiz olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Tohum dağıtma düzeni, akış düzgünlüğü, dişli makara, titreşim Effect of Different Vibration Levels on Diammonium Phospate (DAP) Fertilizer Flow Evenness in Studded roller Metering Mechanism ABSTRACT In order to determine the effect of four different vibration levels on flow evenness in studded roller metering mechanism, three studded rollers with different stud numbers were run at the ground speed of 6.5 km/h for the diammonium phospate (DAP) with two different flow rates. In conclusion, while variation of stud number and flow rate significantly affected the flow evenness, the effect of vibration on flow evenness was statistically determined no effect. Keyword: Seed metering mechanism, flow evenness, studded roller, vibration. GİRİŞ Ülkemizde tarıma elverişli alanların tamamının bitkisel üretime açılması, birim alandan daha fazla ürün elde etmeyi zorunlu hale getirmektedir. Ürün artırıcı girdilerin başında gübreleme ön sıralarda gelmektedir. İyi bir gübreleme ile %6 dolaylarında bir ürün artışı sağlanabilmektedir (Ülgen ve Yurtsever 988). Gübrenin etkili bir şekilde kullanımı hem ekonomik yönden hem de bitki istekleri yönünden son derece önemlidir. Gübrenin etkili kullanılması, gübrenin bitkinin gereksinim duyduğu dozda kullanılması ile ve bitki kök bölgesine üniform bir şekilde dağıtılması ile mümkündür (Kanafojski 97). Düzensiz gübre dağılımı, verim kayıplarına yol açan aşırı yada düşük doz uygulamalarıdır. Düzensiz gübre dağılımı ile hem verim düşmekte hem de çevre kirliliği meydana gelmektedir. Dağılım düzgünlüğü; gübre özellikleri, çalışma koşulları ve dağıtım düzeni yapısal özelliklerinin bir sonucudur (Lee ve Karkanis 965, Kepner et al. 98). Diamonyum fosfat (DAP) granüle gübresi genellikle ekim sırasında kombine ekim makinaları ile doğrudan toprağın içine yerleştirilerek verilmektedir. Kombine ekim makinalarında gübre dağıtımını sağlamak amacıyla dağıtıcı düzenler kullanılmaktadır (Mutaf 984, Önal 995). Dağıtıcı düzenler içinde hacimsel dağıtım düzenleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu dağıtım düzenleri içinde dişli makaralı dağıtım düzenleri önemli bir yer tutmaktadır. Dişli makara, çevresine sıra halinde dizilmiş diş şeklinde çıkıntıları bulundurmaktadır. Gübrenin iletilmesi diş ön yüz cephesinin gübreye uyguladığı basınçla meydana gelmektedir. Dişli makaralarda en önemli görevi üslenen dişler makara çevresine değişik sıralar ve düzenlemelerle yerleştirilirler. Bunun sonucu olarak, diş sıralarının alternatif etkisiyle taneler hüzmeler halinde borulara iletilirler. Svensson, (994) farklı diş yüksekliklerine sahip dişli makaralarla farklı açısal hızlarla, farklı taban klapesi aralıklarında ve farklı parçacık çapındaki gübrelerle çalışmıştır. Denemede uzun diş yüksekliğine sahip bir dişli makaranın kısa diş yüksekliğine sahip bir dişli makaraya oranla açısal hızdaki değişime daha duyarlı olduğu ve diş yüksekliğindeki artışın akış düzgünlüğünü bozduğunu belirlemiştir. Collins et al., (976) aynı dişli makara ile buğday ve arpada farklı ekim normları ve farklı makina ilerleme hızları ile yaptıkları çalışmalarında dağılım düzgünlüğünün buğdayda daha iyi olduğunu *Bu çalışma Atatürk Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir.

2 5 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale ekim normundaki artışın dağılım düzgünlüğünü iyileştirdiğini belirlemişlerdir. Özsert ve ark., (994) üç farklı dağıtım düzeni ve iki farklı gübrenin farklı titreşimlerdeki farklı hız ve normlardaki akış düzgünlüğünü incelemişlerdir. Deneme sonucunda akış düzgünlüğünün norm, hız ve dağıtım düzenine bağlı olarak önemli düzeyde değiştiği ancak titreşimin akış düzgünlüğünü olumsuz etkilemediğini belirlenmişlerdir. Turgut ve ark., (99) buğdayın üç farklı dağıtım düzeninden farklı titreşimlerde, farklı hız ve normlardaki akış düzgünlüğü incelenmişlerdir. Deneme sonucunda akış düzgünlüğünün norm, hız ve dağıtım düzenine bağlı olarak çok önemli düzeyde değiştiğini titreşimin ise akış düzgünlüğünü bozmadığını hatta iyileştirdiğini belirtmişlerdir. Konak, (996) farklı dağıtıcı düzene sahip iki ekim makinasında titreşimin ekim normuna ve sıralar arası dağılım düzgünlüğüne etkisini belirlemek için yaptığı çalışmada buğday ve arpa tohumlarını üç farklı titreşim seviyesinde ve iki ilerleme hızında denemiştir. Deneme sonucunda titreşimin ekim normu değişimi üzerine etkisinin önemli derecede olduğu belirlenmiştir. Titreşim etkisiyle ekim normunda artış olmuştur. Kelly ve Gould, (995) Dağıtıcı düzenlerin tarla şartlarında çalışmaları esnasında işletme parametrelerinin yanı sıra değişik toprak şartları, yüzey düzgünlüğü, yüzeydeki taş ve kesek varlığı, makina ağırlığı ve lastik basıncı gibi farklı sebeplerden dolayı meydana gelen değişik frekans ve genliklerdeki titreşimlerin de akış düzgünlüğüne etkisinin belirlenmesi gerektiğini belirtmektedir. MATERYAL ve YÖNTEM Araştırmada, AMAZONE D8-5 SPECIAL marka dişli makaralı dağıtım düzenine sahip ekim makinası kullanılmıştır. Dağıtım düzenlerine hareket veren mil hareketini ekim makinasının tekerinden zincir dişli sistemiyle tahrik edilen bir transmisyon ünitesinden almaktadır. Ayrıca, transmisyon ünitesi, ekim makinası depo tabanına boydan boya yerleştirilmiş olan karıştırıcıya da hareket iletmektedir. Araştırmada kullanılan dişli makaralar AMAZONE D8-5 SPECIAL ekim makinasının tohum hücresine (Şekil ) rahatça takılacak şekilde delrin malzemeden imal edilmişlerdir. Denemede klape aralığı (a) mm olarak seçilmiştir. Sarma açısı (w) 48 o dir. Denemede farklı diş sayısına sahip sıralı dişli makaralar kullanılmıştır. Her sıradaki dişlerin sayıları birbirine eşittir. Dişli makaralar üzerinde sırayla 9x=7 (M), x=6 (M), 5x=45 (M) adet diş bulunmaktadır. Makara diş üstü çapı 65 mm, aktif genişliği mm ve diş genişliği 6 mm olup her makara için aynıdır. Bu dişli makaralara ait teknik özellikler aşağıda Şekil. de ve Çizelge. de gösterilmiştir. Denemede diamonyum fosfat (DAP) granüle gübre kullanılmıştır. Kullanılan gübreye ait bazı özellikler Çizelge. de verilmiştir. a w Şekil. AMAZONE D8-5 SPECIAL ekim makinası tohum dağıtma düzeni

3 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale 5 Şekil. Denemede kullanılan dişli makara teknik özellikleri Çizelge. Denemede kullanılan dişli makaralara ait teknik özellikler Dişli Makara D (mm) A (mm) M 5 6 M 54 5 M 56 4 Çizelge. Denemede kullanılan diamonyum fosfat (DAP) gübresine ait bazı özellikler Gübre Bileşimi (%) DAP Hacim ağırlığı (kg/m ) Yığılma açısı ( ) 4 Nem (k.a.) (%).95 Ağırlıklı ortalama çap (mm).4 8 N - 46 P O 5 - O motorundan, farklı dönme hızları elde edebilmek için bir hız kontrol ünitesi (frekans değiştirici) kullanılmıştır. Böylece, valsler üzerine oturtulan ekim makinasının laboratuar koşullarında ve istenilen ilerleme hızında çalıştırılması sağlanmıştır. Ekim makinasında farklı seviyelerde titreşimler elde edebilmek amacıyla ön valsler üzerine farklı çaplarda (Ø8 mm, Ø mm ve Ø6 mm) çelik çubuklar yerleştirilmiştir (Şekil ). Sağ teker Sol teker Deneme, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları bölümünde hazırlanan (Şekil 4) deney düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Deneme düzeninin hareketi 4 kw gücündeki trifaze asenkron motoruyla sağlanmıştır. Motordan alınan dönme hareketi zincirdişli yardımıyla valslere iletilmiştir. Elektrik Titreşim çubuğu Şekil. Titreşim çubuklarının bağlantı şekli Kişisel bilgisayar Coupler Karıştırıcı Regülatör Hız kontrol ünitesi Hassas terazi Vals Elektrik Motoru İvme ölçer Şekil 4. Deneme ve kayıt düzeni

4 5 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale Ekim makinasında oluşan titreşimleri ölçmek amacıyla bir adet KISTLER 87A5 model ivme ölçer kullanılmıştır. Bu ivme ölçer ekim makinasının iki tekerleği arasına saplama ile monte edilmiştir. İvme ölçerden elde edilen sinyaller KISTLER 54A Coupler den geçirilerek RS C devresi ile bilgisayara aktarılmıştır (Şekil 4). Akış düzgünlüğünü belirlemek amacıyla Fisher Scientific XD-8 model. g hassasiyetinde teraziden yararlanılmıştır. Terazi üzerine yerleştirilen bir kap ile tohum akışı / s aralıklarında kümülatif olarak tartılmış ve tartım değerleri bilgisayara aktarılmıştır. Bu değerlerin analiz edilmesiyle %CV değerleri belirlenmiştir. Deneme, çelik çubuk kullanılmadan (T) ve Ø8 mm (T), Ø mm (T), Ø6 mm (T4) kalınlığındaki çelik çubuklar kullanılarak 4 farklı titreşim seviyesinde, farklı diş sayısına sahip dişli makara ile 6.5 km/h makina ilerleme hızında diamonyum fosfat (DAP) gübresi kullanılarak yapılmıştır. Denemede gübre normu olarak kg/da (N) ve 5 kg/da (N) alınmıştır. BULGULAR ve TARTIŞMA Denemede farklı titreşim çubukları ile ve çubuksuz elde edilen ivme değerleri ve bu değerlerin MATLAB programlama dilinde Fourier analizi (FFT) yapılmasıyla elde edilen frekans değerleri Şekil 5.., Şekil 5.., Şekil 5.., Şekil 5.4. de gösterilmiştir. İvme, m/s Fourier genliği Şekil 5.. Çelik çubuk kullanılmadan elde edilen ivme değerleri (T) ve Fourier dönüşümü İvme, m/s Fourier Genliği Şekil 5.. Ø8 mm çelik çubuk ile elde edilen ivme değerleri (T) ve Fourier dönüşümü İvme, m/s Fourier Genliği Şekil 5.. Ø mm çelik çubuk ile elde edilen ivme değerleri (T) ve Fourier dönüşümü

5 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale 5 İvme, m/s Fourier Genliği Şekil 5.4. Ø6 mm çelik çubuk ile elde edilen ivme değerleri (T4) ve Fourier dönüşümü Elde edilen bu değerlerle ve aşağıdaki eşitliklerden faydalanılarak genlikler belirlenmiştir. a=x m ω ω=πf a: İvme, m/s ω: Açısal hız, rad/s x m: : Genlik, m f: Denemede elde edilen maksimum, minimum ivme ve genlik değerleri Çizelge. de gösterilmiştir. Bu titreşim değerlerinde dişli makaralardan farklı gübre normlarında elde edilen akış düzgünlüğü değerlerinin %CV değerleri belirlenmiş ve varyans analizi yapılmıştır. Varyans analizi değerleri Çizelge 4. de verilmiştir. Çizelge. Maksimum, minimum ivme ve genlik değerleri Titreşim seviyeleri T T T T4 Max ivme, m/s Min ivme, m/s Max genlik, mm Min genlik, mm Çizelge 4. Variyasyon katsayısı (% CV) varyans analizi sonuçları Varyasyon Kaynakları SD F P Makara (M) 5.4. * Titreşim (T).. Norm (N) * Tekerrür.96.9 M*T ** M*N 6.. * T*N.6.9 M*T*N Hata 46 Toplam 7 *:P<. düzeyinde istatistiksel olarak çok önemli **:P<.5 düzeyinde istatistiksel olarak önemli Varyans analizi sonuçlarına bakıldığında makara diş sayılarının akış düzgünlüğünü çok önemli derecede etkilediği belirlenmiştir. Titreşim seviyeleri ise önemsiz çıkmıştır. Gübre normunun etkisi ise çok önemli bulunmuştur. Akış düzgünlüğüne etkili olan faktörlerin seviyeleri arasındaki farklılıkları ortaya koymak amacıyla Duncan Çoklu Karşılaştırma Testi yapılmıştır (Çizelge 5). Çizelge 5. Duncan Çoklu Karşılaştırma Testi sonuçları Faktörler Ortalama %CV M a Dişli makara Titreşim M 7.9 b M 7.6 b LSD, %P.55, % T 8.8 T 8.48 T 8.94 T N Norm N 6.48 Aynı harfi taşıyan ortalamalar arasındaki farklar istatistiksel olarak önemli değildir Çizelge 5. ve Şekil 6. incelendiğinde diş sayısındaki ve ekim normundaki artış gübrenin akış düzgünlüğünün artmasına yani %CV değerinin küçülmesine sebep olmuştur. Titreşimin akış düzgünlüğü üzerine etkisine bakıldığında istatistiksel olarak etkisinin önemli olmadığı görülmüştür.

6 54 Tarımsal Mekanizasyon. Ulusal Kongresi, 6-8 Eylül 6, Çanakkale 6 T T T T4 6 T T T T4 4 4 %CV 8 %CV M M M Dişli Makara M M M Dişli Makara Şekil 6. Sırayla N ve N gübre normlarında elde edilen %CV değerleri SONUÇ Denemede elde edilen verilerle aşağıdaki sonuçlara varılmıştır.. Farklı titreşim seviyeleri akış düzgünlüğünü etkilememiştir.. Diş sayısındaki artış akış düzgünlüğünü olumlu yönde etkilemiştir.. Gübre normunun artması ile akış düzgünlüğü iyileşmiştir. KAYNAKLAR Collins, T.S., 976. Methods for improving the performance of cereal drills: Part I. Metering mechanisms and initial sowing depth studies, NIAE. No: DN/CU/79/65, Silsoe. Kanafojski, Cz., 97. Dünge-, Sa- und Pflanzmaschinen, Veb Verlag Technik, Berlin. Kelly, P. J. ve Gould, N. S., 995. To improve machinery for the effective establishmet of pastures. NSW Agriculture, IWS Project No: DAN99, Trangie. Konak, M., 996. Farklı tahıl ekim makinalarında titreşimin ekim normu ve sıralar arası dağılım düzgünlüğüne etkisi. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi (), Kepner, R.A., Bainer, R. and Berger, E.L., 98. Principles of Farm Machinery. The AVI. Publishing, INC., Weestport, Connecticut. Lee, J.H.A. and Karkanis, E. A., 965. Effect of ground speed and type of fertilizer on metering accuracy. Transaction of ASAE, 8(4), 49-49, 496. Mutaf, E., 984. Tarım Alet ve Makinaları. I. Cilt. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No:8, Bornova-İzmir. Önal, İ., 995. Ekim, Bakım, Gübreleme Makinaları. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No:49, İzmir. Özsert, İ., Kara, M., Bayhan, A.K. ve Öztürk, İ., 994. Bazı gübre dağıtım düzenlerinde titreşimin sıra üzeri dağılım düzgünlüğüne etkisi. Tarımsal Mekanizasyon 5. Ulusal Kongresi Bildiri Kitabı, Antalya, Svensson, J. E. T., 994. Effects of constructional and operational variables on the mean mass flow of particulate fertilizer using a studded roller feeder. J. Agric. Engng. Res., 59,. Turgut, N., Ülger, P. ve Özsert, İ., 99. Bazı tohum dağıtım düzenlerinde titreşimin sıra üzeri tohum dağılım düzgünlüğüne etkisi. Tarımsal Mekanizasyon 4. Ulusal Kongresi, Samsun. -4. Ülgen, N. ve Yurtsever, N., 988. Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi. Tarım Orman ve Köy İşleri Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel, Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Genel Yayın No:5, Teknik Yayın No: T-59, Ankara.