بهبود یکنواختی توزیع بده هوای قطره‌چکان‌ها در سامانه‌های اکسیژن-آبیاری

الموضوعات :

منوچهر ترابی ¹ , مختار میران زاده ²

1 - کارشناس ارشد بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران
2 - مربی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران

تاريخ الإرسال : 12 الثلاثاء , رجب, 1437 تاريخ التأكيد : 14 الإثنين , رمضان, 1442 تاريخ الإصدار : 09 الأربعاء , رمضان, 1442

الکلمات المفتاحية: یکنواختی توزیع, اکسیژن-آبیاری, تهویه, سرفکتنت, حباب‌های هوا,

ملخص المقالة :

مقدمه و هدف: اکسیژن-آبیاری روشی است که در آن با استفاده از ونتوری، هوا به سامانه آبیاری قطره‌ای زیرسطحی تزریق می‌شود تا ریشه گیاه آب‌وهوا را به‌طور هم‌زمان دریافت کند. هدف از تحقیق حاضر‌ بررسی تاثیر نسبت های مختلف اختلاط دو نوع سرفکتنت بر بهبود یکنواختی توزیع بده هوا در سامانه های آبیاری قطره ای زیرسطحی بود.
مواد و روش‌ها: توزیع بده هوای خروجی از یک سامانه اکسیژن-آبیاری در شرایط حضور دو سرفکتنت غیر یونی ترایتون ایکس-100 و توئین 80 و سه نسبت اختلاط این دو با یکدیگر شامل 2 : 1، 1 : 1، و 1 : 2 در آب آبیاری، مطالعه و نتایج باحالتی که جریان آب ‌و هوا فاقد سرفکتنت بود، مقایسه شدند. برای تجزیه و تحلیل یافته ها از ضریب یکنواختی کریستیانسن، و آزمون‌های کولموگوروف-اسمیرنوف و فریدمن استفاده شد (05/0 ≥P).
یافته‌ها: در غیاب سرفکتنت‌ها، ضریب یکنواختی توزیع کریستیانسن (CUC) برای بده هوای قطره‌چکان‌ها 67- درصد بود. میزان افزایش نسبی CUC در حالتی که از ترایتون ایکس-100، توئین 80، نسبت اختلاط 1:2، 1:1، و 2:1 این سرفکتنت‌ها استفاده‌شده بود، به ترتیب 211، 162، 210، 213 و 206 درصد به دست آمد.
بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از آن است که به دلیل وجود خاصیت برهم‌افزایی بین این دو نوع سرفکتنت، استفاده از مخلوط آن‌ها می‌تواند به نحو مؤثرتری باعث بهبود یکنواختی توزیع هوای قطره‌چکان‌ها بشود.

المصادر:

1. Sloan JJ, Engelke MC. Effect of ozonated water on creeping bentgrass growth in a sand medium. HortTechnology. 2005. 15 (1): 148-152. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201300970238


2. Walter S, Heuberger H, Schnitzler WH. Sensibility of different vegetables to oxygen deficiency and aeration with H₂O₂ in the rhizosphere. In: Rahn C, Fink M. (eds). Acta Hortic. 2004. 659: 499-508. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.659.66


3. Goorahoo D, Carstensen G, Zoldoske DF, Norum E, Mazzei A. Using air in sub-surface drip irrigation (SDI) to increase yields in bell peppers. Int Water Irrigation. 2002. 22 (2): 39-42.


4. Goorahoo D, Adhikari D, Zoldoske D, Mazzei A, Fanucchi R. Application of AirJection^® irrigation to cropping systems in California. 2007. Accessed 20 Aug 2011. Available online at: http://www.icwt.net/conference/Irrigation/Session%20E/Dave%20G.pdf


5. Torabi M, Midmore DJ, Walsh KB, Bhattarai SP, Tait L. Analysis of factors affecting the availability of air bubbles to subsurface drip irrigation emitters during oxygation. Irrigation Sci. 2013. 31 (4): 621-630. https://doi.org/10.1007/s00271-012-0337-1


6. Torabi M, Midmore DJ, Walsh KB, Bhattarai SP. Improving the uniformity of air bubble delivery during oxygation. J Irrig Drain E-ASCE. 2014. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000735


7. Maturi K, Reddy KR, Cameselle C. Surfactant-enhanced electrokinetic remediation of mixed contamination in low permeability soil. Sep Sci Technol. 2009. 44: 2385-2409. https://doi.org/10.1080/01496390902983745

Patist A, Oh SG, Leung R, Shah D.O. Kinetics of micellization: its significance to technological processes. Colloid Surface A. 2001. 176: 3-16. https://doi.org/10.1016/S0927-7757 (00)00610-5

1. Mahmood ME, Al-Koofee DA. Effect of temperature changes on critical micelle concentration for Tween series surfactant. Glob J Sci Fron Res Chem B. 2013. 13 (4.1): 1-8. https://journalofscience.org/index.php/GJSFR/article/view/816


2. Myers D. 2006. Surfactant Science and technology. 3rd ed. Wiley-Interscience, Hoboken, NJ. [DOI:10.1002/047174607X]


3. Joshi T, Mata J, Bahadur P. Micellization and interaction of anionic and nonionic mixed surfactant systems in water. Colloid Surface A. 2005. 260: 209-215. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.03.009


4. Zhou W, Zhu L. Enhanced desorption of phenanthrene from contaminated soil using anionic/nonionic mixed surfactant. Environ Pollut. 2007. 147: 350-357. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.05.025


5. Howell TA. Irrigation efficiency. In: B.A. Stewart and A.T. Howell (eds.), Encyclopedia of Water Science. Marcel Dekker Inc., New York. 2003. pp. 467-472. https://www.worldcat.org/title/encyclopedia-of-water-science/oclc/52757434


6. ASAE Standards. Amerrican Society of Agricultural Engineering, St. Joseph, MI. 1996. pp. 792 – 797. https://www.ksre.k-state.edu/sdi/reports/1997/EvalMI.pdf


7. Sharma R, Shaheen A, Mahajan RK. Cyclic voltammetry and viscosity measurements of aggregated assemblies of anionic surfactants with nonionic surfactants and triblock copolymers. Colloid Polym Sci. 2011. 289: 43-51. https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-010-2323-6


8. Taha AA, Abdel Rahman HH, Abouzeid FM. Effect of surfactants on the rate of diffusion controlled anodic dissolution of copper in orthophosphoric acid. Int J Electrochem Sci. 2013. 8: 6744-6762.

https://1library.net/document/7qv7wglq-effect-surfactants-diffusion-controlled-anodic-dissolution-copper-orthophosphoric.html

1. Haque ME, Das AR, Moulik SP. Behaviors of sodium deoxycholate (NaDC) and polyoxyethylenetert-octylphenyl ether (Triton X-100) at the air/water interface and in the bulk. J Phys Chem. 1995. 99 (38): 14032-14038. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/j100038a039


2. Liu ZF, Zheng GM, Wang J, Zhong H, Ding Y, Yuan XZ. Effects of monorhamnolipid and Tween 80 on the degradation of phenol by Candida tropicalis. Process Biochem. 2010. 45: 806-809. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2010.01.014


3. Johnson CW, Timmons DL, Hall PE. Essential laboratory mathe


4. matics: Concepts and applications for the chemical and clinical laboratory technician. 2nd ed. Delmar Learning, New York, NY. 2003. https://books.google.ca/books/about/Essential_Laboratory_Mathematics.html?id=FsKyEE8dJAgC&redir_esc=y


5. Vautier-Giongo C, Bakshi MS, Singh J, Ranganathan R, Hajdu J, Bales BL. Effects of interactions on the formation of mixed micelles of 1,2-diheptanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine with sodium dodecyl sulfate and dodecyltrimethylammonium bromide. J Colloid Interf Sci. 1983. 282: 149–155. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15576093/


6. Rubingh DN. Mixed micelle solutions. In: Mittal KL. (ed.), Solution chemistry of surfactants, vol. 1. Plenum Press, New York. 1979. pp. 337-354. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-7880-2_15


7. Nagarajan R. Molecular theory for mixed micelles. Langmuir. 1985. 1: 331-341. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la00063a012


8. Clint JH. Micellization of mixed nonionic surface active agents. J Chem Soc Faraday T 1. 1975. 71: 1327-1334. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1975/f1/f19757101327#!divAbstract


9. Motomura K, Aratono M. Mixed surfactant systems. In: Ogino K, Abe M. (eds.), Surfactant science series 46, Marcel Deckker, New York. 1993. pp. 99-144. https://www.worldcat.org/title/mixed-surfactant-systems/oclc/26852498

Cirin DM, Posa MM, Krstonosic VS. Interactions between selected bile salts and Triton X-100 or sodium lauryl ether sulfate. Chem Cen J. 2011. 5: 1-8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3284442/

1. Moulik SP, Ghosh S. Surface chemical and micellizationbehaviours of binary and ternary mixtures of amphiphiles (Triton X-100, Tween-80 and CTAB) in aqueous medium. J Mol Liq. 1997. 72: 145-161. https://doi.org/10.1016/S0167-7322(97)00036-6


2. Vallero D. Fundamentals of air pollution. Academic Press, Waltham, MA. 2014. https://www.elsevier.com/books/fundamentals-of-air-pollution/vallero/978-0-12-401733-7


3. Knight RJ, Endres AL. An introduction to rock physics principles of near-surface geophysics. In: Butler DK. (ed.), Near-surface geophysics, part 1: concepts and fundamentals. Society of Exploration Geophysics, Tulsa, Okla. 2005. pp. 31-70. https://pubs.geoscienceworld.org/books/book/2111/chapter/114879317/An-Introduction-to-Rock-Physics-Principles-for


4. Bhattarai SP, Balsys RJ, Wassink D, Midmore DJ, Torabi M. The total air budget in oxygenated water flowing in a drip tape irrigation pipe. Int J Multiphas Flow. 2013. 52: 121-130. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.01.004


5. Mulligan CN, Yong RN, Gibbs BF. Surfactant-enhanced remediation of contaminated soil: a review. Eng Geol. 2001. 60: 371-380. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(00)00117-4


6. Rosen MJ, Kunjappu JT. Surfactants and interfacial phenomena. John Wiley and Sons, New Jersey. 2012. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781118228920

Lee J, Kentish SE, Ashokkumar M. The effect of surface-active solutes on bubble coalescence in the presence of ultrasound. J Phys Chem B. 2005. 109 (11): 5095-5099. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp0476444

1. Graebel WP. Engineering Fluid Mechanics. Taylor & Francis Publishers, New York. 2001. https://doi.org/10.1201/9781315272337


2. Rozenblit R, Gurevich M, Lengel Y, Hetsroni G. Flow patterns and heat transfer in vertical upward air-water flow with surfactant. Int J Multiphas Flow. 2006. 23: 889-901. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2006.03.003


3. Singh A, Mishra VK, Patel SK, Sheikh S, Sahu K, Chourey NK. Effect of surfactant on two immiscible liquid by Mansingh survismeter. Int J Pharm Life Sci. 2010. 1 (3): 182-187. http://www.ijplsjournal.com/issues%20PDF%20files/july2010/9..pdf


4. Partap R, Swaroop N, Tyagi DK, Yadav OP. Calcium chloride influenced surface and bulk properties of Triton X-100 in aqueous medium. Indian J Chem. 2005. 44A: 719-722. http://nopr.niscair.res.in/handle/123456789/18081


5. Takagi S, Ogasawara T, Matsumoto Y. The effects of surfactant on the multiscale structure of bubbly flows. Philos T R Soc A. 2008. 366: 2117-2129. https://doi.org/10.1098/rsta.2008.0023


6. Sankey M, Yang Z, Gladden L, Johns ML, Lister D, Newling B. Sprite MRI of bubbly flow in a horizontal pipe. J Magn Reso. 2009. 199: 126-135. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2009.01.034

McNulty AJ. Oxygen uptake in sewerage pipelines. 1986. Accessed 29 July 2015. Available online at: http://people.eng.unimelb.edu.au/imarusic/proceedings/9/McNulty.pdf