Specific energy for cutting stems of the basket willow (Salix viminalis L.)

Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Agriculture No 60 (Agricultural and Forest Engineering) 2012: 25–33
(Ann. Warsaw Univ. Life Sci. – SGGW, Agricult. 60, 2012)

Specific energy for cutting stems of the basket willow (Salix viminalis L.)

TOMASZ NOWAKOWSKI
Department of Agricultural and Forest Machinery, Warsaw University of Life Science – SGGW

Abstract: In the process of willow biomass harvesting, the stems are subjected to many loads connected to bending, cutting and crushing. Obtaining of possibly the lowest process energy inputs calls for the knowledge of plant properties. This knowledge enables to understand the material behaviour in various operations. Therefore, this work aimed at determination of the effect of moisture content and place of sampling on specific energy of willow stem cutting. The obtained results were subjected to statistical analysis, which showed the significant effect of moisture and place of sampling on the specific energy of cutting. At the working height of cutting units of harvesting machines (0.1 m) there were found the highest cutting energy values, equal on the average to 141.85 mJ·mm–2. The carried out investigations enabled to find that it was possible to reduce this value by harvesting at high moisture content of plants. Basing on the obtained measurement results there was developed a model for changes in specific cutting energy for the willow stems, depending on the place of sampling and moisture content. The proposed model enables to find optimal conditions for execution of cutting process in consideration of the least energy inputs.

Key words: specific energy of cutting, basket willow, moisture content of plants

Streszczenie: Energia jednostkowa cięcia łodyg wierzby wiciowej (Salix viminalis L.). Celem pracy było zbadanie wpływu wilgotności i miejsca pobrania próbki do badań na wielkość energii jednostkowej cięcia dla łodyg wierzby. Otrzymane wyniki pozwoliły na opracowanie modelu zmian energii jednostkowej cięcia w zależności od badanych parametrów. Materiałem badawczym były odcinki łodyg wierzby wiciowej, pobrane z trzech wysokości łodygi (0,1 m od podłoża i dwa kolejne oddalone co 0,5 m). Badania prowadzono dla trzech wilgotności łodyg: 47,00 ±0,70%, 31,76 ±0,78% i 16,61 ±0,85%. Zmiana wysokości pobrania próbki do badań powodowała zmiany energii jednostkowej cięcia w zakresie od 141,85 do 88,57 mJ·mm–2. Dla badanych wilgotności największe wartości energii obserwowano dla wilgotności 16,61 ±0,85% (144,09 mJ·mm–2). Dla otrzymanych wyników opracowano model zmian energii jednostkowej cięcia łodyg wierzby w zależności od wilgotności i poziomu pobrania próbki do badań w postaci wielomianu. Opracowany model empiryczny umożliwia ocenę związków występujących między poziomem pobrania próbki do badań, wilgotnością a energią jednostkową cięcia łodyg wierzby.

Please use the following format to cite the selected article:
NOWAKOWSKI T. Specific energy for cutting stems of the basket willow (Salix viminalis L.). Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Agriculture No 60 (Agricultural and Forest Engineering) 2012: 25–33

Authors’ addresses:
Katedra Maszyn Rolniczych i Leśnych SGGW
02-787 Warszawa, ul. Nowoursynowska 164
Polska
e-mail: tomasz_nowakowski@sggw.pl