ایرفویل چیست؟

به مقطع خاصی که با عبور هوا از اطراف آن ایجاد اختلاف فشار در بالا و پایین مقطع مینماید، ایرفویل گفته میشود و نیروی ایجاد شده نیروی آیرودینامیکی خوانده میشود. این شکل یک شکل کشیده ی دراز و باریک به شکل ماهی یا دوک است که جلوی آن گرد و عقب آن با زاویه کمی شکل مخروط می یابد. ایرفویل با مشخصات ذکر شده در مقطع عرضی یک جسم شکل داده شده تعریف و مورد بحث قرار میگیرد. ساده ترین مثال از یک ایرفویل مقطع عرضی یک بال هواپیماست.

ادامه نوشته

خوردگی در سيكل آب و بخار

خوردگي‌ عبارت‌ است‌ از انهدام‌ و فساد يا تغيير و دگرگوني‌ در خواص‌ و مشخصات‌مواد (عموما فلزات‌) به‌ علت‌ واكنش‌ آنها با محيط اطراف‌. در حقيقت‌ خوردگي‌ پديده‌اي‌ است‌ كه‌ به‌ طور طبيعي‌ انجام‌ مي‌شود و در نهايت‌ باتغييرات‌ انرژي‌ ماده‌ مورد نظر، همراه‌ است‌. نيروي‌ محركه‌ لازم‌ براي‌ انجام‌ واكنشهاي‌خوردگي‌، ناشي‌ از انرژي‌ شيميايي‌ است‌. مهمترين‌ عواملي‌ كه‌ در واكنشهاي‌ خوردگي‌ دخالت‌ مؤثر دارند عبارتند از درجه‌حرارت‌، فشار، سرعت‌، اختلاف‌ پتانسيل‌، زمان‌، عمليات‌ حرارتي‌، تنش‌، تشعشع‌، خواص‌فلزي‌، شرايط سطحي‌، ناخالصي‌ محيطي‌ و عواملي‌ نظير اختلاف‌ دميدگي‌ (هوادهي‌) درسطوح‌ مجاور با الكتروليتها و اختلاف‌ غلظت‌ و PH در نقاط مختلف‌ از سطح‌ فلزي‌ كه‌ در محيط خورنده‌ قرار گرفته‌ كه‌ اين‌ عوامل‌ سبب‌ ايجاد مناطق‌ آندي‌ و كاتدي‌ مي‌شوند.همچنين‌ اثرات‌ بيولوژيكي‌ ماكرو ارگانيزمها يا ميكرو ارگانيزمها در خوردگي‌ و صدمات‌ وخطرات‌ آنها آشكار شده‌ است‌. خوردگي‌ موجب‌ زيانهاي‌ مستقيم‌ و غيرمستقيم‌ نظير تغييردر طراحي‌، كاهش‌ بازده‌، آلودگي‌ و اتلاف‌ محصولات‌، توقف‌ دستگاهها و واحدهاي‌ عملياتي‌و هزينه‌هاي‌ بيشتر تعميرات‌ و نگهداري‌ مي‌شود. مهمترين‌ و معمول‌ترين‌ روشهاي‌ كنترل‌ خوردگي‌ عبارتند از حفاظت‌ كاتدي‌ و آندي‌،مواد كندكننده‌، پوششها، انتخاب‌ مواد و طراحي‌ مناسب‌ دستگاهها، كه‌ با توجه‌ به‌ نياز ازروشهاي‌ مناسب‌ استفاده‌ مي‌شود. در نيروگاههاي‌ بخاري‌، آب‌ تغذيه‌، قبل‌ از ورود به‌ ديگ‌ بخار بايد گرم‌ شود. استفاده‌ ازسوخت‌ يا بخاري‌ كه‌ به‌ قيمت‌ بالا تهيه‌ شده‌ است‌ براي‌ گرم‌ كردن‌ آب‌ تغذيه‌، مقرون‌ به‌ صرفه‌ نيست‌، زيرا در توربين‌ از اين‌ بخار كار مفيدتري‌ مي‌توان‌ گرفت‌. لذا پس‌ از انجام‌ كار مفيد بخار در توربين‌، مقداري‌ بخار از طبقات‌ مياني‌ توربين‌ گرفته‌ شده‌ وبراي‌ گرم‌ كردن‌ آب‌ سيكل‌ استفاده‌ مي‌شود. تغيير اندكي‌ در بازده‌ نيروگاه‌ به‌ ويژه‌ نيروگاه‌ فسيلي‌ مي‌تواند اختلاف‌ قابل‌ توجهي‌ در هزينه‌هاي‌ سالانه‌ سوخت‌ به‌ وجود آورد.

انتقال گرما

گرما

گرما نوعی انرژی است که به علت اختلاف دما بین دو سیستم، از یکی به دیگری منتقل می‌شود. (گرما همواره در حال عبور از مرزهای سیستم است.)

دما

کمیتی است بیانگر مقدار گرمای یک جسم. دما معیاری است برای تعیین میزان گرمی یا سردی یک جسم.

یکای این کمیت در سیستم متریک درجه کلوین می‌باشد. سایر واحدهای این کمیت عبارت‌اند از:

• درجه سلسیوس (درجه سانتیگراد)
• درجه فارنهایت

درجه رانکین نیز واحدی برای اندازه گیری دما است. ۲ واحد سانتی گراد و فارنهایت دمای نسبی، و ۲ واحد کلوین و رانکین دمای مطلق هستند. در واقع کلوین همان صفر مطلق در سیستم متریک است.

ادامه نوشته

انتقال گرماچیست؟

انتقال گرماچیست؟

به بیان بسیار ساده می توان این گونه بیان کرد که انتقال گرما، گذر انرژی بر اثر اختلاف دماست. در واقع هر گاه میان دو جسم یا دو محیط اختلاف دما وجود داشته باشد انتقال گرما ( به انحاء مختلف) روی خواهد داد.انواع مختلف انتقال گرما را شیوه های آن می گویند.

ادامه نوشته

شماره گذاري مبردها:

شماره گذاري مبردها:

براي تميز دادن دو مبرد به عنوان يک راه حل استاندارد آن ها را شماره گذاري گرده اند، طوري که به هر مبرد شماره اي خاص تعلق مي گيرد . در زير توضيحي در مورد مفهوم شماره مبردها آورده شده است. چنانچه شماره مبرد زير 300 باشد شماره مبرد را با 90 جمع مي کنيم، رقم يکان عدد به دست آمده تعداد فلوئور ، رقم دهگان آن تعداد هيدروژن و رقم صدگان آن تعداد کربن را مشخص مي کند.

از آن جايي که فرمول کالي اين مبردها به صورت C_nH_mF_kC_p و m+k+p برابر 2n+2 مي باشد، با داشتن k , n , m  از روش فوق p ، تعداد اتم کلر، مشخص مي شود . مثلا مبرد 12-R را در نظر بگيريد .

 از جمع عدد 12 با 90 عدد 102 حاصل مي شود که تشکيل شده است و هيدروژن ندارد . براي اين مثال K=2 , M=0 , N=1 مي باشد و لذا تعداد ا تم کلر برابر P=2 مي باشد يعني R=12 داراي فرمول شيميايي CF2C12 مي باشد .

مبردهاي شماره 500 به بالا مخلوطي از دو يا چند مبرد با عدد 700 به وجود مي آيد . مثلا دي اکسيد کربن را با 744 نمايش مي دهند .

طبقه بندي مواد سرمازا: 

اين مواد بوسيله دو سازمان ملي آمريکايي به نام هاي

The National Refrigeration Safety Code

The National Board Of Fire Underwriters

طبقه بندي شده اند . سازمان اول تمام مايعات سرمازا را به سه گروه به شرح زير تقسيم بندي مي کند:

گروه 1- بي خطرترين مواد که شامل R-500, R-14, R-13B1, R-502, R-774 . R-22, 3R-30 , 1R-12, R-14, R-21 , R-11 , R-1 مي باشد.

گروه 2 – مواد سمي و تا حدودي قابل اشتعال که شامل R-764, R-717, R-40, R-611, R1130, R-160 مي باشد.

گروه 3 – مواد قابل اشتعال که شامل R-50, R-600, R-601, R-290, R-170, R-1150 مي باشد.

موسسه N.B.F.U نيز مواد سرمازا را به نسبت درجه سمي بودن آنها طبقه بندي کرده است . در اين تقسيم بندي شش درجه سمي بودن در نظر گرفته شده که اولين آنها سمي ترين و ششمين آنها بي خطر ترين اين گروه است .

مواد سرمازاي گروه اول:

R-11 تري کلرومنوفلور متان CCL₃F

R-12 دي کلرودي فلورومتان

R-13 (R-13B1, R-14)

R-21 دي کلرومنوفلورومتان CHCL₂F

R-22 کلرو دي فلورومتان

R-30 متيلين کلرايد (کلرومتيلين ( CH_2­CL₂

R-113  تري کلروتري فلورو اتان CCL₂FCCLF₃

R-114 دي کلرو تترافلورومتان C₂CL_­2F₄

R-774 , R-504 , R-503 , R-502 , R-500 , R-152 يا دي اکسيد کربن CO₂ منحني تغييرات فشار و حرارت پنج نوع ماده سرمازاي متداول گروه اول در شکل نشان داده شده است مواد اين گروه را به مقادير زياد در هر دستگاهي مي توان به کار برد.

استفاده مقاديري تا 20 پوند از اين گروه مواد سرمازا در آشپزخانه هاي بيمارستان و 50 پوند در دستگاههاي عمومي و مصارف خانگي به شرط اعمال احتياط هاي لازم و 20 پوند در دستگاههاي تهويه مطبوع خانگي از طرف کد استاندارد ايمني آمريکا اندازه مجاز شناخته شده است .

گروه دوم مواد سرمازا:

مواد سرمازاي گروه دوم سمي هستند . براي تنفس مضر بوده و تا حدي قابل اشتعال هستند . اين مواد عبارتند از :

717-R يا آمونياک

1130-R يا دي کلرواتيلر

160-R يا کلروتيل

40-R يا کلرورمتيل

611-R يا متيل فورمات

764-R يا دي اکسيد گوگرد

گروه سوم مواد سرمازا:

موادي مه ميل آتش گيري زياد و تشکيل مخلوط آتش زا با هر نسبتي از هوا را دارند، جزو گروه سوم طبقه بندي شده اند . استفاده رضايت بخش از اين مواد با طراحي صحيح و نصب دقيق دستگاه امکان پذير است . بعضي از مواد گروه سوم عبارتند از :

600- R بوتان C₄H₁₀

170-R اتان C₂H₆

290-R پروپان C₃H₃

چون اين گروه مواد سرمازا ديگر متداول نيستند به شرح جزئيات و خصوصيات آنها نمي پردازيم

 

سیال فوق بحرانی

اگر می خواهید درباره سیال فوق بحرانی اطلاعاتی کسب کنید فایل های زیر را دانلود کنید

 www.pnl.gov/supercriticalfluid/resume_yonker.pdf

 

www.pnl.gov/supercriticalfluid/resume_fulton.pdf

 

www.iupac.org/publications/pac/1993/pdf/6508x1713.pdf

 

www.microbiology.pl/amp/archive/amp522003suppl35.pdf

 

www.nsec.ohio-state.edu/NSEC_presentations/ YongYang_Supercritical_Fluids.pdf

 

www.tudelft.nl/live/binaries/ 4b65822d-214c-49a9-9d2b-3e7dae020cc4/doc/MSC_project6_Kenjeres2006.pdf

 

 

http://www.stanford.edu/group/fayer/articles/0258.pdf

 

 http://fayer2.stanford.edu/articles/0240.pdf

 

http://www.ffcr.or.jp/zaidan/FFCRHOME.nsf/7bd44c20b0dc562649256502001b65e9/716977bb2668f039492568cb000eeb67/$FILE/186-4.pdf

 

 http://chem.qc.cuny.edu/~cevans/funding/PRFAnnRep0405.pdf

 

http://virtual.clemson.edu/CETL/doc/supcrit.pdf

 

http://www.bionoco.rwth-aachen.de/projects/p01.pdf

نحوه حمل و جابجایی دیگ بخار عظیم الجثه hurst

نحوه حمل و جابجایی دیگ بخار عظیم الجثه Trust

با توجه به وزن بسیار زیاد این دیگها , حمل و نقل توسط وسیله نقلیه مخصوص انجام می شود

انواع مختلف كاويتاسيون

انواع مختلف كاويتاسيون

در اينجا چهار روش براي معرفي و شناخت رشد و حباب ارائه مي كنيم :

1- براي يك حباب پر از گاز , با كاهش فشار يا افزايش دما , اين پديده كاويتاسيون گازي ناميده مي شود .

2- براي يك حباب پر از بخار , با كاهش فشار , اين پديده كاويتاسيون بخاري ناميده مي شود .

3- براي يك حباب پر از گاز همراه با پديده انتشار اين پديده از آنجايي كه گاز از مايع خارج مي شود گاز زدايي ناميده مي شود .

4- براي يك حباب پر از بخار به همراه افزايش كافي دما اين پديده جوشش ناميده مي شود .

اگر به گونه ديگري به قضيه نگاه كنيم , درپديده كاويتاسيون از لحاظ چگونگي به وجود آمدن آن , چهار نوع متفاوت زير را شناسايي مي كنيم :

1- كاويتاسيون هيدروديناميك كه در اثر تغييرات فشار در جريان مايع كه خود به علت هندسه سيستم حادث مي شود , به وجود مي آيد .

2- كاويتاسيون آكوستيك كه در اثر موج صوتي در يك سيال كه خود به تغييرات فشار منجر مي شود , به وجود مي آيد .

3- كاويتاسيون نوري كه توسط فوتون هاي با شدت بالا ( ليزر ) محيط مايع را مي شكافند , ايجاد مي شود .

4- كاويتاسيون ذره اي كه توسط هر ذره بنيادي ديگر مانند پروتون كه محيط سيال را مانند فضاي يك حباب مي شكافد , ايجاد مي شود .

حرکت به سوی جهانی سبز با مبردهای پاک

آنچه در این توافق آمده است؛ توقف تولید مبردهای با ترکیب CFC  و HCFC در یک دوره 40 ساله است که این دوره از سال 1995 آغاز گردیده و  جدول برنامه ریزی زمانی این موضوع در شکل زیر قابل مشاهده است:

ادامه نوشته

مبر دهاي جايگزين در سيستم تبريد – تهويه مطبوع

مبر دهاي جايگزين در سيستم تبريد – تهويه مطبوع در حال حاضر جايگزيني CFCs ادامه داشته و پاره اي از آن ها نظير R-124a آزمايش گرديده و به خاطر نتايج تحليلي و تجربي مثبت مورد تاييد مراكز علمي بين المللي قرار گرفته است . ضمنا جايگزين پاره اي ديگر از جمله مبرد R-22 قطعي نگرديده است اما بر طبق عهد نامه هاي بين المللي R-22 نيز بايستي از رده استفاده خارج گردد .در اين بخش ضمن بررسي خواص تر مو فيزيكي و كار برد R-22 در صنايع و فرآيند هاي مختلف توليدي و صنعتي در مورد استفاده از تركيبات مختلف به جاي R-22 در كوتاه مدت ودراز مدت كه براي لايه اوزون مضر بوده داراي خواص مناسب تر از R-22 يا لااقل در سطح آن باشند بحث مي نماييم .

قابل ذكر است هالو كربن هاي مختلفغ نيز نقش گوناگوني در تخريب اوزون دارند تركيبات اشباع هالوني مانند CFCs داراي ملكول هاي مقاوم و ثابتي هستند كه قادرند به لايه استراتوسفير برسند . همان گونه كه اشاره شد CFCs در مجاورت تشعشعات قوي خورشيدي تبديل به تركيبات فعال شده وايجاد راديكال كلر مينمايند و در اثر اين تجزيه مي توانند به طور پايدار در لايه هاي جو باقي مانده و لايه اوزون را تا صد ها سال تخريب كنند و ضمنا از جنبه هاي مهم حفظ محيط زيست , كنترل گرماي كره زمين كه توسط GWP بيان شد اثر بگذارد . علاوه بر انرژي مستقيم در پديده گلخانه اي انرژي مصرفي سيستم هاي سرد كننده به طور غير مستقيم در بالا بردن گرماي زمين موثرند و به همين علت باعث مي گردند كه راندمان انرژي پارامتر حساسي در موقع انتخاب مبردهاي فرعي باشند .

تحليل نرم افزاري گلخانه

براي تحليل نرم افزاري گلخانه مي توان از نرم افزار  Greenhouse simulation استفاده نمود :

آدرس سايت :

http://ag.arizona.edu/ceac/wge/simulator/greenhouse_content.html

تحليل گلخانه بصورت آنلاين در اينترنت :

http://www.jungleseeds.co.uk/HeaterCalculator.htm

خشک کن پاششی Spray Driyer

این روش برای مواد غذایی مایع مثل شیر ، آبمیوه ، آب گوجه فرنگی و آب پنیر به کار می رود  در این روش ماده غذایی در دستگاه تبخیر کننده تغلیظ و سپس توسط یک اتو مایزر به صورت پودر به داخل خشک کن پاشیده می شود و از قسمت پایین هوای گرم با ذرات ماده غذایی برخورد نموده و رطوبت را از ماده غذایی جدا می کند . در این سیستم مایعی که قبلا تا حدودی تغلیظ گردیده است تحت اثر فشار به درون محفظه ای که دارای هوای داغ است به صورت ذرات بسیار ریز پاشیده می شود .

ادامه نوشته

کاربرد گاورنرها در صنعت خودرو

تاریخچه گاورنر

اين كه موتور ديزل يك ماشين ابتدايي است و تنها مي تواند جوابگوي كارهاي معمولي كه لزومي به دقت زيادي نيست باشد يك تصوير اشتباهي است.اگر قرار باشد بازه بالا در موتورهاي ديزل تضمين و حفظ شود،به طور مسلم مي بايد مهندسي دقيق، مهارت وهمچنين قدرت درك فوق العاده بالايي را جزو شرايط اوليه در ساخت موتور ديزل در نظر گرفت.در ابتدا كنترل موتور به منظور رسيدن به هدف هايي كه از موتور ديزل مورد نظر بود، توسط خود كارخانجات سازنده ي موتور انجام مي گرفت.ولي آنها به اين نتيجه رسيدند كه براي ذخيره ي نيروي لازم جهت شتاب اوليه ماشين، وجود يك پمپ انژكتور رديفي همراه با كنترل كننده ي دور(گاورنر) ضروري است.

اواخر دهه ي بيست كه بوش آخري تلاش را در اين زمينه به عهده ي خود گرفت (به دنبال يك مهندسي مكانيكي بسيار ماهرانه و بي سابقه) گاورنري كه به وسيله ي وزنه هاي گريز از مركز مي توانست حد اكثر و حداقل دور موتور را كنترل كند، را به مرحله ي توليد انبوه رسانيد.به دنبال آن گاورنر ديگري به بازار عرضه شد كه در مقايسه با نوع اول، تغييرات مختصري داشت.اين نوع به فرم يك گاورنر با دور متغير بود كه با وجود آن به ويژه در موتورهاي تراكتور و قايق ضروري است.

 اين نوع گاورنر مكانيكي (با وزنه هاي گريز از مركز) به ظاهر براي موتورهاي ديزل كوچك، كه داراي دور بالايي بودند متناسب نبود؛از اين رو فكر استفاده از گاورنرهاي بادي ايجاد شد.در اين گونه، شانه ي كنترل به يك ديافراگم چرمي متصل است و مكش موجود در چند راهه كه بستگي به دور موتور دارد وضعيت ديافراگم را تغيير مي دهد، بنابراين مقدار سوخت تحويلي نيز نسبت به وضعيت ديافراگم تغيير مي كند

كار گاورنر

بدون توجه به بار وارده بر روي موتور، پمپ انژكتور هميشه مقدار صحيح سوخت را بايد به موتور تحويل دهد.تمامي پمپ هاي انژكتور رديفي داراي يك مجموعه پلانجر و سيلندر براي هر سيلندر موتور هستند (اجزاء پمپ) .پلانجر توسط محور بادامك داري كه به وسيله ي موتور مي چرخد، در جهت تحويل سوخت رانده مي شود و به وسيله ي فنر برگشتي خود برمي گردد.چون اين مقدار سوخت روي پلانجر قابل تغيير نيست، به ناچار تنظيم مقدار سوخت تزريقي از طريق تغيير در كورس موثر پلانجر داراي يك شيار مورب است به طوري كه با چرخاندن آن كورس دلخواه انتخاب مي شود.اين چرخش توسط شانه كه درگير با پلانجر است انجام مي گيرد.شانه خودش در جهت طولي به وسيله ي گاورنر تغيير مي يابد.چرخش پلانجر وضعيت شيار مورب را تغيير مي دهد تا بتواند زمان پايان تحويل سوخت (سرريز يا باز شدن دريچه ي سوخت) و همراه با آن مقدار سوخت تحويلي را كنترل كند.تحويل سوخت زماني شروع مي شود كه لبه ي بالايي پلانجر دريچه ي ورود سوخت، واقع در ديواره ي سيلندر را ببندد.

درصد تغيير دور گاورنر

هر موتور مطابق با ماكزيمم باري كه تحمل مي كند داراي يك منحني گشتاور است و در هر دور موتور در رابطه با يك گشتاور معيني مي باشد.اگر در يك دور معين بار وارده بر موتور حذف شده، شانه ي گاز مطابق با اين تغييرتنظيم مي شود،دور موتور، فقط در يك محدوده تغيير خواهد كرد.مقدار اين محدوده توسط شركت سازنده موتور مشخص مي شود.افزايش در دور موتور متناسب با تغيير بار مي باشد و هر قدر كاهش بار روي موتور بيشتر باشد، افزايش دور نيز بيشتر خواهد بود.اين پديده به نام ((درصد تغيير دور)) معروف است كه در مورد گاورنر نيز صدق مي كند.درصد تغيير دور گاورنر معمولا مربوط به حداكثر دور موتور در وضعيت تمام بار مي باشد .

قايق خورشيدي

قايق خورشيدي اولين قايق مسافري است كه با نيروي باد و خورشيد كار مي‌ كند و استفاده تجاري دارد. اين قايق كه توانايي حمل 100 مسافر را دارد، براي اولين بار در بندر سيدني به كار گرفته شد. در قسمت عرشه سلول ‌هاي خورشيدي جهت استفاده از انژري خورشيدي تعبيه شده است. همچنين بر قسمت بالك‌ هاي قايق نيز اين نوع سلول‌ ها به كار گرفته شده‌ اند كه قابليت كارايي در حالت برافراشته را داراست.

ادامه نوشته

توربین بادی

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد.

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.

توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند
همچنين مي توانيد براي درك بهتر چگونكي عملكرد يك توربين بادي به انيميشني كه به همين منظور تهيه شده توجه كنيد تا با چگونگي چرخش پره ها٬ شفت و انتقال نيروي مكانيكي به ژنراتور و در كل نحوه عملكرد يك توربين بادي آشنا شويد.

مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.

داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد:
1- توربينهاي با محور افقي (كه در شكل زير نمونه اي از اين نوع توربين ها را مشاهده مي كنيد)

2- توربينهاي با محور عمودي .

1- باد سنج (Anemometer): اين وسيله سرعت باد را اندازه گرفته و اطلاعات حاصل از آنرا به كنترل كننده ها انتقال مي دهد.

2- پره ها (Blades) : بيشتر توربين ها داراي دو يا سه پره مي باشند. وزش باد بر روي پره ها باعث بلند كردن و چرخش پره ها مي شود.

3- ترمز (Brake) : از اين وسيله براي توقف روتور در مواقع اضطراري استفاده مي شود. عمل ترمز كردن مي تواند بصورت مكانيكي ٬ الكتريكي يا هيدروليكي انجام گيرد.

4- كنترولر (Controller) : كنترولر ها وقتي كه سرعت باد به 8 تا 16 mph ميرسد ما شين را٬ راه اندازي مي كنند و وقتي سرعت از 65 mph بيشتر مي شود دستور خاموش شدن ماشين را مي دهند. اين عمل از آن جهت صورت ميگيرد كه توربين ها قادر نيستند زماني كه سرعت باد به 65 mph مي رسد حركت كنند زيرا ژنراتور به سرعت به حرارت بسيار بالايي خواهد رسيد.

5- گيربكس (Gear box) : چرخ دنده ها به شفت سرعت پايين متصل هستند و آنها از طرف ديگر همانطور كه در شكل مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل مي باشند و افزايش سرعت چرخش از 30 تا 60 rpm به سرعتي حدود 1200 تا 1500 rpm را ايجاد مي كنند. اين افزايش سرعت براي توليد برق توسط ژنراتور الزاميست. هزينه ساخت گيربكس ها بالاست درضمن گير بكس ها بسيار سنگين هستند. مهندسان در حال انجام تحقيقات گسترده اي مي باشند تا درايو هاي مستقيمي كشف نمايد و ژنراتورها را با سرعت كمتري به چرخش درآورند تا نيازي به گيربكس نداشته باشند.

6- ژنراتور (Generator) : كه وظيفه آن توليد برق متناوب مي باشد.

7- شفت با سرعت بالا (High-speed shaft) : كه وظيفه آن به حركت در اوردن ژنراتور مي باشد.

8- شفت با سرعت پايين (Low-speed shaft) : رتور حول اين محور چرخيده و سرعت چرخش آن 30 تا 60 دور در دقيقه مي باشد.

9- روتور (Rotor) : بال ها و هاب به روتور متصل هستند. 10

- برج (Tower) : برج ها از فولاد هايي كه به شكل لوله درآمده اند ساخته مي شوند. توربين هايي كه بر روي برج هايي با ارتفاع بيشتر نصب شده اند انرژي بيشتري دريافت مي كنند.

11- جهت باد (Wind direction) : توربين هايي كه از اين فن آوري استفاده مي كنند در خلاف جهت باد نيز كار مي كنند در حالي كه توربين هاي معمولي فقط جهت وزش باد به پره هاي آن بايد از روبرو باشد.

12- باد نما (Wind vane) : وسيله اي است كه جهت وزش باد را اندازه گيري مي كند و كمك مي كند تا جهت توربين نسبت به باد در وضعيت مناسبي قرار داشته باشد.

13- درايو انحراف (Yaw drive) : وسيله ايست كه وضعيت توربين را هنگاميكه باد در خلاف جهت مي وزد كنترول مي كند و زماني استفاده مي شود كه قرار است روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گيرد اما زماني كه باد در جهت توربين مي وزد نيازي به استفاده از اين وسيله نمي باشد.

14- موتور انحراف (Yaw motor) : براي به حركت در آوردن درايو انحراف مورد استفاده قرار مي گيرد.

كار برد تونل هاي باد

   كار بردتونل باد در صنايع هواپيمايي

يكي از بيشترين كار بردهاي باد درصنايع هوا پيما سازي مي باشد. در اين مورد مي توان مواردزير را نام برد :

1-انجام آزمايشات بر روي موتور هواپيما  در حالي كه در شرايط پرواز قرار مي گيرد.

2- برسي ومشاهده تاثير عوامل خارجي در عملكرد يك موتور جت در حالي كه روشن و مشغول به كار است .

3- در مورد طراحي بال ها و بدنه هواپيما سعي براين است كه نيروهاي مقاومتي از طرف هوا بر بدنه به حداقل ممكن برسد .

براي اين منظور تونل بادنقش  مهمي بازي مي كند

در شكل زیر نمونه هايي از كار بردهاي تونل باد درصنايع هواپيما يي مشاهده مي شود.

كاربرد تونل باد در رابطه با سازه ها

امروزه با پيشرفت سازه و خارج شدن ساختمان ها از حالت سنتي و به وجودآمدن آسمان خراشها و پل هاي معلق بزرگ وايجادمجسمه ها وبناهاي ياد بود ( برج ايفل و مجسمه آزادي و …) بررسي اثر باد برروي سازه ها اهميت خاصي پيدا كرده است .

دستگاه هاي تونل باد در راه تحقيق اين مسائل يكي از اساسي ترين ابزار آزمايشگاهي مي باشند . درشكل نمونه هايي از كار برد  تونل باد در رابطه با سازه مشاهده مي شود.

كار برد  تونل باد  در صنايع اتومبيل سازي

در صنعت اتومبيل سازي سعي برآن است حتي امكان اثر نيروهاي مزاحم و مقاوم هوا بر بدنه اتومبيل را كاهش دهند كه اين امر با برسي جريان هوا بر روي اتومبيل در تونل باد ميسر است .

بررسي چگونگي انتقال حرارت در رادياتور ماشين بر اثر برخورد هوا با آن نيز از ديگر تحقيقاتي است كه در تونل باد انجام مي شود  در واقع تونل ها طوري طراتحي شده اند كه اتومبيل بتواند در اندازه واقعي خود به راحتي وارد قسمت آزمايشي شده ومورد آزمايش قرار گيرد .

در شكل زیر نمونه هايي از كاربرد  تونل باد در صنايع اتومبيل سازي مشاهده مي شود.

كار برد  آموزشي تونل باد

امروزه در اكثر دانشگاه هاي فني مهندسي آزمايشگاه اثر و ديناميك دائر است ومدل هاي كوچك تر تونل باد  كه براي امر آموزشي ساخته شده اند  مورد استفاده قرار مي گيرند در شكل زیر يك نمونه آموزشي تونل باد مشاهده مي شود .

---------------------------

دینامیک سیالات

مکانیک شاره‌ها :
مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات یکی از شاخه های مکانیک محیط‌های پیوسته است. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آن‌چه که سر انجام آن دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیستند. با دانستن این مسئله می‌توان معادله‌هایی را برای تحلیل حرکت این مواد طرح‌ریزی کرد. به جز چند اصل اساسی مکانیک سیالات، بقیهٔ اصل‌های آن به صورت تجربی استخراج و استفاده می‌شود.
دینامیک سیّالات :
دینامیک سیّالات نام یکی از شاخه‌های بسیار پرکاربرد و وسیع مکانیک سیّالات است. موضوع مورد مطالعه در این زمینه از علوم چگونگی رفتار مایعات و گازها به هنگام حرکت تحت اثر عوامل گوناگون می‌باشد.
مهم‌ترین کاربردهای دینامیک سیّالات در مهندسی شیمی، هواشناسی، مهندسی عمران، مهندسی پزشکی، مهندسی هوا‌و‌فضا، نجوم و ستاره‌شناسی، علوم دریایی، صنایع خودرو سازی، کشتی سازی، و موارد متعدد علمی و کاربردی دیگر است.
مطالعهٔ رفتار سیّالات (در حرکت و در س ) را باید از مهم‌ترین بخش‌های مکانیک قدیم (مکانیک کلاسیک)، فیزیک، ریاضیات کاربردی، و علوم و فنون مهندسی به حساب آورد. درس دانشگاهی مکانیک سیالات جز دروس پایه کارشناسی مکانیک نیز هست. همچنین شاخه ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) به بررسي عددي ديناميك سيالات مي‌پردازد.
ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) :
دینامیک محاسباتی سیّالات یا سی‌اِف‌دی ((Computational fluid dynamics (CFD) یکی از بزرگ‌ترین زمینه‌هایی‌ست که مکانیک قدیم (مکانیک کلاسیک (classical mechanics)) را به علوم رایانه و توانمندی‌های نوین محاسباتی آن در نیمهٔ دوّم قرن بیستم و در سدهٔ جدید میلادی وصل می‌کند. سرگذشت پیدایش و گسترش دینامیک محاسباتی سیّالات را نمی‌توان جدای از تاریخ اختراع، رواج، و تکامل کامپیوتر‌های دیجیتال نقل کرد. تا حدود انتهای جنگ جهانی دوٌم، بیشتر شیوه‌های مربوط به حلّ مسائل دینامیک سیّالات از طبیعتی تحلیلی یا تجربی برخوردار بود. همچون تمامی نوآوری‌های برجستهٔ علمی، در این مورد هم اشاره به زمان دقیق آغاز دینامیک محاسباتی سیّالات نا میسّرست. در اغلب موارد، نخستین کار بااهمّیّت در این رشته را به ریچاردسون نسبت می‌دهند، که در سال ۱۹۱۰ (میلادی) محاسبات مربوط به نحوهٔ پخش تنش (stress distribution) در یک سد ساخته‌شده از مصالح بنّایی را به انجام رسانید. ریچاردسون در این کار از روشی تازه موسوم به رهاسازی (relaxation) برای حلّ معادلهٔ لاپلاس استفاده نمود. او در این شیوهٔ حلّ عددی، داده‌های فراهم‌آمده از مرحلهٔ پیشین تکرار (iteration) را برای تازه‌سازی تمامی مقادیر مجهول در گام جدید بکار می‌گرفت.
از آنجا که دینامیک سیّالات پدیده‌های پیچیده‌ای همچون جریانهای آشفته، امواج شوک در سرعت‌های مافوق صوت، و سامانه‌های بی نظم (آشوبناک) را شامل می‌شود، بخش عمده‌ای از پیشرفتهای علمی در ریاضیّات کاربردی، و در فیزیک به خاطر تلاش در حل اینگونه مسایل حاصل شده‌است.
(نظریه بی نظمی یا آشوب، به شاخه‌ای از ریاضیات و فیزیک گفته می‌شود که مرتبط با سيستمهايي است که دینامیک آنها در برابر تغییر مقادیر اولیه، رفتار بسيار حساسی نشان می دهد؛ به طوری که رفتار‌های آینده آنها دیگر قابل پیش‌بینی نمی‌باشد. به این سیستم‌ها، سیستم‌های آشوبی (بی نظم) گفته می‌شود که از نوع سیستمهای غیرخطی دینامیک هستند و بهترین مثال برای آنها اثر پروانه‌ای، جریانات هوایی و دوره اقتصادی می‌باشد. این نظریه، گسترش خود را بیشتر مدیون کارهای هانری پوانکاره، ادوارد لورنتس، بنوا مندلبروت و مایکل فایگن‌باوم می‌باشد. پوانکاره اولین کسی بود که اثبات کرد، مساله سه جرم (به عنوان مثال، خورشید، زمین، ماه) مساله‌ای آشوبی و غیر قابل حل است. شاخه دیگر از نظریه آشوب که در مکانیک کوانتومی به کار می‌رود، آشوب کوانتومی نام دارد. گفته می‌شود که پیر لاپلاس یا عمر خیام قبل از پوانکاره، به این مشکل و پدیده پی برده بودند.)

آشنایی با مکانیک سیالات

تاریخچه
تا اوایل قرن بیستم مطالعه سیالات را اساسا دو گروه هیدرولیک‌دانان و ریاضیدانان، انجام می‌‌دادند. هیدرولیک‌دانان به صورت تجربی کار می‌‌کردند، در حالی که ریاضیدانان توجه خود را بر روشهای تحلیلی متمرکز کرده بودند. آزمایشهای وسیع و اغلب مبتکرانه گروه اول اطلاعات زیاد و ارزشمندی را در اختیار مهندس کاربردی آن روز قرار می‌‌داد. البته به علت عدم تعمیم یک نظریه کارآمد این نتایج دارای ارزش محدودی بودند. ریاضیدانان نیز با غفلت از اطلاعات تجربی مفروضات آن چنان ساده‌ای را در نظر می‌‌گرفتند که نتایج آنها گاه بطور کامل با واقعیت مغایرت داشت.

محققان برجسته‌ای مانند رینولدز ، فرود ، پرانتل و فن کارمان پی بردند که مطالعه سیالات باید آمیزه‌ای از نظریه و آزمایش باشد. این مطالعات سرآغازی برای رسیدن علم مکانیک سیالات به مرحله کنونی آن بوده است. تسهیلات جدید پژوهش و آزمون که ریاضیدانان و فیزیکدانان ، مهندسان و تکنیسین‌های ماهر در کار جمعی از آن استفاده می‌‌کنند، هر دو دیدگاه را به هم نزدیک می‌‌کند.
سیالات
سیال را ماده‌ای تعریف می‌کنند که وقتی تنش برشی هر چند کوچکی وجود داشته باشد، شکل آن بطور پیوسته تغییر کند. جسم جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی قرار بگیرد، تغییر مکان معینی می‌‌دهد، یا کاملا می‌‌شکند. مثلا قطعه جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی τ قرار بگیرد، تغییر شکلی می‌‌دهد که آن را با زاویه Δα مشخص کرده‌ایم. اگر به جای آن یک ذره سیال قرار داشت، Δα ثابتی وجود نداشت، حتی اگر تنش بینهایت کوچک می‌‌بود. در عوض تا وقتی که تنش برشی τ اعمال شود، یک تعییر شکل پیوسته ادامه دارد.

در موادی مانند پارافین که گاهی آنها را پلاستیک می‌‌نامیم، هر دو نوع تغییر شکل برشی را می‌‌توان یافت که اگر به مقدار معینی کمتر باشد، تغییر مکانهایی مشابه تغییر مکان جسم جامد بوجود می‌‌آید و اگر مقدار تنش برشی بیش از این مقدار باشد، به تغییر شکل پیوسته‌ای مشابه تغییر شکل سیال می‌‌انجامد. مقدار این تنش برشی حد فاصل ، به نوع و حالت ماده بستگی دارد.
استاتیک سیالات
اگر تمام ذرات یک سیال یا بی حرکت باشند، یا نسبت به یک دستگاه مختصات بطور همسان سرعت ثابت داشته باشند، آن سیال را استاتیک در نظر می‌‌گیرند. در سیال ساکن یا سیال در حال حرکت یکنواخت ، از آنجا که سیال نمی‌‌تواند بدون حرکت در برابر تنش برشی مقاومت کند، سیال ساکن لزوما باید بطور کامل از تنش برشی فارغ باشد. سیالی که حرکت یکنواخت دارد، یعنی جریانی که در آن سرعت تمام اجزا یکسان است، نیز فارغ از تنش برشی است، زیرا تغییرات سرعت در تمام جهتها در جریان یکنواخت باید صفر باشد.
جریان با سطح آزاد
جریان با سطح آزاد معمولا به جریانی از مایع گفته می‌‌شود که در آن قسمتی از مرز جریان که سطح آزاد نامیده می‌‌شود، فقط تحت تاثیر شرایط معینی از فشار قرار داشته باشد. حرکت آب در اقیانوسها ، در رودخانه‌ها و همچنین جریان مایعات در لوله‌های نیمه پر ، جریانهایی با سطح آزاد به شمار می‌‌آیند که در آنها فشار جو روی سطح مرز اعمال می‌‌شود. در تحلیل جریان با سطح آزاد ، وضعیت هندسی سطح آزاد از قبل معلوم نیست.

تعیین شکل هندسی مربوطه یک قسمت از جواب است، یعنی با یک شرط مرزی بسیار دشوار مواجهیم. به همین دلیل تحلیلهایی کلی بسیار پیچیده هستند و خارج حوزه این مقاله قرار می‌‌گیرند. اگرچه قسمت اعظم مبحثی که باید بررسی شود، در آغاز فقط برای متخصصان هیدرولیک و مهندسان ساختمان جالب به نظر می‌‌رسد، ولی بعدا خواهید دید که امواج آب و پرش هیدرولیکی ، به ترتیب با موج فشاری و موج شوکی که در جریان تراکم پذیر بررسی می‌‌شوند، قابل قیاس‌اند.
مکانیک سیالات محاسباتی
با ورود کامپیوتر به صحنه ، روش سومی ‌به نام مکانیک سیالات محاسباتی پدید آ‌مده است. وقتی با استفاده از کامپیوتر پارامترهای مختلف مورد نظر را که در برنامه هستند، به اختیار تغییر می‌‌دهیم، با شبیه سازی عددی دینامیک سیالات سر و کار پیدا می‌‌کنیم. به کمک این شیوه پدیده‌های جدید کشف شده‌اند، قبل از آن که به کمک آزمایش و در عمل یافت شده باشند. به این ترتیب می‌‌توان مکانیک سیالات محاسباتی را به عنوان رشته علمی ‌جداگانه‌ای تلقی کرد که مکمل دینامیک سیالات نظری و آزمایشی به شمار می‌‌آید.

صنایع بطور روزمره از کامپیوتر بهره می‌‌گیرند تا از آن برای حل کردن مسائلی مربوط به جریان سیال که برای طراحی وسیله‌هایی چون پمپها ،‍ کمپرسورها و موتورها مورد نیازند، کمک بگیرند. مهندسان هواپیما جریان سه بعدی پیرامون کل هواپیما را در کامپیوتر شبیه سازی می‌‌کنند تا مشخصه‌های پرواز را پیش بینی کنند. در حقیقت قسمت قابل توجهی از بودجه طرح و توسعه غالبا به بررسیهای مبحث دینامیک سیالات محاسباتی اختصاص داده می‌‌شود.

روانکاری (lubricating)

روانکاری (lubricating)

روانکاری عوامل زیر را در هنگام برنامه ریزی روانکاری تجهیزات لحاظ کنید : - تعداد و محلهای روانکاری هر دستگاه. - دوره تناوب روانکاری. - نحوه و روش روانکاری ( استفاده از پمپ، گریس پمپ، قیف ، برس موئی و ...) - حجم و میزان روانکار. - نوع روانکار. - معادل و جایگزین روانکار. - وضعیت دستگاه حین روانکاری

قبل از برنامه ریزی در خصوص روانکاری تجهیرات و ماشین آلات مطالب زیر مطالعه نمایید : وظایف عمده روغن عبارتند از : • ایجاد فیلم روغن بین سطوحی که روی هم می لغزند. نظیر رینگ و پیستون روی سطح سیلندر و یا میل لنگ روی سطح یاتاقان. فیلم روغن عبارت است از یک لایه نازک روغنی که بین سطوح قرار گرفته و از تماس دو سطح با یکدیگر جلوگیری می نماید.برای مثال دو قطعه شیشه را اگر بخواهیم روی هم حرکت دهیم ، این کار به سختی صورت می گیرد و دو سطح روی هم اثر تخریبی و خش خواهند گذاشت ولی با استفاده از فیلم روغن بین دو سطح می توان از تماس آنها جلوگیری کرد. • جلوگیری از زنگ زدن قطعات داخلی. • جذب حرارت از قطعات داخلی و انتقال آن به جداره های بیرونی. • آب بندی محفظه بمنظور جلوگیری از خروج گازهای متصاعد شده در موتورها. • شناورسازی براده ها و ذرات ریز داخلی و انتقال انها به داخل فیلترها. واضح است که روغنی دارای کیفیت بالاتر است که بتواند پنج وظیفه فوق را بهتر انجام دهد. یکی از خصوصیات مهم در شناسایی روغن گرانروی یا ویسکوزیته (viscosity) آن می باشد. گرانروی : عبارت است از مقاوت روغن در مقابل جاری شدن. روغن بایستی نه آنقدر غلیظ باشد که نتواند داخل شیارهای نفوذ کند و نه آنقدر دارای غلظت کمی باشد که همواره بین قطعات نشست نموده و فیلم روغن را تشکیل ندهد. روغنها در بازار معمولاً با اعدادی مانند 30،40، 50 معرفی می شوند و این اعداد نشان دهنده زمانی هستند که حجم ثابتی از روغن در دمای 40 درجه سانتی گراد از یک قیف استاندارد جاری می شود. در تهیه برنامه روانکاری می توان از سرویسهای خدماتی و مشاوره ای که توسط تولید کنندگان روغن های صنعتی ارائه می گردد استفاده نمود.داشتن لیست روغن های مشابه و مرغوب با مارک های متفاوت می تواند بخش نت را در انتخاب انواع روغنهای مناسب و قابل استفاده یاری نماید.بدیهی است که باید تا حد ممکن از بکارگیری تنوع زیاد روغن های صنعتی خوداری شود. عوامل زیر را در هنگام برنامه ریزی روانکاری تجهیزات لحاظ کنید : - تعداد و محلهای روانکاری هر دستگاه. - دوره تناوب روانکاری. - نحوه و روش روانکاری ( استفاده از پمپ، گریس پمپ، قیف ، برس موئی و ...) - حجم و میزان روانکار. - نوع روانکار. - معادل و جایگزین روانکار. - وضعیت دستگاه حین روانکاری منبع: نويسنده : شهریار حی شاد مهندس مكانيك – مديريت نگهداري و تعميرات شركت پارس خودرو مدارك فني شركت سازنده skf

articles.ir

نامگذاری و شناسایی گریس

 

نامگذاری و شناسایی گریس

کاربران بیشتر با استانداردهای روغنها آشنایی دارند و تا کنون کمتر در خصوص گریس سخن به میان آمده است. بطور مثال آیا می دانیدKPE۳P-۴۰ معرّف چه نوع گریسی است؟ در این مقاله روش نام گذاری گریسها را بر اساس استاندارد DIN-۵۱۵۰۲ مورد بررسی قرار می دهیم.

محصولات روانکار دارای استانداردهای جهانی هستند تا کاربران بتوانند از مشخصات آنها آگاهی یافته و نوع مورد نیاز خود را انتخاب کنند. بطور مثال روغن SAE ۲۰W-۴۰ با سطح کیفیت API SE/CC نشان دهنده روانکار چند درجه ایست که قابل استفاده در هر دو فصل زمستان و تابستان است و می توان با مراجعه به ماخذ مربوطه اطلاعات کاملی از آنرا دریافت کرد. کاربران بیشتر با استانداردهای روغنها آشنایی دارند و تا کنون کمتر در خصوص گریس سخن به میان آمده است. بطور مثال آیا می دانیدKPE۳P-۴۰ معرّف چه نوع گریسی است؟ در این مقاله روش نام گذاری گریسها را بر اساس استاندارد DIN-۵۱۵۰۲ مورد بررسی قرار می دهیم.
نام گذاری گریس شامل۶ گروه اطلاعات است که با حروف و اعداد مختلف شناسایی می شوند. این۶ گروه از چپ به راست عبارتند از:
۱) نوع کاربرد گریس
۲) مواد افزودنی بکار رفته( در صورت استفاده)
۳) نوع روغنهای پایه سنتتیک(در صورت استفاده)
۴) گرید گریس
۵) حداکثر دمای مجاز عملیاتی
۶) حداقل دمای مجاز عملیاتی
اکنون به بررسی یکایک این گروهها خواهیم پرداخت.
اولین قسمت شامل معرفی نوع کاربرد گریس است. کدهای شناسایی و تعاریف آن در جدول شماره۱ آمده است. دومین قسمت شامل مواد افزودنی بکار رفته(در صورت استفاده) است. این فاکتور معرف مواد افزودنی است که در ساخت گریس مورد استفاده قرار گرفته است. زمانی که یک روانکار بصورت یک لایه نازک بین قطعات قرار می گیرد باعث سهولت لغزش آنها شده و ضمناً اجازه تماس آنها را به یکدیگر نمی دهد. اگر فشار مکانیکی وارده بر روی قطعات از حدی تجاوز کند، فیلم روانکار مابین آنها گسسته شده، قطعات با یکدیگر تماس مستقیم پیدا کرده و منجر به سایش و خرابی آنها می شود. در این حالت از مواد افزودنی تحمل فشار (EP=Extreme Pressure) استفاده می شود تا استقامت لایه روانکار را افزایش داده و در زمان کارکرد ما بین قطعات گسسته نشود. علامتهای بکار رفته معرف کاربرد آن(در صورت استفاده) و تعاریف آن طبق جدول شماره۲ است. این مواد می توانند بصورت مایع و یا جامد باشند.

 

سومین حروف شناسایی، نوع روغن سنتتیک بکار رفته برای ساخت گریس را در صورت استفاده مشخص می کند. کدهای شناسایی آن طبق جدول شماره۳ است.
چهارمین فاکتور شناسایی، گرید گریس است. در این استاندارد گرید گریس به۹ گروه طبقه بندی شده است. برای تعیین آن ابتدا گریس را در دمای۲۵ درجه سانتیگراد در دستگاه تعیین نفوذ قرار داده و میزان نفوذ مخروط استاندارد در آنرا بدست می آورند(عدد کارکرد).

 

سپس گریس را درون یک دستگاه مخصوص(ضربه زن) قرار داده و یک صفحه مشبک،۶۰ مرتبه در محفظه بسته آن با سرعت معین از بالا به پایین حرکت می کند. گریس مجبور است از درون روزنه های این صفحه عبور کرده و در نتیجه به بافت آن ضربه وارد می شود. سپس مخروط استاندارد را مجدداً در سطح آن توسط نیروی ثقل رها کرده و میزان نفوذ آنرا به دهم میلیمتر یادداشت می کنند(عدد کارکرد). با مراجعه به جدول استاندارد NLGI که در دو ستون تعریف شده، عدد سمت چپ میزان نفوذ مخروط استاندارد و عدد سمت راست گرید آن است.(جدول شماره۴). بطور مثال اگر میزان نفوذ۲۷۵ دهم میلیمتر درون گریس باشد، عدد سمت راست گرید۲ را مشخص می کند. هر طبقه دارای۳۰ فاصله و باگروه بعدی۱۵ واحد اختلاف دارد. اگر عدد بدست آمده بین این دوگروه باشد، گریس بدون گرید بوده و می بایستی بازسازی شود. مبنای تعیین گرید گریس، عدد کارکرد است و این عدد تنها برای بررسی و پیدا کردن برخی اطلاعات ساخت کاربرد دارد.
پنجمین فاکتور، شناسایی میزان حداکثر دمای قابل کاربرد گریس است. جدول آن دارای سه ستون است. اعداد ستونها از چپ به راست شامل کد حروف، حداکثر دمای کارکرد و سومین ستون شامل عملکرد گریس در مجاورت با آب است.(جدول شماره۵).
آخرین عدد بکار گرفته شده حداقل دمای قابل استفاده گریس را نشان می دهد. این جدول نیز دارای دو ستون است که در سمت چپ کد شناسایی و در ستون بعدی حداقل دمای کاربرد را نشان می دهد. (جدول شماره۶).

منبع:

نویسنده: مهندس سعید صالحی
ماهنامه نفت پارس

PDMS

 

درباره PDMS

نرم افزار PDMS محصول شرکت AVEVA ،در زمره کارآمدترین و با قابلیترین نرم افزارهای مدلسازی صنایع نفت، گاز و پتروشیمی در دنیا می­باشد که در اکثریت کشورها به عنوان اولین انتخاب در مقایسه با نرم افزارهای مشابه مورد استفاده قرار می­گیرد. همانطور که از نام واژه ترکیبی این نرم افزار پیداست، این برنامه قابلیت طراحی و مدلسازی را از یکسو و قابلیت مدیریت یک سایت را تا بالاترین حد آن از سوی دیگر داراست.
توانایی بالای نرم افزار در فاز مدلینگ سبب انتخاب نرم افزار اول دنیا در این صنعت گردیده و کاربر بدون نیاز به نرم افزار دیگر، قادر به طراحی و مدلسازی یک واحد Plant می باشد .
از آنجا که این نرم افزار در قسمت مربوط به Database بسیار قوی و با دقت طراحی شده است چنانچه یک پروژه با ساختار مناسب و توسط فرد آشنا به این نرم افزار در ابتدا ایجاد گردد، تا انتهایپروژه کوچکترین دغدغه­ای ای بابت از دست رفتن اطلاعات یا خرابی آنها وجود ندارد.
از جمله نکات مثبت این نرم افزار قابلیت همخوانی و ارسال و دریافت فایلها جهت هماهنگی با نرم افزارهای متداول و رایج علم مهندسی می­باشد. چنانچه قابلیت همخواني فایلهای مدلسازی شده در Microstation را داراست و با زبان Visual basic می­توان برای این نرم افزار برنامه­نویسی نمود، قابلیت خروجی انواع گزارشها با فرمت Excel , Word را دارد و همچنین مي توان نقشه­هاي خروجي را با فرمت PLT , DXF , DWG به اتوکد منتقل نمود.
به طور کلی و جهت آشنایی شما بامهمترين محیطهای نرم افزار و کارآیی آنها به شرح مختصر و عملکرد محیطهای می­پردازیم.

DESIGN
جهت مدلسازی یک واحد فرآیندی ازابتدا تا انتها با دقیقترین و کاملترین جزئیات بکار می­رود در این قسمت بخشهای مختلف واحدهای مهندسی مانند مکانیک، سازه، معماری، عمران و برق و ... با توجه به شرح وظایف خود واحدها را مدلسازی می­نمایند. از جمله مهمترین مواردیکه در ماژول Design می­توان چک نمود، مدلسازی کل Plant، چک کردن برخورداجزاء مختلف، مشاهده آخرین عملیات انجام شده کاربران، گرفتن گزارشها از مدل و مشاهده نمای کلی plant می باشد.
ADMIN
جهت تعریف پروژه، ایجاد بانکهای اطلاعاتی، تعریف کاربران، ایجاد محدوده کاری برای هر کاربر، تعریفpassword و مدیریت کلی datase و نرم افزار بکار می­رود. انتظار می­رود کهadmin یک پروژه بر کلیه قسمتهای مختلفpdms تسلط کافی داشته و توانایی رفع مشکلات کاربران دیگر را داشته باشد
)PARAGON , SPECON
جهت تعریف PIPING CLASS های پروژه در بخش لوله كشي و ایجاد کاتالوگهای مورد نیاز بخشهای, Piping Instrument . Structure وساير بخشها بکارمی­رود. به طور کلی المانهایی که توسط واحدهاي مختلف در محیط Design ایجاد می­گردند در ابتدا توسط نفر متخصصی در محیط Paragon یا Specon براساس استانداردهاي طراحي و جداول و داده­های پروژه وارد نرم افزار شده­اند.
ISODRAFT
برای تهیه نقشه ایزومتریک که از مدارک خروجی Piping می­باشدو از فاز مدلینگ پروژه استخراج مي شود بکار می­رود. نقشه­های خروجی با نرم افزار اتوکد قابل رویت می­باشد و در قسمت اجرایی سایت بکار می­رود.دراين ماژول تنظيمات كلي در جهت خروجي نقشه ها وسايز بندي آنها ومديريت برروي چگونگي فايل خروجي تعريف مي شود
DRAFT
جهت تهیه نماهای مختلف و نقشه­های Plan جهت قرارگیری موقعیت تجهیزات و لوله­ها یا سایر المانهای موجود در Plant بکار می­رود و در زمره مدارک خروجی PDMS می­باشد که قابل تبدیل و باز شدن به فایلهای اتوکد می­باشد و در فاز ساخت پروژه­ها کاربرد فراوانی دارد.
دراين ماژول تنظيمات كلي در جهت چگونگي خروجي نقشه ها وسايز بندي آنها ومديريت برروي فايلهاي خروجي از قبيل رنگ, سايز, فونت, محل ذخيره سازياطلاعات, اندازه گذاريها, ايجاد TAG بر روي تجهيزات وديگر تنظيمات تعريف مي شود.
SPOOLER
جهت تقسیم ­بندی خطوط Isometric در Shop و در فاز ساخت پروژه کاربرد دارد.
بطور كلي نرم افزار PDMS قابليت تعريف يك پروژه در بالاترين سطح ممكن مديريت پروژه, مدلسازي كامل واحد فراينديدر تمامي بخشهاوخروجي فايل بصورت انواع گزارشگيريها, نقشه ها ومدلهاي سه بعدي را داراست.

فرآیند تولید اویل پمپ

فرآیند تولید اویل پمپ

پروژه درس روشهای تولید و کارگاه((فرآیند تولید اویل پمپ))
زیر نظر استاد ارجمند:
دکتر کلاهان

نویسنده : خلیل شرافت نیا
دانشجوی رشته مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد
بهار 86

در این تحقیق سعی شده تا یک بررسی اجمالی بر روی مراحل تولید انواع اویل پمپ صورت گیرد.در ابتدا به مقدمه ای در باره ی سیستم روغنکاری ، وظایف آن و نقش اویل پمپ در آن میپردازیم و سپس اویل پمپ و انواع آن معرفی شده و مراحل تولید صنعتی آن توضیح داده خواهد شد.



دریافت کل مقاله به صورت فایل پاور پوینت



منبع:

http://www.iran-eng.com

عایق کاری ساختمان

 

عایق کاری ساختمان

 عایق کاری نقش بسیار مهمی در گرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنک نگه داشتن آن در فصل تابستان دارد . به کمک عایق کاری می توان یک خانه را در زمستان 5 درجه گرمتر و در تابستان 10 درجه خنک تر نگه داشت .

انواع عایق کاری :

1-     عایق هایی که در ساختار آنها حبابهای هوا وجود دارد و باعث کاهش هدایت حرارت می شوند.

2-     عایق هایی که حرارت را باز می تابند .پشت این عایق ها باید حدود 20 میلی متر فاصله هوایی تعبیه شود .

 عایق ها چگونه ارزیابی می شوند ؟

 فاکتور مهم در انتخاب عایق ها ، میزان مقاومت حرارتی آن هاست .هر قدر n مقاومت بالاتر باشد ، عایق حرارت را کمتر از خود عبور می دهد و صرفه جویی که به همراه دارد افزایش می یابد ، پس به جای ضخامت عایق ها ،باید مقاومت حراتی آن ها با هم مقایسه شوند.

عایق های گوناگون با مقاومتهای حرارتی برابر ، از نظر میزان صرفه جویی در انرژی همانند هستند و تنها اختلاف آنها در قیمت و محل کاربرد است .

 چه جاهایی باید عایق کاری شوند؟

 - سقفها : با عایق کاری سقف مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان 35% تا 45% کاهش می یابد .

- دیوار های خارجی : مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان را حدود 15% کاهش می دهد.

- کف : مصرف انرژی در زمستان را 5% کاهش می دهد .

- لوله های آبگرم : برای عایق کاری لوله های آبگرم می توان از عایق های پتویی یا عایقهایی که به طور ویژه برای لوله ها ساخته شده و به راحتی قابل نصب هستند استفاده کرد .

سقف و کف ساختمان های موجود را می توان به راحتی عایق نمود .

بر اساس مقررات ملی ساختمان ، تمامی ساختانهایی که ساخته می شوند باید به اندهزه کافی عایق کاری شوند . میزان عایق مورد نیاز در همین مقررات تعیین شده است .

 چند راهنمایی کلی برای نصب عایق ها

عایق ها در صورتی خوب کار خود را نجام می دهند که به طور صحیح نصب شده باشند.موارد زیر به شما کمک می کند تا بهترین کارایی از عایقهایی که نصب می کنید ببینید :

-         هرگز عایق را فشرده نکنید .عایق باید پس از نصب همان ضخامت اولیه خود را داشته باشد در غیر این صورت مقدار مقاومت حرارتی آن کاهش می یابد و نمی توان آن طور که انتظار می رود جلوی انتقال حرارت را بگیرد .

-         عایق کاری را به طور کامل روی تمام سطح انجام دهید . چرا که اگر تنها 5% از سطح خالی بماند ، ممکن است تا 50% از کارایی عایق کاری کاسته شود .

-         مواد عایق را باید خشک نگه داشت ، زیرا به استثنای پلی استایرن که نسبت به آب مقاوم است ،بقیه عایق ها بر اثر رطوبت کارایی آنها پایین می آید . در برخی عایق های آزاد مقدار مقاومت حرارتی متناسب با تراکم عایق است نه ضخامت آن . در این عایق ها ، مقدار مقاومت ممکن است بعد  از مدتی تا 20%  کاهش یابد . از این رو باید بعد از نصب کننده عایق تضمین گرفت .

-         از عایق های آزاد در سقف هایی که شیب زیادی دارند استفاده نکنید.

-         در صورت استفاده از عایق های بازتابنده باید حتما پشت آنها یک لایه هوای ساکن به ضخامت 20 میلی متر وجود داشته باشد.تمام سوراخها و پارگی ها و درزها باید با نوارچسب پوشیده شوند.

-         اطراف کابل های برق و لوازم الکتریکی را هرگز عایق کاری نکنید ،ایمن بودن عایق کاری باید توسط یک فرد متخصص بررسی شود .

-         در فاصله کمتر از 90 میلی متر فنهای خروجی عایق نصب نکنید .

در فاصله کمتر از 25 میلی متر حبابهای لامپ و سرپیچ آنها عایق کاری نکنید .

راهنمای تصاویر

تصویر اول تلفات حرارتی در تابستان

و تصویر  دوم تلفات حرارتی در زمستان

 از سقف (بالا) و دیوارها (راست )و پنجره ها (چپ) و کف (پایین )و نفوذ هوا (راست پایین )

در یک ساختمان را نشان می دهد .

منبع:http://www.maghaleh.net

 

سوخت هيدروژن

 

سوخت هيدروژن

امروزه گاز هيدروژن براي استفاده در موتورهاي احتراقي و وسايل نقليه الكتريكي باتري‌دار مورد بررسي قرار گرفته است. هيدروژن در دما و فشار طبيعي، يك گاز است و به اين علت، انتقال و ذخيره آن از سوخت هاي مايع ديگر، دشوارتر است. سامانه ‌هايي كه براي ذخيره هيدروژن توسعه يافته‌اند، عبارتند از:

هيدروژن فشرده، هيدروژن مايع و پيوند شيميايي ميان هيدروژن و يك ماده ذخيره (براي مثال، هيدريد فلزات).

با اين كه تاكنون هيچ سامانه حمل و نقل و توزيع مناسبي براي هيدروژن وجود نداشته، اما توانايي توليد اين سوخت از مجموعه متنوعي از منابع و خصوصيت پاك سوز بودن آن، هيدروژن را به سوخت جانشين مناسبي تبديل كرده است.
هيدروژن يکي از ساده‌ترين و سبك‌ترين سوخت هاي گازي است که در فشار اتمسفري و دماي جوي حالت گاز دارد. سوخت هيدروژن همان گاز خالص هيدروژن نيست، بلكه مقدار كمي اكسيژن و ديگر مواد را نيز با خود دارد. منابع توليد سوخت هيدروژن شامل گاز طبيعي ، زغال سنگ ، بنزين و الكل متيليك هستند. فرآيند فتوسنتز در باكتري ها يا جلبك ها و يا شكافتن آب به دو عنصر هيدروژن و اكسيژن به كمك جريان الكتريسيته يا نور مستقيم خورشيد از آب، روش هاي ديگري براي توليد هيدروژن هستند.
در صنعت و آزمايشگاه هاي شيمي، توليد هيدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدني است:

 1- الكتروليز

 2- توليد گاز مصنوعي از بازسازي بخار يا اكسيداسيون ناقص

 در روش الكتروليز با استفاده از انرژي الكتريكي، مولكول‌هاي آب به هيدروژن و اكسيژن تجزيه مي‌شوند. انرژي الكتريكي را مي‌توان از هر منبع توليد الكتريسيته كه شامل سوخت هاي تجديد پذير نيز مي‌شوند، به دست آورد. وزارت نيروي آمريكا به اين نتيجه رسيده است كه استفاده از روش الكتروليز براي توليد مقادير زياد هيدروژن در آينده مناسب نخواهد بود.
روش ديگر براي توليد گاز مصنوعي، بازسازي بخار گاز طبيعي است. در اين روش، مي‌توان از هيدروكربن‌هاي ديگر نيز به عنوان ذخاير تامين مواد استفاده كرد. براي نمونه، مي‌توان زغال سنگ و ديگر مواد آلي (بيوماس) را به حالت گازي درآورد و آن را در فرآيند بازسازي بخار براي توليد هيدروژن به كار برد. از طرفي چون هيدروکربن هاي فسيلي محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است ديد خود را به سمت استفاده از منابع تجديد شونده معطوف کنيم.
گاز هيدروژن مي تواند هم از منابع اوليه تجديد پذير و هم از منابع تجديد ناپذير توليد شود. امروزه توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد پذير به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را مي پيمايد. اين در حالي است که توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد ناپذير به ويژه منابع فسيلي به علت محدود بودن اين منابع روز به روز کاهش مي يابد.

گاز هيدروژن در اثر واکنش هاي تخميري ميکروارگانيسم هاي زنده، به ويژه باکتري ها و مخمرها روي بيوماس، توليد مي‌شود. بيوماس از منابع اوليه تجديد پذير است که از موادي مانند علوفه، ضايعات گياهان و فضولات حيوانات به دست مي آيد. در روند توليد گاز هيدروژن، باکتري هاي بي هوازي با استفاده از پديده تخمير، مواد آلي و آب را به گاز هيدروژن تبديل مي کنند.

براي توليد هيدروژن به وسيله باکتري ها دو نوع تخمير وجود دارد: يک نوع تخمير نوري است که در آن به منبع نور نياز است و نوع ديگر، تخمير در تاريکي است که نيازي به نور ندارد. در اين واکنش ها منابع کربني زيادي استفاده مي شود که همگي از بيوماس تامين مي شوند.

در طبيعت ميکروارگانيسم هاي بي هوازي در غياب اکسيژن و با استفاده از پديده تخمير، گاز هيدروژن توليد مي کنند، ولي مقدار اين گاز از نظر کمي پايين است و از نظر اقتصادي براي مصارف صنعتي و خانگي و ... قابل توجيه نيست؛ از اين رو بايد با استفاده از روش هايي، بازده توليد گاز هيدروژن را افزايش داد. يکي از روش هايي که مي توان بازده توليد گاز هيدروژن را بالا برد، تغييرات ژنتيک در ژنوم اين باکتري ها با استفاده از روش هاي مهندسي ژنتيک و بيوتکنولوژي است. روش ديگر، استفاده از ترکيبي از باکتري هاي هوازي و بي هوازي در کنار هم است. در اين روش چون باکتري هاي بي هوازي در فرآيند تخمير توليد اسيد هاي آلي مي کنند، رفته رفته محيط واکنش اسيدي مي شود و PH پايين مي آيد؛ از اين رو توليد هيدروژن کاهش مي يابد. ولي هنگامي که باکتري هاي هوازي در محيط باشند، از اسيد هاي آلي استفاده و آنها از محيط خارج مي کنند؛ در نتيجه راندمان توليد گاز هيدروژن بالا مي رود.

تحقيق و توسعه

وزارت نيروي آمريكا براي توسعه استفاده از هيدروژن دو برنامه اصلي را دنبال مي‌كند که يکي برنامه هيدروژن وزارت نيرو و ديگري شبكه اطلاعاتي تكنولوژي‌هاي هيدروژن است. هيدروژن، سومين انرژي فراوان بر روي سطح زمين است. همان طور كه به صورت ابتدايي در آب و تركيبات آلي يافت مي شود. هيدروژن از هيدروكربن ها يا آب به دست مي آيد و هنگامي كه به عنوان سوخت مصرف مي شود، يا براي توليد الكتريسيته از آن استفاده مي شود و يا با تركيب مجدد با اكسيژن توليد آب مي كند. از اين رو و با توجه به قابليت بالاي توليد انرژي در اين سوخت اخيراً تلاش هاي زيادي براي جانشين کردن اين سوخت صورت مي گيرد.

مسائل ايمني

هيدروژن از ديدگاه ايمني نيز مطمئن و مطلوب است و براي حمل ونقل ، نگهداري و استفاده، خطرناك تر از سوخت هاي رايج ديگر نيست. به هر صورت مسائل ايمني همچنان به عنوان يكي از اساسي‌ترين مقوله ها در استفاده از انرژي هيدروژن باقي مي ماند.استانداردهاي متداول دنيا امنيت استفاده از آن را با سختگيري در طراحي‌ و انجام آزمايش هاي متعدد فراهم مي آورد. همچنين در حوزة نگهداري و حمل آن، استانداردهاي بسياري براي تمام تجهيزات مرتبط تدوين شده است.

اقتصاد هيدروژن

براي هيدروژن به عنوان يك سوخت، سيستم توزيعي مناسبي وجود ندارد. با اين كه معمولاً انتقال از طريق خط لوله با صرفه‌ترين راه انتقال سوخت‌هاي گازي است، اما در حال حاضر سيستم خط لوله مناسبي موجود نيست. انتقال هيدروژن به طور خاص از طريق مخزن و تانكرهاي گاز صورت مي‌گيرد. استفاده از هيدروژن به عنوان سوخت به يك زير ساختار براي حمل ونقل و نگهداري و با توجه به مسائل ايمني و اقتصادي نياز دارد.
ديدگاه ايجاد يك زير ساختار كه هيدروژن را به عنوان منبع انرژي مورد استفاده قرار مي‌دهد، مفهوم اقتصادي بودن اين طرح را پديد آورده كه بهترين راه جهت ايجاد تقاضاي بيشتر براي توليد و مصرف اين انرژي است، زيرا منابع توليد هيدروژن بسيار ارزان و دردسترس هستند. هيدروژن قابليت بالايي براي توليد انرژي دارد و ميزان آلودگي ناشي از مصرف اين سوخت در محيط زيست بسيار کم است. اين سوخت به عنوان منبعي تجديدپذير، پاک و فراوان تر از سوخت فسيلي مي تواند کاربرد زيادي براي نيروگاه ها و بخش حمل و نقل داشته باشد.

 

گاز طبيعي؛ راهي براي هوايی پاك : خودروهاي گازسوز

 

گاز طبيعي؛ راهي براي هوايی پاك : خودروهاي گازسوز

گاز طبيعي؛ راهي براي هوايی پاك : خودروهاي گازسوز

يكي از مشكلات موجود در كشور، مصرف زياد سوخت‌هاي بنزين و گازوئيل است كه علاوه بر آلوده كردن هواي شهرها، سالانه هزينه‌هاي ارزي بسياري بر اقتصاد كشور تحميل مي‌كند. در صورتيكه خودروها با همين كيفيت ساخته شوند و هيچ‌گونه بهينه‌سازي در موتورها و در مصرف سوخت صورت نگيرد تا چند سال آينده تعداد خودروها به چند برابر افزايش خواهد يافت.

در ابتدا در گاز سوز كردن خودروها از گاز مايع به عنوان سوخت خودروها استفاده مي‌شد كه اين سوخت به خاطر آلايندگي زيست محيطي و همچنين هزينه حمل‌ونقل آن از بنادر به نقاط مصرف شرايطي همانند بنزين داشت بنابراين اجراي آن متوقف شد. اما در حال حاضر از گاز طبيعي براي سوخت خودروها استفاده مي‌كنند كه استفاده از آن داراي مزايايي است از عمده‌ترين مزاياي آن پايين‌تر بودن قيمت گاز طبيعي نسبت به بنزين است و آلودگي زيست محيطي ايجاد نمي‌كند.

ذخاير عظيم گاز طبيعي در ايران، ارزان بودن آن نسبت به سوخت هاي مايع، شبكه گسترده گازرساني در كشور و مصرف بسيار بالاي سوخت هاي معمول، انتخاب اين سوخت را به عنوان سوخت جايگزين از لحاظ اقتصادي توجيه پذير مي سازد. كاهش هزينه هاي درمان و مرگ و مير ناشي از كاهش آلاينده ها درصورت استفاده از گاز طبيعي در خودروها را كه بالغ بر ميليون ها دلار مي گردد را نبايد فراموش كرد.
كاهش آلاينده هاي محيط زيست به خصوص در شهرهاي بزرگ يكي ديگر از اثرات استفاده از سوخت گاز طبيعي مي باشد كه نبايد ازنظر دور داشت. از آنجايي كه درصد بسيار بالايي از گاز طبيعي را متان تشكيل مي دهد، هيدروكربن هاي نسوخته در موتورهاي گاز طبيعي سوز نيز عمدتا متان مي باشند كه گازي بي اثر بوده و ميل به واكنش دهي بسيار پايين آن باعث كاهش واكنش هايي مي گردد كه منجر به توليد مه دود فتو شيميايي (smog) در محيط مي شود. نسبت كربن به هيدروژن (C/H) در متان از هر هيدروكربن ديگري پايين تر است كه موجب كاهش انتشار منواكسيدكربنCO) ۵۰ تا ۷۰ درصد) گرديده و نشر دي اكسيد كربن (CO۲) را به ميزان حدود ۲۵ درصد موتور گازسوز نسبت به موتور پايه بنزيني در يك بازده يكسان موتور پايين مي آورد. لذا كاهش انتشار اين گاز گلخانه اي، در روند نزولي پديده گرم شدن زمين مي تواند موثر واقع شود. قابليت كاهش اكسيدهاي نيتروژن (NOx) بسته به طراحي موتور و مبدل شيميايي كاتاليستي به كار رفته نسبت به مشابه بنزيني آن ۲۰ تا ۵۰ درصد است

سابقه استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوخت خودرو به سال هاي اوليه دهه ۱۹۳۰ در ايتاليا برمي گردد. بحران هاي نفتي، تلاش براي امنيت انرژي، ارزاني گاز طبيعي در مقايسه با سوخت هاي فسيلي مايع، بحران آلودگي هواي شهرهاي بزرگ و عوامل متعدد ديگر مهمترين دلايل روي آوردن به اين سوخت از سوي برخي ازكشورهابه عنوان رايج ترين سوخت جايگزين در خودروها بوده است
هم اكنون نزديك به چهار ميليون و هفتصد هزار خودروي گاز طبيعي سوز (CNG) در سراسر جهان تردد مي كنند كه آرژانتين با ۵/۱ ميليون، برزيل با يك ميليون، پاكستان با ۷۰۰ هزار و ايتاليا با ۳۸۲ هزار خودروي گازسوز داراي بالاترين آمار خودروهاي گازسوز درحال تردد در جهان مي باشند.
در ايران نيز سابقه استفاده از گاز طبيعي فشرده در خودروها به سال ۱۳۵۴ برمي گردد كه با تبديل ۱۲۰۰ دستگاه تاكسي در شيراز آغاز و در سال ۱۳۶۲ با تبديل ۱۲۰۰ دستگاه ديگر تاكسي در مشهد ادامه يافت. در همان سال ها در شهرهاي مزبور جايگاه هايي نيز براي عرضه گاز طبيعي احداث گرديد.
با تاسيس سازمان بهينه‌سازي مصرف سوخت كشور در سال ۱۳۷۹ در مجموعه وزارت نفت، مطالعات مقدماتي طرح گازسوزنمودن خودروها در اين سازمان انجام و به منظور دستيابي به كاهش مصرف بنزين و كاهش آلاينده هاي هوا، طرح مزبور با انعقاد قراردادهايي با خودروسازان و بخش خصوصي براي توليد و تبديل خودروهاي گازسوز از يك طرف و هم چنين ايجاد زيرساخت هاي لازم و احداث جايگاه هاي CNG از طرف ديگر، وارد مرحله اجرايي گرديد.

خودروهاي گازسوز با ايمني بالا
برخلاف تصور عمومي خودروهاي گاز طبيعي سوز (CNG) داراي ايمني بالايي مي باشند. به سبب مشخصه هاي ذاتي گاز طبيعي نظير سبك بودن آن نسبت به هوا، دماي بالاتر خوداشتعالي گاز طبيعي نسبت به بنزين، امكان اشتعال گاز طبيعي درصورت وجود نشتي هاي احتمالي در خودروهاي گازسوز را كاهش مي دهد.
مخازن گاز طبيعي فشرده بدون هيچ گونه فرآيند جوشكاري از لوله هاي بدون درز و با روش هاي پيشرفته صنعتي ساخته مي شوند. اين مخازن داراي استانداردهاي سختگيرانه اي بوده و آزمون هاي متعددي نظير آزمون آتش، آزمون گلوله، پرتاب از ارتفاع، خستگي و... را مي گذرانند و براي استفاده در دوره عمر مخزن كه معمولا ۲۰ سال است، ايمني كامل را دارا مي باشند.
مخازن در طول عمر خود بنا به توصيه هاي استانداردي و رويه هاي موجود به طور مرتب و در دوره هاي منظم مورد بازرسي و كنترل قرار مي گيرند تا درصورت وجود هرگونه آسيب احتمالي راهكار مناسب جهت رفع عيب يا تعويض آنها اتخاذ گردد. تجربه استفاده از گاز طبيعي فشرده در خودروها در دنيا كه نزديك به ۸۰ سال مي رسد، شاهد اين مدعاست كه استفاده صحيح و رعايت الزامات استانداردي در نصب و نگهداري اين سيستم ها، موجب عدم بروز هر حادثه اي مي گردد. موارد ايجاد حادثه انفجار و آتش سوزي در اين خودروها گزارش نشده است مگر در موارد معدودي كه با دستكاري سيستم از سوي مالكان اين گونه خودروها همراه بوده است. اين موضوع به نوبه خود حاكي از ايمني بالاتر خودروهاي گازسوز نسبت به خودروهاي بنزين سوز و LPG سوز مي باشد. تعبيه شيرهاي مجهز به سيستم ايمني دمايي و فشاري روي مخازن CNG اين امكان را فراهم مي آورد تا حتي درصورت قرار گيري مخزن در آتش و ايجاد فشارهاي غيرمعمول داخل مخزن، موجب تخليه گاز و جلوگيري از هرگونه انفجاري گردد. قطعات كيت CNG نيز استانداردهاي بسيار سختگيرانه اي را گذرانده و گواهي ايمني دريافت مي كنند.
همچنين خودروهايي كه در كارخانجات خودروسازي به صورت گازسوز توليد مي شوند نيز جهت اخذ مجوزهاي توليد انبوه ملزم به رعايت كلي هاستانداردهاي مرتبط هستند. الزامات ايمني نصب مخزن و سيستم گاز، ايمني در تصادفات، ايمني در آتش سوزي، عدم نشتي، اصلاح و تغيير برخي مشخصه هاي خودرو كه تحت تاثير وزن افزوده مخزن قرار مي گيرند ازجمله مواردي است كه در اين خودروها رعايت مي گردد.
در كارگاه هاي تبديل نيز ابتدا نمونه اي از هر نوع خودرو تبديل و گواهينامه ايمني اخذ مي شود سپس براي تبديل ساير خودروها اقدام مي گردد.
رعايت الزامات نصب مخزن و كيت گاز روي خودرو توسط تكنسين هاي تبديل آموزش ديده در كارگاه هاي تبديل، بازرسي منظم از كارگاه ها و بازرسي دوره اي مخزن و سيستم گاز خودرو باعث مي گردد كه ايمني خودروهاي CNG تضمين گردد.
اشغال فضاي مفيد صندوق عقب ناشي از نصب مخازن گاز و كاهش توان در موتورهاي پايه بنزيني گازسوز مي شوند، ممكن است در بعضي موارد باعث نارضايتي مالكان خودروهاي گازسوز گردد، ولي مي توان گفت معايب مزبور براي دوره گذار بوده و با توسعه و اصلاح سيستم هاي متاثر اين معايب قابل رفع مي باشند.
جانمايي مخزن در داخل شاسي و بدنه خودرو، اصلاحات در سيستم تعليق و ترمز و طراحي موتورهاي پايه گازسوز كه فقط در شرايط اضطراري با بنزين كار مي كنند باعث خواهد شد كه خودروي گازسوز يك خودروي كاملا مطلوب درنظر استفاده كنندگان تلقي گردد.

نظريه جنبشي گازها

نظريه جنبشي گازها

قوانين مكانيك را مي‌توان بطور آماري در دو سطح مختلف به مجموعه‌اي از اتمها اعمال كرد در سطحي كه نظريه جنبشي گازها ناميده مي‌شود. به طريقي كم و بيش فيزيكي و با استفاده از روشهاي نسبتا ساده ميانگين گيري رياضي ، عمل مي‌كنيم. براي فهم نظريه جنبشي گاز را در فشار ، دما ، گرماي ويژه و انرژي داخلي اين روش را كه در سطح بكار برده مي‌شود.


نگاه اجمالي
در ترموديناميك فقط با متغيرهاي ماكروسكوپيك ، مانند فشار و دما و حجم سر و كار داريم. قوانين اصلي ترموديناميك‌ها بر حسب چنين كميتهايي بيان مي‌شوند. ابدا درباره اين امر كه ماده از اتمها ساخته شده است صحبتي نمي‌كنند. ليكن مكانيك آماري ، كه با همان حيطه‌اي از علم سر و كار دارد كه ترموديناميك از آن بحث مي‌كند و وجود اتمها را از پيش مفروض مي‌داند. قوانين اصلي مكانيك آماري حامي قوانين مكانيك‌اند كه در حدود اتمهاي تشكيل دهنده سيسنم بكار مي‌روند.

تاريخچه
نظريه جنبشي توسط رابرت بويل (Rabert Boyle) (1627 – 1691) ، دانيل بونولي (1700 – 1782) ، جيمز ژول (1818 – 1889) ، كرونيگ (1822 – 1874) ، رودولف كلاوسيوس (1822 – 1888) و كلرك ماكسول ( 1831 – 1879 ) و عده‌اي ديگر تكوين يافته است. در اينجا نظريه جنبشي را فقط در مورد گازها بكار مي‌بريم، زيرا برهم كنش‌هاي بين اتمها ، در گازها به مراتب متغيرترند تا در مايعات. و اين امر مشكلات رياضي را خيلي آسانتر مي‌كند.

در سطح ديگر مي‌توان قوانين مكانيك را بطور آماري و با استفاده از روشهايي كه صوري‌تر و انتزاعي‌تر از روشهاي نظريه جنبشي هستند بكار برد. اين رهيافت كه توسط جي ويلارد گيبس (J.willard Gibbs) و لودويگ بولتز ماني (Ludwig Boltz manni) (1844 – 1906) و ديگران تكامل يافته است، مكانيك آماري ناميده مي‌شود، كه نظريه جنبشي را به عنوان يكي از شاخه‌هاي فرعي در بر مي‌گيرد. با استفاده از اين روشها مي‌توان قوانين ترموديناميك را به دست آورد. بدين ترتيب معلوم مي‌شود كه ترموديناميك شاخه‌اي از علم مكانيك است.

محاسبه فشار بر پايه نظريه جنبشي
فشار يك گاز ايده‌آل را با استفاده از نظريه جنبشي محاسبه مي‌كنند. براي ساده كردن مطلب ، گازي را در يك ظرف مكعب شكل با ديواره‌هاي كاملا كشسان در نظر مي‌گيريم. فرض مي‌كنيم طول هر ضلع مكعب L باشد. سطحهاي عمود بر محور X را كه مساحت هر كدام e2 است. A1 و A2 مي‌ناميم. مولكولي را در نظر مي‌گيريم كه داراي سرعت V باشد. سرعت V را مي‌توان در راستاي يالهاي مولفه‌هاي Vx و Vy و Vz تجزيه كرد. اگر اين ذره با A1 برخورد كند در بازگشت مولفه X سرعت آن معكوس مي شود. اين برخورد اثري رو ي مولفه Vy و يا Vy ندارد در نتيجه متغير اندازه حركت عبارت خواهد بود :

(m Vx - m Vx) = 2 m Vx - )= اندازه حركت اوليه – اندازه حركت نهايي

كه بر A1 عمود است. بنابراين اندازه حركتي e به A1 داده مي‌شود برابر با m Vx2 خواهد بود زيرا اندازه حركت كل پايسته است.

زمان لازم براي طي كردن مكعب برابر خواهد بود با Vx/L. در A2 دوباره مولفه y سرعت معكوس مي‌شود و ذره به طرف A1 باز مي‌گردد. با اين فرض كه در اين ميان برخوردي صورت نمي‌گيرد مدت رفت و برگشت برابر با 2 e Vx خواهد بود. به طوري كه آهنگ انتقال اندازه حركت از ذره به A1 عبارت است: mVx2/e = Vx/2e . 2 mVx ، براي به دست آوردن نيروي كل وارد بر سطح A1 ، يعني آهنگ انتقال اندازه حركتي از طرف تمام مولكولهاي گاز به A1 داده مي‌شود.

(P = M/e(Vx12 + Vx22 + Vx32


P = 1/2eV2


تعبير دما از ديدگاه نظريه جنبشي
با توجه به فرمول RT 2/3 = 1/2 MV2 يعني انرژي كل انتقال هر مول از مولكولهاي يك گاز ايده‌آل ، با دما متناسب است. مي‌توان گفت كه اين نتيجه با توجه به معادله بالا براي جور در آمدن نظريه جنبشي با معادله حالت يك گاز ايده‌آل لازم است. و يا اينكه مي‌توان معادله بالا را به عنوان تعريفي از دما بر پايه نظريه جنبشي يا بر مبناي ميكروسكوبيك در نظر گرفت. هر دو مورد بينشي از مفهوم دماي گاز به ما مي‌دهد. دماي يك گاز مربوط است به انرژي جنبشي انتقال كل نسبت به مركز جرم گاز اندازه گيري مي‌شود. انرژي جنبشي مربوط به حركت مركز جرم گاز ربطي به دماي گاز ندارد.

حركت كاتوره‌اي را به عنوان بخشي از تعريف آماري يك گاز ايده‌آل در نظر گرفت. V2 را بر اين اساس مي‌توان محاسبه كرد. در يك توزيع كاتوره‌اي سرعتهاي مولكولي ، مركز جرم در حال سكون خواهد بود. بنابراين ما بايد چارچوب مرجعي را بكار ببريم كه در آن مركز جرم گاز در حال سكون باشد. در چارچوبهاي ديگر ، سرعت هر يك از مولكولها به اندازه U (سرعت مركز جرم در آن چارچوب) از سرعت آنها در چارچوب مركز جرم بيشتر است. در اينصورت حركتها ديگر كتره‌اي نخواهد بود و براي V2 مقادير متفاوتي بدست مي‌آيد. پس دماي گاز داخل يك ظرف در يك قطار متحرك افزايش مي‌يابد. مي‌دانيم كه M V2 1/2 ميانگين انرژي جنبشي انتقالي هر مولكول است. اين كميت در يك دماي معين كه در اين مورد صفر درجه سلسيوس است، براي همه گازها مقدار تقريبا يكساني دارد. پس نتيجه مي‌گيريم كه در دماي T ، نسبت جذر ميانگين مربعي سرعتهاي مولكولهاي دو گاز مختلف مساوي است با ريشه دماي عكس نسبت به مربعهاي آنها.



T=2/3k m1 V12/2= 2/3k m2 V22/2


مسافت آزاد ميانگين
در فاصله برخوردهاي پي‌درپي ، هر مولكول از گاز با سرعت ثابتي در طول يك خط راست حركت مي‌كند. فاصله متوسط بين اين برخوردهاي پي‌درپي را مسافت آزاد ميانگين مي‌نامند. اگر مولكولها به شكل نقطه بودند، اصلا با هم برخورد نمي‌كردند. و مسافت آزاد ميانگين بينهايت مي‌شد. اما مولكولها نقطه‌اي نيستند و بدين جهت برخوردهايي روي مي‌دهد. اگر تعداد مولكولها آنقدر زياد بود كه مي‌توانستند فضايي را كه در اختيار دارند كاملا پر كنند و ديگر جايي براي حركت انتقالي آنها باقي نمي‌ماند. آن وقت مسافت آزاد ميانگين صفر مي‌شد. بنابراين مسافت آزاد ميانگين بستگي دارد به اندازه مولكولها و تعداد واحد آنها در واحد حجم. و به قطر d و مولكولهاي گاز به صورت كروي هستند در اين صورت مقطع براي برخورد برابر با лd2 خواهد بود.

مولكولي با قطر 2d را در نظر مي‌گيريم كه با سرعت V در داخل گازي از ذرات نقطه‌اي هم ارز حركت مي‌كند. اين مولكول در مدت t استوانه‌اي با سطح مقطع лd2 و طول Vt را مي‌روبد. اگر nv تعداد مولكولها در واحد حجم باشد استوانه شامل (лd2 Vt ) nv ذره خواهد بود. مسافت آزاد ميانگين ، L ، فاصله متوسط بين دو برخورد پي‌درپي است بنابراين ، L ، عبارت است از كل مسافتي كه مولكول در مدت t مي‌پيمايد. (Vt) تقسيم بر تعداد برخوردهايي كه در اين مدت انجام مي‌دهد. يعني

I = Vt/πd2nv =1/√2πnd2


I=1/√2πnd2

اين ميانگين بر مبناي تصويري است كه در آن يك مولكول با هدفهاي ساكن برخورد مي‌كند. در واقع ، برخوردهاي مولكول با هدف دماي متحرك انجام مي‌گيرد در نتيجه تعداد برخورد دما از اين مقدار بيشتر است.

توزيع سرعتهاي مولكولي
با توجه به سرعت جذر ميانگين مربعي مولكولهاي گاز ، اما گستره سرعتهاي تك‌تك مولكولها بسيار وسيع است. بطوري كه براي هر گازي منحني‌‌اي از سرعتها مولكولي وجود دارد كه به دما وابسته است. اگر سرعتهاي تمام مولكولهاي يك گاز يكسان باشند اين وضعيت نمي‌تواند مدت زياد دوام بياورد. زيرا سرعتهاي مولكولي به علت برخوردها تغيير خواهند كرد. با وجود اين انتظار نداريم كه سرعت تعداد زيادي از مولكولها بسيار كمتر از V‌rms (يعني نزديك صفر) يا بسيار بيشتر از Vrms ، زيرا وجود چنين سرعتهايي مستلزم آن است كه يك رشته برخوردهايي نامحتمل و موجي صورت بگيرد. مسئله محتملترين توزيع سرعتها در مورد تعداد زيادي از مولكولهاي يك گاز را ابتدا كلوك ماكسول حل كرد. قانوني كه او ارائه كرد در مورد نمونه‌اي از گاز كه N مولكول را شامل مي‌شد چنين است :

N(V)=4πN(m/2πKt)3/2V2e-mv2/2kt

در اين معادله N(V)dV تعداد مولكولهايي است كه سرعت بين V و V+3v است، T دماي مطلق ، K ثابت بولتزمن ، m جرم هر مولكول است. تعداد كل مولكولهاي گاز (N) را ، با جمع كردن (يعني انتگرال‌گيري) تعداد موجود در هر بازه ديفرانسيلي سرعت از صفر تا بينهايت به دست مي‌آيد. واحد (N(V مي‌تواند مثلا مولكول برا سانتيمتر بر ثانيه باشد.

N =∫∞0N(V)dv


توزيع سرعتهاي مولكولي در مايعات
توزيع سرعتهاي مولكولي در مايعات شبيه گاز است. اما بعضي از مولكولهاي مايع (آنهايي كه سريعترند) مي‌توانند در دماهايي كاملا پايينتر از نقطه جوش عادي از سطح مايع بگريزند. (يعني تبخير شوند). فقط اين مولكولها هستند كه مي‌توانند بر جاذبه مولكولهاي سطح فائق آيند. و در اثر تبخير فرار كنند. بنابراين انرژي جنبشي ميانگين مولكولهاي باقيمانده نيز كاهش مي‌يابد در نتيجه دماي مايع پايين مي‌آيد. اين امر روشن مي‌كند كه چرا تبخير فرايند سرمايشي است.

مثال واقعي در مورد توزيع سرعتهاي مولكولي
با توجه به فرمول N(V)= Σ410N(M/2πkT)3/2 توزيع سرعتهاي مولكولي هم به جرم مولكول و هم به دما بستگي دارد هرچه جرم كمتر باشد نسبت مولكولهاي سريع در يك دماي معين بيشتر است. بنابراين احتمال اينكه هيدروژن در ارتفاعات زياد از جو فرار كند بيشتر است، تا اكسيژن و ازت. كره ماه داراي جو رقيقي است. براي آنكه مولكولهاي اين جو احتمال زيادي براي فرار از كشش گرانشي ضعيف ماه ، حتي در دماهاي پايين آنجا نداشته باشند، انتظار مي‌رود كه اين مولكولها يا اتمها متعلق به عناصر سنگينتر باشند. طبق شواهدي ، در اين جو گازهاي بي اثر سنگين مانند كريپتون و گزنون وجود دارند كه براثر واپاشي پرتوزا در تاريخ گذشته ماه توليد شده‌اند. فشار جو ماه در حدود 10 برابر فشار جو زمين است.

توزيع ماكسولي
ماكسول قانون توزيع سرعتهاي مولكولي را در سال 1859 ميلادي به دست آورد. در آن زمان بررسي اين قانون به كمك اندازه گيري مستقيم ممكن نبود و در حقيقت تا سال 1920 كه اولين كوشش جدي در اين راه توسط اشترن (Stern) به عمل آمد، هيچ اقدامي صورت نگرفته بود. افراد مختلفي تكنيكهاي اين كار را به سرعت بهبود بخشيدند. تا اينكه در سال 1955 يك بررسي تجربي بسيار دقيق در تائيد اين قانون (در مورد مولكولهاي گاز توسط ميلر (Miller) و كاش (Kusch) از دانشگاه كلمبيا صورت گرفت.

اسبابي كه اين دو نفر بكار بردند در مجموعه‌‌اي از آزمايشها مقداري تاليوم در كوره قرار مي‌دادند و ديواره‌هاي كوره O را تا دماي يكنواخت 80±4K گرم كردند. در اين دما تاليوم بخار مي‌شود و با فشار 3.2x10-3 ميليمتر جيوه ، كوره را پر مي‌كند. بعضي از مولكولهاي بخار تاليوم از شكاف s به فضاي كاملا تخليه شده خارج كوره فرار مي‌كند و روي استوانه چرخان R مي‌افتند در اين صورت استوانه كه طولش L است تعدادي شيار به صورت مورب تعبيه شده كه فقط يكي از آنها را مي‌توان ديد. به ازاي يك سرعت زاويه‌اي معين استوانه (W) فقط مولكولهايي كه داراي سرعت كاملا مشخص V هستند مي‌توانند بدون برخورد با ديواره‌ها از شيارها عبور كنند. سرعت V را مي‌توان از رابطه زير بدست آورد:

V=LW/q و L/V= φ/W = زمان عبور مولكول از شيار

 φ : تغيير مكان زاويه‌اي بين ورودي و خروجي يك شيار مورب است. استوانه چرخان يك سرعت گزين است، سرعت انتخاب شده با سرعت زاويه‌اي (قابل كنترل) W متناسب است.

نقص توزيع سرعت ماكسولي با نظريه جنبشي
اگرچه توزيع ماكسولي سرعت براي گازها در شرايط عادي سازگاري بسيار خوبي با مشاهدات دارد. ولي در چگاليهاي بالا ، كه فرضهاي اساسي نظريه جنبشي كلاسيك صادق نيستند. اين سازگاري نيز به هم مي‌خورد. در اين شرايط بايد از توزيعهاي سرعت مبتني بر اصول مكانيك كوانتومي ، يعني توزيع فرمي - ديراك (Fermi Dirac) بوز – انيشتين (Bose Einstein) استفاده كرد. اين توزيعهاي كوانتمي در ناحيه كلاسيك ( چگالي كم ) با توزيع ماكسولي توافق نزديك دارند و در جايي كه توزيع كلاسيك با شكست مواجه مي‌شود با نتايج تجربي سازگارند. بنابراين در كاربرد توزيع ماكسولي محدوديتهايي وجود دارد. همانگونه كه در واقع براي هر نظريه‌اي چنين است.
.

منبع: http://www.cloudysky.ir/data/data0121.php

هوپا

http://www.maghaleh.net

موشكها و اجزاي اصلي آنها

 

موشكها و اجزاي اصلي آنها

 

امروزه تعداد متنوعی از موشکها موجود است و اغلب آنها اختلاف عمده‌ای باهم دارند. با این وصف ، موشکها در قسمتهای اصلی تشکیل دهنده شبیه به هم هستند. هر موشک از چهار قسمت اصلی به نام سازه (AIRFAME) ، سیستم هدایت موشک (GUIDANCE SYSTEM) ، کلاهک یا سرجنگی (WarHead) ، بخش پیشران Prou plision unit) یا موتور که نیروی لازم را برای هدایت موشک به جلو و سمت هدف تامین می‌نماید، تشکیل شده است.


اجزای اصلی موشک
بدنه موشک
قطعات بدنه موشک شامل اسکلت که الحاق کننده یا محافظ و نگهدارنده سایر قسمتهای موشک می‌باشد و در واقع اتصال قسمتهای مختلف موشک و استواری آن در حین پرواز در هوا به این قسمت متکی است. شاسی ، خود از بخشهای دیگر به نام بدنه اصلی موشک (Missils Main Body) با بالها و بالچه‌ها تشکیل شده است. سیستم هدایت ، موشک را به سوی هدف یا محوطه آن سوق می‌دهد.

وقتی موشک به شعاع مشخصی از هدف رسید، سرجنگی که قسمت از موشک و حاوی مقدار مشخصی از مواد منفجره می‌باشد ، منفجر و باعث انهدام و صدمه زدن به هدف می‌شود. بدنه اصلی موشک معمولا به شکل لوله از جنس محکم و از فلز سبک مانند آلومینیوم با دیگر فلز است که در مقابل درجه حرارت زیاد و فشارهای بالا (که در حین پرواز در هوا به موشک وارد می‌شود.) مقاوم باشد، ساخته می‌شود.

بالهای موشک (Wings)
بالها در اطراف و بیرون بدنه اصلی قرار گرفته‌اند و نیروی اصلی جهت پرواز در هواست تامین می‌نماید. لبه جلویی بالها به لبه مقاوم ، لبه عقبی آن به لبه فرار (Trailing EDGE) و بالای آن تیپ (TIP) گفته می‌شود.

بالکهای موشک (FINS)
بالکها کوچکتر از بالها بوده و بطور معمول در قسمت عقب موشک قرار می‌گیرند، ولی در بعضی از موشکها در قسمت جلو بدنه طراحی شده است. هدف از به کارگیری بالک ، متعادل نگهداشتن موشک و تامین پدیداری آن (انطباق محور موشک با زاویه حرکت) ، در مسیر پرواز می‌باشد به همین علت به بالکها ، تثبیت کننده نیز اطلاق می‌شود.

سیستم هدایت و کنترل موشک (Guidance and control system)
سیستم هدایت یکی از بخشهای عمده موشک است و کار هدایت موشک از محل روانه‌ سازی و پرتاب تا بخشی از مسیر و یا هدف را به عهده دارد. بعضی از موشکها از هدایتهای مختلفی ، در قسمتهای مسیر استفاده می‌کنند. سیستمهای هدایت جهت انجام وظایف مربوط ، دارای قسمتهای زیر می‌باشد

هدایت حساسه
این قسمت به انواع مختلف انرژی نظیر حرارت ، روشنایی ، امواج الکترومغناطیسی ، صدا و یا حرکت مکانیکی را تشخیص می‌دهند. این وسایل (حساسه‌ها) انرژی دریافتی را تجزیه و تحلیل کرده و به شکلی بکارگیری در می‌آورند و آنها را به قسمتهای مربوطه نظیر شتاب ‌سنجها به کامپیوتر ارجاع می‌دهند.

کامپیوتر
اطلاعات را از حساسه‌ها دریافت و آنها را پردازش می‌نمایند. خروجی به نحوی است که قابل دریافت و واکنش مناسب بوسیله قسمتهای کنترل باشد. این قسمت در واقع مغز موشک تلقی می‌شود. زیرا اطلاعات لازم برای قسمتهای داخلی و سطوح کنترل از این بخش صادر می‌شود.

کلاهک یا سرجنگی
سرجنگی که به آن کلاهک جنگی گفته می‌شود، از مهمترین بخشهای موشک بوده و هدف از طراحی موشک یا راکت ، (به عنوان تسلیحات نظامی) در واقع رساندن این قسمت به هدف و یا نزدیک آن است که با انجام عمل هدف آسیب یا منهدم می‌شود. اغلب محل قرار گرفتن این بخش جلو مورد نظر است. در صورتی که وقتی بحث کلاهک جنگی در اینگونه سلاحها باشد، محلی غیر از دماغه موشک مورد نظر است.

این بخش در موشک‌ها اکتشافی یا عملی شامل تجهیزاتی است که برای مثال به منظور جمع‌آوری اطلاعات جوی ، عکسبرداری جمع‌آوری اطلاعات علمی و سرانجام عملیاتی نظیر قرار دادن ماهواره در مدار زمین می‌باشد که به علت اهمیت این بخش شاخه علمی به نام «بالستیک انتهایی» بوجود آمده و موضع آن طراحی سرجنگی‌های مختلفی با توجه به اهداف متفاوت است.

انواع سرجنگی متعارف
سرجنگی انفجاری
سرجنگی متلاشی یا ترکشی
سرجنگی با خرج شکل‌دار
پیشران (موتور)
موتور یکی از بخشهای عمده موشک است که نسبت به سایر قسمت‌ها هزینه و دقت زیادی صرف تکمیل آن شده است. کار این قسمت ایجاد نیروی محرکه لازم (برای اینکه موشک مسافت مشخصی را طی نماید) می‌باشد. انواع موتور موشکها با توجه به سوخت و مکانیزم طراحی و ساختشان به قسمتهای مختلف تقسیم می‌شود.

تعداد زیادی از موتورهای موشک برای تولید نیرو اکسیژن مصرف می‌کنند این اکسیژن ممکن است مستقیما از اتمسفر که پرواز می‌کنند دریافت کنند و یا از اکسیژن تحت فشار که با خود حمل می‌کنند و یا از اکسیژن مواد سوختی (سوخت جامد)

دریافت می‌کنند. این عامل سبب می‌شود که موشکها در خارج از جو نیز حرکت کنند.

موتورهای جت

 

موتورهای جت

با توجه به پیشرفت و فناوری، صنعت حمل و نقل و مسافربری نیز در چندین دهه گذشته دچار تحولات شگرفی از جمله اختراع قطارهای سریع السیر، کشتی های مسافربری چندین طبقه همراه با امکانات فراوان و خاص هواپیما های مسافربری غول پیکر وهواپیماهایی با موتور ما فوق صوت که در یک دوره زمانی، از آنها به عنوان مسافر استفاده شده می توان بنام برد. ولی موتورهای جت چه هستند و چگونه کار می کنند یک موتور جت، بوسیله تخلیه سریع سیال ها برای ایجاد انرژی استفاده می کند، مطابق با قانون سوم حرکت نیوتن، این تعریف شامل موتورهای "توربو جت""توربو فن""راکترها""رم جت ها"و "جت های آبی"می شود. ولی به طور عادی و عامیانه کله جت برای "توربین های گازی"استفاده می شود که برای بوجود آوردن جریان سریعی از گازهای خروجی با سرعت بالا استفاده می شدند.تاریخچه ساخت موتور جت به صده اول بعد از میلاد مسیح بر می گردد وقتی که قهرمان اسکندریه، دستگاهی به نام Aeolipile را اختراع کرد. این دستگاه بوسیله دو لوله، بخار را با فشار به طریق یک شی کروی هدایت کرده و بخار بعث چرخیدن این شی کروی به دور محورش می گشت!نیروی محرکه جت ها درست در زمان اختراع راکت در قرن ۱۱ میلادی به وسیله چینی ها شناخته شد. خروجی راکت ها برای آتش بازی در آن زمان استفاده می شد، ولی به تدریج وارد ارتش شده و به عنوان سلاح از آن استفاده شد.ولی مشکلی که در مورد راکت ها وجود داشت، ناکامی بودن آنها برای صنایع هوایی بودو به جای آن موتورخای پیستونی از ۱۹۳۰ ، با انواع و اقسام مختلفشان تنها نوع از نیروی محرکه ای بود که برای طراحان هواپیما باقی مانده بود. ولی به تدریج مهندسان به یک حقیقت تلخ پی بردند و آن هم محدودیت موتورهای پیستونی بود و همین باعث ایجاد انگیزه برای استفاده از پرها و تورین ها شد و در این زمان بود که دانشمندان به فکر اختراع موتور مولد نیروی محرکه کاملا جدید یا بهبود عملکرد موتورهای پیستونی افتادند که در افزایش بازدهی موتورهای پیستونی را محدود دیده و در نهایت تلاشهایشان به اختراع موتورهای توربین گازی که اصطلاحاً موتور جت نامیده می شوند منجر شد که این اختراع مطمئنا ارزش کمتری از اولین پرواز برداران رایت نداشت.در ۱۹۲۹ یک کار آموز به نام Frank Whittle ایده هایی برای تولید توربو جت به مافوق خود ارائه کرد و او در سال ۱۹۳۰ به طور رسمی مخترع این وسیله شناخته شدا. این دستگاه شامل یک کمپرسور گریز از مرکز قطبی بود که از یک کمپرسور محوری دو مرحله ای تغذیه می کرد.آقای Whittle در سال ۱۹۳۷ اقدام به تست اولین توربو جت خود کرد در اوایل تست همه چیز درست به نظر می رسید، ولی پس از تست یک مشکل به وجود آمد و آن خاموش نشدن توربو جت بود و بالاخره معلوم شد که سوخت درون موتور چک می کند و همین باعث روشن ماندن موتور شده تا اینکه تمام سوخت به پایان برسد. همین مشکل باعث به تعویق افتادن ساخت و تکمیل این پروژه وی شد.موتورهای گریز از مرکز از زمان اختراعاتشان در حال تغییر و تحول و بهبود بازدهی بوده اند با پشرفت فن آوری، سرعت چرخش میله اصلی موتور افزایش یافته و قطر کمپرسور گریز از مرکز نیز کاهش یافته است. طول کم این موتورها، یکی از مزایای آنها به شمار می رفت.هیلکوپترها بهترین نمونه های استفاده از این موتورها هستند. ولی یکی از نکات منفی این موتورهای پره های آنهات که می تواند به اجسام خارجی زیان وارد کرده و در عین حال باعث سقوط هلیکوپتر نیز شود.موتورهای امگلیسی به طور وسیع در آمریکا مورد استفاده می شوند که یکی از مشهورترین این موتورها Nene نام داشت که ارتش شوروی سابق نیز از آنها استفاده می کرد.انواع و اقسام مختلفی از موتورهای جت وجود دارند که تمامی آنها نیروی محرکه خود را از خروجی پر سرعت خود می گیرند.در زیر چندین نوع از موتورهای جت را توضیح داده ایم.۱) "موتور جت آبی"آب را با فشار از خروجی های عقب خود خارج کرده و باعث حرکت و به جلو قایق می شود. این موتور قابلیت حرکت در آب های کم عمق را داراست و همچنین زیان رسیار کمی به محیط زیست می رساند، ولی بازدهی بسیار کمتری نسبت به پره ای دارد.۲) "ترمو جت "که اولین نسل از موتورهای جت با تنفس هوا بود که به صورت یک پیستون سور چارجر دار به همراه یک خروجی جت موجود بوده از مزایای این موتور به سرعت بیشتر خروج گازها از خروجی اگزوز کم قدرت بیشتر را در پی داشت می توان اشاره کرد ولی در ضمنت این موتورها بسیار سنگین بودند و همین یکی از معایت بزرگ آنها بود.۳) "توربو فن"که اولین نسل او کمرپرسورهایی بود که یک جریان هوای خروجی را در هسته موتور ایجاد می کردند. این موتورها صدای خیلی کمتری نسبت به موتورهای دیگر به علت بزرگی قطر خروجی خود ایجاد می کنند و به همین دلیل برای هواپیماهایی با سرعت کمتر از صوت از این موتور استفاده می شد ولی این موتور دارای معایبی همچون پیچیدگی زیاد، لوله های و میله ها، موتوری با قطر زیاد و ضرورت حمل تیغه های سنگین بوسیله آن را می توان نام برد. ولی این موتور همچنین مرسوم ترین نوع موتورهای مورد استفاده کنونی می باشند.این موتور هم اکنون در خط های هدایت، مثال بوینگ ۷۴۷ و جت های نظامی استفاده می شود.۴) "راکت"ککه قادر به پیمودن سرعت هایی برابر با چندین ماخ هستند. ورودی هوای غیر پیچیده، شریب تراکم بالا، خروجی ای به صورت ماورای صوت (۵ تا ۶ برابر سرعت صوت) و راحتی تست از مزایای راکت می باشند.۵) ""Ramjet
که هوای ورودی را فشرده کرده و با همان سرعت بیرون می راند. سبکی و سرعت بالا ازمزایا و نیاز بالا برای عملکرد درست و دارا بودن سرعت پایین به علت ضریب تراکم کم از معایب این موتور می باشد.۶) توربو شفت (Turboshaft) در واقع این یک موتور معمول جت نبوده و از توربین های گازی برای حرکت دادن میله ای که پره ها را می چرخاند استفاده می کند که هلیکوپترها با این موتور از زمین بلند می شوند. کارایی بالا در سرعت های پایین و میزان بالا قدرت به وزن از مزایا و سرعت محدود، صدای زیاد پیچیدگی سیستم انتقال نیرو از معایب این موتور می باشند.۷) "پالس جت"(Pulse) Jet ، در این موتور هوا در ابتدا فشرده شده، بعد نوبت به مرحله احتراق رسیده و نیرو تولید می کند. البته این احتراق متناوب بوده و مداوم نمی باشد و در بعضی از مدل ها نیز از سوپاپ استفاده شده است. از مزایای این موتور طراحی بسیار ساده و استفاده آسان از آن در هواپیماهای مدل می باشد.۸) "توربو راکت"(Turbo Racket) ، همانند توربو جت بوده ولی یکی مکنده اکسیژن به منظور ورود اکسیژن برای افزایش قدرت اضافه شده است.از مزایای این موتور به توانایی کار در ارتفاعات زیاد را می توان اشاره کرد.و اما نگاهی داشته باشیم به بعضی از اجزای موترهای جت (این اجزا در اغلب موتورهای جت مورد استفاده قرار می گیرند ) ورودی هوا، قسمت اصلی و اولیه یک موتور جت می باشد. ورودی هوا جز قسمت های ساده موتور یک جت می باشد که از یک دریچه برای ورود هوا تشکیل شده است. برای رسیدن هوا به کمرپرسور موتور و برای عمل فشرده سازی هوا، هواپیما باید با سرعت کمتر از سرعت صوت پرواز کند. در هواپیماهای مافوق صوت فشار هوای ورودی در ابتدا بوسیله یک مانع کم شده و سپس هوا وارد کمپرسور می شود .
▪ کمرپرسور :کمپرسور از چندین طبقه تشکیل شده است که هر طبقه شامکیل چندین پره چرخنده و یک قسمت ثابت می باشد. هر چقدر که هوا بشتر درون کمپرسور حرکت کند، گرم تر و فشارش بیتر می شود. کمپرسور انرژی خود را از توربین می گیرد.
▪ میله (شفت ) :میله قدرت توربین را به کمپرسور منتقل نی سازد و دارای بیشترین طول در درون می تور می باشد. در یک موتور، میله های موجود تا عدد ۳ نیز می رسند و هر کدام از آنها دارای سرعت جداگانه ای می باشند.محفظه احتراق جایست که سوخت با ادغام شدن با هوا احتراق پیدا می کند.
▪ توربین :همچون یک آسیاب بادی عمل کرده و انرژی گازهای خروجی کمپرسور را استخارج و آزاد می نماید. این انرژی برای به حرکت در آوردن کمپرسور بوسیله میله، یافت ها به کار می رود. و همچنین هوای سرد آزده شده از کمپرسور برای سرد کردن تیغه ها و پره های توربینی برای جلوگیری از ذوب شدن آنها به کار می رود.فازل یا اگزوز، گازهای خروجی اگزوز با فشار اتمسفری از این دریچه ها خارج می شوند.
▪ فازل ماورا صورت :مکنده خهای زیر صورت فشار سنج ورودی هوا قطعه ای غیر قابل حذف برای جت هایی با سرعت کمتر از صوت می باشد.ـ در هنگام سکون هواپیما، هوا از تمام جت ها ممکن می تواند وارد مکنده ها شود و حتی از پشت هواپیما ـ در سرعت های پایین وضعیت فرق کرده و هوا حتی به طور مستقیم می تواند وارد ورودی شده و هوای اطراف آن توانایی وارد شدن به ورودی را ندارند.ـ در سرعت های بالا (زیر دیوار صوتی ) هوای مستقیم که به مرکز ورودی نزدیک می شود، وارد ورودی شده، ولی در قسمت بالا و پایین ورودی هوا به طرف بیرون رانده شده و وارد مکنده نمی شود.در طراحی ورودی ها، مهندسان باید دقت بالایی برای طراحی آن برای وارد شدن کمترین فشار به ورودی را به کار گیرند.سیستم خنک کننده، تمامی موتورهای جت به گاز با حرارت بالا برای بهترین بازدهی نیاز دارند به طور معمول سوخت مناسب برای این هدف هیدروکربن و یا هیدروژن تشخیص داده شده اند. درجه حرارت احتراق در بعضیب موارد سوختی تا ۵۰۰۰ فارنهایت بالاتر از درجه ذوب اجسام نیز رسیده است.سیستم هدایتی، یک سیستم بسیار پیچیده در اغلب جت های توربین دار برای خنک کردن تیغه ها، صفحات و پره های توربین به کار می رود.خنک کردن تیغه باله های جت کار آسانی نیست، به خاطر اینکه خنک کردن آن قسمت تاثیر زیادی بر روی آن ندارد. یکی از راه های جلوگیری از گرم شدن تیغه ها به بکار گیری یک عایق برای پوشاندن آنهاست که جنس مخصوص این عایق مانع از گرم شدن آنها، مانع چکیدن روغن و باعث کنترل هوا برای خنک شدن می شود.خنک کردن اجزای موتور همچنین باعث کم شدن فرسودگی گرمایی در مواد می شود.و در نهایت، موتورهای جت ماشین های پیچیده ای هستند که انسان را قادر به جابجایی با سرعت چندین ماخ مینمایند. صنایع هوای تا جایی پیشرفت کردند که دست به ساخت هواپیمای مسافر بری جت درسال ۱۹۶۹ کرده اند. Concorde جت مسافر بری مشهور خطوط هدایتی فرانسه و انگلستان پروازهای خود را از تاریخ ۲۱ ژانویه ۱۹۷۶ آغاز کرده و پس از چندین صانحه هوایی دلخراش از خطوط هوایی کنار گذاشته شد و آخرین پرواز Concorde نیز در تاریخ ۲۶ نوامبر سال ۲۰۰۳ انجام گرفت. از کنکورد تنها ۲۰ فروند ساخته شد.

آیرودینامیک اتومبیل

 

آیرودینامیک اتومبیل

---

اثرهای جریان هوا در اطراف اجسام متحرک تنها به هواپیما سازی خلاصه نمیشود، بلکه با سرعتهایی که اکنون دست یافته اند ، در اغلب شکلهای حرکت ، با مسئله ای به نام مقاومت هوا مواجه اند.
یکی از نمونه های آن رکورد سرعت روی خط آهن است.
بدون مطالعه ی دقیق روی پروفیل آیرودینامیکی موتورهایی که در مقابل باد کمترین مقاومت هوا را متحمل شود ، رسیدن به چنین سرعتهایی نا ممکن بود.



در اتومبیل نیز نتیجه بهتر از این نیست، با این نتیجه ی مستقیم که هر گونه توفیق در مقابل کاهش مقاومت در مقابل پیشروی وسیله ،به کاهش توان لازم و سرانجام کاهش سوخت بازتاب دارد.ولی از طرف دیگر،شکل آیرودینامیکی ایده آل همواره با کیفیت مطلوب از لحاظ جای سرنشینان و راحتی آنان متناسب نیست . همین امر ایجاب میکند که چیزی در بینابین انتخاب شود.
از نظر آیرودینامیکی ،تنها خودروهای مسابقه که به منظور راندن در خط مستقیم و روی پیست مطلقا هموار طراحی میشوند، میتوانند به وضع ایده آل ساخته شوند .
برآیند اثرهای هوا روی اتومبیل را نیز میتوان ،مانند بال هواپیما، به سه نیروی پورتانس کشند،نیروی سوق و رانش تقسیم کرد.
اولی عملا قابل چشمپوشی است ؛ با وجود این لازم است خاطر نشان شود که در اتومبیل های مسابقه که سرعتشان خیلی زیاد است ، در جستجوی پورتانس کم ولی ضعیفند تا موجب شود اتومبیل بیشتر به زمین بچسبد.
نیروی سوق در واقع وارد خط محاسبه نمیشود، مگر به مقدارهای خیلی مهم مولفه ی جانبی سرعت باد .بر عکس ، کشند با مجذور سرعت اتومبیل متناسب است ومساحت مترکوپل ، حتی در مورد اتومبیلهای سری معمولی، نقش عمده بازی میکند.
مطالعه روی شکل بالها و بدنه ی هواپیما به ما نشان داده است که با افزایش پروفیل (پروفیل لایه ای، بدنه های خیلی کشیده)میتوان از حضور کنش در اطراف جسم پیشگیری کرد.
در مورد اتومبیل نیز چنین است ، یعنی جسم دوکی شکل که نسبت طول بر قطر در آن حدود 3 خواهد بود.در این حالت، رشته های هوایی که از جسم فاصله گرفته بودند به دیواره ی جسم میچسبند و در عقب به هم ملحق میشوند؛در این صورت ، کشند عملا تنها کشند اصطکاک است وکشند شکل تقریبا صفر است. بنابراین، تمام هنر دانشمندان آیرودینامیک تطبیق این شکل نظری با نیازهای سرنشینان اتومبیل است.
مطالعه شکلهای مختلف اتومبیلها در طول دهه های اخیر به تکاملهای زیر انجامیده است :

_آیرودینامیکی کردن لوازم گوناگون مانند چراغها،چرخها ...
_قرار دادن سپر در خط کلی اتومبیل
_پروفیلاژ عقب اتومبیل
_از بین بردن یالهای زنده یا تیز.

ژاك لاشنیت(كاشیگر)

 

 

 

تئوري‌ حركت‌ سيال‌

از مشخصات‌ سيال‌ و حركت‌ آن‌ مي‌توان‌ فشار، تنش‌ برشي‌، دانستيه‌، درجه‌ حرارت‌، سرعت‌ و شتاب‌ را برشمرد بررسي‌ نظري‌حركت‌ سيال‌ به‌ معني‌ محاسبه‌ اين‌ مشخصات‌ با توجه‌ به‌ شرايط‌ اوليه‌ و مرزي‌ هر مسئله‌ است‌ كه‌ از حل‌ معادلات‌ اساسي‌ جريان‌ وروابط‌ بين‌ مشخصات‌ ترموديناميكي‌ و مكانيكي‌ سيال‌ بدست‌ مي‌آيد. به‌ خاطر صرفه‌ جويي‌ در هزينه‌ها و امكان‌ پذيري‌ آزمايش‌حتي‌ المقدور سعي‌ مي‌شود بر روي‌ نمونه‌ با اندازه‌ كوچكتر آزمايش‌ صورت‌ داد كه‌ در اين‌ صورت‌ بايد شرايط‌ مكانيكي‌ مشابه‌ ايجادكرد كه‌ شرط‌ لازم‌ و كافي‌ براي‌ وجود تشابه‌، تشابه‌ هندسي‌ بين‌ مدل‌ و اصل‌ و برابري‌ اعداد بي‌ بعد جريان‌ است‌. عدد بي‌بعد هم‌ دراكثر موارد عدد رينولدز Re است‌ كه‌ در صورت‌ نبودن‌ اثر تراكم‌ پذيري‌ و ثقلي‌ (كه‌ در مورد خودرو چنين‌ است‌) مي‌توان‌ نيروها وكميات‌ بي‌ بعد مربوط‌ به‌ اثرهاي‌ گفته‌ شده‌ بالا را تابعي‌ از آن‌ دانست‌.

نيروها و كشتاورهاي‌ منتقل‌ شده‌ به‌ بدنه‌ يا در آزمايش‌ مستقيم‌ بدست‌ مي‌آيد و يا از انتگرال‌گيري‌ تنش‌ برشي‌ و فشارهاي‌ محاسبه‌شده‌ بر روي‌ بدنه‌ حاصل‌ مي‌شود. ويژگي‌ جريانهاي‌ با عدد رينولدز زياد آن‌ است‌ كه‌ تغيير سرعت‌ شديد و در نتيجه‌ تنش‌ برشي‌، تنهادر ناحيه‌اي‌ بسيار نزديك‌ به‌ بدنه‌ پيش‌ مي‌آيد و به‌ جز در اين‌ ناحيه‌ و ناحيه‌هايي‌ در پشت‌ جسم‌ كه‌ جريان‌ اين‌ لايه‌ پخش‌ مي‌شود،مي‌توان‌ جريان‌ را بدون‌ را بدون‌ اصطكاك‌ در نظر گرفت‌ لايه‌ نزديك‌ به‌ ديواره‌ موسوم‌ به‌ لايه‌ مرزي‌ بوده‌ كه‌ در ابتدا جسم‌ هميشه‌ آرام‌و بسته‌ به‌ شرايط‌، در جايي‌ روي‌ جسم‌ مي‌تواند توربولانت‌ شود. اين‌ لايه‌ نازك‌ نقش‌ عمده‌اي‌ بر نيروهاي‌ ايروديناميكي‌ داشته‌ وبويژه‌ هنگاميكه‌ از روي‌ جسم‌ جدا مي‌شود (جدايي‌ لايه‌ مرزي‌) تأثير عمده‌اي‌ بر كل‌ ميدان‌ جريان‌ و آثار آن‌ مي‌گذارد.

در بررسي‌ نظري‌ جريان‌، ابتدا وجود لايه‌ مرزي‌ ناديده‌ گرفته‌ مي‌شود و جريان‌ را بطور غير چسبنده‌ (بي‌ اصطكاك‌) مطالعه‌ مي‌كنند وسرعت‌ فشار وارد بر بدنه‌ را بدست‌ مي‌آورند. سرعت‌ و فشار بدست‌ آمده‌ را سرعت‌ و فشاربر روي‌ لايه‌ مرزي‌ روي‌ جسم‌ مي‌گيرند.اين‌ سرعت‌ و فشار نقش‌ اساسي‌ بر شكل‌گيري‌ و ماندگاري‌ لايه‌ مرزي‌ روي‌ بدنه‌ دارد.

از پديده‌هاي‌ مهم‌ جريان‌ خارجي‌ جدايي‌ لايه‌ مرزي‌ است‌، و آن‌ در قسمت‌ هايي‌ پيش‌ مي‌آيد كه‌ تغيير فشار بر روي‌ بدنه‌ مثبت‌ و از حدي‌ بيشتر باشد.

جريان‌ روي‌ استوانه‌، نمونه‌اي‌ است‌ كه‌ مي‌توان‌ اين‌ پديده‌ و آثار آن‌ را نشان‌ داد. در حالت‌ (b) عدد رنيولدز 105 *Re=1.9 كه‌ لايه‌ مرزي‌ آرام‌ بوده‌ و از روي‌ بدنه‌جدا شده‌ است‌ و در حالت‌ (C) عدد رينولدز 105*Re=6.7 لايه‌ مرزي‌ ابتدا توربولانت‌ شده‌ و سپس‌ جدا شده‌ است‌. ديده‌ مي‌شودكه‌ اولاً با جدا شدن‌ لايه‌ شكل‌ جديد و واقعي‌ جريان‌ بدست‌ مي‌آيد. ثانياً شكل‌ جريان‌ و محل‌ جدايي‌ بستگي‌ به‌ توربولانت‌ شدن‌لايه‌ مرزي‌ و يا عدد Re دارد.

براي‌ اين‌ منظور بدنه‌ خودرو به‌ گونه‌اي‌ طراحي‌ مي‌شود كه‌ محل‌ جدايي‌ لايه‌ در محلي‌، براي‌ مثال‌ بالاي‌ شيشه‌ عقب‌ ثابت‌ بماند.شيب‌ سقف‌ تا محل‌ شيشه‌ عقب‌ را بايد بنحوي‌ ساخت‌ كه‌ ضمن‌ بازيافت‌ بيشتر فشار، جريان‌ نيز بر روي‌ بدنه‌ بماند و از روي‌ شيشه عقب‌ جدا شود.

روش‌هاي‌ اندازه‌گيري‌ ممانها نيروهاي‌ آيروديناميكي‌ (روشهاي‌ اندازه‌گيري‌ و محاسبه‌ نيروهاي‌ وارد برخودرو)

مقدار دقيق‌ ممانها و نيروهاي‌ آيروديناميكي‌ وارده‌ بر بدنة‌ خودرو معمولاً در تونل‌ توسط‌ بالانس‌ آيروديناميكي‌ بدست‌ مي‌آيد. يك‌سيستم‌ داراي‌ محورهاي‌ مستطيلي‌ است‌ كه‌ بعنوان‌ سيستم‌ مختصات‌ استفاده‌ مي‌شودكه‌ مركز آن‌ در مركز نقاط‌ برخورد (تماس‌)چرخهااست‌ و بستگي‌ به‌ خودرو و سيستم‌ مختصاتي‌ بكار گرفته‌ شده‌ در ديناميك‌ خودرو دارد (مانند خصوصيات‌ فني‌ ديناميك‌خودرو) به‌ همين‌ علت‌ انتقال‌ داده‌ها از يك‌ تونل‌ باد با همان‌ نشانه‌ها و خواص‌ براي‌ مطالعه‌ اثرات‌ نيروها و ممانهاي‌ آيروديناميكي‌روي‌ خواص‌ حركتي‌ امكانپذير است‌. اما اين‌ سيستم‌ مختصاتي‌ با سيستم‌ مورد استفاده‌ در علوم‌ هوا- فضا متفاوت‌ است‌ زيرامحورهاي‌ x و z داراي‌ جهات‌ متفاوتي‌ هستند.

اما اينكه‌ بالانس‌ تونل‌ باد چگونه‌ است‌ به‌ بررسي‌ آن‌ مي‌پردازيم.

بالانس‌ تونل‌ باد

مهارت‌ بالانس‌ تونل‌ باد عبارتست‌ از اندازه‌گيري‌ ممانها و نيروهاي‌ آيروديناميكي‌ عمل‌ كننده‌ روي‌ خودرو و تجزيه‌ آن‌ به‌ سه‌ مؤلفه‌سيستم‌ مختصاتي‌ (بالانس‌ شش‌ مؤلفه‌اي‌). توسط‌ جريان‌ متقارن‌ (زاويه‌ برخورد 0=b )نيروها فقط‌ در جهات‌ x و z و ممان‌ در جهت‌ yبوجود مي‌آيند، مقياس‌ سه‌ مؤلفه‌اي‌ براي‌ تحليل‌ ساده‌تر خواهد بود. براي‌ اندازه‌گيري‌ دقيق‌ ممانها و نيروها، بالانس‌ تونل‌ باد بايدداراي‌ خصوصيات‌ زير باشد.

1- ساختار بالانس‌ نبايد اجازة‌ عبور جريان‌ در اطراف‌ خودرو را بدهد. اگر از يك‌ وسيله‌ كمكي‌ استفاده‌ شود (مانند اتصال‌ خودروبه‌ يك‌ پايه‌) تأثيرآن‌ روي‌ نتايج‌ بايد قبلاً تعيين‌ شود تا بتوان‌ مقادير را تصحيح‌ كرد.

2- وضعيت‌ خودرو در حين‌ اندازه‌گيري‌ نبايد تغييري‌ داشته‌ باشد.

3- از آنجا كه‌ نيروهاي‌ بالابر آيروديناميكي‌ كه‌ بايد محاسبه‌ شوند تنها جزيي‌ از وزن‌ خودرو هستند براي‌ دقت‌ بيشتر بايد نيروهاي‌در جهت‌ محورz توسط‌ وزنه‌هاي‌ مجازي‌ جبران‌ شوند.

4- اگر اندازه‌گيريها تحت‌ زاويه‌ برخورد صورت‌ مي‌گيرند، بالانس‌ بايستي‌ حول‌ محور z قابليت‌ چرخشي‌ داشته‌ باشد.

5- انتقال‌ نيرو بين‌ جسم‌ تحت‌ آزمايش‌ و تجهيزات‌ تنظيم‌ نيرو بايد بدون‌ اصطكاك‌ و هيسترزيس‌ باشد. به‌ اين‌ علت‌ استفاده‌ ازاجزاء دقيق‌ مانند تركيبات‌ نوك‌ تيز و شيار دار، لوله‌هاي‌ الاستيك‌ يا ياتاقانهاي‌ نيوماتيكي‌ و هيدروستاتيكي‌ و...ضروري‌ است‌.

در حال‌ حاضر بالانسهاي‌ اتوماتيك‌ داراي‌ بيشترين‌ استفاده‌ هستند. براي‌ مدت‌ زمان‌ طولاني‌ از بالانسهاي‌ ميله‌اي‌ (beam-scade)استفاده‌ مي‌شد كه‌ اجزاء آنها عبارتند از ميله‌هاي‌ بالانس‌ با قابليت‌ تنظيم‌ از طريق‌ برق‌.

وقتي‌ ميله‌ به‌ سمت‌ پائين‌ حركت‌ مي‌كند، يك‌ موتور بصورت‌ اتوماتيك‌ وزن‌ موثر را در جهت‌ خلاف‌ آن‌ تغيير مي‌دهد تاميله‌ دوباره‌بالانس‌ شود. روش‌ دقيق‌تر و سريعتر اندازه‌گيري‌ نيروها عبارتست‌ از سلولهاي‌ الكتريكي‌ (electricload cell) داراي‌ دقت‌ بالا.

اين‌ روش‌ها هم‌ اكنون‌ در بالانس‌ تونلهاي‌ بادي‌ پيشرفته‌ استفاده‌ مي‌شوند زيرا داراي‌ ظرفيت‌ بالا و مصرف‌ كم‌ انرژي‌ هستند.

 

http://www.daneshju.ir

آیرودینامیک

 

آیرودینامیک

---

از کوششهای اولیه روی پرواز در زمانهای قدیم که بیشتر بر باورهای افسانه ای پا گرفته اند تا دانش هر چند نا استوار آیرودینامیک بدون توقف می گذریم .
در واقع اولین تعریفهای مفید برای آگاهی از قوانین حاکم بر حرکت جسم در شاره در سده ی شانزدهم به هنگام پایه گذاری مکانیک بیان شد.
گالیله اولین کسی است که در جریان مطالعه ی حرکت آونگ به مقاومت هوا پی برد. او متوجه شد که حرکت آونگ بتدریج کند میشود و کوشید رابطه ی بین سرعت ومقاومت هوا راتعین کند. آزمایش گالیله عبارت بود از دو آونگ همانند که از دو کره ی با وزن یکسان آویزان از نخهای با طول برابر تشکیل میشدند.یکی را به اندازه ی 10 درجه و دیگری را به اندازه ی 160 درجه از وضع قائم منحرف و سپس رها کرد.بعد از مدت معینی تعداد نوسانهایی که آونگها انجام داده بودند با هم برابر بود.
گالیله با توجه به نسبت سرعتها 1 و 16 فکر کرد مقاومت هوا با سرعت متناسب است .
اما تنها نیوتن بود که قانون تناسب مقاومت هوا با مجذور سرعت مجذور ابعاد خطی جسم و چگالی هوا را بیان کرد.
به علاوه این دانشمند انگلیسی اساس کار اتاق دمش را ریخت که سه قرن بعد تحقق یافت.
بعدها برای سرعتهای بالاتر نادرستی متناسب بودن مقاومت هوا با مجذور سرعت به اثبات رسید.در واقع آزمایشهای حرکتهای پرتابی نشان داد که مقاومت هوا در مقابل پیشروی پرتابه ها خیلی بیش از مجذور سرعت افزایش می یابد .
از همان هنگام کوششهای مربوط به پیشبرد هیدرودینامیک و مکانیک نظری سیالات در جریان نیمه دوم قرن هجدهم و تمام قرن نوزدهم به پیشرفت های بزرگی نایل آمد.
نتایج کارهای دانشمندان نامور زمان عبارت بودند از :
برنولی که قضیه مهمی را بیان داشت که بر جریان شاره های غیر قابل تراکم حاکم است و بعدا به قضیه ی برنولی معروف شد.
اویلر که به مطالعه ی هیدرودینامیک علاقه مند شد و بدین طریق توانست چندین قانون بنیادی مکانیک سیالات را اثبات کند و همچنین اوست که نظریه ی مقاومت سیال را روی جسم در حال حرکت بر اساس فشار بیان داشت.
لاپلاس فرمول درست سرعت انتشار صوت در هوا را پیدا و ثابت کرد که سرعت صوت در هوا با جذر دمای مطلق هوا متناسب است.
در جریان قرن نوزدهم برای اولین بار پرتابه ها وارد توپخانه ها شدند وبدین سان مطالعه روی پدیده های فراصوتی آغاز شد.آزمونهای تیراندازی بویژه در فرانسه تا سرعتهای حدود 1500 متربر ثانیه انجام میگرفت.در جریان همین آزمایشها بود که ماخ _فیزیکدان اتریشی_در جسمی که با سرعت فرا صوت حرکت میکرد موجهای شوک را کشف کرد.روش استریوسکوپی مشاهده جریانهای فراصوتی که ماخ آن را ابداع هنوز هم مورد استفاده است .
حدود قرن اخیر اندیشه ی ساخت هواپیماهای دقیقتر مطرح شد و ماکتهای اولیه ی هواپیما بیشتر مدیون مطالعه روی پرواز پرندگان است.

جورج کیلی پروفیلی طراحی کرد که شاید اولین پروفیل بال از روی آن ساخته شده باشد و شکل آن بر اساس برش عرضی ماهی قزل آلا طراحی شده بود.
به موازات این کوششهای نظری نخستین دستگاه های آزمایشهای آیرودینامیکی ساخته و بکار گرفته شد .در سال 1871 ونهام ودر سال 1891 فیلیپ در انگلیس اتاقهای دمش را ساختند.بعدا ژوکوفسکی در روسیه و راتو و ایفل در فرانسه به همین کار پرداختند.ایفل بحق یکی از پیشگامان این راه شد .او روشهای فنی آزمایشی را بنا نهاده است که امروزه نیز از آنها استفاده می شود.ایفل برای اندازه گیری مقاومت هوا روی صفحات تخت در سال 1910 برج معروف ایفل را ساخت.
از این زمان است که بسط نظری آیرودینامیک با ساخت هواپیما دوش به دوش هم پیش میرود.پیشرفت در اولی موجب تکمیل و تصحیح در دومی میشود.
در سال 1920 پرانتل آلمانی نظریه ی پورتانس را بیان کرد و به شرح رفتار جریان هوا پرداخت.



در طول جنگ 1939- 1940 نشانه های اولیه ی ورود به ناحیه ی سرعتهای دور و بر سرعت صوت با هواپیماهای ملخی خیلی سریع مانند اسپیت فایر(سیخ آتش) در جریان خیزهای قائم به ظهور پیوست.ظهور هواپیماهای مجهز به موتورهای واکنشی (جت) این پدیده را خیلی روشن تر کردند و از سال 1945 برنامه های وسیع پژوهشی روی جریانهای سریع نزدیک به سرعت صوت در اتاقهای دمش ریخته شد.نتایج بدست آمده اجازه دادند که شکل و رفتار آیرودینامیکی هواپیماها را در اطراف سرعت صوت تکمیل و تصحیح کنند و به سرعتهای فرا صوتی بزرگ دست یابند.




در طرحهای نظامی سرعت عادی هواپیماها به 3 ماخ میرسد و مطالعه ی آیرودینامیکی هواپیماهای حمل ونقل بازرگانی با همین کیفیت در جریان تکامل است.
تکامل موتورهای ویژه ای که سرعت برخی از آنها به چند هزار کیلومتر در ساعت میرسد به مطالعات پیشرفته تری نیازمند است مسایل جدیدی را مطرح ساخته اند که وجود اتاقهای دمش با تجهیزات کاملتر و شرایط جدید پرواز را ضروریتر میسازند.

ژاک لاشنیت (ترجمه ی کاشیگر)

http://www.daneshju.ir