مهندسی سیستمهای انرژی

فرهنگ سازی و آموزش در زمینه مدیریت بهره ور انرژی، تاسیسات مکانیکی، نقشه کشی صنعتی و تبرید و سردخانه

شدت انرژی


مصرف سرانه انرژی به تنهایی نمی‌تواند شاخص گویایی برای مقایسه مصرف انرژی در کشورها باشد. مثلا شاید علت بیشتر بودن مصرف سرانه انرژی در ایران نسبت به پاکستان، آن باشد که صنایع بیشتری در ایران مشغول به کارند.

یکی از شاخص‌های معتبر دیگر برای ارزیابی روند مصرف انرژی در کشورها، «شدت انرژی» است. شدت انرژی از تقسیم مصرف نهایی انرژی بر تولید ناخالص داخلی محاسبه می‌شود و نشان می‌دهد که برای تولید مقدار معینی از کالاها و خدمات، چه مقدار انرژی به کار رفته است. با مقایسه این شاخص در سال‌های مختلف و میان کشورها می‌توان روند استفاده از منابع انرژی در فرایند تولید ملی کشورها را ارزیابی کرد.

 البته این شاخص تحت‌تأثیر عواملی از جمله شرایط آب و هوایی، جغرافیایی و ساختار اقتصادی که ارتباطی با مصرف بهینه انرژی ندارند، نیز هست. برای مثال چنانچه ساختار اقتصادی یک کشور از واردات برخی محصولات به سمت تولید داخلی آنها حرکت نماید و این تولید مستلزم به کارگیری انرژی زیاد باشد، نمی‌توان این افزایش مصرف انرژی را به عدم‌استفاده بهینه از انرژی مربوط دانست بلکه تغییرات ساختاری اقتصاد که در جهت توسعه اقتصادی نیز بوده، منجر به این افزایش مصرف شده است.

آمار نشان می‌دهد شدت مصرف انرژی در ایران حتی در مقایسه با کشورهای نفت‌خیز، بسیار بالاتر است. اما با توجه به مقادیر شدت انرژی براساس محاسبه تولید ناخالص داخلی به روش برابری قدرت خرید، ایران از لحاظ مصرف انرژی به‌منظور تولید کالاها و خدمات وضعیت بهتری دارد اما کماکان جزء کشورهای با شدت انرژی بسیار بالا محسوب می‌شود. در حالی که در سطح جهان به‌طور متوسط برای تولید یک میلیون دلار ارزش افزوده حدود 128تن معادل نفت خام، انرژی مصرف می‌شود، این رقم در ایران نزدیک به 2برابر است

+ نوشته شده در  دوشنبه چهارم فروردین 1393ساعت 18:3  توسط مجید اسدنیا  | 

نقشه کشی صنعتی 3

با سلام

فایل روش تبدیل نقشه اینچی به میلیمتری را از آدرس زیر دانلود کنید:

http://uplod.ir/25lp4p56q9j6/تبديل_نقشه_اينچي_به_ميليمتري.PDF.htm

+ نوشته شده در  چهارشنبه ششم آذر 1392ساعت 8:42  توسط مجید اسدنیا  | 

رسم فنی 5

با سلام

کتاب راهنمای اتصالات فولادی را از آدرس زیر دانلود کنید:

http://uplod.ir/ex2ak7ehzppo/راهنمای_اتصالات_در_ساختمان_های_فولادی.pdf.htm

+ نوشته شده در  چهارشنبه ششم آذر 1392ساعت 8:37  توسط مجید اسدنیا  | 

تمرین درس استاتیک

با سلام

۱ - آدرس های ذیل را جدا جدا در محل آدرس کپی کنید:

http://uplod.ir/8unvlr6mgo41/Untitled-1.jpg.htm
http://uplod.ir/kpstdeb9wgey/Untitled-2.jpg.htm
http://uplod.ir/56ktrb5brung/Untitled-3.jpg.htm

2 - در پنجره بعد روی عبارت (ایجاد لینک دانلود) دابل کلیک کنید.
+ نوشته شده در  شنبه هجدهم آبان 1392ساعت 21:32  توسط مجید اسدنیا  | 

تمرین درس کتیا

با سلام

۱ - لطفا روی آدرس ذیل دابل کلیک کنید:

http://uplod.ir/7ljhchiez1y3/part_design-016.pdf.htm

۲ - در پنجره بازشده روی عبارت (دانلود رایگان) زیر ساعت دابل کلیک کنید.

۳- در پنجره بعد روی عبارت (ایجاد لینک دانلود) دابل کلیک کنید.

+ نوشته شده در  جمعه هفدهم آبان 1392ساعت 12:20  توسط مجید اسدنیا  | 

انرژی جزر و مد


ترجمه: مهندس عرفان کسراﻳﻰ

erfankasraie@yahoo.co.uk

مقدمه:

 

نیروهای گرانشی مابین ماه  و خورشید و زمین  سبب بالا و پایین رفتن منظم آب اقیانوس ها در سراسر جهان گردیده که نتیجه آن امواج جزر و مدی می باشد. ماه نیرویی بیش از دو برابر نیرویی که خورشید بر امواج جزر و مد ﺗﺄثیر می گذارد اعمال می کند. در نتیجه جزر و مد به وضوح تابعی است از گردش ماه به دور زمین . ایجاد موج در روز و سیکل جزر در سطح هر جزئی از اقیانوس وجود دارد. دامنه ارتفاع موج  جزر و مد در اقیانوسهای آزاد در جایی که چندین سانتی متر آشفتگی در مرکز موج بالغ بر صدها کیلومتر آشفتگی می شود بسیار کم است.

 

به هر حال موج می تواند مطابق دستورالعمل خاصی زمانی که به نواحی اقلیمی می رسد افزایش پیدا کند و حجم عظیمی از آب را به فواصل کوچک رودخانه ها و دهانه ی رودها در وار ساحلی سرازیر ماید.                                                                                                        

 

برای نمونه جزرومد در دهانه رودخانه  فاندی در کانادا با دامنه ای در حدود ۱۶و ۱۷ متر از کرانه دریا در دنیا ازسایر نواحی بیشتر است.                                                                  

 

جزر و مدهای عظیم از این نوع را در سایر نواحی در سراسر جهان می توان مشاهده نمود. نظیر کانال بریستول در انگلستان. ساحلکیمبرلی در استرالیا و دریای اخوستسک در روسیه. جدول 1 شامل گستره ی دامنه ی جزر و مد در مناطق با موج بلند است.                                           

 

اغلب جزر و مدهای ساحلی کشندی شامل دو طغیان و دو فروکش با یک دوره نیم روزی دوازده ساعت و بیست و پنج دقیقه ای هستند. از این رو  برخی از سواحل وجود دارند که در آنجا جزر و مد تا دو مرتبه از لحاظ زمان جزر و مد  روزانه طولانی تر هستند یا اینکه دست کم تلفیقی از هر دو با اختلاف و نابرابری روزانه. اما به هر حال همیشه در دورهء روزانه یا نیم روزی ثابت هستند. میزان جزر و مد  در هر ماه قمری متغیر است. بلندترین جزر و مد ها جزر و مدهای بهاری نامیده می شوند که زمانی رخ می دهد که ماه و زمین و خورشید از نظر موقعیت مکانی  در یک خط مستقیم قرار می گیرند. (استقرار نقطه سه گانه)                                                                                                                           

 

 یا کهکشند نامیده می شوند. و زمانی رخ می دهند که (neap)  کوتاهترین جزر و مد ها

 

ماه و زمین و خورشید در زوایای قائم نسبت به یکدیگر قرار بگیرند. (تربیع ماه)

 

ایزاک نیوتن پدیده نخست را چنین فرموله کرد " هر روز اقیانوس می بایست دو مرتبه طغیان و فروکش کند و بیشترین ارتفاع آب نیز باید قاعدتاً در ساعت سوم پس از نزدیک شدن به نیمروز ظهر آن مکان اتفاق بیفتد."

 

نخستین جدول جزر و مدی به همراه پیش بینی رویداد دامنه جزر و مد توسط نیروی دریایی انگلستان در سال 1833 میلادی متتشر گردید. هرچند اطلاعات راجع به نوسانات جزر و مد

 

مدتها پیش از آن و در قرن چهارده میلادی در دسترس بود.

 

طغیان و فروکش جزر و مد در طول خط ساحلی منطقه می تواند به صورت زیر توضیح داده شود: ارتفاع کم موج جزر و مد از صدها کیلومتر در سطح اقیانوس ها براساس چرخش به دور زمین تا زمانی که امواج در آن اقلیم به لب دریا برخورد نماید زیر ماه امتداد پیدا می کند.

 

جرم آب توسط گرانش ماه کشیده می شود و دهانه رودخانه ها را پر می نماید. جایی که این جرم آب هیچ راهی برای گریز و پراکنده شدن در اقیانوس نمی یابد این امر به تداخل امواج و انباشته شدن آب در دهانه رودخانه ها منجر می شود. در نتیجه سطح آب بالا می آید (سیکل جزر و مد)

 

جزر و مد در مسیر حرکت ماه مجدداً فروکش می کند و از سمت اقیانوس دور شده به زمین نزدیک می شود و اثر این گرانش روی آب اقیانوس ها تدریجاً کاهش پیدا می کند. (سیکل فروکش) 


 

 

توضیحات فوق تنها یک بیان شماتیک از گرانش ماه بود که بر اساس عوامل ﺗﺄثیرگذار در کشند و جزر و مد امواج بیان گردید.

 
 

سایر عوامل که در گستره موج ﺗﺄ ثیر می گذارند عبارتند از: کشش خورشید نیروهای سانتریفوژی چرخشی در نتیجه گردش زمین و در برخی از موارد رزونانس و تشدید محلی خلیج دهانه و مدخل رودخانه ها.

 

انرژی امواج

 

انرژی امواج جزر و مد مشتمل بر دو ﻤﺅلفه است که پتانسیل و جنبشی نامیده می شوند. انرژی پتانسیل معادل کاری است که جرم آب را از سطح اقیانوس ها بلند می کند و به سمت خود میکشد.

 

این انرژی می توان از رابطه زیر محاسبه گردد:

 

 

 

 

که در آن  بیانگر انرژی

 

بیانگر شتاب گرانشی  g

 

و ρ نمایانگر دانسیته و چگالی آب دریا که برابر با جرم واحد حجم می باشد

 

 سطح در نظر گرفته شده A

 

بردار عمودی از سطح اقیانوس Z

 

دامنه موج  h و

 

برای آب دریا بطور میانگینمی باشد.

 

 که برای سیکل موج یک متر مربع از سطح اقیانوس می توانیم داشته باشیم:

 

 

یا

 

 

آب بیانگر ظرفیت و توانایی آن برای انجام کار با مشخصه سرعت  m  جرم T   انرژی جنبشی

 

می باشد که با رابطه V

 

 

تعریف می گردد.  

 

دانستن انرژی پتانسیل موج به منظور طراحی اصولی  نیروگاه موجی که از سد آب و ایجاد مصنوعی ارتفاع اجباری بهره می گیرد بسیار مهم است.

 

برخی از نیروگاهها از انرژی پتانسیلی که از ارتفاع گیری آب و سپس فرو ریختن آن ایجاد می شود بهره برداری می کنند. جهت طراحی نیروگاههای شناور یا دیگر انواع نیروگاههای موجی

 

باید بدانیم در مقایسه انرژی جنبشی موجی که از آن نوع نیروگاهها بدست می آید در اینجا  انرژی موجی جریانات افقی آب  توسط جریانات موج آب ایجاد و مهارمی شود و مانند آنها مشتمل بر ایجاد سد و آب بند نمی باشد.

 

استخراج انرژی از جزر و مد: روش سنتی

 

انسانها سالها پیش از میلاد مسیح نیز از جزر و مد و جریانات موج آب بهره می گرفتند.

 

برای مثال از نوسانات دوره ای موج به آن خوبی آگاه بودند که می دانستند چه زمانی و کجا با جریانات آبی قوی مواجه خواهند شد.

 

ﺗﺄسیسات و بناهای کوچک هیدرودینامیکی متعددی نظیر سیستمهای پمپاژ آب و آسیاب های بادی از قرون وسطی در سرتاسر جهان به جا مانده است.

 

برخی از این ابزار و وسایل هنوز و در دورانهای اخیر نیز استفاده می شوند.

 

برای مثال چرخ آبی بزرگ برای پمپاژ آب در هامبورگ آلمان تا قرن نوزدهم همچنان مورد استفاده بود.

 

شهر لندن از چرخ آبی بزرگی استفاده می کرد که در سال 1580 میلادی بر روی پل لندن تعبیه شده بود و بمدت 250 سال آب سالم برای شهر فراهم می نمود. هر چند که مطالعات جدی به منظور طراحی نیروگاههای موجی در مقیاس صنعتی برای استفاده و بهره گیری از انرژی موج در قرن بیستم با رشد سریع دانش الکتریک در صنعت آغاز گردید.

 

برق رسانی و الکتریکی کردن تمام جنبه های تمدن مدرن به توسعه مبدل های گوناگون جهت انتقال منابع انرژی پتانسیل به انرژی الکتریکی منجر شد.

 

به موازات نیروگاههای سوخت فسیلی و رآکتورهای اتمی که مسائل جدید آلودگی های زیست محیطی را ایجاد می کردند انرژیهای پاک تجدید پذیر جهت تولید انرژی الکتریکی دانشمندان و مهندسان را به سمت و سوی بهره گیری از این منابع تشویق نموده است.  انرژی جزر و مد و امواج به طور جزئی یکی از بهترین منابع تجدید پذیر در دسترس محسوب می شود. در مقایسه با سایر منابع انرژی پاک نظیر انرژی باد  انرژی خورشیدی  انرژی گرمایی زمین و غیره.

 

می توان پیش بینی کرد انرژی موجی و جزر و مد برای قرن های متمادی  از نقطه نظر زمانی و دامنه و گستره استفاده از سایر انرژی ها پیشی بگیرد.

 

هر چند که مشکلات و دشواریهای عدیده ای برای گردآوری ابن منبع انرژی در قیاس با انرژی خورشیدی و انرژی باد که در مناطق وسیعی مرسوم شده اند وجود دارد.

 

علاوه بر این ﺗﺄسیسات مرسوم و رایج نیروگاههای ترکیبی موجی که شامل سدهای عظیم در اقیانوسهای آزاد می باشد به دشواری می تواند از نظر صرفه اقتصادی با آن دسته از نیروگاههای سوخت فسیلی و حرارتی که با ذغال سنگ و سوخت ارزان  در دسترس و فراوان کار

 

می کنند رقابت کند.

 

این نیروگاههای حرارتی در حال حاضر ﻤﺅلفه های اصلی تولید انرژی الکتریکی در جهان هستند.

 

ضمن آنکه به هر حال منابع نفت و ذغال سنگ محدود هستند و در نهایت به پابان خواهند رسید.

 

از دیگر سو نفت و ذغال سنگ با داشتن موادی چون سولفور در ذغال سنگ سبب  انتشار گازهای گلخانه ای  و به دنبال آن آلودگی عظیم جوی خواهند شد.

 

نیروگاههای هسته ای پسماندها و ضایعات اتمی خطرناک تولید می کنند و برای تولید انرژی مسائل پرخطری را ایجاد می نمایند.

 

اما انرژی موجی یک انرژی پاک و تهی ناپذیر و تمام نشدنی است. این ویژگیهای برجسته انرژی موجی را در آینده ای نزدیک به منبعی مهم و در عین حال جهانی جهت تولید انرژی تبدیل خواهد کرد.

 

برای دستیابی به این هدف  صنعت تولید انرژی موجی جزر و مدی  باید در جهت بازدهی بالاتر و هزینه های کمتر و اجماع جهانی برای گسترش آن گام بردارد.

 

در حال حاضر تنها چهار نیروگاه موجی در مقیاس صنعتی در جهان وجود دارد که همگی آنها پس از جنگ جهانی دوم ساخته شده اند. که عبارتند از نیروگاه موجی لارانس در فرانسه (1976)

 

نیروگاه موجی کیس لایا گوبا در روسیه (1968) آناپولیس در کانادا (1984) و دست آخر جیانگ زی یا در کشور چین (1985).

 

 

اطلاعات عمده این نیروگاههای موجی در جدول 2 گردآوری شده اند.

 

نیروگاه موجی لارانس در شکل 1 نشان داده شده است.

 

در ساخت تمامی نیروگاههای موجی موجود طراحی یکسانی مورد استفاده قرار گرفته است که در ساخت نیروگاههای آبی مرسوم است. سه اصل عمده ساختاری و جزئیات مکانیکی این طراحی ها عبارتند از: سد در میان جریان آب واقع است که ارتفاع و هد مصنوعی برای آب جهت چرخاندن توربین هیدرولیکی ایجاد می نماید . توربین هایی که با ژنراتورهای الکتریکی نصب شده اند در نقطه پایین سد قرار دارند.

 

و دیگر اینکه گیت های هیدرولیکی درون سد جهت کنترل جریان آب دور از آب و پشت سد واقع شده اند. در هنگام لزوم آب بند ها برای هدایت جریان قفل می شوند. توربین ها در هنگام موج و جزر و مد  انرژی پتانسیل جرم انباشته شده ی  آب را  در طرف دیگر سد به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

 

 

 

 

شکل 1

 

 

 

نیروگاههای موجی می توانند در دو حالت تک منظوره و دو منظوره طراحی و ساخته شوند. دو منظوره بدان معناست که توربین در هر دو حالتی که آب جریان دارد کار کند.

 

زمانی که آب بالا می آید و همچنین طی زمانی که آب فروکش کرده و به اقیانوس باز می گردد.

 

و در سیستم تک منظوره توربین فقط در زمان سیکل فروکش کار می کند.

 

در این نوع دریچه های آب در زمان  موج باز می مانند و اجازه می دهند که آب فضای آبگیر را پر نماید. سپس دریچه ها بسته می شوند. ارتفاع و هد آب افزایش می یابد  و توربینها روشن

 

می شوند و آب در دوره ی فروکش از آبگیر به درون اقیانوس باز می گردد.

 

مزایای روش توربین دومنظوره این است که بطور دقیق مدلی از پدیده طبیعی موج است و کمترین میزان ﺗﺄثیر در محیط را دارد واز قضا در بعضی از انواع خود بازدهی بسیار بالایی هم دارد.

 

هرچند که این روش به لوازم پیچیده و توربینهای دوجهته بازگردنده گرانقیمت و تجهیزات الکتریکی نیاز دارد .

 

روش تک منظوره اما بسیار ساده تر است. و به توربینهای چندان گرانقیمتی نیاز ندارد. از جمله جنبه های منفی روش تک منظوره می توان به زیان بیشتر آن برای محیط اشاره نمود. از آنجایی که ارتفاع هد بیشتری برای آب ایجاد می نماید که سبب انباشته شدن رسوبات و ته نشین ها در آبگیر می شود. سوای اینها هر دو روش در عمل به کار گرفته می شود.

 

برای مثال نیروگاههای موجی  لارانس و کیسلایا گوبا از نوع توربین های دو منظوره هستند با در نظر گرفتن این مطلب که نیروگاه موجی آناپولیس از نوع تک منظوره است.

 

یکی از پارامترهای اصولی و مرسوم نیروگاههای آبی  توان خروجی آن می باشد.

 

 (حجم بر واحد زمان) Q یا  (انرژی بر واحد زمان)     که تابعی است از نرخ جریان آب P

 

و اختلاف ارتفاع آب میان سطح بالا و پایین جریان آن.

 

می تواند به صورت زیر بیان گرد:  P رابطه نشان دهنده    

 

 

 

     

 

بر اساس Q زمانیکه  بیان شده باشد و

 

باشد  بر حسب متر  h

 

ρ نیز برابر  9.81   در نظر گرفته شود  g

 

چگالی آب برابر

 

 

و

 

 

 باید در مناطق آب شور تصحیح شود چرا که دانسیته و چگالی متفاوت خواهیم    ρ g   ﻤﺅلفه

 

داشت.

 

 

میانگین توان تولیدی سالانه نیروگاههای موجی توسط سد می تواند با در نظر گرفتن برخی عوامل و فاکتورهای ژئوفیزیکی و هیدرولیکی محاسبه گردد.

 

مانند سطح ﻤﺅثر آبگیر نوسانات موج و غیره.

 

جدول 2 و 3 شامل برخی اطلاعات موجود از نیروگاههای موجی و چشم اندازهای دیگر توسعه سیستمهای سنتی در استفاده از سدها در کشورهای گوناگون و حوضچه های مصنوعی که در بالا توضیح دادیم می باشد.

 

استخراج انرژی از جزر و مد: روش غیر سنتی

 

همانگونه که پیش تر اشاره شد تمامی نیروگاههای موجی و جزر ومدی موجود با طراحی های مرسوم و رایجی ساخته شده اند و بر اساس راه اندازی ایستگاههای تولید قدرت با در نظر گرفتن ﻤﺅلفه های اصولی طراحی با ایجاد سد بر رودخانه ها بنا گردیده اند .

 

این روش رایج توجیه بسیار ضعیف اکولوژیک و زیست محیطی دارد چرا که ایجاد سد به نحوی مهاجرت ماهی ها را با مشکل مواجه می کند و توازن جمعیتی آنها را به هم می ریزد.

 

محیط زیست را با ایجاد سیلاب و باتلاق در سرزمینهای مجاور تخریب می کند.

 

ایجاد سیلاب موضوعی مختص به نیروگاههای قدرت موجی نیست زیرا سطح آب در آبگیر

 

نمی تواند بیشتر از سطح نرمال و طبیعی آب باشد.

 

هرچند ایجاد اخلال در مهاجرت ماهی ها و سایر ساکنان اقیانوس توسط سد می تواند مسائل جدی زیست محیطی ایجاد نماید.

 

علاوه بر این بلندترین امواج در جهان از قبیل دهانه آب فاندی به ندرت بتواند با ارتفاع و هد آب که در نیروگاهها رایج بر رودخانه ها بالغ بر دهها و صدها متر می شود مقایسه شود.

 

ارتفاع و هد کم نیروگاههای موجی مشکلات فنی نسبی را برای طراحان ایجاد می نماید.

 

واقعیت این است که بازدهی و کارایی بالا اغلب در توربین هایی هیدرولیکی به کار گرفته شده روی سد رودخانه ها برای ایجاد چنین ارتفاع و هد آب کم  کارایی پایینی دارند پیچیده و بسیار گران هستند.

 

این عوامل زیست محیطی و اقتصادی دانشمندان و مهندسان را مجبور نموده است که در پی روشی جدید جهت بهره برداری از انرژی موج و جزر و مد باشند که برای ایجاد ارتفاع و هد بالای آب  نیازی به احداث سدهای عظیم روی اقیانوسها نداشته باشد .

 

ﻤﺅلفه کلیدی آن این مسئله است که از توربین های غیر رایج استفاده شود. که به طور دقیق و ﻤﺅثر بدون به کارگیری سد از انرژی جنبشی جریان آزاد موج ایجاد شده استفاده کند.

 

یکی از این توربین ها توربین چرخنده می باشد که در شکل 2 نشان داده شده است.

 

این توربین جریان میانی در سال 1994 طراحی شده است. توربین شامل یک یا دو تیغه چرخنده درون سطح استوانه ای مانند شیار پیچ خورده می باشد .

 

که دو نام هواسوخت یا بال هواپیما بر آن اطلاق می گردد. تیغه ها عکس العملی فشاری  ایجاد

 

می نمایند که  می توانند توربین را سریعتر از آنچه جریان آب توانایی چرخاندن اش را دارد به چرخش درآورند.

 

شفت توربین(محور چرخش) باید بر جریان آب عمود باشد و توربین نیز در موقعیت افقی یا عمودی قرار بگیرد.

 

در نتیجه محور تقارن آن توربین همواره برای جریانهای موج بازگشت پذیر چرخش یکنواخت ایجاد می نماید . این مزیت بسیار مهمی است.

 

هم از این رو که طراحی را ساده می کند و هم به ما  اجازه بهره گیری از توربین دو منظوره را نیز می دهد.  تصویری از نیروگاه موجی شناور به همراه توربینهای چرخنده ردیف شده در کنار یکدیگر در شکل 3 نمایش داده شده است.


 

 

 

 

 

 

 

 

معادل  آلدالماک استرین در کشور کره جایی است که جریان های موج بازگشت پذیر بسیار قدرتمند تا 12 نات برای چهار مرتبه در هر روز تغیر می کند.

 

این عبارت می توان برای محاسبه نیروگاههای موجی شناورترکیبی استفاده شود.

 

(انرژی که از همه جریانهای آزاد مصنوعی ایجاد شده جریان موج  استخراج گردد) :

 

 

زمانی که توان توربین بر حسب کیلو وات باشد

 

 نمایان کننده  بازدهی توربین

 

در اغلب آزمایش ها در جریان آزاد برای توربین تریپل هلیکس  محاسبه شده است.

 

تمام سطح ﻤﺅثر توربین A  چگالی جرمی آب است و  

 

مقطع میانی از جریان زمانی که توربین نصب شده است بر حسب متر مربع

 

سرعت جریان بر حسب متر بر ثانیه V  و

 

توجه نمایید که توان جریان آزاد آب از مقطع میانی

 

 محاسبه می گردد. A

 

  بصورت

 

یا کارآیی توربین که بازدهی توان نامیده می شود برابر نسبت توان خروجی توربین

 

به توان ورودی است که توسط ارتفاع وهد آبی که بصورت غیر اجباری بدست آمده است

 

و نامیده می شود.

 

 بنابراین خواهیم داشت:

 

 

 ماکزیمم توان تولیدی پروژه آلدالماک که در شکل 3 نشان داده شده است در حدود

 

 البته به در نظر گرفتن ارقام زیر محاسبه گردیده است.

 

 

 

بسیاری از پروژه های کشاورزی با توربین های چرخنده شناور فوق انجام شده اند.

 

و برای مهار انرژی جنبشی روی سطح اقیانوس نصب شده اند به همان خوبی جریانهای سایر اقیانوس ها کار می کنند.

 

به طور کلی می توان نتیجه گرفت آشنایی خوبی با این گونه توربین ها پدید آمده که حتی در آسیاب های بادی نیز از آن بهره گرفته می شود.

 

بهره برداری انرژی الکتریکی از نیروگاههای موجی

 

 مسئله مهمی که باید به آن توجه نمود این است که کجا و چگونه انرژی الکتریکی با استفاده از انرژی امواج تولید شود .

 

اواج ذاتاً دوره ای هستند و توان خروجی نیروگاه موجی همیشه با پیک فعالیتهای انسان همانگ نیست . نیروگاههای موجی در کشورهایی که به لحاظ صنعتی پیشرفته هستند می تواند بخشی از تولید عمومی در سیستم توزیع انرژی محسوب شوند.

 

هرچند که انرژی تولید شده از نیروگاههای موجی باید به فواصل دورتر انتقال یابد زیرا مکانهایی که امواج با ارتفاع بلند دارند معمولاً دور از مناطق صنعتی و  اماکن شهری  واقع اند.

 

یکی از انتخابهای جذاب آینده برای بهره گیری از انرژی موج تولید سوخت هیدروژنی توسط الکترولیز آب می باشد.

 

هیدروژنی که با روشهای دیگری به صورت مایع ذخیره می شود می تواند به هرکجا انتقال یابد   

 

و بعنوان سوخت جایگزین نفت و گازوئیل و سیستمهای سوختی گوناگون دیگر استفاده گردد.

 

سلولهای سوختی انرژی هیدروژن را بدون احتراق و جابجایی قطعات به الکتریسیته تبدیل

 

می کند. برای مثال مورد مصرف آن در خودروهای الکتریکی را می توان نام برد.

 

 

بسیاری از مهندسان و دانشمندان در نظر دارند توسعه ای ترتیب دهند که انقلاب صنعتی نوینی را به دنبال داشته باشد.

 

هر چند که برای تحقق این ایده جهانی سوخت پاکی چون هیدروژن باید در هرکجا در دسترس باشد.

 

در حال حاضر بخش اعظم هیدروژن تولید شده از گاز طبیعی و سوختهای فسیلی هستند که با تولید گازهای گلخانه ای در جو و اتمسفر زیان جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می نمایند.

 

از این منظر تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب با روش به کار گیری انرژی امواج یکی از بهترین راههای تولید سوخت پاک هیدروژنی با روشی به دور از هرگونه آلودگی زیست محیطی است.

 

بنابراین انرژی امواج می تواند در آینده برای ایجاد صنایع پاک توسعه یابد . برای مثال پاکسازی صنایع متحرک نظیر سایر زمینه های مصرف انرژی فعالیت انسان از جمله دستاوردهای انرژی امواج خواهد بود.

 
 

 نتیجه گیری

 
 

 امواج نقش مهمی را در بهبودی آب و هوای جهانی (مانند حفظ اکوسیستمها ) ایفا می کنند

 

در عین حال منبع بالقوه زیرساختی تولید منابع انرژی تجدید پذیر برای آینده انسان محسوب

 

می گردد. به پایان رسیدن منابع نفتی و انتشار گازهای گلخانه ای با سوختن ذغال سنگ  و نفت و سایر سوختهای فسیلی و انباشته شدن پسماندهای هسته ای از رآکتورهای اتمی انسانها را ناچار خواهد نمود که در آینده اغلب منابع انرژی سنتی کنونی را با منابع انرژی تجدید پذیر جایگزین کنند. انرژی امواج یک از بهترین گزینه های این دیدگاه نوین است.

 

مبدل های انرژی جدید با بازدهی زیاد و ارزان و سازگار با طبیعت از قبیل توربین های تریپل هلیکس می تواند انرژی امواج را در سرتاسر جهان به یک انرژی در دسترس تبدیل کند.

 

این انرژی لزوماً نباید در نیروگاههای مولتی مگاواتی استفاده شود بلکه در مقیاس نیروگاههای کوچکی که توان تولیدی چند کیلو واتی نیز می تواند مورد بهره برداری قرار گیرد و انرژی پاک را برای مصارف انفرادی و شخصی در دسترس قرار دهد به طوری که در مناطق اقلیمی خاص  مثلاً در جزایر دوردست که در آن مناطق جریانهای سهمگین امواج وجود دارد بصورت مستقیم حتی در مصارف خانگی به کار گرفته شود .

 

برای مطالعه بیشتر:

 

 

+ نوشته شده در  دوشنبه چهاردهم مرداد 1392ساعت 22:55  توسط مجید اسدنیا  | 

سال نو مبارک

سال نو مبارک
+ نوشته شده در  جمعه نهم فروردین 1392ساعت 15:57  توسط مجید اسدنیا  | 

سوخت و احتراق به نقل از http://burner.blogfa.com/post-32.aspx

تقسيم بندي مواد سوختني :

1-      جامد : ذغال – كك – چوب –كاغذ – كاه

2-      مايع : نفت – مازوت – گازوييل

بيشتر دانشمندان منشأ تشکيل نفت را گياهان و موجودات آلی موجود در اقيانوس‌ها اوليه می‌دانند. باقيمانده حيوانات و گياهانی که ميليون‌ها سال قبل از دايناسورها زندگی می‌کردند در طی سال‌ها توسط لايه ‌های گل پوشيده شده‌است. برای تبديل اين موجودات به نفت به گرما و فشار مناسب در طول ساليان دراز نياز می‌باشد که در صورت وجود اين شرايط همراه با سنگ مخزن مناسب نفت به مقدار زياد در حوضچه نفتی جمع می‌گردد.

نفت خام كه از چاه بيرون مي آيد ماده سياه رنگي است كه از مواد مختلفي تشكيل شده كه يكي از آنها گوگرد است وكوشش مي شود حتي الامكان گوگرد را از نفت جداكنند تا ازاحتمال بوجود آمدن اسيد سولفوريك و خطرات احتمالي و خورندگي نفت ، كاسته شود.

اقوام متمدن دوران باستان، بويژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهار هزار و پانصد سال پيش در سرزمين بين‌النهرين (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در درياچه قير بدست می‌آمد، آشنايی داشتند. آنان از خود قير به عنوان ماده غير قابل نفوذ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و يونانی‌ها نيز مواد قيری را برای غير قابل نفوذ کردن بدنه کشتيها بکار می‌بردند. همچنين برای روشنايی و گرم کردن نيز از آن بهره می‌جستند.

با توسعه و پيشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطير و پالايش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غير سوختی، جهش حيرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنايع پتروشيمی نفش اساسی و بنيادی در رفع نياز عمومی جامعه به عهده دارد.

سوختهاي مايع بر دونوعند سبك مانند گازوييل و سنگين مانند مازوت و نفت سياه .براي احتراق سوختهاي سنگين مانند مازوت ابتدا مي بايستي آنهارا تا دماي 40درجه سانتيگراد پيش گرم كرد.ولي سوختهاي سبك مانند گازوييل نيازي به پيش گرم كردن ندارند.

گازوييل ازتقطير نفت در درجات حرارت 275 تا 400 درجه سانتيگراد بدست مي آيد.ضريب ستان مرغوبيت گازوييل راتعيين مي كند.هرچه ضريب ستان گازوييل بيشتر باشد خيلي اكسيد شونده بوده و بخوبي مشتعل خواهد شد.

نقطه برق ( flash point )در گازوييل بين 55 تا 120 در جه سانتيگراد مي باشد. نقطه جاري شدن نبايد در تابستان از 7- و در زمستان از 10- پايينتر باشد.

 

1-      گاز: گاز مايع – گاز طبيعي – گاز شهري

گازهايي كه از نظر خواص فيزيكي و سوخت به هم شبيه مي باشند در گروههاي زير طبقه بندي مي كنند.

گروه اول :

گاز كك : از سوختن گاز كك بدست مي آيدو محصول فرعي تهيه كك مي باشد.گاز شهري كه در اثر تبخير ذغال سنگ بدست مي آيد يكي ديگر از محصولات فرعي حاصل از تهيه كك مي باشد.گاز ذغال سنگ بسيار سمي بوده و تنفس آن خطرناك مي باشد.

گروه دوم :

گازطبيعي :مخلوطي است از گاز هاي هيدروكربن و غير هيدروكربن كه بطور طبيعي بوجود آمده و اغلب با نفت درخلل و فرج لايه هاي زمين يافت مي شود.

گاز طبيعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد ، با شعله آبی میسوزدودر غير اينصورت شعله هاي قرمز ، نارنجي ، زرد يا سبز حاصل خواهد شد.

هر متر مکعب گاز طبيعی بصورت متوسط ده هزار کيلو کالری ارزش حرارتی دارد ، امّا اين مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقيق گاز طبيعی هر ميدان گازی ، تابع ترکيبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبيعی بيشتر باشد ارزش حرارتی آن پائين تر است . ارزش يک متر مکعب گاز طبيعی در شرايط استاندارد تقريباً به اندازه يک ليتر بنزين می باشد

قابليت اشتعال گاز طبيعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می‌افتد که اين محدوده را محدوده «قابليت اشتعال »می نامند مرز پائين اين محدوده را اشتعالL.E .L و مقدار بالای اين محدوده را ، حد بالای اشتعال L.H .L می نامند.

در صورتی که نسبت‌های مخلوط گاز و هوا برای اشتعال مناسب باشد در دمایco ۵۹۰خود بخود مشتعل می‌شود و اين دما را دمای احتراق يا دمای خود احتراقی گاز طبيعی می‌نامند.

بيش از 80٪ گاز طبيعي از متان حدود 10٪ آن اتان و بقيه از گازهاي ديگر تشكيل شده است.مانند نفت از طريق حفر چاه بدست مي آيد . عمق اين چاهها به 3 تا 4 كيلومتر ميرسدواين گازها ازطريق لوله كشي توزيع مي شوند.

گروه سوم :

پروپان  و بوتان گازهاي ديگري مي باشند كه از تقطير نفت بدست مي آيند . براي اينكه بتوان اين دو گاز را براحتي حمل و نقل و انبار كردآنهارا بافشاري معادل 4تا6 اتمسفر به مايع تبديل مي كنند.

 

1-      انرژي حرارتي :

عبارت است از مقدار گرمايي كه در اثر سوختن كامل يك كيلوگرم ماده سوختني جامد يا مايع يا يك متر مكعب گاز سوختني در حالت عادي توليد مي شود .

پروپان

گازطبيعي

high

گازطبيعي

low

گاز كك

گازشهري

گاز سوختني

93600

37000

31000

17000

16000

kj/m3

kj/kg

kwh/m3k

ارزش حرارتي (Hv)

46000

 

 

-

-

8/25

3/10

6/8

7/4

4/4

 

۲-      نقطه اشتعال :

پايين ترين درجه حرارتي است كه در آن سوخت به اندازه كافي تبخير شده و با هوا بصورت مخلوطي كه آماده احتراق است در مي آيد .

نقطه اشتعال نفت 55 درجه سانيگراد ، نقطه اشتعال گازوييل 65 درجه سانتيگراد و نقطه اشتعال نفت كوره 76 درجه سانتيگراد است.

۳-      غلظت :

 غلظت مشخص مي كند كه سوخت چقدر غليظ يا رقيق مي باشد. غلظت به نوع سوخت و دماي آن بستگي دارد بطوريكه غلظت گازوييل در دماي 20درجه سانتيگراد حدود 5 و دردماي 50درجه سانتيگراد حدود 3 سانتي استوك است.براي اينكه مواد سوختني غليظ بهتر جاري شوند و بصورت پودر در آيند آنهارا قبلا گرم مي كنند.

۴-  نقطه جاري شدن (   pour point  ) :

نقطه جاري شدن يك سوخت با سرد كردن نمونه در لوله آزمايش تا درجه حرارتي كه در مدت 5 ثانيه در لوله كه افقي قرارگرفته مايع حركتي نداشته باشد ، بدست مي آيد.

 

 

 

احتراق :

يكي از شناخته شده ترين واكنشهاي شيميايي،احتراق سوختهاي هيدرو كربني است . فرمول عمومي سوختهاي هيدرو كربني به شكل CnHmOx مي باشد.فرآينداحتراق دربرگيرنده اكسيدشدن اجزايي از سوخت است كه توسط معادله زير بيان ميشود:

گرما + محصولات احتراق                                           ( 3.76 N2 + O2)اكسيد كننده + سوخت

همان طور كه مشخص است در فرآيند احتراق سه عامل حياتي دارد: سوخت، گرما ، اكسيژن

عناصر احتراق

عوامل ديگر زمان ، دما و تلاطم نقش مهمي در تشكيل يك احتراق مناسب دارد.

شرايط احتراق مطلوب سوختهاي مختلف :

-          مخلوط سوخت و هوا بايد سريعا قابل اشتعال باشند.

-          شعله حاصله بايد تحت تمامي شرايط ديگ پايدار باشد.

-          شعله بايد كاملا در محدوده داخلي كوره باشد.

-          احتراق كامل با حداقل هواي اضافي صورت گيرد.

-          محدوده مشخصي جهت انتشار گازها و ذرات سوخته مشخص گردد.

سوخت : هر ماده اي كه درتركيب با اكسيژن و گرما ايجاد نور و حرارت كند ، سوخت ناميده مي شود.

سوخت ها تركيباتي از هيدروژن ( H) ، كربن (C) ومقدار كمي گوگرد (S) مي باشند كه وقتي محترق مي شوند هيدروژن سريعتر و با دماي كمتري از كربن مي سوزد.هيدروژن با رنگ آبي مي سوزد و رنگ زرد شعله مربوط به سوختن كربن مي باشد.علت سوختن سريع هيدروژن نسبت به كربن تركيب سريع آن با اكسيژن هواست .ذرات نيمه جامد كربن در حالي كامل مي سوزند كه مقدار اكسيژن لازم را ازمحيط اطراف جذب نمايند. چنانچه سوخت كامل بسوزد مواد حاصله از احتراق نسبتا بي زيان بوده و عبارتست از دي اكسيد كربن و بخار آب .

گرما :

براي اينكه سوختن انجام پذيرد بايد ماده سوختني به دماي اشتعال خود رسيده باشد.گرما بايد دماي سوخت را به بالاتر از نقطه احتراق برساند.

دماي اشتعال ( سانتيگراد )

ماده سوختني

دماي اشتعال ( سانتيگراد )

ماده سوختني

500

گازكك و شهري

300

چوب

650

گاز طبيعي

600

كك

500

گازمايع

370

نفت سياه

اكسيژن :

عمل احتراق به اكسيژن نياز دارد كه اين اكسيژن را مي توان از هواي اطراف به صورت طبيعي يا بصورت مصنوعي فراهم نمود.

هرماده سوختني براي سوختن به مقدار معيني هوانياز دارد كه اين مقدار را هواي مورد نياز مي گويند.

هواي مورد نياز تئوري

m3/kg

ماده سوختني

هواي مورد نياز تئوري

m3/kg

ماده سوختني

7/3

گازشهري وكك

2/4

چوب

8/8

گاز طبيعي low

5/7

كك

6/10

گازطبيعي high

8/10

گازوييل

31

بوتان

4/10

نفت سياه

8/23

پروپان

2/10

مازوت

براي اينكه عمل سوختن در هر حال كامل انجام شودبايد هواي بيشتري به آن داده شود اين مقدار در احتراق 10 تا 40 درصد مي باشد.اين هواي اضافه كه با n نمايش داده مي شود.

 هواي اضافي  = هواي مورد نياز تئوري / هواي مورد نياز واقعي

به طور مثال در صورتيكه براي سوختن گازوييل به طور واقعي 5/13 مترمكعب هوابه هر كيلو گرم ماده سوختني داده شود ، با استفاده از جدول بالا مقدار n برابر است با 1.25 .

يعني 25در صد هواي اضافي علاوه بر هواي مورد نياز تئوري براي سوختن گازوييل مورد نياز است.

 

احتراق كامل و ناقص :

سوختها عمدتا از هيدروكربنها تشكيل شده اند كه شامل دو عنصر هيدروژن و كربن مي باشد.هنگام سوختن هيدروژن با اكسيژن هوا توليد آب كرده و كربن با اكسيژن در احتراق كامل توليد دي اكسيد كربن مي نمايد.وقتي كه اكسيژن به مقدار كافي براي احتراق فراهم نگردد احتراق ناقص صورت مي گيرد.كه موارد حاصل از اين نوع احتراق دي اكسيد كربن ، بخار آب و مونوكسيد كربن و پاره اي مواد سمي و بدبو خواهد بود.

بنابراين احتراق ناقص از دو جهت زيان آور خواهد بود . يكي عدم استفاده كامل از انرژي سوخت و ديگري توليد گازهاي خطرناك كه تنفس آنها زيان آور است.

با تغيير ميزان هواي ورودي به مشعل ميزان مونوكسيد كربن و دي اكسيد كربن موجود در دود خروجي تغيير مي كند .اگر مقدار هوا كمتر از حد لازم باشد مونوكسيدكربن زياد شده و دود تا حد زيادي تيره به نظر مي رسد.اگر مقدار هوازياد باشد مونوكسيد كربن كم شده و دي اكسيد كربن بالا رفته و از حد مجاز 11 تا 12 در صد بيشتر مي شود.

بنابراين با تنظيم هواي ورودي به مشعل بايد به حد مطلوب دي اكسيد و مونوكسيد كربن دست يافت تا احتراق از آلودگي كمتر و راندمان بهتري برخوردار شود.

ميزان خروجيهاي حاصل از هر احتراق توسط دستگاههاي آناليز گازهاي حاصل از احتراق مشخص مي گردد.

+ نوشته شده در  جمعه بیست و ششم آبان 1391ساعت 17:56  توسط مجید اسدنیا  | 

چک لیست مبحث 19

با سلام

لطفا چک لیست مبحث 19 را از آدرس زیر دانلود کنید.

http://uplod.ir/9sa6gnl2krrg/mabhase_19.pdf.htm

+ نوشته شده در  سه شنبه دوم آبان 1391ساعت 14:44  توسط مجید اسدنیا  | 

بلبرینگ ها (ادامه)

طبقهبندي بيرينگها

همانطوري که در بخش کاربردها بيان گرديد، بيرينگها داراي کاربردهاي متنوع و گوناگوني هستند که اين خود باعث ميگردد تا بيرينگهاي گوناگون و در اشکال مختلف به وجود بيايند. در اين بخش به معرفي انواع مختلف بيرينگها و طبقهبندي آنها پرداخته ميشود.

طبق کاتالوگ عمومي شرکت S.K.F در ديدگاه کلي 12 گروه براي بيرينگها در نظر گرفته شده است. بعضا هر کدام از اين گروهها نيز خود داراي دستهها و زيرگروههاي مختلفي ميباشند. در ادامه به دسته بندي اين محصول پرداخته ميشود.

 

بلبرينگهاي شيار عميق

ball bearing

بلبرينگهاي زاويهدار تماسي  و انواع ان                 

 

          - Angular contact ball bearing

2-1- Single row angular contact ball bearings

2-2- Double row angular contact ball bearings

2-3- Four-Point contact ball bearings

2-4- Double row cam rollers

بلبرينگ همراستاهاي خود                                 - Self-aligning ball bearing

 

 

 

 

 

رولر بيرينگهاي استوانهاي وانواع ان                               cylindrical roller

          4-1- Single row cylindrical roller bearings

          4-2- Single row full Cylindrical roller bearings

          4-3- Double row full complement bearings

cylindrical roller bearing

 

 

 

رولر بيرينگهاي مخروطي  وانواع آن                          - taper Roller beari

          5-1- Sinle row Tar roller bearings

          5-2- Pared single row roller bearings

aerospace taper roller and timken bearings                NSK Tapered Roller Bearings

رولر بيرينگهاي کروي                                                  - Spheral roller bearing

رولر بيرينگهاي چنپرهاي                                         CARB toroidal roller beari

بلبرينگهاي کف گرد يا محوري                                         Thrust ball bearing

   NTN Thrust Bearings

رولر بيرينگهاي کفگرد(محوري) استوانهاي -Cylindrical roller thrust bearing

رولر بيرينگهاي کفگرد(محوري) کروي                                Spherical t bearing

محصولات با کاربرد خاص و مهندسي                                     Engineering prodact

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و چهارم مرداد 1391ساعت 17:50  توسط مجید اسدنیا  | 

مطالب قدیمی‌تر