Powerplant story...3...2...1....نیروگاهها از سیر تا پیاز

spow · Sep 8, 2009

مطلب مختصری در مورد پمپها

پُمپ يا تُلُمبه وسيله‌اي مکانيکي براي انتقال مايعات است که با افزايش فشار جريان آن، امکان جابجايي مايعات را به ارتفاعي بالاتر (با افزايش هد) يا حتي پايين دست (معمولا حوضچه يا مخزن) فراهم مي‌آورد.

پمپ کاربردهاي فراوان در صنعت و حتي در وسايل نقليه دارد. مانند پمپ بنزين يا پمپ آب خودرو تا پمپ‌هاي بزرگ براي پر کردن حوضچه‌هاي تعمير کشتي.

*تعريف پمپ: به طور کلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود که انرژي مکانيکي را از يک منبع خارجي اخذ و به سيال مايعي که از آن عبور مي کند، انتقال مي دهد. در نتيجه انرژي سيال پس از خروج از اين دستگاه (پمپ) افزايش مي يابد. در پمپ ها تغييرات انرژي سيال همواره به صورت تغيير فشار سيال مشاهده مي گردد. از پمپها براي انتقال سيال به يک ارتفاع معين و يا جا به جايي آن در يک سيستم لوله کشي و يا هيدروليک استفاده مي نمايند. به عبارت کلي تر از پمپ براي انتقال سيال از يک نقطه به نقطه ديگر استفاده مي کنند. پمپها داراي انواع مختلفي هستند که هرکدام داراي کاربرد خاصي مي باشند. مهمترين پمپهايي که در اين واحد استفاده شده اند عبارتند از:

1. پمپهاي سانتريفوژ. 2. پمپهاي رفت و برگشتي. 3. پمپهاي چرخ دنده اي.

*پمپهاي سانتريفوژ: اين پمپها از نوعي مي باشند که انتقال انرژي از آنها به سيال به طور دائمي انجام مي پذيرد. پمپهاي سانتريفوژ معمولا نيروي محرکه خود را از طريق يک الکترو موتور (موتور الکتريکي) دريافت مي کنند. انتقال نيروي محرکه از موتور به پمپ از طريق يک محور به نام شَفت منتقل مي شود. شَفت موتور به وسيله نوعي تجهيزات مکانيکي به نام کوپلينگ به شَفت پمپ متصل شده است. به اين ترتيب انتقال نيرو به راحتي از طريق شفت موتور الکتريکي به شفت پمپ منتقل مي گردد.

پمپ هاي سانتريفوژ داراي يک محفظه هستند که حلزوني شکل است و پوسته يا کِيسينگ ناميده مي شود و درون آن يک يا چند چرخ قرار دارند که روي يک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادي پره مي باشد. انتقال انرژي به سيال در اين قسمت انجام مي شود. براي اينکه از محل خروج شفت از کِيسينگ پمپ سيالي خارج نشود و اصطلاحا نشتي به خارج نداشته باشيم از ابزاري به نام مکانيکال سيل استفاده شده است. نکته بسيار مهم در مورد اين نوع پمپها هواگيري يا پرايم کردن پمپ پيش از روشن کردن آنها مي باشد. يعني پس از لاين آپ نمودن پمپ و اطمينان از ورود سيال به داخل پمپ، بايد از خروج کامل هوا يا گاز حبس شده در داخل پمپ نيز اطمينان حاصل نمود. از اين نوع پمپها در ابعاد و اندازه هاي مختلف براي مصارف گوناگون ساخته مي شوند.

*پمپهاي رفت وبرگشتي: اين نوع پمپها وسايلي هستند که انتقال انرژي از آنها به سيال به صورت پريوديک و دوره اي مي باشد. نيروي محرکه اين نوع پمپها نيز غالبا توسط موتورهاي الکتريکي تامين مي گردد. در اين نوع پمپها حرکت چرخشي ميل لنگ تبديل به حرکت رفت و آمدي پيستوني در يک سيلندر مي شود. با عقب رفتن پيستون در سيلندر ايجاد مکش شده و در نتيجه مايع از طريق يک شير ورودي داخل سيلندر مي گردد. با حرکت پيستون به طرف جلو دريچه ورودي بسته و مايع از طريق شير خروجي به خارج هدايت مي گردد. شيرهاي ورودي و خروجي يکطرفه بوده و طوري ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پيستون، از ورود مايع داخل سيلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجاي پيستون، پلانجري در داخل سيلندر رفت و آمد کند در اين حالت به آن پمپ پلانجري مي گويند. در ضمن چنانچه پلانجر ديافراگمي را حرکت دهد پمپ از نوع ديافراگمي است. فرق ميان پيستون وپلانجر در اين است که طول سر پيستون کوتاه تر از مسافتي است که پيستون درون سيلندر طي مي نمايد، در حالي که طول پلانجر بيشتر از طول مسافت طي شده توسط آن در داخل سيلندر مي باشد. از طرفي در پمپهاي پيستون از حلقه يا رينگي جهت آب بندي پيستون و سيلندر استفاده شده است که روي بدنه پيستون قرار گرفته و همراه آن حرکت مي کند، در حاليکه در پمپهاي پلانجري اين رينگ روي سيلندر قرار دارد و ثابت است. اين پمپها معمولا کم ظرفيت هستند ولي فشار خروجي سيال را مي توانند تا مقدار زيادي افزايش دهند. بنابراين از اين پمپها در جاهايي که نياز به جا به جا کردن سيالي با حجم کم ولي فشار بالا مي باشد استفاده مي کتتد. در ضمن بايد به اين نکته نيز توجه داشت که جريان سيال در اين پمپها به صورت غير يکنواخت مي باشد. نکته بسيار مهم در مورد اين پمپ ها آن است که هرگز نبايد آنها را در حاليکه شير خروجي پمپ (ديسچارج پمپ) بسته است روشن نمود

*پمپهاي چرخ دنده اي يا گي يِر پمپ: اين پمپها نوعي از پمپهاي گردشي يا روتاري مي باشند. پمپ هاي چرخ دنده اي از دو قسمت متمايز تشکيل شده اند، يکي قسمت جداره ثابت و ديگري قسمت دوار که شامل يک محور گردان با چرخ دنده مي باشد. در پمپ هاي چرخ دنده اي مقداري مايع بين دنده هاي چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله مي افتد و در اثر چرخيدن چرخ دنده ها اين مايع به قسمت خروجي پمپ رانده مي شود. اين پمپ ها به گونه اي ساخته مي شوند که در آنها فاصله ميان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسيار کم مي باشد. کار برد اين پمپها براي جا به جايي مايع با حجم کم و فشار متوسط مي باشد. نکته مهم در مورد اين پمپها آن است که هرگز نبايد آنها را در حاليکه شير خروجي پمپ (ديسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در اين حالت، اگر هيچ شير اطميناني (سِيفتي وَلو) در مسير ديسچارج پمپ وجود نداشته باشد، يا خود پمپ از بين مي رود و يا اينکه لوله ديسچارج مي شکند.

*کاويتاسيون : اين پديده يکي از خطرناکترين حالتهايي است که ممکن است براي يک پمپ به وجود آيد. آب يا هر مايع ديگري، در هر درجه حرارتي به ازاي فشار معيني تبخير مي شود. هرگاه در حين جريان مايع در داخل چرخ يک پمپ، فشار مايع در نقطه اي از فشار تبخير مايع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهاي بخار يا گازي در فاز مايع به وجود مي آيند که به همراه مايع به نقطه اي ديگر با فشار بالاتر حرکت مي نمايند. اگر در محل جديد فشار مايع به اندازه کافي زياد باشد، حبابهاي بخار در اين محل تقطير شده و در نتيجه ذراتي از مايع از مسير اصلي خود منحرف شده و با سرعتهاي فوق العاده زياد به اطراف و از جمله پره ها برخورد مي نمايند. در چنين مکاني بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل مي گردد. اين پديده مخرب در پمپ ها را کاويتاسيون مي نامند. پديده کاويتاسيون براي پمپ بسيار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهي پره هاي پمپ را از بين ببرد. بنابراين بايد از وجود چنين پديده اي در پمپ جلو گيري گردد. کاويتاسيون همواره با صدا هاي منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودي پمپ، بر شدت اين صدا ها افزوده مي گردد. صداي کاويتاسيون مخصوص ومشخص بوده وشبيه برخورد گلوله هايي به يک سطح فلزي است. همزمان با توليد اين صدا پمپ نيز به ارتعاش در مي آيد. در انتها اين صداهاي منقطع به صداهايي شديد ودائم تبديل مي گردد و در همين حال نيز راندمان پمپ به شدت کاهش مي يابد.

spow · Sep 8, 2009

توربين هاي گازي پيشرفته امروزي

توربين هاي گازي جديد ي که براي موارد توليد انرژي الکتريکي طراحي شده و بکار مي روند ، در حالت کلي از نظر اندازه ، مواد به کاررفته در اجزاي مختلف و فناوري ، تغييرات اساسي يافته اند . مشخصات کلي به قرار زير است :
1) توان توليد برق درحدود 150 مگاوات در 60 هرتز يا 200 مگاوات در 50 هرتز
2) دماي گاز ورودي توربين در حدود C?1260 و نسبت فشار کمپرسور 1: 16؛
3) کارايي کل واحد با گاز طبيعي حدود 35 درصد و در صورت استفاده از سيکل ترکيبي ،47 درصد.
مشخصات کلي توربين گازي سري قبلي اين مدل ، 100 مگاوات ، C? 1100و
33 درصد است .چند نمونه از توربين هاي گازي پيشرفته اي که سازندگان توربين گازي در کشورهاي مختلف ارائه داده اند به قرارزير است :
مدل GT13E2 ساخت شرکت ABB درسال 1995 در هلند به بهره برداري رسيد . توان خالص توليد ي اين توربين در 50 هرتز با سوخت گاز طبيعي برابر 164 مگاوات در کارايي 7/35 درصد و با سوخت مايع برابر 161 مگاوات در کارايي 4/35 درصد است . نسبت فشار کمپرسور اين واحد برابر 15:1 است . در اين نمونه 72 مشعل در محيط محفظه ي احتراق قرار گرفته است که اين نوع مشعل ، ظرفيت توليد گاز NOx بسيار کمتري دارد . مقدار NOx توليد شده با سوخت گاز ، کمتر از PPm 25 و با سوخت مايع و تزريق آب ، کمتراز PPm 42 است . دماي ورودي گاز به توربين ?C 1100 و خروجي ?C 525 است .
اين توبين 5 مرحله پره دارد که در دو رديف اول روتور ، و سه رديف ثابت ، که در آنها سيستم خنک کننده نيز تعبيه شده است . سيستم خنک کننده ، در ريشه پره هاي دو رديف آخرنيز نصب شده است. جنرال الکتريک و شرکت اروپايي توربين گازي به طور مشترک ، مدل F 9001 MS را با فرکانس 50 هرتز ارائه داده اند که در نيرو گاه جنويلرس فرانسه ازآن استفاده مي شود .
توان توليد ي اين واحد 215 مگاوات در کارايي 35 درصد است . توان توليد ي مدل جديد تري ازاين سري به 226 مگاوات افزايش يافته است . کمپرسور اين توربين گازي داراي 18 مرحله با نسبت فشار 20:1 و محفظه ي احتراق مجهز به 18 مشعل با سيستم کنترل NOx است .
توربين ، از نوع سه مرحله اي است که در دورديف اول ، خنک کاري انجام مي شود . دماي ورودي توربين ?C 1288 است . از مدل 60 هرتز که FA 7001 MS ناميده
مي شود ، در نيروگاه نيو مارتين فلوريدا بهره برداري مي شود . توان توليدي اين توربين 149 مگاوات با NOx کمتر از PPm 25 با سوخت گاز طبيعي است . کارايي اين واحد با سيکل ترکيبي 47 درصد است . اين واحد ها ي بزرگ با کارايي بالا که براي زمانهاي حداکثر بار طراحي شده است ، قابليت مانور بالايي دارند .
توربين گازي جنويلوس از لحظه آغاز راه اندازي تا رسيدن به شرايط توليد با ظرفيت کافي فقط به 12 دقيقه زمان نياز دارد و چون هزينه توليد اين واحد پايين است ، انتظار
مي رود که از آن در سيکل هاي ترکيبي استفاده شود. در اين صورت ، توليد الکتريسيته براي بار پايه صورت مي گيرد و تعداد دفعات راه اندازي و از کاراندازي آن کاهش خواهد يافت . با تغيير روش استفاده و با بهره برداري بهينه ، ويژگيهاي تعميراتي نيز تغيير خواهد کرد که در اين صورت بايد به اين موارد نيز در طراحي توجه شود .
لازم است ذکر شود که در صورت استفاده در بار پايه ، خروج واحد از شبکه بدون برنامه ريزي قبلي ، ضررمالي قابل توجهي را به دنبال خواهد داشت .

spow · Sep 8, 2009

نيروگاههاي هسته اي

بخش اول

نيروگاههاي هسته اي حدود 17 درصد برق را تأمين مي کنند برخي کشورها براي توليد نيروي الکتريکي خود، وابستگي بيشتري به انرژي هسته اي دارند. براساس آمار آژانس انرژي اتمي، 75 درصد برق کشور فرانسه در نيروگاههاي هسته اي توليد مي شود و در ايالات متحده، نيروگاههاي هسته اي 15 درصد برق را تأمين مي کنند. بيش از چهارصد نيروگاه هسته اي در سراسر دنيا وجود دارد که بيش از يکصد عدد آنها در ايالات متحده واقع شده است. يک نيروگاه هسته اي بسيار شبيه به يک نيروگاه سوخت فسيلي توليد کننده انرژي الکتريکي است و تنها تفاوتي که دارد، منبع گرمايي توليد بخار است. اين وظيفه در نيروگاه هسته اي برعهده رآکتور هسته اي است.
رآکتور هسته اي
همه رآکتورهاي هسته اي تجاري از طريق شکافت هسته اي گرما توليد مي کنند. همانطور که مي دانيد، شکافت اورانيوم نوترون هاي زيادي آزاد مي کند، بيشتر از آنکه لازم باشد. اگر شرايط واکنش مساعد باشد فرآيند به طور خود به خودي انجام مي شود و يک زنجيره از شکافت هاي هسته اي به وجود مي آيد. نوترونهايي که از فرآيند شکافت آزاد مي شوند، بسيار سريعند و هسته هاي ديگر نمي توانند آنها را به راحتي جذب کنند. از اين رو در اکثر رآکتورها قسمتي به نام کند کننده نوترون وجود دراد که در آن از سرعت نوترونها کاسته مي شود و در نتيجه نوترونها به راحتي جذب مي شوند. چنين نوترونهايي آن قدر کند مي شوند تا با هسته راکتور به تعادل گرمايي برسند. نام گذاري اين نوترونها به نوترونهاي گرمايي يا نوترونهاي کند هم از همين رو است.
مقدار انرژي گرمايي که در يک رآکتور پارامتر بحراني است و با کنترل آن مي توان رآکتور را در حالت عادي نگاه داشت. اين کار با تنظيم تعداد ميله هاي کنترل درون رآکتور صورت مي گيرد. ميله کنترل از مواد جذب کننده نوترون ساخته شده است و با افزايش يا کاهش جذب نوترون، مي توان گسترش واکنش زنجيره اي را کاهش يا افزايش داد. البته با استفاده از کند کننده هاي نوترون يا تغيير دادن نحوه قرار گيري ميله هاي سوخت هم مي توان انرژي خروجي رآکتور را کنترل کرد.

طراحي يک رآکتور
رآکتورهاي هسته اي براي انجام واکنش هاي هسته اي در مقياس وسيع طراحي مي شوند. گرما، اتمهاي جديد و تابش بسيار شديد نوترون، محصولات واکنش انجام شده در رآکتور هستند و بسته به استفاده اي که از رآکتور مي شود، از يکي از محصولات استفاده مي شود. در يک نيروگاه هسته اي توليد برق از انرژي گرمايي توليد شده براي چرخاندن توربين و درنهايت توليد انرژي الکتريکي استفاده مي شود. در برخي رآکتورهاي نظامي و آزمايشي بيشتر از باريکه نوترون پر انرژي استفاده مي شود تا مواد ساده را به عناصر کم ياب و جديدي تبديل کنند.
هدف از رآکتور هر چه باشد، براي به دست آوردن اين محصولات لازم است يک واکنش هسته اي زنجيره اي به طور پيوسته ادامه يابد. براي ادامه يک واکنش زنجيره اي هم رآکتور بايد در حالت بحراني يا فوق بحراني قرار داشته باشد. کند کننده و وسيله کنترل در فراهم آوردن چنين شرايطي نقش بسيار مهمي برعهده دارند.
رآکتوري که از کند کننده استفاده مي کند، رآکتور گرمايي يا رآکتور کند ناميده مي شود. اين رآکتورها با توجه به نوع کند کننده اي که مورد استفاده قرار مي گيرد طبقه بندي مي شوند. آب معمولي ( آب سبک )، آب سنگين و گرافيت، مواد رايج کند کننده هستند. البته گرافيت مشکلات فراواني را به وجود مي آورد و بسيار خطرآفرين است، مانند حادثه انفجار چرنوبيل يا آتش سوزي وانيدسکيل.
رآکتورهايي که از کند کننده ها استفاده نمي کنند، رآکتورهاي سريع خوانده مي شوند. در اين نوع رآکتورها فشار ذرات نوترون بسيار بالا است و از اين رو مي توان برخي واکنش هاي هسته اي را در آنها انجام داد که ترتيب دادن آنها در رآکتور کند بسيار مشکل است. شرايط خاصي که در رآکتورهاي سريع وجود دارد، سبب مي شود بتوان هسته اتم توريوم و برخي ايزوتوپ هاي ديگر را به سوخت هسته اي قابل استفاد تبديل کرد. چنين رآکتوري مي تواند سوختي بيش از حد نياز خود را توليد کند و به همين دليل به آن رآکتور سوخت ساز هم گفته مي شود.

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دماي بسيار زيادي دارد بايد خنک شود. در يک نيروگاه هسته اي، سيستم خنک ساز به نوعي طراحي مي شود که از گرماي آزاد شده به بهترين شکل ممکن استفاده شود. در اغلب اين سيستمها از آب استفاده مي شود. اما آب نوعي کند کننده هم محسوب مي شود و از اين رو نمي تواند در رآکتورهاي سريع مورد استفاده قرار گيرد. در رآکتورهاي سريع از سديم مذاب يا نمک هاي سديم استفاده مي شود و دماي عملياتي خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهايي که براي تبديل مورد طراحي شده اند، به راحتي گرماي آزاد شده را در محيط آزاد مي کنند.
در يک نيروگاه هسته اي، رآکتور کند منبع آب را گرم مي کند و آن را به بخار تبديل مي کند. بخار آب توربين بخار را به حرکت در مي آورد ، توربين نيز ژنراتور را مي چرخاند و به اين ترتيب انرژي توليد مي شود. اين آب و بخار آن در تماس مستقيم با راکتور هسته اي است و از اين رو در معرض تابش هاي شديد راديواکتيو قرار مي گيرند. براي پيشگيري از هر گونه خطر مرتبط با اين آب راديواکتيو، در برخي رآکتورها بخار توليد شده را به يک مبدل حرارتي ثانويه وارد مي کنند و از آن به عنوان يک منبع گرمايي در چرخه دومي از آب و بخار استفاده مي کنند. بدين ترتيب آب و بخار راديواکتيو هيچ تماسي با توربين نخواهند داشت.

انواع رآکتورهاي گرمايي
در در رآکتورهاي گرمايي علاوه برکند کننده، سوخت هسته اي ( ايزوتوپ قابل شکافت القايي)، مخزن بخار و لوله هاي منتقل کننده آن، ديواره هاي حفاظتي و تجهيزات کنترل و مشاهده سيستم رآکتور نيز وجود دارند. البته بسته به اين که اين رآکتورها از کانالهاي سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار يا خنک کننده گازي استفاده کنند، مي توان آنها را به سردسته تقسيم کرد.
الف – کانالهاي تحت فشار در رآکتورهاي RBMK و CANDU استفاده مي شوند و مي توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رساني کرد.
ب – مخزن بخار پرفشار داغ، رايج ترين نوع رآکتور است و در اغلب نيروگاههاي هسته اي و رآکتورهاي دريايي ( کشتي، ناوهواپيمابر يا زيردريايي ) از آن استفاده مي شود. اين مخزن مي تواند به عنوان لايه حفاظتي نيز عمل کند.
ج – خنک سازي گازي: در اين رآکتورها به جاي آب، از يک سيال گازي شکل براي خنک کردن رآکتور استفاده مي شود. اين گاز در يک چرخه گرمايي با منبع حرارتي راکتور قرار مي گيرد و معمولاً از هليوم براي آن استفاده مي شود، هر چند که نيتروژن و دي اکسيد کربن نيز کاربرد دارند. در برخي رآکتورهاي جديد، رآکتور به قدري گرما توليد مي کند که گاز خنک کن مي تواند مستقيما يک توربين گازي را بچرخاند، در حالي که در طراحي هاي قديمي تر گاز خنک کن را به يک مبدل حرارتي مي فرستادند تا در يک چرخه ديگر، آب را به بخار تبديل کند و بخار داغ، يک توربين بخار را بگرداند.

بقيه اجزاي نيروگاه هسته اي
غير از رآکتور که منبع گرمايي است، تفاوت اندکي بين نيروگاه هسته اي و يک نيروگاه حرارتي توليد برق با سوخت فسيلي وجود دارد.
مخزن بخار تحت فشار معمولا درون يک ساختمان بتوني تعبيه مي شود که اين ساختمان به عنوان يک سد حفاظتي در برابر تابش راديواکتيو عمل مي کند. اين ساختمان هم درون يک مخزن بزرگتر فولادي قرار مي گيرد. هسته رآکتور و تجهيزات مرتبط با آن درون اين مخزن فولادي قرار گرفته اند و کارکنان مي توانند راکتور را تخليه يا سوخت رساني کنند. وظيفه اين مخزن فولادي، جلوگيري از نشت هر گونه گاز يا مايع راديواکتيو از درون سيال است.
در نهايت اين مخزن فولادي هم به وسيله يک ساختمان بتوني خارجي محافظت مي شود. اين ساختمان به قدري محکم است که در برابر اصابت يک هواپيماي جت مسافربري ( مشابه حادثه يازده سپتامبر ) هم تخريب نمي شود. وجود اين ساختمان حفاظتي دوم براي جلوگيري از انتشار مواد راديواکتيو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروري است. در حادثه انفجار چرنوبيل، فقط يک ساختمان حفاظتي وجود داشت و همان موجب شد موادراکتيو در سطح اروپا پخش شود.

رآکتورهاي هسته اي طبيعي
در طبيعت هم مي توان نشانه هايي از رآکتور هسته اي پيدا کرد، البته به شرطي که تمام عوامل مورد نياز به طور طبيعي در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده يک رآکتور هسته اي طبيعي دو ميليارد سال پيش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفريقا ) فعاليتش را آغاز کرده است. البته ديگر چنين رآکتورهايي روي زمين شکل نمي گيرند، زيرا واپاشي راديواکتيو اين مواد ( به خصوص U-235 ) در اين زمان طولاني 5/4 ميليارد ساله ( سن زمين )، فراواني U-235 را در منابع طبيعي اين رآکتورها بسيار کاهش داده است، به طوري که مقدار آن به پايين تر از حد مورد نياز آغاز يک واکنش زنجيره اي رسيده است.
اين رآکتورهاي طبيعي زماني شکل گرفتند که معادن غني از اورانيوم به تدريج از آب زيرزميني يا سطحي پر شدند. اين آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش هاي زنجيره اي شديدي به وقوع پيوست. با افزايش دما، آب کند کننده بخار مي شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتي، اين بخارها به مايع تبديل مي شدند و دوباره رآکتور به راه مي افتاد. اين سيستم خودکار و بسته، يک رآکتور را کنترل مي کرد و براي صدها هزار سال، اين رآکتور را فعال نگاه مي داشت.
مطالعه و بررسي اين رآکتورهاي هسته اي طبيعي بسيار ارزشمند است، زيرا مي تواند به تحليل چگونگي حرکت مواد راديواکتيو در پوسته زمين کمک کند. اگر زمين شناسان بتوانند را از اين حرکت ها را شناسايي کنند، مي توانند راه حل هاي جديدي براي دفن زباله هاي هسته اي پيدا کنند تا روزي خداي ناکرده، اين ضايعات خطرناک به منابع آب سطح زمين نشت نکنند و فاجعه اي بشري به بار نياورند.

spow · Sep 8, 2009

نیروگاه هسته ای
بخش دوم

انواع رآکتورهاي گرمايي
الف – کند سازي با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازي با گرافيت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پيشرفته با خنک کنندي گازي Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج – کند کنندگي با آب سنگين:
a – SGHWR
b – CANDU

رآکتور آب تحت فشار، PWR
رآکتور PWR يکي از رايج ترين راکتورهاي هسته اي است که از آب معمولي هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده مي کند. در يک PWR، مدار خنک اوليه از آب تحت فشار استفاده مي کند. آب تحت فشار، در دمايي بالاتر از آب معمولي به جوش مي آيد، از اين دوچرخه خنک ساز اوليه را به گونه اي طراحي مي کنند که آب با وجود آنکه دمايي بسيار بالا دارد، جوش نيايد و به بخار تبديل نشود. اين آب داغ و تحت فشار در يک مبدل حرارتي، گرما را به چرخه دوم منتقل ميکند که يک نوع چرخه بخار است و از آب معمولي استفاده مي کند. دراين چرخه آب جوش مي آيد و بخار داغ تشکيل مي شود، بخار داغ يک توربين بخار را مي چرخاند، توربين هم يک ژنراتور و در نهايت ژنراتور، انرژي الکتريکي توليد مي کند.
PWR به دليل دارابودن چرخه ثانويه با BWR تفاوت دارد. از گرماي توليدي در PWR به عنوان سيستم گرم کننده درنواحي قطبي نيز استفاده شده است. اين نوع رآکتور، رايج ترين نوع رآکتورهاي هسته اي است و در حال حاضر، بيش از 230 عدد از آنها در نيروگاههاي هسته اي توليد برق و صدها رآکتور ديگر براي تأمين انرژي تجهيزات دريايي مورد استفاده قرار مي گيرند.
خنک کننده
همان طور که مي دانيد، برخورد نوترونها با سوخت هسته اي درون ميله هاي سوخت، موجب شکافت هسته اتمها مي شود و اين فرآيند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهاي بيشتري آزاد مي کند. اگر اين حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است ميله هاي سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلي رآکتور از بين برود ( و البته خطرهاي مرگ آوري که به دنبال آن روي مي دهند. ) در PWR، ميله هاي سوخت به صورت يک دسته در ساختاري، ترسيمي قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جريان پيدا مي کند. آب از ميان اين ميله هاي سوخت عبور مي کند و به شدت گرم مي شود، به طوري که به دماي 325 درجه سانتي گراد مي رسد. درمبدل حرارتي، اين آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم مي شود و بخاري با دماي 270 درجه سانتي گراد توليد مي کند تا توربين را بچرخاند.

کند کننده
نوترونهاي حاصل از يک شکافت هسته اي بيش از آن حدي گرمند که بتوانند يک واکنش شکافت هسته اي را آغاز کنند. انرژي آنها را بايد کاهش داد تا با محيط اطراف خود به تعادل گرمايي برسند. محيط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمايي در حدود 450 درجه سانتي گراد دارد.
در يک PWR، نوترونها در پي برخورد با مولکولهاي آب خنک ساز، انرژي جنبشي خود را از دست مي دهند؛ به طوري که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محيط هم دما مي شوند. در اين حالت، احتمال جذب نوترونها از سوي هسته U-235 بسيار زياد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جديد دچار شکافت مي شود.
مکانيسم حساسي که هر رآکتور هسته اي را کنترل مي کند، سرعت آزاد سازي نوترونها در طول يک فرآيند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زيادي انرژي آزاد مي شود. نوترونهاي آزاد شده اگر با هسته U-235 ديگري برخورد کنند، شکافت ديگري را سبب مي شوند و در نهايت يک واکنش زنجيره اي روي مي دهد. اگر تمام اين نوترونها در يک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدري زياد مي شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژي، دماي يک سيستم را تعيين مي کند. معادله بوتنرمن، اين ارتباط را توصيف مي کند. ) خوشبختانه برخي از اين نوترونها پس از يک بازه زماني نه چندان کوتاه ( حدود يک دقيقه ) توليد مي شوند و سبب مي شوند ديگر عوامل کنترل کننده از اين تاخير زماني استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند.
يکي از مزيت هاي استفاه از آب در PWR، اين است که اثر کند سازي آب با افزايش دما کاهش مي يابد. در حالت عادي، آب در فشار 150 برابر فشار يک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دماي 325 درجه سانتي گراد مي رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در اين دما جوش نمي آيد، ولي به شدت از خاصيت کند کنندگي اش کاسته مي شود، بنابراين آهنگ واکنش شکافت هسته اي کاهش مي يابد، حرارت کمتري توليد مي شود و دما پايين مي آيد. دما که کاهش يابد، توان رآکتور افزايش مي يابد و دما که افزايش يابد توان راکتور کاهش مي يابد؛ پس خود سيستم PWR داراي يک سيستم خود تعادلي در رآکتور است و تضمين مي کند توان رآکتور در کمترين ميزان مورد نياز براي تأمين گرماي سيستم بخار ثانويه است.
در اغلب رآکتورهاي PWR، توان رآکتور را در دوره فعاليت معمولي با تغييرات غلظت بورون ( در شکل اسيد بوريک ) در چرخه خنک کننده اوليه کنترل اوليه کنترل مي کنند سرعت جريان خنک کننده اول در رآکتورهاي PWR معمولي ثابت است. بورون يک جذب کننده قوي نوترون است و با افزايش يا کاهش غلظت آن، مي توان شدت فعاليت راکتور را کاهش يا افزايش داد. براي اين کار، يک سيستم کنترلي پيچيده شامل پمپ هاي فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج مي کند، تجهيزات تغيير غلظت اسيد بوريک و تزريق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نياز است.
يکي از اشکالات راکتورهاي شکافت، اين است که حتي پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشي هاي راديواکتيوي انجام مي شود و حرارت زيادي آزاد مي شود که مي تواند راکتور را ذوب کند. البته سيستم هاي حفاظتي و پشتيباني متعددي براي جلوگيري از اين واقعه وجود دارند، با اين حال ممکن است در اثر پيچيدگي هاي اين سيستم، برهمکنش هاي پيش بيني نشده يا خطاهاي عملياتي مرگ آفريني در شرايط اضطراري روي دهند. در نهايت، هر رآکتور با يک حفاظ ساختماني بتوني احاطه شده است که آخرين سد در برابر تشعشعات راديواکتيو است.

رآکتور آب جوشان، BWR
در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده مي شود. آب سبک، آبي است که در آن فقط هيدروژن معمولي وجود دارد. ) BWR اختلاف زيادي با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غير از اينکه در BWR فقط يک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقيما در قلب راکتور به جوش مي آيد. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوري که در بيشترين مقدار به 75 برابر فشار جو مي رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدين ترتيب آب در دماي 285 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد.
رآکتور BWR به شکلي طراحي شده که بين 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالاي آن قرار مي گيرد. بدين ترتيب عملکرد بخش بالايي و پاييني هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالايي قلب رآکتور، کند سازي کمتري صورت مي گيرد و در نتيجه بخش بالايي کمتر است.
در حالت کلي دو مکانيسم براي کنترل BWR وجود دارد: استفاده از ميله هاي کنترل و تغيير جريان آب درون راکتور.
الف – بالا بردن يا پايين آوردن ميله هاي کنترل، روش معمولي کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازي رآکتور تا رسيدن به 70 درصد حداکثر توان است. ميله هاي کنترل حاوي مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتيجه پايين آوردن آنها موجب افزايش جذب نوترون در ميله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهايت کاهش آهنگ شکافت هسته اي و پايين آمدن توان رآکتور مي شود. بالا بردن ميله هاي سوخت دقيقاً نتيجه معکوس مي دهد.
ب – تغييرات جريان آب درون رآکتور، زماني براي کنترل رآکتور مورد استفاده قرار مي گيرد که راکتور بين 70 تا صد درصد توان خود کار مي کند. اگر جريان آب درون رآکتور افزايش يابد، حباب هاي بخار در حال جوش سريع تر از قلب راکتور خارج مي شوند و آب درون قلب رآکتور بيشتر مي شود. افزايش مقدار آب به معني افزايش کندسازي نوترون و جذب بيشتر نوترونها از سوي سوخت است و اين يعني افزايش توان راکتور. با کاهش جريان آب درون رآکتور، حباب ها بيشتر در رآکتور باقي مي مانند، سطح آب کاهش مي يابد و به دنبال آن کندسازي نوترونها و جذب نوترون هم کاهش مي يابد و در نهايت توان رآکتور کاهش مي يابد.
بخار توليد شده در قلب رآکتور از شيرهاي جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( براي جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور مي کند و مستقيماً به سمت توربين هاي بخار که بخشي از مدار رآکتور محسوب مي شوند، مي رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگي راديواکتيو است و از آنجا که توربين هم در تماس مستقيم با اين آب است، بايد پوشش حفاظتي داشته باشد. اغلب آلودگي هاي درون آب عمر کوتاهي دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگي هاي آب را تشکيل مي دهد و نيمه عمرش تنها 7 ثانيه است )، بنابراين مدت کوتاهي پس از خاموش شدن رآکتور مي توان به قسمت توربين وارد شد.
در رآکتور BWR، افزايش نسبت بخار آب به آب مايع درون رآکتور موجب کاهش گرماي خروجي مي شود. با اين حال، يک افزايش ناگهاني در فشار بخار، سبب بروز يک کاهش ناگهاني در نسبت بخار به آب مايع درون رآکتور مي شود که خود، سبب افزايش توان خروجي مي شود. اين شرايط و ديگر حالت هاي خطرساز، موجب شده است از سيستم کنترلي اسيد بوريک ( بورون ) نيز استفاده شود، بدين شکل که در سيستم پشتيبان خاموش کننده اضطراري، محلول اسيد بوريک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزريق مي شود. خوبي اين سيستم اين است که اسيد اوريک، يک خورنده قوي است و معمولا در PWR سبب مي شود تلفات ناشي از خوردگي قابل توجه باشد. در بدترين شرايط اضطراري که تمام سيستم هاي امنيتي از کار افتاد، هر رآکتور به وسيله يک ساختمان حفاظتي از محيط اطراف جدا شده است. در يک رآکتور BWR جدي، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار مي گيرد و در هر دسته بين 74 تا 100 ميله سوخت قرار مي گيرد. اين چنين حدود 140 تن اورانيوم در قلب رآکتور ذخيره مي شود.

• رآکتور D2G
رآکتور هسته اي D2G را مي توان در تمام ناوهاي دريايي ايالات متحده مي توان پيدا کرد. D2G مخفف عبارت زيراست:
رآکتور ناو جنگي D=Destroyer-sized reactor
نس دوم 2=Second Geneation
ساخت جنرال الکتريک G= General – Electric built
بدين ترتيب، D2G را مي توان مخفف اين عبارت دانست: رآکتور هسته اي نسل دوم ويژه ناوهاي جنگي ساخت جنرال الکتريک. اين رآکتور براي توليد حداکثر 150 مگا وات انرژي الکتريکي و عمر مفيد 15 سال مصرف معمولي طراحي شده است.
در اين رآکتور، براي مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوري طراحي شده که بتوان هر دو اتاق توربين را با يک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره مي رسد. اگر يک رآکتور فعال باشد و توربين ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسيد و اگر فقط يک رآکتور فعال باشد ولي توربين ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.

spow · Sep 8, 2009

نيروگاه گازي

از زمان تولد توربينهاي گازي امروزي در مقايسه با ساير تجهيزات توليد قدرت , زمان زيادي نمي گذرد . با اين وجود امروزه اين تجهيزات به عنوان سامانه هاي مهمي در امر توليد قدرت مكانيكي مطرح مي باشند . از توليد انرژي برق گرفته تا پرواز هواپيماهاي مافوق صوت همگي مرهون استفاده از اين وسيله سودمند مي باشند . ظهور توربينهاي گازي باعث پيشرفت زيادي در رشته هاي مهندسي مكانيك , متالورژي و ساير علوم مربوطه گشته است . بطوري كه پيدايش سوپرآلياژهاي پايه نيكل و تيتانيوم به خاطر استفاده آنها در ساخت پره هاي ثابت و متحرك توربينها كه دماهاي بالايي در حدود 1500 درجه سانتيگراد و يا بيشتر را متحمل مي شوند, از سرعت بيشتري برخوردار شد . به همين خاطر امروزه به تكنولوژي توربينهاي گازي تكنولوژي مادر گفته مي شود و كشوري كه بتواند توربينهاي گازي را طراحي كند و بسازد هر چيز ديگري را هم مي تواند توليد كند .

توربينهاي گازي

همانطور كه بيان گرديد از اين تجهيزات در نيروگاهها براي توليد برق ( معمولا براي جبران بارپيك) موتورهاي جلوبرنده (هواپيما ,كشتيها و حتي خودروها) , در صنايع نفت و گاز براي به حركت درآوردن پمپها و كمپرسورها در خطوط انتقال فراورده ها و... استفاده مي شود كه امروزه كاربرد توربينهاي گازي در حال گسترش مي باشد .

اجزاي توربينهاي گازي :
به طور كلي كليه توربينهاي گازي از سه قسمت تشكيل
مي شوند :

1.كمپرسور 2.محفظه احتراق 3.توربين

كه بنا به كاربرد قسمتهاي ديگري نيز براي افزايش راندمان و كارايي به آنها اضافه مي شود . به عنوان مثال در برخي از موتورهاي هواپيماها قبل از كمپرسور از ديفيوزر و بعد از توربين از نازل استفاده مي شود . كه دراين رابطه بعدها مفصلاً بحث خواهد گرديد
سيكل توربينهاي گازي :

سيكل ترموديناميكي توربينهاي گازي سيكل استاندارد هوايي يا برايتون مي باشد كه در حالت ايده ال مطابق شكل زير شامل دو فرايند ايزنتروپيك در كمپرسور و توربين و دو فرايند ايزو بار در محفظه احتراق و دفع گازهاميباشد.
سيكلهاي توربينهاي گازي در دونوع باز و بسته مي باشند . در سيكل باز گازهاي خروجي از توربين به درون اتمسفر تخليه مي شوند كه اين سيكل بيشتر در موتورهاي هواپيما مورد استفاده قرار مي گيرد . در نوع بسته كه عمدتاً در نيرو گاههاي برق مورد استفاده قرار مي گيرد گازهاي خروجي از توربين ( مرحله 4) از درون بخش دفع گرما (cooler ) عبور كرده و بعد از خنك شدن مجددا وارد كمپرسور گرديده و سيكل تكرار مي شود .
همانطوركه قبلا بيان گرديد توربينهاي گازي از نظر كاربردي به دو گروه صنعتي و هوايي تقسيم مي شوند كه نوع اول در صنعت و نوع دوم در هوانوردي مورد استفاده قرار مي گيريند .

توربينهاي گازي صنعتي :

منظور از توربينهاي گازي صنعتي اشاره به كاربرد آنها غير از بخش هوانوردي مي باشد .

توربينهاي گازي كه در صنعت برق مورد استفاده قرار مي گيرند داراي ظرفيتهاي متفاوتي مي باشند كه شكل قبل نوعي از اين توربينها با ظرفيت 400 مگاوات را نشان مي دهد.

توربينهاي گازي هوايي يا موتورهاي جت :
همانطور كه گفته شد سيكل توربينهاي گازي موتورهاي هواپيما شبيه به توربينهاي گازي صنعتي مي باشد بجز اينكه قبل از ورود هوا به كمپرسور از يك ديفيوزر و بعداز توربين از يك نازي براي بالا بردن سرعت گازهاي خروجي و حركت هواپيما به سمت جلو استفاده مي كنند . اين گازهاي پرسرعت بر هواي خارج از موتور نيرويي وارد مي كنند كه طبق قانون سوم نيوتن نيروي عكس العمل آن سبب حركت هواپيما به سمت جلو مي شود . شايان ذكر است كه نازل در هواپيماهاي جت از نوع متغير مي باشد . يعني دهانه آن با توجه به دبي (گذرجرمي) گازهاي خروجي قابل تغييرو تنظيم است .

موتورهاي هواپيما انواع مختلفي دارند كه به دو سته كلي تقسيم مي شوند :

1- موتورهاي پيستوني :
كه از نظر كاري شبيه به موتور خودروها مي باشند.

2- موتورهاي توربيني :

اين موتورها به سه دسته كلي توربوجت, توربوفن و توربوپراپ تقسيم بندي مي شوند.

توربوجتها اولين موتورهاي جت مي باشند كه امروزه به دليل مسائلي مثل صداي زياد و آلودگي محيط زيست بجز در موارد خاص استفاده اي از انها نمي شود . توربوفنها نوع پيشرفته موتورهاي توربوجت هستند . به اين صورت كه رديف اول كمپرسور در اين موتورها به عنوان فن عمل كرده و مقداري از هواي ورودي به موتور را از اطراف موتور by pass كرده كه اين عمل علاوه بر افزايش نيروي جلوبرندگي باعث كاهش صدا,آلودگي محيطي و ... مي شود .
در موتورهاي توربوفن با اتصال يك ملخ به گيربكس و سپس به كمپرسور , نيروي جلوبرندگي ايجاد مي شود . در اين حالت سعي مي شود كه بيشترين انرژي جنبشي گازها صرف چرخاندن توربين و از آنجا كمپرسور و در نتيجه ملخ شود . وجود گيربكس به اين خاطر است كه سرعت دوراني ملخ از حد معيني تجاوز نكند . يعني بايد سرعت انتهاي ملخ از عدد ماخ كوچكتر باشد . زيرا سرعتي بيش از اين سبب ايجاد ارتعاشات شديد و در نتيجه شكستگي ملخ مي شود.

موتورهاي توربوشفت نيز نوعي موتور توربوپراپ مي باشند كه از آنها جهت به حركت درآوردن هليكوپترها استفاده مي شود .بطور كلي موتورهاي توربوپراپ بدليل اينكه در ارتفاع پروازي كم از قدرت زيادي برخوردار هستند از آنها در هواپيماهاي ترابري استفاده مي شود ( مثل C130 )

spow · Sep 8, 2009

کمپرسور ها (Compressors)

ماشين هايي که جذب کننده قدرت مکانيکي هستند و اين قدرت را به صورت هاي مختلفي از قبيل انرژي حرارتي،انرژي جنبشي و يا پتانسيل به سيال اعمال مي کنند طيف وسيعي را شامل مي شوند از قبيل : فن ها، دمنده ها و کمپرسور ها .
يکي از موارد استفاده از کمپرسور ها، جهت افزايش فشار گازها تا يک حد معين براي کاربرد هاي صنعتي مي باشد.

تقسيم بندي کلي کمپرسور ها :
از عمده معيار هاي تقسيم بندي کمپرسور ها، مي توان به تقسيم بندي بر اساس مکانيزم و اصول کارکرد و نحوه اعمال انرژي به سيال، اشاره داشت که بر اين اساس تقسيم بندي هاي زير را براي کمپرسور ها خواهيم داشت :
1) کمپرسور هاي رفت و برگشتي يا جابجايي مثبت يا جريان منقطع
2) کمپرسور هاي سانتريفيوژ يا ديناميک يا جريان پيوسته

تفاوت هاي مهم اين دو گروه فوق را مي توان در موارد زير خلاصه کرد :
1) کمپرسور هاي رفت و برگشتي براي فشارهاي زياد و متوسط و شدت جريان هاي پايين به کار مي رود در حاليکه کمپرسور هاي سانتريفيوژ براي فشارهاي متوسط و پايين يا جريان هاي متوسط و بالا به کار مي رود.
2) فشارهاي ايجاد شده در کمپرسور هاي سانتريفيوژ مقدار محدود و مثبتي دارد در حاليکه، در کمپرسور هاي رفت و برگشتي اين فشارها مي تواند متغير و قابل تنظيم بوده و اصولا تابع نياز سيستم مي باشد.
3) همان طوري که از نام گذاري اين دو گروه ملاحظه مي شود جريان در کمپرسور هاي رفت و برگشتي ناپيوسته بوده، به گونه اي که مقداري گاز به درون کمپرسور کشيده شده و عمل تراکم روي آن انجام مي شود، سپس تخليه شده و دوباره سيکل تکرار مي گردد. ولي در کمپرسور هاي سانتريفيوژ سيکلي وجود نداشته و جريان پيوسته و ممتد مي باشد.
4) کمپرسور هاي ديناميکي (سانتريفيوژ) بر اساس نيروي گريز از مرکز که روي قطعه اي به نام پره اعمال مي کند، ايجاد انرژي مي نمايد و اين انرژي که از نوع انرژي جنبشي مي باشد در خروجي کمپرسور، به فشار مبدل مي شود در حاليکه کمپرسور هاي رفت و برگشتي مستقيما فشار گاز را توام با کاهش حجم، افزايش مي دهند.

کاربرد کمپرسور ها :
بطور کلي کمپرسور ها جهت افزايش فشار سيالات قابل تراکم (گاز و بخار) تا يک حد معين، مورد استفاده قرار ميگيرد.اين فشار ممکن است نيازهاي مختلفي را تأمين کند از قبيل: غلبه بر اصطکاک و تلفات مسير، تاثير در يک واکنش معين در نقطه تحويل گاز و بهبود خواص ترموديناميکي گاز .به بيان ساده تر، کمپرسور ها کاري مشابه پمپ ها دارند با اين تفاوت که سيال آنها بخار يا گاز مي باشد. گازهاي جابجا شده بوسيله کمپرسور از نقطه نظر وزن ملکولي و ديگر خواص شيميايي و فيزيکي دامنه وسيعي را تشکيل ميدهند ولي امروزه از سبک ترين تا سنگين ترين گازها توسط کمپرسور هاي گوناگون جابجا مي شوند صنايع و زمينه هاي متعددي وجود دارند که در هر کدام از آنها نيازهاي بخصوصي با انتخاب کمپرسور هاي مناسب تأمين ميگردد که اين زمينه ها عبارتند از:
1) تهويه ساختمان، تونل ها، معادن و کوره ها
2) تأمين هواي فشرده جهت احتراق در ماشينهاي احتراق داخلي و ديگ هاي بخار
3) انتقال انواع گازها
4) تأمين فشار مخازن ذخيره تحت فشار
5) تزريق گاز به ميدان هاي نفتي
6) سيستم هاي تبريد
7) فرآيند هاي شيميايي و تصفيه گازها

« کمپرسور هاي ديناميک (Dynamic Compressors)»
که شامل انواع زير مي شود :
1) کمپرسور هاي گريز از مرکز (Centrifugal Compressors)
2) کمپرسور هاي محوري (Axial Compressors)
3) کمپرسور هاي جريان مختلط (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)

« کمپرسور هاي جا به جايي مثبت (Positive Displacement Compressors)»
اين کمپرسور ها شامل انواع زير مي شود :
1) کمپرسور هاي رفت و برگشتي (Reciprocating Compressors)
2) کمپرسور هاي دوار يا گردشي (Rotary Compressors)

»»» شما با دانلود فايل زير مي توانيد ليست کاملي از کمپرسور ها را (به صورت نمودار) داشته باشيد.
( فايل با فرمت PDF و حجم آن 44 KB است)
[براي مشاهده لينک بايد عضو سايت باشيد عضويت]

- اکنون به تعريف برخي از اين کمپرسور ها مي پردازيم :

« کمپرسور هاي گريز از مرکز (Centrifugal Compressors)»
هر جا که ظرفيت و قدرت بالا مد نظر باشد بدون شک کمپرسور هاي سانتريفيوژ حرف اول را مي زنند. از نظر تعداد مورد استفاده در صنعت نيز اين ماشين ها با نوع رفت و برگشتي در مقام دوم هستند. راندمان آن ها در مقايسه با کمپرسور هاي رفت و برگشتي پايين بوده و لذا منبع انرژي را طلب مي کنند. اصول کار در اين کمپرسور ها بدين شکل است که افزايش فشار با شتاب گيري جريان گاز، در حرکت شعاعي در طول پره ها و تبديل انرژي سرعت گاز به انرژي فشاري در عبور از ديفيوزر صورت مي گيرد. اين کمپرسور ها شامل قسمت هاي زير هستند : 1) پوسته (Shell) ، 2) ديافراگم ها و ديفيوزر ها ، 3) آب بندي شانه اي ( Labyrinths) ،4) پره ها (Impellers)
« کمپرسور هاي جريان مختلط (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)»
کمپرسور هاي جريان مختلط يا قطري يا جريان محوري و شعاعي، مشابه کمپرسور هاي گريز از مرکز هستند. يعني سيال موازي محور وارد چرخ مي گردد و به طور مايل نسبت به محور از چرخ خارج مي شود. در اين کمپرسور ها ديفيوزر اغلب براي تبديل جريان قطري به جريان محوري به کار مي رود. کمپرسور هاي جريان مختلط داراي قطر ديفيوزر کمتري نسبت به کمپرسور هاي گريز از مرکز هستند. در اين نوع کمپرسور ها متوسط شعاع خروجي بيش از ورودي است. تا کنون تعداد بسيار کمي از کمپرسور هاي پژوهشي جريان مختلط در سراسر جهان تست شده اند.
اين کمپرسور ها در ايالات متحده به کمپرسور هاي قطري(Diagonal Compressors) معروفند.

« کمپرسور هاي رفت و برگشتي (Reciprocating Compressors)»
کمپرسور هاي رفت و برگشتي قديمي ترين و رايج ترين نوع کمپرسور ها بوده و عمل تراکم گازها با کاهش اجباري حجم توسط حرکت پيستون در داخل يک سيلندر صورت مي گيرد.ورود گاز به سيلندر و خروج از آن به وسيله سوپاپ ها بر اساس اختلاف فشار ما بين خط لوله و درون سيلندر، باز و بسته مي شوند.
مشخصه بارز کمپرسور هاي رفت و برگشتي، امکان استفاده از آنها براي چندين سرويس در يک دستگاه واحد مي باشد. مثلا از يک سيلندر براي کمپرس کردن پروپان و از سيلندرهاي ديگر براي کمپرس گازهاي ديگر مي توان استفاده کرد.

spow · Sep 8, 2009

مولدهاي بخاري

اين نوع نيروگاهها ( توربين ها ) از نظر فشار بخار توليدي در بويلر و بخار مصرفي در توربين بدو دسته عمده تقسيم مي گردند .
در توربين هاي از نوع فشار ثابت (constant pressure) بويلر و توربين هيچ نوع انعطافي از خودنشان نمي دهند و لذا از اين نوع توربين ها ( نيروگاهها ) در جهت توليد بار پايه استفاده مي گردد.
در توربين هاي از نوع فشار متغير (sliding pressure ) مي توان بر روي بويلر و توربين ، تغييرات فشار را اعمال نمود . اين نوع مولدها معمولا جهت توليد بار مياني هفته بکار مي روند .
قدرت قابل دسترسي اين نوع مولدها از چند مگا وات تا يک هزار مگاوات متغير است . هزينه سرمايه گذاري براي هر کيلو وات قدرت نصب شده متناسب با حجم تجهيزات کمکي و قدرت واحد و نوع آن از پانصد تا يک هزار دلار متغير است و مدت زمان اجراي آن معمولاٌ پنج سال طول مي کشد .

از آنجائي که در اين نوع نيروگاهها هزينه قدرت نصب شده به ازاي هر کيلو وات با افزايش قدرت واحد ، کاهش مي يابد ِ، از اين رو سير افزايش قدرت قابل ساخت و نصب اين نوع واحدها از سرعت بيشتري برخوردار است . لازم به توضيح است که راندمان اين نوع نيروگاهها تا 40 درصد هم مي رسد .
روش توليد برق در اين نوع نيروگاهها به اين ترتيب است که سوخت فسيلي ( ذغال سنگ ،گاز، گازوئيل، مازوت ) بوسيله مشعل هاي خاصي ، به محفظه اي بنام کوره ، پاشيده مي گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسيله فن هاي بزرگي تامين مي شود ، حرارت قابل توجهي در اين محفظه توليد مي گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمي ) راکه با پمپ از داخل لوله هاي تعبيه شده در آن عبور مي کند پس از طي مراحلي به بخاري با درجه حرارت بالا و فشار زياد که در اصطلاح به آن بخار خشک مي گويند ، تبديل مي نمايد. بخار خشک حاصله پس از خروج از کوره وارد توربين مي شود.
بخار وارده به توربين آن را به حرکت در مي آورد و ژنراتور را که با توربين هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در مي آيد و جريان برق توليد مي شود . بخار ورودي به توربين با از دست دادن بخش عمده اي از حرارت و فشار خود وارد محوطه اي بنام کندانسور مي شود .در کندانسور اين بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطير مي شود و به آب تبديل مي گردد .آب تقطير شده مجدداً از هيتر هاي متعددي عبور داده شده و گرم مي شود و در نهايت توسط پمپ مجدداً به درون کوره هدايت مي شود و سيکل خود را دوباره طي مي کند .
آب خنک کن ( آبي که جهت ايجاد سطوح سرد در کنداسور بکار مي رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجي از توربين ، گرم شده است به برج خنک کن هدايت مي شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خود باز مي گردد.

راندمان نيروگاههاي بخاري در حدود 40 درصد است . تقريبا 10 درصد انرژي در اگزوز و 50 درصد نيز از طريق كندانسور تلف مي شود .

spow · Sep 8, 2009

تشريح عملكرد برج خنك كن باز

تشريح عملكرد برج خنك كن باز
وظيفه يك برج خنك كن باز، جذب گرما از يك فرايند و دفع آن به فضاي اتمسفر است كه اساساً اين دفع از راه تبخير صورت مي پذيرد. از آن جايي كه آب شركت كننده در فرايند خنك سازي در مدار برج خنك كن سيركوله شود، به علت تبخير تدريجي آب، غلظت مواد معدني در ان افزايش مي يابد. وقتي كه غلظت مواد معدني به اندازه دو برابر مقدار اوليه شد، گفته مي شود كه آب داراي دو سيكل غلظت مي باشد. هنگامي كه غلظت مواد معدني در آب به سه برابر مقدار اوليه رسيد، آنگاه داراي دو سيكل غلظت مي باشد.

كارايي اين قسمت براي بهره برداري موثر و اقتصادي بسيار پر اهميت مي باشد. براي اطمينان از حداكثر انتقال حرارت، سطوح اننتقال حرارت بايد در حد امكان تميز نگه داشته شود. اگر غلظت مواد معدني در برج خنك كن افزايش يابد، امكان تجمع رسوب و خوردگي افزايش مي يابد، بنابراين تصفيه آب موجب بهره برداري موثرتر از واحد انتقال حرارت خواهد بود.

سطوح انتقال حرارت، گرمترين نقطه اي است كه آب خنك كننده به آن مي رسد. حلاليت كربنات كلسيم در آبCaCO2كه در برج خنك كن وجود دارد)، با دما رابطه معكوس دارد، در نتيجه در سطوح انتقال حرارت، امكان نشست رسوب كربنات كلسيم، به وجود مي آيد. انباشته شدن لايه هاي رسوب كربنات كلسيم انتقال حرارت را كاهش مي دهد و اين مساله موجب خوردگي شده و نقاط داقي به وجود مي آورد كه خود موجب تنش حرارتي خواهند شد، همه اين موارد روي بازدهي و عمر مبدل حرارتي تاثير خواهند گذاشت.

يك روش ابتدايي براي جلوگيري از تشكيل رسوب ، تخليه بخشي از آب گردش كننده در مدار و جايگزين كردن آن با مقداري آب تازه است كه غلظت مواد معدني در آن كمتر باشد. براي تعيين حداكثر غلظت مواد معدني كه مي تواند بدون ايجاد رسوب در آب موجود باشد بايد آب جبراني كاملاً مورد برسي قرار گيرد. هدف از برنامه تصفيه ي آب اين است كه تعداد كه تعداد سيك هاي غلظت به حداكثر ممكن رسانده و در اين حال تشكيل رسوب، خوردگي و رشد ميكروبي را به حداقل برساند. مهمترين عاملي كه بايد كنترل شود تشكيل رسوب است كه به طور معمول به دليل اشباع تركيبات كلسيم در آب خنك كن ايجاد مي شود.

خدمات رفاهي شهري پالايشگاه نفت، صنايع شيميايي و بيشتر صنايع ديگر در سيستم هاي تهويه مطبوع خود و يا براسي خنك كردن يك سيال فرايندي در مبدل حرارتي به مقادير زيادي آب خنك كن احتياج دارند. در گذشته، خنك كنندگي با استفاده از از آب هاي موجود در درياچه ها، رودخانه ها و يا سيستم هاي آب شهري نزديك، بر اساس يك روش ((يك بار گذر)) انجام مي گرفت.

مشكلاتي مهم در اين روش به چشم مي خورد، مسدود شدن مبدل حرارتي با جامدات معلق (گل ولاي) و رشد بيولوژيكي در اين تجهيزات بود. هزينه هاي ناشي از خرابي تجهيزات و محدوديت هاي فزاينده ي سازمان محيط زيست، موجب شد صنايع به تصفيه آب و استفاده مجدد از آن به كمك برج هاي خنك كن روي بياورند. اين امر موجب شد كه نياز صنايع به آب تازه كاهش چشمگيري داشته باشد و مقدار گنداب تشكيل شده ي آنها نيز كاهش يابد.

در يك سيستم خنك كننده ي سيركوله، براي جذب گرمايي كه آب در حين عبور از تجهيزات و فرايندهاي صنعتي دريافت كرده است، آن را از مبدل هاي حرارتي، كانال هاي خنك كننده يا برج هاي خنك كن عبور مي دهند و بعد از خنك شدن دوباره آن را به جهت خنك كردن تجهيزات و فرايند ها به كار مي برند.

برج هاي خنك كن سيركوله، خنك كنندگي را از راه تبخير آب و همچنين با انتقال حرارت مستقيم به هوا هنگام عبور مستقيم آن از درون برج ايجاد مي كنند اصول اوليه كاري اين تجهيزات نسبتا واضح است، ولي تجهيزات انتقال حرارت مربوطه به طور گسترده اي به لحاظ قيمت و پيچيدگي باهم متفاوت هستند. به عنوان مثال، در صنايع شميايي ، به دليل طبيعت برخي فرايند ها، معمولا به مواد غير معمول براي ساخت نياز مي باشد. اين مساله موجب مي شود تجهيزات انتقال حرارت بسيار گران شده و نگهداري مناسب آن نيز از اولويت خوبي برخوردار شود.

اغلب مشكلات برج خنك كن ناشي از ناخالصي آب مي باشد. در سيستم هاي خنك كن معمولا سه مشكل وجود دارد:خوردگي، تشكيل رسوب و رشد بيولوژيكي

spow · Sep 8, 2009

مولدهاي گازي

کاربرد روز افزون توربين هاي گازي در صنايع مختلف ، به خصوص در صنايع نفت و الکترونيک، از قبيل به حرکت در آوردن پمپ هاي بزرگ در داخل خطوط لوله نفت و گاز ، تامين انرژي مورد نياز کارخانجات و مناطق خاص جدا از شبکه بسيار چشم گير و قابل توجه است .همچنين در صنعت توليد نيروي برق شبکه هاي سراسري ، با عنوان واحدهايي قادرند سريعاٌٍ در مدار قرار گيرند بسيار مورد توجه هستند .

اين نوع مولدها با چند صد کيلووات تا دويست مگاوات به صورت سري سازي ساخته مي شود. قدرت و مدل اين نوع مولدها و مولدهاي ديزلي که متعاقبا، معرفي خواهند شد،تابعيت چنداني از خريدار ندارد بلکه کليه انواع آن از قبيل طراحي شده و به صورت سري با قبول سفارش ساخت ، تا حد امکان در کارخانه سازنده به صورت کامل بر روي شاسي سوار و سپس براي نصب به محل احداث حمل مي گردد.
نصب اين نوع مولدها پس از ورود به کارگاه بسيار سريع صورت مي گيرد و سرعت راه اندازي آنها به لحاظ حداقل بودن تجهيزات کمکي بسيار زياد است .
از آنجايي که قدرت هاي قابل ساخت اين مولدها گسترده مي باشد ، لذا متناسب با گستردگي شبکه از آن در تامين گونه هاي مختلف نياز شبکه استفاده مي گردد، بدين معني که در شبکه هاي کوچک و متوسط به عنوان توليد کننده بار پايه و در شبکه هاي بزرگ به عنوان توليد کننده بار مياني و بار پيک مورد استفاده قرار مي گيرد.لازم به توضيح است که در مجتمع هاي توليدي بزرگ که قطع برق شبکه باعث به وجود آمدن خسارت هاي زياد مي شود ، از اين نوع مولدها به عنوان توليد کننده برق اضطراري نيز ، استفاده مي شود.
بطور کلي اين نوع مولدها در يک تقسيم بندي کلي در سه دسته مورد مطالعه قرار مي گيرندکه ذيلاً بررسي مي شوند:

دسته اول، مولدهايي هستندکه اصول کار آنها بر پايه طراحي مولدهاي بخار استوار است و بر اين اساس تحولات لازم در طراحي با توجه به تکنولوژي هاي ساخت به وجود آمده است . اصولاٌ اين نوع مولدها از نظر وزني سيگين و تجهيزات کمکي آنها نسبت به گونه هاي ديگر بيشتر بوده و معمولاً قدرت هاي بالاي آنها اقتصادي است و بدين جهت قدرت هاي قابل ساخت در کارخانجات سازنده اين نوع مولدها معمولاٌ از 30 مگاوات بيشتر است .سازندگان اين دسته از مولدها عمدتاٌ زيمنس و ABB(براون باوري سابق ) هستند . در شبکه هاي کوچک از اين نوع واحدها به عنوان توليد کننده بار پايه و در شبکه هاي بزرگ به عنوان توليد کننده بار مياني و پيک و حتي اضطراري استفاده مي گردد.البته اين نوع مولدها در شبکه هاي بزرگ ، ضمن ترکيب با مولدهاي بخاري (چرخه هاي ترکيبي ) ، مي توانند در توليد بار پايه نيز به کار روند.
راندمان اين نوع مولدها عموماً در قدرت هاي بالا بيشتر از واحدهاي مشابه مي باشد ولي به سبب برخورداري از تجهيزات کمکي بيشتر و نتيجتاٌ هزينه نگهداري و پرسنلي بالاتر ، هزينه توليد هر کيلو وات آنها با انواع ديگر توربين هاي گاز ، در قدرت هاي معادل ، برابري مي کند .
اين نوع مولدها معمولاً مي بايستي در داخل سالن نصب گردند و به سبب سنگين بودن تجهيزات ( بالا بودن متوسط وزني نسبت به کيلو وات توليدي ) مدت زمان نصب و راه اندازي آنها بيشترين زمان در نوع خود را دارا مي باشد .

هزينه سرمايه گذاري ارزي اين دسته از مولدهاي گازي معادل سايرين مي باشد ( با احتساب عمر مفيد ) ليکن هزينه هاي سرمايه گذاري محلي آن از ديگر انواع توربين گاز بيشتر است .

دسته دوم از توربين گازها ، توربين هاي نوع جتي مي باشند که عمدتاًٌ در صنايع هوايي کاربرد دارند و بعضاً نيز با اعمال تغييرات جزئي ، به صورت توربين ژنراتور به کار مي روند. عمده مشخصه اين نوع مولدها در اطاق هاي احتراق آنها مي باشد که از آلياژهاي خاصي ساخته مي شوندضمن اينکه نازل سوخت آنها نيز از نوع مرکب مي باشد .
توربين از چند طبقه مجزا از هم تشکيل شده که هر يک دور گردش مخصوص به خود را دارند و بدين سبب به آنها توربين هاي گازي چند محوره هم گفته مي شوند . دور توربيني که براي چرخاندن کمپرسور به کار مي رود، به 40 هزار دور در دقيقه هم مي رسد . دور توربين کم دور آن معمولا ٌ با دور ژنراتور يکي است و در حقيقت اين دو با هم کوپله مي باشند .
قيمت تمام شده هر کيلو وات قدرت نصب شده اين نوع مولدها ، نسبت به ديگر انواع مولدهاي گازي غالباٌ 5 تا 10 درصد کمتر مي باشد ليکن به سبب تفاوت راندمان و هزينه تعمير و نگهداري ، قيمت هر کيلو وات انرژي توليدي آن، گرانتر از ديگر انواع مي باشد .

دسته سوم، توربين هاي گازي صنعتي هستند که تکامل خود را از توربين هاي جتي آغاز کرده اند ليکن کاملا ٌ از انواع جتي فاصله گرفته اند و تنها خصيصه اي که از جت ها دارند ، تعداد اتاق هاي احتراق آنهاست .
عمده سازندگان اين نوع مولدهاي گازي خانواده جنرال الکتريک و خانواده و ستينگ هاوس مي باشند که هرکدام شامل چند سازنده عمده هستند .

نحوه کارکردهاي گازي بدين ترتيب است که کمپرسور در حال گردش با دور زياد ، هواي محيط را مکيده وفشار آن را به چندين برابر فشار محيط ( حدود 10 برابر ) مي رساند ، ضمن اينکه نسبتاً درجه حرارت آن نيز افزايش مي يابد .هواي فشرده شده از کمپرسور خارج و به درون محفظه يا محفظه هاي احتراق هدايت مي شوند . در داخل اتاق احتراق شعله دائمي برقرار است و سوخت (گاز، گازوئيل و يا بعضاً مازوت ) نيز با فشار مناسبي به درون آن پاشيده مي شود .
سوخت به همراه هواي فشرده در مجاورت شعله ، آتش مي گيرد و گاز داغي با حجم زياد که دماي آن به 1800 درجه سانتيگراد مي رسد توليد مي گردد . گاز حاصل که نتيجه يک احتراق کامل بدون توليد دوده است ، به سبب محدوديت هاي تکنولوژيکي مستقيماٌ قابل ارسال به توربين نمي باشد و لازم است خنک گردد . اين کار توسط هواي اضافي ورودي به اتاق احتراق ، از طريق کمپرسور ، انجام مي گيرد .
گاز داغ مناسب از نظر درجه حرارت ، وارد توربين شده و بخش اعظم انرژي خود را به صورت انرژي مکانيکي دوراني ، به توربين منتقل مي کند و خود از طريق اگزوز خارج مي گردد . حدود دو سوم ( 3/2) انرژي دوراني حاصله از توربين به مصرف گرداندن کمپرسور ، و يک سوم (3/1) آن براي گردش ژنراتور به کار مي رود . ژنراتوري که يا به صورت مستقيم و يا از طريق جعبه دنده با توربين هم محور و کوپله است ، با ميدان الکتريکي گردان خود ، در استاتور ، جريان الکتريسته با ولتاژ از پيش طراحي شده توليد مي کند .

spow · Sep 8, 2009

سلام دوستان عزیز

با توجه به ارتیاط تنگاتنگ مقوله انرژی با تولید نیرو

کتاب مرجع انرژی رو براتون میزارم
اخرین ویرایش اون
موفق باشید

دانلود

پیرجو · Sep 8, 2009

spow گفت:
سلام دوستان عزیز

با توجه به ارتیاط تنگاتنگ مقوله انرژی با تولید نیرو

کتاب مرجع انرژی رو براتون میزارم
اخرین ویرایش اون
موفق باشید

دانلود

Mirror

spow · Sep 8, 2009

علل خرابی یاتاقان

عمریک یاتاقان غلتشی به کل تعداد سیکل های تنش و بار هایی که به اجزای غلتشی وغلتک های یاتاقان وارد می شود بستگی دارد.روش استاندارد شده محاسبه تنش های دینامیکی یاتافان بر پایه ویژگی خستگی مواد تشکیل دهنده یاتاقان که با عث خرابی در یاتا قان میشود،می باشد. علل خرابی یاتاقان

علل خرابی یاتاقان
عمریک یاتاقان غلتشی به کل تعداد سیکل های تنش و بار هایی که به اجزای غلتشی وغلتک های یاتاقان وارد می شود بستگی دارد.روش استاندارد شده محاسبه تنش های دینامیکی یاتافان بر پایه ویژگی خستگی مواد تشکیل دهنده یاتاقان که با عث خرابی در یاتا قان میشود،می باشد. خستگی معمولی با پوست پوست شدن وورق ورق شدن در سطح یاتاقان آشکار خواهدشد.

علل خرابی یاتاقان

1-خرابی ناشی از جازدن
خرابی محلی در شیار های یاتاقان ناشی از عیب جازدن یاتاقان می باشد.این خرابی برای نمونه زمانی رخ می دهد که رینگ داخلی یاتاقان غلتشی استوانه ای به خوبی در رینگ خارجی آن حا زده نشود و یا نیروی جا زدن یاتاقان در وسط اجزای یاتاقان وارد شود.

حوزه بار رینگ یاتاقان، ناشی از بارهای خارجی اعمال شده وشرایط گردش یاتاقان است که این حوزه با کدر شدن شیار های یا تا قان مشخض میشود.
شیار های غیر عادی روی یا تاقان،ناشی ازپیشبار مخربی است که از جا زدن خیلی محکم یا تاقان ویا تنظیم غیر دقیق یا تاقان روی محور ،می باشد.

2-آلودگی
ذرات خارجی که روی سطح یا تاقان قرار می گیرند موجب خستگی زودرس در یاتاقان می شوند.ذرات خارجی که دارای خاصیت سایندگی هستند خرابی یاتاقان را تسریع می بخشند وباعث خشن شدن سطوح و کند شدن یاتاقان می شوند.سایش زیاد موجب لقی بیش از اندازه در یاتاقان می شود.
آلودگی ها:
1-قطعات آلوده
2-گرد وخاک
3-درز گیری نا کافی
4-روانساز های آلوده
5-خرده فلز های قطعات دیگر که همراه روانساز ها به یاتاقان منتقل میشود.

3-خوردگی
خوردگی در یاتاقان های غلتشی ممکن است به شکل های مختلف وبه دلایل گوناگون رخ دهد. خراب
ناشی از خوردگی با سر وصدایاتاقان هنگام کارکردن آشکار می شود.زنگ زدگی حاصل از خوردگی
توسط اجزای یاتاقان ساییده می شوند وباعث سایش سطح یاتاقان می شود.
عوامل خوردگی:
1-آببندی نا کافی در برابر رطوبت و بخا ر آب
2- روانساز هایی که حاوی اسید می باشند
3-محیط نامناسب انبار نگهداری یاتاقان ها
سایش ساچمه ها با شیار یاتاقان با خراش هایی در سطح غلتک یا تا قان ظا هر می شود. این خراش ها در مقایسه با دندانه شدن اجزای یاتاقان در اثر نصب نا مناسب دارای لبه های برآمده نیستند
سایش میان ساچمه هاو شیار یاتاقان در اثر ارتعاشات در سطح هایی از یا تاقان که ساکن هستند باعث ساییدگی شدید می شوند.چنین خرابی در ماشین هایی که در حال سکون در معرض ارتعاشات هستند به وجو د خواهدآمد که راه بر طرف کردن آن ایجاد لبه های مناسب در یاتاقان ویااستفاده از ابزار مناسبی برای محافظت یا تاقان در هنگام دوران می باشد.
خوردگی که سطح یاتاقان را از میان می برددر سطوحی رخ می دهد که انطباق آن ها با سایر اجزاء به صورت آزاد می باشد.حرکت های ریزی که در چنین سطوحی رخ می دهد با عث سایش زیادی می شود که حرکت یا تا قان را کند کرده وبه سطح محور آسیب می رساند. را ه حل بر طرف کردن این مشکل استفاده از انطباق محکم میان این سطوح می باشد.

4- عبور جریان الکتریسیته
عبور مداوم جریان الکتریسیته از یاتاقان باعث ایجاد خراش های قهوه ای رنگ موازی با محور در تمام محیط غلتک و سایر اجزای غلتشی یاتاقان می شود.

5-روانسازی ناقص
روانسازی ناقص در اثر تامین نا کافی روانساز ویا استفاده از روانسازهای نا مرغوب ایجاد می شود.
اگر لایه روغن کافی میان سطوح تامین نشودکه حرکت لغزشی وسایش به وجود خواهد آمدکه علت تشکیل حفره های ریز و پوست پوست شدن سطح در غلتک های یاتا قان می باشد در مواردی که عمل روانسازی بیش از اندازه انجام می شود ،روانساز به دلیل حرکات شدید یاتاقان گرم شده وخاصیت خودرا از دست می دهند وبا عث خرابی شدید در یا تاقان می شوند .از نگهداشتن روانساز ها در یاتاقان به خصوص در سر عت های بالا بپر هیزید.

علائم علت ها مثال

حرکت نا موزون
خراب شدن رینگ ها و ساچمه ها
آلودگی
لقی بیش از حد لنگ زدن چرخ در وسایل نقلیه
افزایش ارتعاشات در فن ها
ارتعاشات درمیل لنگ در موتور های احتراقی

کاهش دقت

سایش در اثر آلودگی یا روغنکاری نا کافی
خراب شدن رینگ ها و ساچمه ها

تکان های شدید آسیاب ها

سر وصدا با فرکانس زیاد هنگام کار کردن لقی مجاز نا کافی

سروصدا یاتاقان ها در گیر بکس موتورهای الکتریکی

سر وصدا نا منظم لقی بیش از حد
آلودگی
روغنکاری نا کافی

تغییرات منظم در سر وصدا تغییر لقی به علت تغییر دما
خرابی غلتک ها

spow · Sep 8, 2009

سلام دوستان عزیز

با اتاق کنترل نیروگاهها اشنا شوید

موفق باشید

دانلود

spow · Sep 8, 2009

موتورهای استرلینگ
قسمت اول

موتور استرلینگ موتورهای گرما- کاری هستند که حرارت را تبدیل به جنبش می کنند و نسبت به موتور بنزینی و دیزلی کارآیی بیشتری دارند. امروزه چنین موتورهایی برای موردهای خاص استفاده می کنند مثل زیر دریایی یا قایق خصوصی. گازهایی که درون موتور استرلینگ استفاده می شود هرگز از موتور خارج نمی شوند.

مقدمه
موتور استرلینگ موتورهای گرما- کاری هستند که حرارت را تبدیل به جنبش می کنند و نسبت به موتور بنزینی و دیزلی کارآیی بیشتری دارند. امروزه چنین موتورهایی برای موردهای خاص استفاده می کنند مثل زیر دریایی یا قایق خصوصی. گازهایی که درون موتور استرلینگ استفاده می شود هرگز از موتور خارج نمی شوند. در چنین موتورهایی هیچ احتراقی صورت نمی پذیرد، هیچ اگزوزی وجود ندارد و هیچ صدای انفجاری شنیده نمی شود به همین دلیل چنین موتورهایی فاقد صدا هستند. این موتورها از منبع گرمایی خارجی مثل آتش استفاده می کنند. گرما به گاز درون سیلندر گرم شده اضافه می شود. همین امر سبب ایجاد فشار می گردد و پیستون را به سمت پائین می برد. زمانیکه پیستون راست پائین میرود پسیتون چپ به سمت بالا برده می شود. سپس گاز گرم را به سیلندر خنک شده وارد می نماید که خیلی سریع گاز را خنک می سازد و فشار آنرا پائین می آورد. پیستون سیلندر خنک شده گاز را، فشرده می سازد. گرمای ایجاد شده توسط چنین فشرده سازی توسط منبع خنک سازی خارج می گردد. موتور استرلینگ فقط نیرو را در مدت بخش اولیه چرخش بوجود می آورد. دو روش اساسی جهت افزایش نیروی خارجی چرخه استرلینگ وجود دارد: در مرحله اول، فشار گاز گرم شده بر پیستون فشار وارد می آورد. افزایش فشار در این مرحله نیروی خارجی موتور را افزایش میدهد. یک روش افزایش فشار، افزایش درجه حرارت گاز است.

موتورهای استرلینگ چگونه کار می کنند؟
موتور استرلینگ یک موتورحرارتی است که اختلاف زیادی با موتورهای احتراق داخلی در اتومبیل دارد که در سال 1816 توسط رابرت استرلینگ اختراع شد. موتور استرلینگ قابلیت بازدهی بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی و دیزلی دارد.
اما امروزه موتورهای استرلنگ فقط در برخی کاربرد های خاص مانند زیر دریاییها یا ژنراتورهای کمکی در قایق ها که عملکرد بی صدا مهم است استفاده می شود. اگر چه موتورهای استرلینگ به تولید انبوه نرسید اما برخی اختراعات پرقدرت با این موتور کار می کند.
موتورهای استرلنگ از چرخه استرلنگ استفاده می کند که مشابه چرخه های استفاده شده در موتورهای احتراق داخلی نیست.
• گاز استفاده شده در داخل موتورهای استرلنگ هیچ وقت موتور را ترک نمی کند و مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه می کند و محفظه احتراق وجود ندارد .به همین علت موتورهای استرلنگ بسیار بی صدا هستند .
• چرخه استرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که می تواند هر چیزی از بنزین و انرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچ احتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمی دهد .
صدها راه وجود دارد که یک موتورهای استرلنگ ایجاد کنیم .در این مقاله ما درمورد چرخه استرلینگ و چگونگی کار انوع مختلف این موتورمطالبی می آموزیم .
چرخه استرلینگ:
قاعده اصلی کار موتور استرلنگ این است که مقداری گاز داخل موتور محفوظ شده است .چرخه استرلینگ شامل یک سری رویداد است که فشار گاز داخل موتور را تغییر می دهد و سبب ایجاد کار می شود . چند خاصیت مهم گاز وجود دارد که برای عملکرد موتورهای استرلنگ مهم است :
• اگر مقداری گاز محبوس در یک حجم ثابت از فضا داشته باشید و شما به آن گاز حرارت بدهید , فشار گاز افزایش خواهد یافت .
• اگر مقداری گاز محبوس داشته باشید و آن را فشرده کنید (حجم آن را در فضا کاهش دهید ) ، دمای آن گاز افزایش خواهد یافت .
اجازه دهید به هر کدام از مراحل سیکل استرلینگ ، هنگامی که به موتور ساده شده استرلینگ نگاه می کنیم برویم .
موتور ساده شده ما از دو سیلندر استفاده می کند. یک سیلندر به وسیله ی یک منبع خارجی گرما، گرم می شود (مثل آتش) ودیگری به وسیله ی یک منبع سرد خارجی ، سرد می شود (مثل یخ ).محفظه گاز دو سیلندر به هم متصلند ، وپیستون ها به طور مکانیکی به وسیله ی یک اتصال که چگونگی حرکت انها را معین می کند به یکدیگر متصلند .
دو پیستون در انیمیشن بالا تمام مراحل سیکل را انجام می دهند .
سیکل استرلینگ 4 مرحله دارد :
1- حرارت به گاز داخل سیلندر گرم منتقل می شود (چپ) و سبب ایجاد فشار می شود این فشار پیستون را مجبور می کند تا به سمت پایین حرکت کند و این قسمتی از سیکل استرلینگ است که کار انجام می دهد .
2- هنگامی که پیستون راست به طرف پایین حرکت میکند پیستون چپ بالا می آید .این جابجایی گاز داغ را به داخل سیلندر سرد می راند ، که به سرعت گاز داخل منبع سرد را ، سرد می کند و فشار آن کاهش می یا بد .این عمل فشرده کردن گاز را در قسمت بعدی سیکل ساده تر می کند .
3- پیستون داخل سیلندر سرد (راست) شروع به فشرده کردن گاز می کند و گرمای تولید شده توسط این متراکم سازی به وسیله ی منبع سرد حذف می شود .
4- هنگامی که پیستون چپ پایین می رود پیستون سمت راست بالا می آید .این عمل گاز را به داخل سیلندر گرم می راند ،که به سرعت گرم شده و فشار ایجاد می کند .در این هنگام سیکل تکرار می شود .
موتوراسترلنگ فقط در طول مرحله اول سیکل نیرو تولید می کند . در این جا دو روش برای افزایش قدرت خروجی از سیکل استر لیتگ وجود دارد :
• افزایش قدرت خروجی در مرحله اول : در مرحله اول سیکل، فشار گاز گرم، پیستونی که کار انجام می دهد را می راند ، افزایش فشار در طول این قسمت از سیکل قدرت خروجی موتور را افزایش می دهد .یک راه افزایش فشار، افزایش دمای گاز است . هنگامی که ما بعدا به دو پیستون موتور استرلنگ در این مقاله نگاه کنیم خواهیم دید که چگونه یک وسیله که ریجناتور نامیده می شود قدرت خروجی موتور را به وسیله ی حرارت ذخیره شده ی لحظه ای بهبود می بخشد .
• کاهش قدرت استفاده شده در مرحله 3 :در مرحله سوم سیکل ، پیستون روی گاز کار انجام می دهد و از قسمتی ازکار ایجاد شده در مرحله اول استفاده می کند . کاهش فشار در طول این مرحله از سیکل، می تواند قدرت استفاده شده در این مرحله را کاهش دهد (و به طور موثر قدرت خروجی افزایش می یابد ). یک راه کاهش فشار سرد کردن گاز در دمای پایین تر است .
این بخش سیکل ایده آل استرلینگ را توضیح داد .کار واقعی موتور به دلیل محدودیتهای طراحی فیزیکی مقداری با سیکل ایده آل اختلاف دارد .
در دو قسمت بعدی ما نگاهی به دو نوع مختلف موتورهای استرلنگ می کنیم .تحلیل نوع جابجا شونده موتور ساده تر است بنابراین ما این نوع را شروع می کنیم .

نوع جابجا شونده موتور استرلینگ :
به جای داشتن دو پیستون ،نوع جابه جا شونده یک پیستون دارد که جابه جا می شود .جابه جا کننده برای کنترل موقعی که مخزن گاز گرم و یا موقعی که سرد است به کار می رود .این نوع موتور استرلینگ اغلب به صورت نمایشی در کلاس درس استفاده می شود .شما حتی می توانید قطعات آنرا برای سر هم کردن بخرید .
.
به عبارتی حرکت موتور بالا مستلزم یک اختلاف دما بین بالا و پایین سیلندر بزرگ است . در این مورد ، اختلاف بین دمای دستتان و هوای اطراف آن برای چرخش موتور کافی است
.در این موتورها
1- پیستون قدرت :که پیستون کوچکتر در بالای موتور است و به طور محکم محفوظ شده است وبه علت انبساط گاز داخل موتور بالا می آید .
2- جابه جا کننده :که پیستون بزرگ در تصویر است .این پیستون در داخل سیلندر بسیار آزاد است بنابراین هوا به سادکی بین قسمت گرم و سرد موتور هنگامی که پیستون بالا و پایین می رود می تواند حرکت کند .
جابه جا کننده بالا و پایین می رود تا گاز داخل موتور گرم و سرد شود .دو موقعیت برای این حالت وجود دارد :
• هنگامی که جابه جاکننده نزدیک بالای سیلندر بزرگ است بیشتر گاز داخل موتور توسط منبع گرم ، گرم و منبسط شده است و فشار ایجاد شده درداخل موتور، نیروی بالا برندگی پیستون را ایجاد می کند .
• هنگامی که جابه جاکننده نزدیک کف سیلندر بزرگ است بیشتر گاز داخل موتور سرد و متراکم شده است که سبب افت فشار می شود و پایین آمدن پیستون قدرت را ساده تر می کند و گاز فشرده می شود .
موتور مکررا گاز گرم وسرد می کند و از گاز منبسط و منقبض شده انرژی دریافت می کند .
ما نگاهی به موتور استرلینگ دو پیستونه خواهیم داشت .
موتور استرلینگ دو پیستونه:
در این موتور ،سیلندر به وسیله ی مشعل خارجی گرم می شود . سیلندر سرد با جریان هوا سرد شده و در آن بالا و پایین می رود تا به فرایند سرد شدن کمک کند . میل رابط هر پیستون به یک دیسک کوچک متصل است که در حال چرخیدن به یک فلایویل بزرگ متصل است و هنگامی که نیرویی توسط موتور تولید نمی شود باعث تداوم حرکت پیستون می شود .

1- در قسمت اول سیکل ، فشار تولید می شود و پیستون را به حرکت به سمت چپ مجبور می کند و کار صورت می گیرد . پیستون سرد چون در موقعیتی است که در حرکت خود تغییر جهت خواهد داد تقریبا ساکن باقی می ماند .
2- در مرحله بعدی ، هر دو پیستون حرکت می کنند ،پیستون گرم به سمت راست و پیستون سرد به سمت بالا حرکت می کند . این عمل گاز را بیشتر به سمت رجیناتور و پیستون سرد حرکت می دهد .رجیناتور وسیله ای است که به طور موقت حرارت را می تواند ذخیره کند و از شبکه سیمی که گاز گرم از بین آن عبور می کند ساخته شده است .سطح بزرگ شبکه سیمی، حرارت را جذب می کند وآن را به آرامی به محیط سرد می دهد .
3- پیستون در سیلندر سرد شروع به متراکم کردن گاز می کند .گرمای ایجاد شده توسط این تراکم به واسطه ی سطح سرد از بین می رود .
4- در آخرین مرحله سیکل هر دو پیستون حرکت می کنند ، هنگامی که پیستون گرم به سمت چپ حرکت می کند پیستون سرد به سمت پایین حرکت می کند .
این عمل گاز اطراف رجیناتور (جایی که در طول سیکل قبلی گرما را ذخیره کرده بود ) را به داخل سیلندرگرم می راند .در این لحظه سیکل دوباره تکرار می شود.
شما ممکن است از اینکه هیچ درخواستی برای تولید انبوه موتور استرلینگ نبوده است تعجب کرده باشید .
در بخش بعدی ما به برخی دلایل آن اشاره می کنیم.
چرا موتورهای استرلینگ متداول نیستند؟
دو ویژگی وجود دارد که ساخت موتورهای استرلینگ را برای استفاده در بسیاری از کاربردها مانند بسیاری از ماشین ها و کامیون ها غیر عملی می کند .
به دلیل اینکه منبع حرارت در خارج است برای موتور مقداری طول می کشد تا به تغییرات گرمایی داخل سیلندر عکس العمل نشان دهد. برای انتقال حرارت بین دیواره های سیلندر و گاز داخل موتور زمانی صرف می شود . این بدین معناست که :
• موتورقبل از اینکه کار مفید را ایجاد کند به مقدارزمانی نیاز دارد تا گرم شود .
• موتور نیروی خروجی اش را نمی تواند به سرعت تغییر دهد .
این نقایص باعث شده است که این موتور با موتورهای احتراق داخلی اتومبیل جایگزین نشود. هر چند که وجود موتور استرلینگی که به ماشین هیبریدی نیرو می دهد امکان پذیر است .
موتورهاي استرلينگ عليرغم مزاياي ويژه اي که نسبت به موتورهاي احتراق داخلي دارند، داراي اين عيب عمده هستند که به خاطر نحوه انتقال انرژي گرمايي، توان مورد نياز را با تاخير تامين مي کنند. کندي عکس العمل موتورهاي استرلينگ در مقابل تغييرات بار ورودي باعث محدوديت کاربردهاي صنعتي آنها خاصه در مواردي که نظير خودرو، نياز به تغييرات سريع بار وجود دارد گرديده است. مقاله حاضر روشي را براي اين حل مشکل در کلاس وسيعي از موتورهاي استرلينگ ارايه مي نمايد. در اين مقاله طراحي سيستم کنترلي، بر روي مدل رياضي غير خطي موتور استرلينگ نوع گاما که با استفاده از نتايج تجربي به دست آمده، اعمال شده است. سيستم کنترلي پيشنهادي بر مبناي تنظيم دو عامل دما و فشار به عنوان ورودي هاي کنترلي طراحي و ارايه شده است. نشان داده شده است که اين سيستم دو ورودي – يک خروجي، توانايي پاسخگويي به تغييرات سريع توان را دارد
در موتورهاي استرلينگ، علت اصلي كندي عكس العمل موتور نسبت به تامين توان مورد نياز آن است كه تامين انرژي سيستم به وسيله انتقال انرژي حرارتي از طريق پوسته گرمكن به گاز عامل داخل سيلندر انجام مي شود. چون انتقال انرژي حرارتي از طريق پوسته به كندي انجام مي شود، برخلاف اكثر سيستمهاي كنترلي، درموتورهاي استرلينگ عملگر سيستم خود داراي بيشترين تاخير زماني است. ، به منظور افزايش سرعت عكس العمل موتور استرلينگ به تغييرات توان مورد نياز، علاوه بر وروديهاي كنترلي دما و فشار، سرعت پيستون جابجايي نيز در نظر گرفته شده است. به اين ترتيب، سيستم كنترلي نخست درشرايط دما ثابت، براساس توان مورد تقاضا، ازجداول سرعت- توان، سرعت مناسب موتور را انتخاب مي نمايد. اين سرعت در ابتدا توسط يك موتور الكتريكي كمكي DC تامين مي شود. سپس، با مقايسه سيگنال خروجي، توان حاصله با توان مورد نياز، فرامين كنترلي براي تنظيم فشار و دماي گاز عامل تعيين مي شوند. در مدلسازي موتور استرلينگ فرض ايزوترم بودن فرايند حذف شده است تا رفتار مدل به موتور واقعي نزديكترباشد. نتايج شبيه سازي سيستم مدار بسته با كنترلر طراحي شده نشان دهنده افزايش موثر سرعت عكس العمل موتور است. همچنين، نشان داده شده كه سيستم كنترلي در مقابل اغتشاشات خارجي و داخلي نيز مقاوم است. اين اغتشاشات به صورت تغيير در دماي منبع سرد و تغيير در پارامترهاي سيستم اعمال شده است. به دليل ثابت بودن گشتاور موتور هاي استرلينگ در محدوده وسيعي از سرعت، در سيستم كنترلي فرض شده راندمان موتور كمتر دستخوش تغيير مي شود

spow · Sep 8, 2009

قسمت دوم

دانشمندان تلاش ميكنند موتورهاي گرمايي را به بالاترين بازده ممكن يعني بازده كارنو ( بازدهي كه موتور گرمايي بتواند بدون اتلاف انرژي در جهت عكس(يخچال) هم كار كند يعني يخچالي كه به همان خوبي اي كه يخچال است بتواند موتور هم باشد يا بر عكس !) برسانند.موتور استر لينگ نمونه عيني قانون ترموديناميك در مورد موتورهاي گرمايي است( حتي بهتر از موتور بخار پيستوني) چون دقيقآ همان تعاريفي كه در ترموديناميك از ان مي شود را مي توان بدون هيچ تغييري در مورد موتور استرلينگ به كار برد( مثلآ موتورهاي چهار زمانه كار براتوري مرحله تخليه را مترادف بامرحله سرد شدن گاز محبوس( ! در ترموديناميك گاز كاري يا سيستم درون استوانه اي محبوس شده و هيچ ارتباط مستقيمي با محيط بيرون ندارد ضمن اينكه در شرايط ايدئال هميشه گاز در تعادل(شرايط استاندارد)است)در نظر مي گيريم) ولي در موتور استرلينگ واقعآ گاز محبوس را سرد مي كنيم و احتياج به هيچگونه تطبيق دادن فرايند ها و فرض انگاري نيست.
پس موتور استرلينگ براي ياد گيري اصول ترموديناميك مدلي بسيار عالي است به همين خاطر در كشورهاي غربي براي يادگيري بهتر اصول ترموديناميك دانش اموزان را با اين موتورها اشنا مي كنند ومثلآ دانش اموزان ترغيب مي شوند كه خودشان با وسايل ابتدايي مانند قوطيهاي كنسروو..كار دستي هايي از موتورهاي استرلينگ بسازند وقتي بچه ها مي بينند موتوري كه با دست خودشون ساخته اند و سر كلاس معلم قواعد حاكم بر ان را توضيح داده واقعآ كار مي كند اشتياق به يادگيري زيادي درونشان به وجود مي ياد

به عنوان يك مدل مي توان گفت يخچال شما توسط يك موتور استرلينگ كار ميكند
قبلآ گفته بودم كه پمپها وموتورهاي شيميايي و به طور كلي انبساطي داراي اصول كار كرد يكساني هستندواقعآ مهيج است وقتي مي بينيد مطالب تئوري اينگونه و بدون هيچ اشتباه و خطايي به عمل تبديل مي شوندصرفآ با چند فرمول و قاعده كه بر مبناي اصول رياضي است در اكثر مورد وسيلهاي اختراع مي شود و سپس قوانين و فرمولها براي توجيه رفتار ان كشف مي شوند ولي اينكه از رابطه يا فرمولي وسيله اي ساخته شود كاري به مراتب مشكلتر است و فقط از پس افراد خاصي بر مي ايد...
دانش طراحی موتور استرلینگ
شما اگر بخواهيد مطمئن باشيد مي تونيد بدون دانشگاه رفتن يك متخصص طراح موتورخيلي ماهر باشيد درست است كه براي طراحي حتي يك موتور چهار زمانه نسبتآ ساده به چند صد نفر نياز داريم تا هر كدام كار بخصوصي را انجام بدهند ولي حتي يك نفر متخصص هم مي تونه كار همه ي اونها را انجام بده به شرطي كه مهارتهاش را طي سالها روز به روز زياد كنه تا بالاخره در اين زمينه متخصص شود اگر سالها پيش حتي يك نفرايراني خودش را وقف موتور كرده بود الان مجبور نبوديم يك موتور با فناوري سطح متوسط اروپاي فعلي را موتور ملي خودمون بناميم در صورتي كه اصلا مي تونيم اونرا موتوري الماني بناميم من اصلآ نميخوام قدر نشناسي از زحمات محققان كشورمون كنم ولي حقيقت تلخ اينه كه در ايران چنين فردي كه بتونه فناوري طراحي موتور رابراي ايران بومي كنه نيست حالا شما ميتونيد از همين حالا مهارتهاي طراحي خودتون را تقويت كنيد تا انشاالله بتونيم دين خودمون را به كشورمون ادا كنيم اولين كار دادن طرح اوليه است كه ميتونه مال خودتون باشه يا كس ديگري

ابتدا اصول كاركرد موتور را مشخص كنيد و ببينيد ايا تا بحال چنين موتوري ساخته شده وپس از ساختن نمونه ي اوليه و مطمئن شدن ازكار كرد صحيح ان شروع كنيد به بهينه سازي طرح اوليه پس از كامل شدن بهينه سازي و طراحي اوليه كليه اجزاشروع مي كنيم به طراحي دقيق اجزاء امروزه با وارد شدن نرم افزارهاي بسيار قوي در زمينه ي شبيه سازي واناليز كارها بسيار سريعتر و دقيقتر انجام مي شودولي بازهم مجبوريد در بسياري مواقع از همان روشهاي سنتي استفاده كنيد در زمينه ي موتور شما به دو دانش اصلي تر موديناميك و ديناميك بايد احاطه ي كامل داشته باشيد و همچنين با يد رياضيات خودتون را بخصوص در زمينه ي حل معادلات ديفرانسيلي قوي كنيداين دروس بيشتر در دانشگاهها شامل دروس: مكانيك سيالات،تر موديناميك،مقامت مصالح ، طراحي اجزاء ديناميك ،ارتعاشات،طراحي مكانيزمها.. مي باشدبراي تمرين يك قطعه رادر نظر بگيريد مثل ميل لنگ ابتدا حركت انرا در كل مجموعه بررسي كنيد بينيدچند درجه ازادي دارد نقاط تكيه گاهي و قيد ان كجاست حدس بزنيد به چه قسمتهايي بار بيشتري وارد مي شوندچه قسمتهايي ميتونند باعث ارتعاش شديتري در سيستم شونداگر مي تونيد با فرملهايي كه بلديد نقاط بحراني سيستم را پيدا كنيدو هر قطعه اي را جدا گانه طراحي كنيدو اگر با نرم افزار ها اشنايي داري انها را تحت تنشهاي استاتيك ديناميكي و حرارتي قرار دهيد من هميشه در منزلم يك موتور همراه با كوليس ميكرو متر و ساعت اندازه گيري دارم در مواقع بي كاريم به سراغشون مي رم دقيقآ قطعات اونرواندازه گيري مي كنم و فكر مي كنم كه چرا مثلآ قطر اينجا بيشتر است و قطر اينجا كمتروچرا فلان قطعه اين شكل را داردو...و سعي مي كنم با فرمولهايي كه بلدم قطعه مورد نظرم را طراحي كنم و بعضي مواقعكه نتيجه مطلوب نمي رسم به مراجع ديگر رجوع مي كنم.به اين صورت در علم طراحي پيشرفت زيادي پيدا مي كنيدو به جايي مي رسيد كه با ديدن هر موتوري نقاط ضعف و قوت طراحي اش برايتان نمايان مي شودو با مواجه شدن با طرحهاي جديد آنآ چهار چوب و روند طراحي ان برايتان نمايان مي شود
رفتار سوخت را در موقع واكنش بررسي كنيد ضربه انفجار اونرو پيداكنيد و اثراتش را بر محفظه ي احتراق اگر مي تونيد با نرم افزار بدست بياريد
بهترين شكل و جنس را براي قطعات پيدا كنيد همه ي قطعات طراحي شده را ادغام كنيدو بهينه ترين حالت را پيدا كنيدشايد چيزي كه به دست مي اوريد اصلآ با واقعيت صدق نكند ولي شما چيزهاي زيادي ياد مي گيريدچون مجبوريد به منابع زيادي رجوع كنيدتا به پرسشهايي كه در ذهنتان بوجود امده پاسخ دهيد و جسارت طراحي قطعات جديد درونتان بوجود مي ايد
اگر بازم خواستيد پيش بريدو مشخص كنيد چه قطعاتي را نمي توان به سادگي ساخت ويا ساختشون گرون تموم مي شه اگه مي تونيد اونرا طوري طراحي كنيدكه بشه راحت ساختش وگرنه يكم بررسي كنيد ببينيد مي تونيد اجزاء ديگر را طوري تغير دهيد كه بتونيداون قطعه را دوباره طراحي كنيد و اگر بازم نشد ببينيد گرون تموم شدن قطعه بهتره يا طراحي مجدد مكانيزم و بالاخره طرحتون را كامل كنيد لازم نيست از قطعات پيچيده شروع كنيدمي تونيد از مكانيزمهاي كاملآ ساده واستاتيك شروع كنيد
در ابتدا شايد سردر گم باشيدو اصلآ ندونيد بايد چكار كنيدولي كم كم راه مي افتيد
موتور دیزلی تنها در محلی كه هوا وجود دارد، می تواند كاركند. موتور دیزلی، صدایی بسیار بلند تولید می كند كه برای زیردریایی بسیار نامناسب است. زیردریایی ها در هنگام غوطه ور شدن، از باتری هایی كه تنها برای یك روز قابلیت شارژ دارند، استفاده می كنند. موتورهای اتمی این محدودیت ها را ندارند، اما شركت سوئدی تولید كننده زیردریایی كوكافر AB راه حل دیگری را پیشنهاد می كند.این سازنده، موتورهای استرلینگ را درون تولیدات خود نصب می كند. این موتورها نیروی لازم را برای نیازهای الكتریكی زیردریایی ها فراهم می كنند. این طرح موتور نیازی به هوا ندارد و در همین حال دیزلی است و ذخیره اكسیژن را با خودش حمل می كند. به گفته لارس لارسون، مدیر بخش استرلینگ شركت، این زیردریایی می تواند هفته ها زیر آب بماند. برخلاف موتورهای دیزلی دیگر، موتور استرلینگ بسیار بی سروصدا كار می كند. موتور استرلینگ در نوع خود پدیده ای شگرف است، شاید به این دلیل است كه تعداد كمی از آنها در اطرافمان وجود دارند. هنگامی كه این گونه موتور اختراع شد، در قیاس با موتورهای بخار امنیت بیشتری داشت، اما با ظهور موتورهای درون سوز از وجهه آنها كاسته شد. با این حال، آنها هیچ گاه از رده خارج نبوده اند. سیكل استرلینگ در اسباب بازی های ساخت شركت «آمریكن استرلینگ»، با گرمای دست كار می كنند. موتورهای استرلینگ در خنك كننده های انجمادی و تولید نیرو در بخش های خاصی از صنعت به كار می روند، اما در ماه های اخیر، خبرهایی به گوش می رسد كه نشان دهنده فزونی توجه به این موتورها است. توسعه دهندگان موتورهای استرلینگ می گویند كه موتورهای آنها بازده انرژی بالایی دارند و دوام آنها از دیگر انواع موتورهای با كاركرد یكسان بیشتر است. این موتورها ساكت و آرام كار می كنند، زیرا سیكل های استرلینگ برخلاف موتورهای درون سوز، نیازی به انفجار سوخت برای به حركت درآوردن پیستون ها ندارند. تنها نیاز آن حرارت دائمی است. تفاوتی ندارد كه این حرارت از آتش مواد نفتی، شیمیایی، واكنش هسته ای و یا نور خورشید گرفته شده باشد. هنگامی كه دكتر رابرت استرلینگ در سال ۱۸۱۶ موتوری را كه اكنون به نام او خوانده می شود، به ثبت رسانید، انتظار داشت نتیجه ای درخور از تلاش های خود بگیرد. قصد او این بود كه راه حل جانشین امنی برای بویلرهای بخاری كه بر اثر ساخت بد مخازن، كاركنان اطراف آن را به كشتن می داد، بیابد. گازی كه درون سیلندر محبوس نگه داشته می شود، به تدریج گرم و سرد می شود تا پیستون را به حركت درآورد. همانند موتور بخار، منبع حرارت بیرون از سیلندر قرار داده می شود، اما فشار داخل آن بسیار كمتر از موتورهای بخار است. با ظهور استیل بسمر، كارآیی و ایمنی دیگ های بخار بهبود یافت و ایده استرلینگ كم رنگ تر شد. موتورهای استرلینگ برای ساخت به ماشین كاری دقیق نیاز دارند و در مقایسه با ماشین های بخار نیروی كمتری تولید می كنند. درست هنگامی كه دنیا در حال گذار از دوران دیگ های بخار به دوران موتورهای درون سوز بود، ایراد بزرگ زمان طولانی گرم كردن موتور استرلینگ آن را در حاشیه قرار داد. شركت استرلینگ تكنولوژی چند پروژه فضایی و زمینی دارد كه با استفاده از همین موتورها انرژی لازم را برای این پروژه ها فراهم می كند. یكی از این ژنراتورها برای ناسا ساخته شده است. این ژنراتور ویژگی های بازده بالا و كاركرد درازمدت را كه برای یك كاوشگر ژرفنای فضا حیاتی هستند، فراهم می آورد. یك مجموعه تست با خروجی ۱۰ وات كه با این موتورها كار می كند، آگوست گذشته۶۰۰/۸۷ ساعت كار مداوم را كه معادل ۱۰ سال كار بدون نیاز به تعمیرات و كاهش كارآیی است، رد كرد. به گفته موسس این شركت، این سیستم تست به وسیله منبع حرارتی الكتریكی نیرودهی می شود، اما خود سیستم به گونه ای طراحی شده است كه بتواند در فضا به وسیله یك رادیو تلسكوپ تغذیه شود. این موضوع سوژه مقاله ای بود كه در سال ۱۹۹۶ در شماره فوریه مجله مهندسی مكانیك به چاپ رسید. عنوان مقاله « موتورهایی كه هرگز خورده نمی شوند» بود. هرگز زمان زیادی است، البته ۱۰ سال كار بدون وقفه هم زمان زیادی است. یكی از ویژگی های موتورهای استرلینگ امروزی این است كه اجزایی كه مالش دائم روی یكدیگر داشته باشند، ندارند. پیستون لقی ۲۵ میكرومتری درون سیلندر را دارد و یاتاقان های منحنی، به ویژه دیسك های فلزی با چاك های مارپیچی به خوبی مهار می شوند. آنها از طرفین صلب هستند و پیستون را در مركز نگاه می دارند. با حركت پیستون آنها نیز حركت نرم و خمیده ای را انجام
می دهند. پیستون یك آلترناتور خطی را به حركت در می آورد. هیچ اتصالی برای تبدیل حركت خطی به دورانی صورت نمی گیرد. موتور و ژنراتور هر دو درون یك محفظه گرد آمده و ایزوله شده اند.ایزولاسیون محفظه به دلیل انتخاب گاز هلیم به جای هیدروژن درون موتور است.
هزینه هلیم بالاتر است، اما برای این شیوه طراحی بهتر جواب می دهد. هیدروژن به طور اجتناب ناپذیری از فلز داغ تراوش می كند و به طور نامحسوسی انرژی را در سیستم به هدر می دهد. هلیم برای سرهای هیترها شكنندگی ایجاد نمی كند و مشكلات مربوط به ایمنی حمل و نقل هیدروژن را ندارد. «استرلینگ تكنولوژی می گوید كه در حال حاضر در حال تولید ژنراتورهای ۱۰ وات و ۵۵ وات است و پیش بینی می شود كه در مجموع ۴۰ سیستم را در ظرف سه سال آینده به دست مشتریان برساند. پروژه دیگری كه این شركت سرگرم كار روی آن است، یك ژنراتور متحرك برای ارتش است. این ژنراتور دیزلی، آب گرم مورد نیاز برای آشپزخانه صحرایی و یك كیلووات الكتریسیته را فراهم خواهد آورد. یك شركت هلندی به همراه موسسه ای تحقیقاتی از همان كشور، سیستمی مشابه برای مصارف خانگی ساخته اند. سیستم شركت اناتك از یك دیگ تشكیل شده است كه بخشی از انرژی حرارتی را برای تولید الكتریسیته به كار می گیرد. تا به حال ۱۰ دستگاه ازآن در خانه های دورافتاده نصب شده اند. شركت مجزای دیگری به نام سیستم های انرژی استرلینگ به همراه آزمایشگاه های ملی ساندیا از دیش های كولكتور برای متمركر كردن نور خورشید استفاده می كنند تا بتوانند حرارت مورد نیاز برای یك سیستم ژنراتور استرلینگی را فراهم كنند. به گفته باب لیدن، مدیر سیستم های انرژی استرلینگ، ژنراتورهای استرلینگ هریك به تنهایی
می توانند حداكثر ۲۵ كیلووات، از یك دیش ۹۰ متری تولید كنند. چنین مساحتی ۰۰۰/۹۰ وات انرژی خورشیدی را جذب می كند و در نتیجه نرخ بازده ۳۰ درصد است. برای مقایسه، پانل های فتوولتاییك موجود دربازار، كه نور خورشید را به طور مستقیم به الكتریسیته تبدیل می كنند، بازده هایی كمتر از ۱۵ درصد دارند. سیستم های فتوولتاییك با قدرت یك كیلووات كه نور خورشید را متمركز می كنند و بازده بالای ۲۵ درصدی دارند نیز، به بازارآمده اند.
دیش شركت استرلینگ انرژی M۲ ۹۰ نور خورشید را روی مساحتی به قطر معادل ۲۰ سانتی متر متمركز می كند تا موتور استرلینگ چهار پیستونی كه یك ژنراتور دورانی را به راه می اندازد، تغذیه كند. شركت دیگری كه نیروگاه های تولید الكتریسیته دارند نیز، به گونه ای دیگر از این موتورها استفاده می كنند. سوختی كه این موتورها را گرم می كند، از نفت سبك همراه با اسیدهای چرمی كه از كارخانه های روغن گیاهی گرفته می شوند، تشكیل شده است. این عصاره های پسماندهای روغن گیاهی، قیمت كمی دارند و معمولاًدر مخازن ذخیره می شوند. این شركت امیدوار است كه بتواند ۳۰ درصد از هزینه ۷/۱ میلیون دلاری پروژه را با دریافت كمك های ایالت نیوجرسی برای به كارگیری انرژی های بازگشت پذیر و پاكیزه جبران كند. سوختی كه شركت آرهوس استفاده می كند، برای موتورهای درون سوز كنونی بسیار خورنده است، اما در موتورهای استرلینگ به خوبی جواب می دهد، زیرا محصولات احتراق با هیچ یك از قطعات متحرك موتور تماس ندارند. تعمیرات و نگهداری شامل روان كاری و تعویض سیالات روانكاری، تعویض رینگ های پیستون ها، كار تریج های پوشش میله ها و دیگر اجزایی است كه در عوض هر ۰۰۰/۱۰ ساعت كار ۱۶ ساعت زمان می برد. سخن آخر این كه موتورهای استرلینگ در ۱۹۰ سال زمان پیدایششان نه هرگز از رده خارج شده اند و نه جایگاه مستحكمی یافته اند. در كتاب ها و سایت های مربوط به صنعت همواره از این موتورها یاد می شود. شركت هایی هم در تلاشند تا با تولید انبوهی از محصولات استرلینگی وارد بازار تولید انرژی خانگی تجاری شوند.
سازندگان این موتورها همواره شعار «سبزتر، ساكت تر و خارق العاده تر» را سر می دهند و اگر این موتورها فراگیر شوند، شاید همگان بهتر به آنها عادت كنند.

spow · Sep 8, 2009

موتورهای دیزلی چگونه کار میکنند

یکی از محبوب ترین مقالات سایت HowStuffWorks طرز کار موتور خودرو است ، که در مورد اساس اولیه موتور های احتراق داخلی توضیح می دهد و در مورد سیکل چهار زمانه بحث می کند و در موتور تمام سیستم های کمکی که به موتور کمک می کنند تا کار انجام دهد صحبت می کند. برای یک مدت طولانی بعد از انتشار این مقاله ، یکی از سوالهای بسیار متداولی که می پرسند این است: که چه تفاوتی بین موتور های بنزینی و دیزلی وجود دارد ؟
رودولف دیزل ایده موتور های دیزل را توسعه داد و در سال ۱۸۹۲ حق ثبت اختراع آلمان را بدست آورد . هدف او بوجود آوردن موتوری با بازده بالا بوده است . موتور های بنزینی در سال ۱۸۷۶ اختراع شد ، که خصوصاً در آن موقع بازده بالایی نداشتند .
● تفاوت موتور های دیزلی و موتور های بنزینی:
یک موتور بنزینی مخلوط هوا و گاز را مکش می کند و آنرا متراکم می کند و بعد مخلوط را با جرقه مشتعل می کند یک موتور دیزلی فقط هوا را می گیرد و آنرا متراکم می کند و بعداً سوخت را به داخل هوای متراکم تزریق می کند . گرمای حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن خود به خودی سوخت می شود .
نسبت تراکم موتور های بنزینی۸:۱ تا ۱۲:۱ است، در حالیکه نسبت تراکم موتور های دیزلی ۱۴:۱ به بالا مثلاً ۲۵:۱ است . نسبت تراکم بالای موتور های دیزلی منجر به بهتر شدن بازده می شود .
موتور های بنزینی معمولاً از کاربراتور استفاده می کنند که هوا و سوخت را قبل از ورود به داخل سیلندر مخلوط می کند یا دریچه تزریق سوخت دارند که فقط سوخت را پیش از مرحله مکش می پاشد(بیرون سیلندر). موتور های دیزل از تزریق سوخت مستقیم استفاده می کنند یعنی سوخت را مستقیماً به داخل سیلندر می پاشند .
توجه کنید که موتور های دیزل شمع ندارند . آنها هوا را می مکند ( مکش می کنند ) و آنرا متراکم می کنند و سپس سوخت را مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می کنند ( تزریق یا پاشش مستقیم) و در نتیجه گرمایی حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن سوخت در یک موتور دیزل می شود . در بخش بعدی ما مرحله تزریق سوخت دیزل را بررسی خوایم کرد.
● تزریق سوخت در موتور های دیزل:
انژکتور در موتور های دیزل از اجزای بسیار پیچیده ای تشکیل شده است و موضوع بسیاری از آزمایشات بزرگ بوده است . ممکن است در هر موتور خاصی در یک مکان مختلف جای گرفته باشد . انژکتور بایستی قادر باشد تا دما و فشار داخلی سیلندر را تحمل کرده و سوخت را به قطرات ریز تبدیل کند . گردابی کردن قطرات در داخل سیلندر که باعث پخش متناسب آنها می شود ، نیز یک چالش است . بنابراین بعضی موتور های دیزلی سوپاپ مکش مخصوصی قبل از محفظه احتراق به کار می گیرند یا از وسایل دیگری برای گردابی (چرخشی) کردن هوا در داخل محفظه احتراق استفاده می کنند و یا در غیر این صورت جرقه زنی و فرآیند احتراق بهبود می دهند . یکی از تفاوتهای بزرگ بین موتور های دیزلی و بنزینی در فرآیند تزربق سوخت است . اکثر موتور خودرو ها از دریچه تزریق ( انژکتور) یا یک کاربراتور استفاده می کنند که نسبت به تزریق مستقیم ترجیح دارد . بنابراین در یک موتور خودرو ، همه سوخت در داخل سیلندر در طی مرحله مکش بارگذاری شده و سپس متراکم می شود . مقدار تراکم مخلوط سوخت و هوا محدود به نسبت تراکم موتور است . اگر موتور هوا را بیش از اندازه متراکم کند ، مخلوط سوخت و هوا به طور خود به خودی مشتعل می شود و سبب ضربه زدن می شود . موتور های دیزل تنها هوا را متراکم می کنند، بنابراین نسبت تراکم می تواند خیلی بالا باشد. نسبت تراکم بالا، قدرت بیشتری تولید می کند .
بعضی موتور های دیزل شامل یک شمع گرمکن* از انواع آن است. موقعی که یک موتور دیزل سرد است، مرحله کمپرس ممکن است دمای هوا را به اندازه کافی برای مشتعل کردن سوخت بالا نبرد . شمع گرمکن (glow plug ) یک سیم گرمکن الکتریکی است (مانند سیم های داغی که شما در یک برشته کن می بیننید) که محفظه احتراق را گرم می کند و دمای هوا را موقعی که موتور سرد کار می کند را افزایش می دهد بنابراین موتور می تواند روشن شود .
همه وظایف در موتور های جدید توسط ارتباط ECM ** با مجموعه از سنسور های پیچیده ای که هر چیزی را از دور موتور تا دمای روغن و مایع خنک کننده را اندازه گیری می کنند ، حتی وضعیت موتور(i.e. T.D.C.) کنترل می شود . امروزه گرمکن ها به ندرت در موتور های بزرگ استفاده می شود . ECM دمای هوای محفظه را حس می کند و تایمینگ موتور را در هوای سرد ریتارد می کند ، بنابراین انژکتور سوخت را دیرتر تزریق می کند. هوا در داخل سیلندر بیشتر متراکم می شود در نتیجه گرمای زیادی ایجاد شده، که به روشن شدن موتور کمک می کند .
موتور های کوچک و موتورهای که کنترل کامپیوتری پیشرفته ندارند از گرمکن برای حل این مشکل(روشن شدن در هوای سرد) استفاده می کنند .
البته تنها تفاوت بین موتور های دیزلی و موتور های بنزینی دلایل مکانیکی نیست ،بلکه از لحاظ سوخت مصرفی شان نیز دارای تفاوت هستند .
● سوخت دیزل:
اگر شما سوخت دیزل (گازوئیل) با بنزین مقایسه کنید ، شما می دانید که آنها متفاوت هستند . آنها مطمئناً بوی متفاوتی دارند . سوخت دیزل (گازوئیل) سنگین تر و روغنی تر است . گازوئیل نسبت به بنزین دیرتر تبخیر می شود، در واقع نقطه جوش آن نسبت به آب بالاتر است. معمولاً وقتی صحبت از سوخت دیزل می شود تمام توجهات معطوف به گازوئیل می شود .
شمع گرمکن(Glow plug) :گرمکن الکتریکی کوچکی که در محفظه احتراق اولیه موتور های دیزلی نصب می شود تا محفظه احتراق را پیش گرم کند و موتور در هوای سرد آسانتر روشن شود .
ECM (مخفف electronic control module مدول کنترل الکترونیکی): جعبه فلزی حاوی واحد پردازنده ی مرکزی (سی پی یو) یا کامپیوتری که اطلاعات را از کلید ها و حسگر ها (ورودیها) دریافت می کند و سپس مدار اولیه را باز و بسته می کند ؛ممکن است مدول مجزایی باشد یا یکی از کارکرد های مدول کنترل موتور یا سیستم انتقال توان باشد.

rasoool · Sep 15, 2009

سلام دوستان
تاریخچه سیکل های ترمو دینامیکی ( رنکین و برایتون) رو میخوام اینکه از چه سالی راه اندازی شده توسط چه کسی و .... اگه کمکم کنید ممنون میشم
ممنوووووووووووووووون

spow · Sep 16, 2009

سلام دوستان عزیز :gol:

سیکل رانکین

تحول 1-2 : تراکم آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در فشار ثابت به آب مایع

تحول 3-4 : تولید کار به صورت آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 4-1: انتقال حرارت فشار ثابت از بخار و تبدیل آن به مایع اشباع

چند راه برای افزایش راندمان سیکل رانکین :

1- افزایش فشار در دیگ بخار

2-مافوق گرم کردن بخار خروجی از دیگ بخار

3- کاهش فشار خروجی توربین

سیکل های تبرید – تراکمی

تحول 1-2 : تحول آدیاباتیک بازگشت پذیر در کمپرسور

تحول 2-3: انتقال حرارت در فشار ثابت به بیرون

تحول 3-4 :افت فشار طی تحول اختناق (h3=h4)

تحول 4-1: گرفتن حرارت از محیط سرد در فشار ثابت

سیکل ایده آل اتو

تحول 1-2 : تراکم آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در نقطه مرگ بالا طی حجم ثابت

تحول 3-4 :انبساط و تولید کار به صورت آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 4-1: انتقال حرارت به محیط در حجم ثابت

سیکل دیزل

تحول 1-2 : تراکم آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در فشار ثابت به سیستم

تحول 3-4 : انبساط آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 4-1 : پس دادن حرارت در حجم ثابت

سیکل استرلینگ

تحول 1-2 : تراکم ایزوترم بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در حجم ثابت به سیستم

تحول 3-4 : انبساط ایزوترم بازگشت پذیر

تحول 4-1 : پس دادن حرارت در حجم ثابت

سیکل اریکسون

تحول 1-2 : تراکم ایزوترم بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در فشار ثابت به سیستم

تحول 3-4 : انبساط ایزوترم بازگشت پذیر

تحول 4-1 : پس دادن حرارت در فشار ثابت

سیکل توربین گازی برایتون

تحول 1-2 : تراکم آدیاباتیک بازگشت پذیر

تحول 2-3: انتقال حرارت در فشار ثابت به سیستم

تحول 3-4 : انبساط آدیاباتیک بازگشت پذیر و تولید کار

تحول 4-1 : پس دادن حرارت در فشار ثابت

spow · Sep 16, 2009

نیکلا لئونار سعدی کارنو (به فرانسوی:‎Nicolas Léonard Sadi Carnot ‏) (زادهٔ ۱۷۹۶ میلادی - درگذشتهٔ ۱۸۳۲ میلادی) که بیشتر با نام سعدی کارنو شناخته می‌شود، فیزیکدان فرانسوی بود که قانون دوم ترمودینامیک را کشف کرد و چرخه کارنو در ماشین‌های گرمایی به نام اوست.

کارنو در یک خانوادهٔ برجسته و ممتاز فرانسوی به دنیا آمد. پدرش لازار کارنو (۱۷۵۳ تا ۱۸۲۳) ریاضی‌دان انقلابی، طراح نقشه‌های جنگی، پدید آورندهٔ چهارده ارتش جمهوری فرانسه و از شخصیت‌ها ی برجستهٔ دولتی محسوب می‌شد که به علت ابداع روش‌های نوین و موثر جنگی برای مقابله با دول اروپایی «طراح پیروزی» نام گرفته بود. برادرش آزادی‌خواه و سیاست‌مداری برجسته بود و برادرزاده اش به ریاست جمهوری فرانسه رسید. پدر کارنو به فرهنگ و ادب فارسی عشق می‌ورزید و به علت علاقهٔ وافرش به سعدی شاعر پرآوازهٔ ایرانی، نام میانی فرزندش را سعدی نهاد.

کارنو در سن شانزده سالگی وارد مدرسهٔ پلی تکنیک شد. گی لوساک، پواسون، آراگو و آمپر از جملهٔ استادان او بودند. پس از طی مدرسهٔ پلی تکنیک با درجهٔ افسری وارد ارتش فرانسه شد، ولی پس از سقوط ناپلئون و تبعید پدرش از ارتش خارج شد. پس از آن در پاریس اقامت گزید. در پاریس با دانشگاه سوربون و کالج دوفرانس در ارتباط بود. به موسیقی و تئاتر دلبستگی داشت و حتی درباره رقص و شمشیربازی تحقیق می‌کرد.

در همین زمان به صنعت علاقمند شد و شروع به مطالعهٔ نظریهٔ گازها کرد. اولین اثر مهم کارنو جزوه‌ای بود که در سال‌های ۱۸۲۲ تا ۱۸۲۳ نگاشت و در آن برای تعیین رابطهٔ ریاضی کار تولید شده به وسیلهٔ یک کیلوگرم بخار تلاش کرد. پس از انتشار این اثر به تحقیقات خود ادامه داد و نظریات خود را کامل‌تر کرد که یاداشت‌هایی از آن‌ها به جای مانده‌است.

در آن زمان ماشین بخار به وسیلهٔ جیمز وات اختراع شده بود و در صنعت نقش مهمی ایفا می‌کرد. با این حال و علی‌رغم کوشش‌های صنعتگران، بازده آن بسیار اندک بود. در آن زمان هنوز اطمینان کاملی نسبت به قانون بقای انرﮊی وجود نداشت، و انرﮊی و گرما متفاوت از هم انگاشته می‌شدند و اصولا گرما به عنوان ماده‌ای بی‌وزن و نامرئی پنداشته می‌شد.

کارنو سعی کرد موضوع ایجاد نیروی محرک را مستقل از هر نوع دستگاه به کار گرفته شده در نظر گیرد، و سرانجام به این نتیجه رسید که بیشترین بازدهی که می‌توان از هر نوع ماشین گرمایی گرفت به اختلاف دمای دو چشمه (یا دیگ) سرد و داغ بستگی دارد. برای این کار او چرخه‌ای را معرفی کرد که اکنون به افتخار او چرخهٔ کارنو نامیده می‌شود. بر اساس این چرخه، به آن مادهٔ واسطه در طی پروسهٔ تبدیل از مایع به گاز و انجام کار و برگشت به حالت مایع دو فرایند آرمانی بی درو و دو فرایند آرمانی هم دما انجام می‌دهد. در این پروسه جریان خود به خودی گرما (یا آن گونه که کارنو و هم عصرانش تصور می‌کردند «جریان کالریک») همواره از چشمهٔ داغ به سوی چشمهٔ سرد روان می‌شود و مادهٔ واسطه با دریافت گرما از چشمهٔ داغ و انجام کار بقیه را به چشمهٔ سرد می‌فرستد.

اثر کارنو تحت عنوان «تفکرات دربارهٔ قدرت حرکتی آتش»به هنگام انتشار چندان مورد توجه قرار نگرفت و مدت‌ها پس از مرگ زود هنگام کارنو و چاپ اثرش به وسیلهٔ برادرش در سال ۱۸۷۸ توجه‌ها را به سوی خود جلب کرد. اندیشه‌ها ی کارنو به وسیلهٔ کلوین و کلوزیوس تکمیل و تصحیح شد. اکنون می‌دانیم که بازده کارنو یا بیشترین بازده یک ماشین آرمانی برابر است با نسبت تفاضل دما‌های چشمه‌های سرد و داغ به دمای مطلق چشمهٔ داغ.

کارنو در جوانی و در اوج فعالیت علمی‌اش در سی و شش سالگی بر اثر ابتلا به بیماری وبا که در آن زمان همه‌گیر شده بود چشم از جهان فروبست.

ویلیام تامسون، نخستین بارون کلوین (۱۹۰۷-۱۸۲۴)، که بیشتر با نام لرد کلوین مشهور است، ریاضیدان و فیزیکدان و مهندس بریتانیایی و یکی از پیشگامان مهم علوم طبیعی در قرن نوزدهم بود.

او کارهای مهمی در تحلیل ریاضی الکتریسیته و ترمودینامیک انجام داد و تلاش های زیادی برای وحدت بخشیدن به حوزه‌های مختلف فیزیک به شکل مدرن آن کرد. اما آن چه باعث شهرتش شد، کار دومش یعنی مهندسی تلگراف بود. طرح جالب او یعنی انتقال اطلاعات به آن سوی اقیانوس اطلس از طریق کابل های زیردریایی برای زمان خودش زیادی تازه و دور از دسترس بود. شهرتی که از این راه بدست آورد حتی با کسب کرسی استادی علوم طبیعی دانشگاه گلاسکو در سن ۲۳ سالگی به دست نیاورد.

ویلیام تامسون در ایرلندشمالی متولد شد. پدرش استاد ریاضی دانشگاه گلاسکو بود و ویلیام هم از ۱۰ سالگی، تحصیل در دانشگاه گلاسکو را شروع کرد. در آن زمان، دانشگاه بسیاری از امکانات تحصیل مدارس ابتدایی را برای دانش آموزان بااستعداد فراهم می‌کرد. ویلیام تامسون خیلی زود به ریاضیات و مبانی فیزیک علاقه مند شد و مقاله‌هایی درباره حرکت اجسام نوشت . او به خاطر پیشنهاد مقیاس دمای مطلق معروف است. این واحد اندازه‌گیری دما که مستقل از خواص فیزیکی ماده است، به افتخار او، مقیاس دمای کلوین، نام گرفته است. در این سیستم اندازه‌گیری، صفر کلوین، پایین ترین دمای ممکن است که با هیچ فرایند فیزیکی نمی‌توان به آن رسید، اما می‌توان به آن نزدیک شد.

باورهای دینی کلوین، او را به اندیشه درباره مرگ گرمایی جهان، سوق داد و به این ترتیب، بیان اولیه‌ای از قانون دوم ترمودینامیک ارائه داد. از نظر او گرمای خورشید و دیگر منابع گرمایی در جهان، با هیچ روشی قابل ذخیره سازی نیست و گرمای کل جهان در حال اتلاف است. این ایده مبنایی شد برای مفهوم آنتروپی و بی نظمی.

کلوین در حوزه زمین شناسی هم صاحب نظریه بود و به خاطر اعتقادش به مسیحیت، خلقت‌گرا به حساب می‌آمد. او با کمک دانسته‌هایش در ترمودینامیک توانسته بود عمر خورشید و همچنین زمین را تخمین بزند. با انتشار کتاب منشأ انواع داروین به مخالفت با آن پرداخت و معتقد بود که عمر خورشید (برابر آنچه که او تخمین زده بود) کمتر از آن است که برای درستی نظریه تکامل لازم است. بعدها اگرچه در گفتگوهای خصوصی به نادرستی تخمین خود معترف بود، اما همچنان با نظریه تکامل مخالف ماند.

کلوین تا زمان مرگ اش در ۱۹۰۷ جوایز و افتخارات زیادی مانند نشان شوالیه را از آنِ خود کرد. اما مهم ترین آن ها گرفتن لقب اشرافی لرد کلوین بود. کلوین، نام رودخانه‌ای است که از زمین های دانشگاه گلاسکو رد می‌شود

spow · Sep 25, 2009

مقاله ای درزمینه تاثیر سایش وارتعاش برشفتهای دوار

لینک دانلود

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
مقوله ایمنی یکی از بحثهای بسیار مهم درحیطه صنعت است
در دوقسمت براتون فایلهای اموزشی وتحقیقی ایمنی رو قرار میدم
امیدوارم براتون مفید باشه
وهمیشه این نکته رو به یاد داشته باشید که
اول ایمنی بعد کار
موفق باشید

دانلود

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
مقوله ایمنی یکی از بحثهای بسیار مهم درحیطه صنعت است
در دوقسمت براتون فایلهای اموزشی وتحقیقی ایمنی رو قرار میدم
امیدوارم براتون مفید باشه
وهمیشه این نکته رو به یاد داشته باشید که
اول ایمنی بعد کار
موفق باشید

دانلود بخش دوم

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
تست دروپ برای نیروگاههای گازی مدل V94.2
امیدوارم به دردتون بخوره
موفق باشید

دانلود

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
یک فایل فلش که در اون نیروگاه بخار نکا شبیه سازی شده
امیدوارم به دردتون بخوره
موفق باشید

دانلود

t.salehi · Oct 18, 2009

spow گفت:
سلام دوستان عزیز
مقوله ایمنی یکی از بحثهای بسیار مهم درحیطه صنعت است
در دوقسمت براتون فایلهای اموزشی وتحقیقی ایمنی رو قرار میدم
امیدوارم براتون مفید باشه
وهمیشه این نکته رو به یاد داشته باشید که
اول ایمنی بعد کار
موفق باشید

دانلود

spow گفت:
سلام دوستان عزیز
مقوله ایمنی یکی از بحثهای بسیار مهم درحیطه صنعت است
در دوقسمت براتون فایلهای اموزشی وتحقیقی ایمنی رو قرار میدم
امیدوارم براتون مفید باشه
وهمیشه این نکته رو به یاد داشته باشید که
اول ایمنی بعد کار
موفق باشید

دانلود بخش دوم

خيلي خوب بود، ممنون Spowجان :w27:

spow · Oct 18, 2009

t.salehi گفت:
خيلي خوب بود، ممنون Spowجان

خواهش میکنم عزیز
قابلی ندارن
موفق باشی

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
باتوجه به اهمیت فوق العاده ای که ارتعاشات در صنایع داره وپیرو مطالب قبلی
یه سری مقاله وکتاب هست که در 7 قسمت تقدیم حضورتون میکنم
امیدوارم بهره لازم رو ببرید و
اینم به یادداشته باشید که ارتعاشات هر دستگاهی به منزله ضربان نبض اون دستگاه هست وبایستی بیشترین وبهترین توجه رو به این مقوله مبذول داشت
موفق باشید

دانلود فایل 1

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
باتوجه به اهمیت فوق العاده ای که ارتعاشات در صنایع داره وپیرو مطالب قبلی
یه سری مقاله وکتاب هست که در 7 قسمت تقدیم حضورتون میکنم
امیدوارم بهره لازم رو ببرید و
اینم به یادداشته باشید که ارتعاشات هر دستگاهی به منزله ضربان نبض اون دستگاه هست وبایستی بیشترین وبهترین توجه رو به این مقوله مبذول داشت
موفق باشید

دانلود فایل 2

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
باتوجه به اهمیت فوق العاده ای که ارتعاشات در صنایع داره وپیرو مطالب قبلی
یه سری مقاله وکتاب هست که در 7 قسمت تقدیم حضورتون میکنم
امیدوارم بهره لازم رو ببرید و
اینم به یادداشته باشید که ارتعاشات هر دستگاهی به منزله ضربان نبض اون دستگاه هست وبایستی بیشترین وبهترین توجه رو به این مقوله مبذول داشت
موفق باشید

دانلود فایل 3

spow · Oct 18, 2009

سلام دوستان عزیز
باتوجه به اهمیت فوق العاده ای که ارتعاشات در صنایع داره وپیرو مطالب قبلی
یه سری مقاله وکتاب هست که در 7 قسمت تقدیم حضورتون میکنم
امیدوارم بهره لازم رو ببرید و
اینم به یادداشته باشید که ارتعاشات هر دستگاهی به منزله ضربان نبض اون دستگاه هست وبایستی بیشترین وبهترین توجه رو به این مقوله مبذول داشت
موفق باشید

دانلود فایل 4

Powerplant story...3...2...1....نیروگاهها از سیر تا پیاز

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

مدیر ارشد

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

عضو جدید

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

عضو جدید

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

اخراجی موقت

Similar threads