مکانیک 85

وبلاگ تخصصي و تفريحيه بر و بچ باحال مكانيك 85 ياسوج !!!!

جنگنده f 111

جنگنده f 111

چکيده مقاله:
جنگنده اف-111، نتیجه تحقیقات گسترده مؤسسات هوافضایی آمریکا چون ناسا و شرکت های مشهور هواپیماسازی بود که سالها بر روی طرح هواپیماهایی با بالهایی متغیر برای سرعت های مختلف پروازی و استفاده از مزیت های هر دو نوع بال، یعنی بال معمولی و پسگرا کار کرده بودند. این هواپیما، یک جنگنده چند منظوره و یک بمب افکن سبک، چه برای نیروی دریایی چه برای نیرو ی هوایی آمریکا به شمار می رفت که قادر به پرواز در سرعت های مافوق صوت نیز بود. در ابتدای انجام تست ها و آزمایش های اولیه، موتورهای هواپیما به شدت با مشکل وامانده شدن و استال کردن مواجه بودند که دلیل عمده آن، طراحی ناکارآمد ورودی های موتورهای آن بود که سرانجام، پس از یک دوره انجام تحقیقات بر روی انواع ورودی، مشکل موتورهای این هواپیما نیز به خوبی مرتفع شد. هواپیمای اف-111، جنگنده ای با بال های متغیر است، بدین معنی که زاویه بال های آن، در طی شرایط مختلف پروازی، از 16 درجه تا 72 درجه قابل تغییر است. -------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------- از سال ها پیش، محققان دریافته بودند که بال های معمولی بدون عقب گرایی، دارای ویژگی های مناسبی برای پرواز در سرعت های پایین و انجام نشست و برخاست های بی نقص بوده و بال های پس گرا نیز، برای سرعت های زیاد، بی نظیر می باشند. در نتیجه همیشه بال جنگنده ها با ترکیبی از این دو نوع طراحی می شد. تا جایی که تفکر بر این شد که سیستمی طراحی شود که قادر باشد با توجه به شرایط پرواز، به طور خودکار زاویه بال ها را تنظیم کرده و بدین گونه توانایی های فراوانی به جنگنده عطا کند. نتیجه، همان سیستم بال متغیر بود که این سامانه، علاوه بر گران بودن، دارای وزن زیادی نیز هست و این وزن را به کل وزن برخاست هواپیما اعمال می کند که خود یک نقص به شمار می آید. -------------------------------------------------------------------------------- اف-۱۱۱ در حال بسته بودن بال ها -------------------------------------------------------------------------------- در شرایط برخاست که حداکثر نیروی برا لازم است، بال ها تماماً رو به جلو باز شده و بیشترین برا را تولید می نمایند. با افزایش سرعت، بال ها به تدریج بسته شده و برای سرعت های بالا، سازگاری لازم را پیدا می کنند. از مشهور ترین هواپیماهای بال متغیر، می توان به هواپیمای اف-14 تامکت آمریکایی و سوخو-24 فنسر روسی اشاره کرد. طرح قرار گرفتن دو خلبان این هواپیما، به صورت کنار هم، مانند هواپیماهای مسافربری است که بدین گونه، از کپی آلات پروازی برای هر دو خلبان در دو کابین جلوگیری شده و تماس دو خلبان نیز آسان تر خواهد بود. صندلی نجات این هواپیما به صورت کپسولی است و قابلیت باز شدن در هر شرایط سرعت و ارتفاع و حتی زیر آب را نیز دارد. این کپسول که حاوی هر دو خلبان است، پس از به آب افتادن روی آب شناور می ماند. این هواپیما، حتی بدون استفاده از مخازن سوخت خارجی و تنها با سوخت داخلی خود، دارای برد فوق العاده زیاد به میزان 4.000 کیلومتر است که این میزان، با اضافه کردن مخازن سوخت در بیرون افزایش نیز می یابد. اف-111، قادر به حمل دو بمب اتمی معمولی و تعدادی بمب های عادی دیگر در مقرهایی نیزدیک به بدنه است. حداکثر وزن برخاست این هواپیما که به طرز غیر قابل باوری زیاد می باشد، میزانی معادل 45 تن است. این جنگنده، قادر است به کمک موتورهای پرات اند ویتنی TF-30 که در جنگنده های اف-14 تحویل شده به ایران نیز به کار رفته بود، به سرعت هایی بالغ بر5/2 ماخ و حداکثر ارتفاعی برابر با 18 کیلومتر نیز دست یابد. -------------------------------------------------------------------------------- اف-۱۱۱ در حالت باز بودن بال ها -------------------------------------------------------------------------------- طول این هواپیما 22 متر و طول دو سر بال های آن در حالت کاملاً باز به 19 متر می رسد که این طول، در حالت بال کاملاً بسته به 11 متر کاهش پیدا خواهد کرد که شرایط بسیار مناسبی را برای پارک روی ناو هواپیمابر به وجود می آورد. ناگفته نماند که تنها فروش خارجی این هواپیما به کشور استرالیا بوده است. همچنین این هواپیما در اواخر جنگ ویتنام نیز به طور تقریباً محدودی به خدمت گرفته شد که جزو امن ترین هواپیما ها به شمار آمده و تنها تلفاتی برابر با 6 فروند داشت. این هواپیمای نامی، برای نخستین بار در اکتبر 1967 پرواز کرده و پس از تولید 563 فروند تا بسته شدن خط تولید، در سال 1996 به خیل هواپیماهای بازنشسته و البته افسانه ای آمریکا پیوست. مشخصات نوع كاربرد: بمب افكن شركت سازنده: جنرال دايناميكس تعداد خدمه: 2 نفر( خلبان و افسر تسليحات) اخرين قيمت: 75 ميليون دلار نوع موتور: 2 عدد پرات اند ويتني TF30-P-100 توربوفن با 25100 پوند تراست در هر كدام با پس سوز طول: 22 متر عرض: در حالت بالهاي باز 19 متر و در حالت بسته 11.9 متر ارتفاع: 5.13 متر حداكثر سرعت: 2.5 ماخ يا 2700 كيلومتر ارتفاع پروازي: 60000 پا وزن خالي: 21376 كيلوگرم بيشترين وزن: 45 تن برد: با تانكر هاي اضافي سوخت 5700 كيلو متر وزن تسليحات: 11250 كيلوگرم.

رضا طالبیان

http://www.ssme.ir/

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:47 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

انرژی زمین گرمایی

   انرژی زمین گرمایی

 گردآوری: مهندس علیرضا ملامحمدی    

این مقاله به صورت فایل (پی دی اف) می باشد 

دانلود مقاله

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:46 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

شبيه سازي عددي جريان سه بعدي سيال حول ذره كروي

 

شبيه سازي عددي جريان سه بعدي سيال حول ذره كروي

 در حال دوران (در ابعاد ميكرو و نانو)

و نيز حل تحليلي آن با استفاده از شرط مرزي لغزش

پژوهشگر جوان ايراني پس از هشت سال تلاش و تحقيق موفق به شبيه سازي عددي جريان سه بعدي سيال حول ذره كروي در حال دوران (در ابعاد ميكرو و نانو) و نيز حل تحليلي آن با استفاده از شرط مرزي لغزش براي نخستين بار شد.
دكتر محمدرضا ميگون پوري، دانش‌آموخته دكتري مهندسي مکانيک گرايش تبديل انرژي دانشگاه علم و صنعت ايران در بيان كاربرد تئوري لغزش و جريان‌هاي لغزشي اظهار كرد: محققان براي سازگار كردن كوپليمرها با آب و ساير حلال‌هاي آبي، آنها را با نانوذرات اصلاح‌ شده اكسيدآهن تركيب كردند و سپس اين اجزاء با خود‌آرايي به نانوذرات پايداري تبديل شدند و اين نانوذرات به صورتي ساخته ‌شده‌اند كه مي‌توان آنها را بر حسب نوع مولكول هدف اصلاح كرد؛ بدين صورت مي‌توان از آنها به عنوان يك ماده هوشمند براي دارورساني و عوامل تصويربرداري از تومورها استفاده كرد
وي در ادامه اظهار كرد: شكل نانوذرات ساخته شده بسته به نوع پليمر انتخابي و شكل اكسيدآهن مصرفي، متفاوت خواهد بود، به طوري كه اين نانوذرات مي‌توانند ذرات كروي توخالي و يا ساختاري شامل پوسته و هسته باشند. اين پژوهشگر خاطر نشان كرد: به گفته محققان، روشي كه براي ساخت اين نوع متفاوت از نانوذرات بكار رفته است، براي كپسوله كردن مولكول‌هاي دارو نيز مناسب مي‌باشد و از آنجا كه شكل اين نانوذرات را مي‌توان با تغييرpH و يك ميدان مغناطيسي تغيير داد، داروهاي قرار داده شده درون اين نانوذرات را در زمان مناسب مي توان به راحتي آزاد كرد
وي افزود: اين موضوع در صنايع هوافضا مانند حركت موشك‌ها در حين ورود وخروج از جو، طراحي و ساخت سيستم‌هاي ميكروالكترومكانيكي MEMS و نيز ماشين‌هاي اندازه گيري بسيار دقيق، توليد اجزا و وسايل مينياتوري و كاربرد آنها در رآكتورهاي بسيار كوچك، سنسورهاي بيوشيميايي و تحريك كننده‌ها و سنسورهاي ميكرومكانيكي، در صنايع نظامي مانند ساخت هواپيماهاي بسيار كوچك تجسسي در حوزه‌هاي نظامي و نيز استفاده از اين تئوري در تحليل جريان در مجاري مربوط به ميكروكانال‌ها، براي خنك كاري ميكروپروسسورها و سخت افزارهاي كامپيوتري، در فن آوري سيستم‌هاي ميكروالكترومكانيك در صنايع عمراني شامل استفاده از آن در نجات آسيب ديدگان در سوانح زلزله و نيز كاربردهاي پزشكي در انجام جراحي‌هاي بسيار ريز، استفاده از نانو بمب‌هاي كروي در جراحي سرطان پروستات و گرفتگي‌هاي عروق درحيوانات، تحليل جريان‌هاي لغزشي با استفاده از شرط مرزي لغزش، در فن آوري و علوم ايجاد خلا ديناميك گازهاي نادر و انتقال حرارت و ترموديناميك آنها، جريان گاز در داخل لوله‌هاي مربوط به وسايل پزشكي داراي دقت بالا و كانال‌هاي ميكروماشين‌هاي سيليكوني داراي كاربرد مي باشد
همچنين با استفاده از پوشش دهي سطح مانند ايجاد سطوح هيدروفوبيك مي توان به كاهش درگ قابل ملاحظه‌اي نسبت به سطوح صاف ساده رسيد
دكترميگون پوري در بيان كاربرد تحليل جريان حول ذره كروي گفت: جريان سيال حول ذرات كروي دوار در بسياري از حوزه‌هاي مختلف علمي و صنعتي مانند صنايع غذايي و دارويي، هوافضا، سوخت‌هاي موشك، محفظه احتراق و صنايع نظامي و ورزشي داراي كاربردهاي متعددي مي باشد. همچنين تحليل جريان حول كره به عنوان يك مسئله كاربردي در موارد صنعتي، مانند پخش هيدروديناميكي رسوبات معلق و حركت اختياري قطرات و حباب‌ها و بطور كلي ذرات معلق در هوا، در علوم محيط زيست و اتاق تميز كاربرد زيادي دارد
وي افزود: حركت قطرات سوخت در محفظه احتراق و نيز جريان‌هاي دوفازي در علوم مهندسي مكانيك و نيز ته‌نشيني ذرات غير چسبناك، برخورد ذرات، پديده‌هاي اسمزي و انتقال ذرات در آب‌هاي زيرزميني، صنايع غذايي و شيميايي نيز مثال‌هاي ديگري از كاربرد جريان حول ذره كروي است
وي در ادامه خاطر نشان كرد: پيچيده ترين پديده جريان سه بعدي حول كره ايجاد دنباله در پشت كره و تغييرات آن با افزايش عدد رينولدز مي باشد و روش‌هاي متعددي براي مطالعه جريان سيال حول ذره كروي وجود دارد كه مي‌توان به تكنيك مشاهده جريان در آزمايشگاه، محاسبات جريان حول يك حباب كروي و روش‌هاي محاسبات عددي و تحليلي اشاره كرد
کد تحقيقاتي نوشته شده موسوم به 3D-BFC-SC با همكاري دكتر محمدرضا ميگون پوري و با راهنمايي دكتر غلامعلي عاطفي، دانشيار دانشگاه علم و صنعت و استاد سابق دانشگاه صنعتي برلين TUB ومشاوره دكتر حميد نيازمند، عضو هيات علمي دانشگاه فردوسي مشهد و دانشيار دانشگاه واترلو كانادا و دكترعلي مير بزرگي، استاديار دانشگاه بيرجند تدوين شده است.
گفتني است؛ اين پژوهشگر موفق به اخذ جايزه عالي نسب و احراز رتبه اول پروژه كارشناسي در رشته مهندسي مكانيك - طراحي كاربردي در سال 1376 از انجمن مهندسي مكانيك ايران شده و تاكنون از اين يافته تعداد زيادي مقاله در مجلات معتبر علمي (ISI) و نيز مجلات علمي و پژوهشي داخلي و همچنين كنفرانس‌هاي بين المللي به چاپ رسيده است .

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:45 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

سیستم های تبرید

سیستم های تبرید

قبل از تشريح طرز كار اين سيستم ها، اجزاي اصلي آن به شرح زير معرفي مي گردند:

الف-ابزوربر ياجذب كننده

ب-ژنراتوريا توليد كننده

ج-كندانسوريا تقطير كننده

د-اواپراتور ياتبخير كننده

ﻫ- يك شير انبساط،يك شير فشار شكن و يك پمپ نيز علاوه بر اجزاي بالا در چرخه سيال بكار گرفته مي شوند،اما با اضافه شدن يك سيال گازي با خواص ويژه مي توان پمپ را حذف كرد.طرز كار اين سيستم بدين صورت است:در اين سيستم دو سيال بكار مي رودكه يكي سيال جاذب و ديگري سيال مبرد مي باشد. با حرارت دادن محلول در ژنراتور بخار مبرد از ماده جاذب جدا شده و به كندانسور مي رود بخار مبرد در كندانسور تقطير شده و پس از عبور از شير انبساط وارد اواپراتور مي گردد،با تبخير در اواپراتور گرما از محيط اطراف توسط مبرد دريافت شده و توليد سرما مي شود.پس از آن مبرد وارد جذب كننده مي شود ودر آنجا توسط محلول جاذب كه از ژنراتور توسط كاهش فشار به جذب كننده آمده است جذب مي گردد.حال محلول مبرد و جاذب ايجاد شده در جذب كننده كه داراي سيال مبرد زيادي مي باشد توسط پمپ به ژنراتور فرستاده مي شود و بدين ترتيب سيكل جذبي تكميل مي گردد.در سيكل جذبي وقتي بخار مبرد به جذب كننده وارد شده و جذب مي شود،باعث بالا رفتن دماي ماده جاذب مي شود كه اين حرارت توسط يك كويل سرد از جذب كننده خارج مي شود.تفاوت پمپ هاي استفاده شده در اين سيستم با پمپ هاي معمولي اين است كه اين پمپ ها پره اي (طبقه طبقه اي )هستند زيرا اگر اين گونه نباشند سيال از قسمت پر فشار به قسمت كم فشار منتقل مي شودوبا كاربرد اين پمپ امكان برگشت سيال به صفر مي رسد.

در سيستم هاي جذبي تنها بخشي كه احتياج به كار مكانيكي دارد پمپ است كه كار آن در مقايسه با كمپرسور بكار رفته در سيستم ها تراكمي بسيار كمتر است

در حقيقت در يك سيستم جذبي تركيب پمپ و ژنراتور كار كمپرسور را انجام مي دهد.چرا كه عموما حجم زيادي از مبرد در يك حجم كم جاذب ،جذب مي شود سپس توسط پمپ فشار اين محلول بالا رفته وارد ژنراتور مي شود.

پس از آنكه در ژنراتور اين محلول را حرارت مي دهيم ،مبرد جدا شده و افزايش حجم مي يابد كه با توجه به اين افزايش حجم در نهايت فشار مبرد به قدر كافي بالا مي رود و خروجي ژنراتور مثل خروجي كمپرسور مي شود كه كه در شرايط مورد نياز كار در سيكل را دارد.

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:42 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

انرژی باد

انرژی باد

 گردآوری: مهندس علیرضا ملامحمدی  

 این مقاله به صورت فایل (پی دی اف) می باشد

 دانلود مقاله 

منبع:http://samairan.ir/

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:35 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

تله بخار (Steam Trap)

تله بخار (Steam Trap)

 

مـا تـو خـيـلي از فرايندهاي مهندسي شيمي احتياج به گرم كردن يك جريان خاص پيدا ميكنيم.
مثلاً كجا ؟ مثلاً تو Reboiler برجهاي تقطير.

دم دسـتتـرين سـيـالي هم كه براي گرم كردن داريم بخار آب هست كه ايـن بـخـار به كمك ديگهاي بخار (Boilers) توليد ميشه (انشاءا... بعداً ديگهاي بخار رو هم معرفي ميكنيم). بخار آب رو به عنوان مثال ميفرستيم توي لولههاي دروني يك مبدل پوسته و لوله (Shell & Tube) و سيال سرد رو هم از پوسته عبور ميديم.

اين بخار گرماي نهانتبخير خودش رو به سيال سرد ميده و ميعان پيدا ميكنه و تبديل به Condensate ميشه. Condensate رو دوباره براي توليد بخار، به ديگ بخار مي‌فرستيم. منتهي براي اينكه مطمئن بشيم در طي تبادل حرارت از تمام بخار استفاده شده و در واقع تو جريان Condensate برگشتي به سمت ديگ بخار هيچ بخاري وجود نداشته باشه بعد از مبدل حرارتي از يك تله بخار استفاده ميكنيم. تله بخار مانع عبور بخار از خودش میشه و فقط Condensate رو عبور ميده و به اين ترتيب بخارهايي كه احياناً مايع نشدن و هنوز از گرماي نهانتبخيرشون استفاده نشده رو در سيستم (مثلاً مبدل) نگه مي‌داره تا موقعي كه مايع بشن تا به اين ترتيب از حداكثر گرماي نهان‌تبخير آب استفاده بشه. نكته ديگه اينكه تجمع Condensate در لوله‌هاي شامل بخار هم دو تا مشكل رو ايجاد مي‌كنه. اول اينكه حجمي كه اشغال مي‌كنه باعث كم‌شدن حجم بخار در دسترس ميشه و دوم اينكه قطرات Condensate باعث ايجاد خوردگي در لوله‌ها و اتصالات ميشن. به اين ترتيب تله بخار از اونجايي كه فقط به Condensate اجازه عبور ميده، باعث تخليه سريع‌تر Condensate از سيستم ميشه. در شكل زير مثالي از چگونگي استفاده از تله بخار رو ميبينيم:

خوب حالا تله بخار چطوري بخار رو از مايع جدا ميكنه ؟

تله‌بخارها انواع مختلفي دارن: تله بخار ترموستاتيك، تله بخار مكانيكي و تله بخار جنبشي و هر كدوم با مكانيزم متفاوتي كار ميكنن كه در ادامه با تلهبخار مكانيكي آشنا ميشيم. شكل زير نحوه كار تله بخار مكانيكي رو نشون ميده:


توي اين تله بخار يك كره سبك وجود داره كه به كمك يك اهرم به يك سوپاپ خروجي وصل ميشه. در صورتي كه كره به سمت بالا حركت كنه اهرم باعث باز شدن سوپاپ ميشه. در حالت اوليه كره و اهرم در پايين قرار دارن و سوپاپ بسته است. Condensateو بخار همراهش وارد تله بخار ميشن. Condensate به دليل داشتن چگالي بيشتر در كف تله بخار تجمع ميكنه و به تدريج باعث بالا رفتن كره سبك و در ادامه باز شدن سوپاپ خروجي ميشه. با باز شدن سوپاپ، Condensate به سمت بيرون راه پيدا ميكنه ولي از اونجايي كه هميشه يه ارتفاعي از Condensate كف تله بخار وجود داره، بخار راهي به سمت بيرون پيدا نميكنه. تله بخار يه مزيت ديگه‌اي كه داره اينه كه هوا و ساير گازهايي كه رو ممكنه در بخار آب وجود داشته باشه در خودش جمع‌آوري مي‌كنه و بعد از هر چند مدت ميشه به كمك Vent كه روي تله بخار تعبيه شده اين گازها رو از سيستم خارج كرد. در واقع وجود اين گازها باعث كاهش راندمان تبادل حرارت ميشه چون به دليل كم‌بودن ضريب رسانايي حرارتي به صورت يك عايق عمل مي‌كنن. به اين ترتيب استفاده از تله بخار هم به نوعي صرفه‌جويي در انرژيه و هم باعث بالا رفتن راندمان سيستم ميشه.


منبع :www.ahmad-lak.blogfa.com/post-10.aspx
+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:34 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

موتورهای استرلینگ

موتورهای استرلینگ

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

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 مي كند.
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.

منبع :

www.articles.ir

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:33 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

تحلیلی از قانون دوم ترمودینامیک

تحلیلی از قانون دوم ترمودینامیک

قانون دوم ترمودینامیک متضمن این مفهوم است که یک فرایند فقط در یک جهت معین پیش می رود و در جهت خلاف آن قابل وقوع نیست.
این محدودیت برای جهت وقوع یک فرایند, مختصه قانون دوم است.اگرسیکلی متناقض با قانون اول ترمودینامیک نباشد,دلیلی براین نیست که آن سیکل حتماً اتفاق می افتد. همین امر منجر به تنظیم قانون دوم ترمودینامیک شده است.
دو بیان کلاسیک از قانون دوم ترمودینامیک وجود دارد که هر دو بیانگر یک مفهوم اساسی هستند:
۱) بیان کلوین
پلانکو بیان کلازیوس
۲) بیان کلوین
پلانک بر پایه توضیح عملکرد موتورهای حرارتی است وبیان می دارد که غیرممکن است وسیله ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند و در عین حال که با یک مخزن تبادل حرارت دارد اثری بجز صعود وزنه داشته باشد.
این بیان از قانون دوم ترمودینامیک در بر گیرنده این مضمون است که غیر ممکن است که یک موتور حرارتی مقدار مشخصی حرارت را از جسم درجه حرارت بالا دریافت کند و همان مقدار نیز کار انجام دهد. بیان کلازیوس نیز یک بیان منفی است و اعلام می دارد که غیر ممکن است وسیله ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند و تنها اثر آن انتقال حرارت از جسم سردتر به جسم گرمتر باشد. این بیان بر پایه توضیح عملکرد پمپهای حرارتی می باشد و دربرگیرنده این مفهوم است کهنمی توان یخچالی ساخت که بدون کار ورودی عمل کند.
هر دو بیان کلاسیک از قانون دوم ترمودینامیک نوعاً بیانهای منفی هستند و اثبات بیان منفی ناممکن است. درباره قانون دوم ترمودینامیک گفته می شود"هر آزمایش مربوطی که صورت گرفته به طور مستقیم یا غیرمستقیم &#۶۵۲۵۲;&#۶۵۱۵۸;ید قانون دوم بوده و هیچ آزمایشی منجر به نقض قانون دوم نشده است. همانگونه که ذکر شد تنها گواه ما بر صحت قانون دوم ترمودینامیک آزمایشات گوناگونی است که همگی درستی این قانون را &#۶۵۱۷۶;&#۶۵۱۵۶;یید می کنند.
با این همه در ترمودینامیک کلاسیک سعی می کنند نشان دهند که اثبات معادل بودن دو بیان کلوین- پلانک و کلازیوس دلیلی بر صحت قانون دوم ترمودینامیک است. در حالیکه این امر درستی قانون دوم را اثبات نمی کند. در اثبات اینکه دو بیان فوق الذکر معادل یکدیگرند از یک مدل منطقی بهره جسته می شود که می گوید: " دو بیان, معادل هستند اگر صحت هر بیان منجر به صحت بیان دیگر گرددو اگر نقض هر بیان باعث نقض بیان دیگر شود."
در ترمودینامیک کلاسیک ,برای اثبات معادل بودن دو بیان کلوین- پلانک و کلازیوسبا نشان داده می شود که نقض بیان کلازیوس منجر به نقض بیان کلوین- پلانک می شود. وسیله ناقض بیان کلازیوس یک پمپ حرارتی است که نیازی به کار ندارد.
به دلیل اینکه انتقال حرارت خالص با منبع درجه حرارت پایین وجود ندارد پس پمپ حرارتی و موتور حرارتی و منبع درجه حرارت بالا مشتمل بر یک سیکل ترمودینامیکی است اما فقط با یک مخزن تبادل حرارت داردبنابراین نتیجه می شود کهناقضبیان کلوین- پلانک می باشد. و گفته می شود تساوی کامل این دو بیان هنگامی اثبات می شود که نقض بیان کلوین- پلانک نیز موجب نقض بیان کلازیوس بشود.
با این وصف باید بپذیریم که دو بیان فوق, منتج از یکدیگر هستند. " در اثبات معادل بودن چند گزاره اگر عبارتی بصورت B ↔A بیان شده باشد آنگاه B نتیجه A است و A هم نتیجه B, بعبارت دیگر AوB معادل یکدیگر هستند, بالعکس اگر A وBمعادل یکدیگرباشند,هریک از آنها نتیجه دیگری است."معادل بودن دو بیان کلوین- پلانک و کلازیوس را می توان با استفاده از قانون لایب نیتس نشان داد که می گوید: اگر Aو Bیکسان و همانند باشند باید تمام ویژگیها و خاصه های آنها نیز یکسان باشد.از اصل لایب نیتسگاهی به عنوان اصلنامتمایز بودن همانها indescernibility ofidenticals))یاد می شود.
در واقع این اصل منطقی بیان می دارد که " اگر یک ویژگی یافت شود که A آن را داراست اما B فاقد آن است بنابراین A وBموجودیتهای مجزایی خواهند بود." دو بیان کلازیوس و کلوین- پلانک معادل یکدیگرند زیرا که هر دو متضمن این ویژگی هستند که ساخت یک ماشین حرکت دائمی Perpetualmovementmachine))ممکن نمی باشد.
روشهای اثبات منطقی در بسیاری از قضایای ترمودینامیک بر پایهء آزمایشهای ذهنی می باشد. نظیر اثبات قضایای کارایی سیکل کارنو که در آن نخست فرضی را مطرح کرده و سپس نشان داده می شود که آن فرض به نتایج غیرممکن می انجامد و چون روش استدلال در این آزمایش ذهنی نوعاً درست بوده تنها حالت ممکن این است که فرض اولیه نادرست باشد.
● نامساوی کلازیوسوقانون دوم ترمودینامیک
اغلب گفته می شود که نامساوی کلازیوس لازمه قانون دوم ترمودینامیک است. نامساوی کلازیوس را با بررسی سیکل موتور حرارتی و یخچال اثبات می کنند. اما با التفات به اثبات نامساوی کلازیوس باید بپرسیم که چگونه نامساوی کلازیوس لازمه قانون دوم است در حالیکه طی مراحل آن از قانون دوم مستثنی نیست و در روند اثبات آن مدام بهقانون دوم استناد می شود؟
در اینجا نامساوی کلازیوس,صحت خود را از درستی ازپیش معلوم فرض شدهء قانون دوم وام می گیرد"هر دلیلی که در دفاع از فرضیه ای اقامه می کنیم باید غیر از نتیجه و مستقل از آن باشد. اگر تنها گواه صدق ما خود نتیجه باشد استنتاج مشتمل بر دور و لذا کاملاً نارضایت بخش خواهد بود." گواه صدق نامساوی کلازیوس نیز قانون دوم است بنابراین نامساوی کلازیوس نمی تواند لازمه قانون دوم ترمودینامیک باشد.
● نتایج فلسفی قانون دوم ترمودینامیک
همانطور که قانون اول ترمودینامیک منجر به تنظیم خاصیتی به نام انرژی شد قانون دوم ترمودینامیک به ابداع مفهوم مجردی به نام آنتروپی(Entropy) می انجامد. این قانون ازاهمیت فلسفی فوق العاده ای برخورداراست و همیشه نظریات و مباحثات گوناگونی پیرامون آن در گرفته است. قانون دوم را عده ای به عنوان دلیلی بر وجود خدا بسیار با ارزش تلقی کرده اند(خدایی که جهان را در حالت کمترین آنتروپی آفرید و از آن پس جهان مدام از این حالت دورتر می شود و رو به تباهی می رود).
اما برعکس عده ای هم آنرا به دلیل ناسازگاری با ماتریالیسم دیالکتیک ونفی کمال پذیری وضعیت انسان مردود دانسته اند.آنتروپی معیاری برای بی نظمی یک سیستم است. هرقدر نظم ساختاری و عملکردییک سیستم کمتر باشد گفته می شود آنتروپی آن بیشتر است. طبق قانون دوم ترمودینامیک هر فعالیت طبیعی موجب افزایش آنتروپیمی شود و جهت و گرایش طبیعت نیز به سوی بی نظمی است.
"اوراق منظمی که پشت سر هم چیده شده اند یا کتابهایی که بطور مرتب در قفسهء کتابخانه قرار دارند ,اگر کوششی در جهت برقراری نظم آنها انجام نگیرد و مثلاً اهمیتی داده نشود تا هر کتاب برداشته شده باز به جای اولیه اش برگردانده شود بی نظمی یا به عبارتی آنتروپی آن روز به روز بیشتر خواهد شد". شاید به نظر برسد که در طبیعت فرایندهایی هم هست که در آنها از یک حالت بی نظم به یک حالت منظم برسیم.
مثلافرایند ساختن ساختمان عبارتست از نظم دادن به مقداری آجر خاکسیمان و آهن پراکندهو بی نظم واینطور برداشت شود که چنین فرایندهایی در جهت افزایش نظم و به تبع آن کاهش آنتروپی پیش می رود. اما باید گفت که قانون دوم ترمودینامیک یک سیستم را مجزا از محیط در نظر نمی گیرد.
آنچه افزایش می یابد آنتروپی کل است شامل محیط و سیستم. ممکن است در بخشهایی از سیستم شاهد کاهش آنتروپیودر نتیجه افزایش نظم باشیم اما بی تردید در جایی دیگر با افزایش بیشتری در میزان بی نظمی روبرو خواهیم بود. "می توان نشان داد که تمرکز نظم در یک نقطه به قیمت افزایش بی نظمی در نقطه ای دیگر است.آنچه از تئوری و آزمایشات بر می آیند نشان می دهند که در کل هر سیستم مقدار افزایش بی نظمی بیشتر از کاهش آن است و از این رو مجموعاً در هر فرایندی مقدار بی نظمی(آنتروپی) زیاد می گردد."
در یک تحلیل آماری می توان به این نتیجه رسید که همواره تعداد حالات بی نظم یک سیستم بسیار پرشمارتر از حالات منظم آن هستند.

"تکه های یک عکس را درون یک جعبه در نظر بگیرید. این تکه ها در یک و تنها یک آرایش تصویری کامل می سازند. از سویی دیگر آرایشهای بسیار زیادی هستند که تصویرچیزی را درست نمی کنند و تکه های عکس در حالت بی نظمی به سر می برند.
هر چه جعبه را بیشتر تکان بدهیم تعداد آرایشهای درهمو برهم که بیانگر هیچ تصویری نباشند بیشتر می گردد. از دیدگاه آماری احتمال اینکه یک فرایند در جهتکاهش آنتروپی پیش رود صفر نیست. به بیان دیگر امکان بروز چنین حالتیبه قدری کم است که گویی غیر ممکن است. اما نمی توان صراحتاً گفت که هیچ امکانی برای آن متصور نیست.
جعبه ای را که حاوی یک گاز و در تعادل ترمودینامیکی است در نظر می گیریم. طبق تعریف, گاز موجود در جعبه حداکثر آنتروپی ممکن را خواهد داشت. نظر به اینکه همه مولکولها به طور مداوم در حرکتند احتمال اینکه مولکولهای هوا به شکل خاصی قرار بگیرند و مثلا همه در یک گوشه جعبه متمرکز شوند وجود دارد ولی این احتمال فوق العاده کم است.
یعنی از میلیارد میلیارد حالتی که این مولکولها می توانند داشته باشند تنها یک حالت ممکن است آن حالت منظم مورد نظر ما باشد که آنتروپی کمتری دارداحتمال چنین اتفاقی تقریباً صفر است. واقعیت این استکه از نظر ریاضی این امکان وجود دارد که چنان آرایش منظمی اتفاق بیفتد ولی احتمال آن فوق العاده کوچک است.
● افزایش بی نظمی و مرگ حرارتی(Heat death)
یکی از تعابیری که با اعمال قانون دوم ترمودینامیک به کل جهان به دست می آید این است که جهان در آغاز پیدایش, آنتروپی مشخصی داشته است ولی مقدار آن رفته رفته افزایش پیدا کرده است.این افزایش آنتروپی تا جایی ادامه پیدا می کند که جهان به حالت تعادل ترمودینامیکی برسد. آنگاه از فعالیت باز خواهد ماند و هیچ اتفاقی در آن به وقوع نخواهد پیوست و به اصطلاح خواهد مرد.
این فرایند به مرگ حرارتی (Heat death) جهان معروف است. چنین استدلال می شود که "با فرض اینکه جهان در آغاز خلقت در یکحالت کاملاً نامنظم و هرج و مرج کامل و تعادل ترمودینامیکی بوده باشد احتمال اینکه به طور اتفاقییک جهان منظم ایجاد شده باشد فوق العاده کم است. پس باید خالقیباشد که علاوه بر خلق همان جهان نامنظم آغازین, یکی از میلیاردها میلیارد حالت را برگزیند تا جهانی منظم مانند آنچه ما شاهدش هستیم به وجود آید." نظریات مخالفی هم وجود دارد که بیان می دارند جهان می توانست در یک مدت طولانی در حالت تعادل ترمودینامیکی باقی بماند.
در چنان وضعیتی بالاخره لحظه ای می رسید که در گوشه ای به طور اتفاقی نظم به وجود بیاید. "اگرمدت ماندن جهان در حالت تعادل ترمودینامیکی واقعاً بلند باشد احتمال آن افزایش می یابد. خصوصاً اگر جهان را ازلی بدانیم دیگرمشکلی ازنظر زمان طولانی نخواهیم داشت. یکی از مشهورترین افرادی که وجود خالقی برای نظم دادن را لازم نمی بیند فیزیکدان مشهور آلمانی بولتزمن(boltzmann) است.
"جهت افزایش بی نظمی به بیانی همان پیکان زمان است کهفقط در یک سو جریان دارد. یعنی تغییرحالت سیستم از یک حالت کم احتمال به یک حالت پر احتمال.دیدگاههایی که به پایان جهان در حالت تعادل ترمودینامیکی و بی نظمی حداکثر معتقدند ابراز می دارند که چون جهان به سوی بی نظمی و هرج و مرج می رود و مقدار بی نظمی آن روز به روز افزایش می یابد پس به همین دلیل می توان پیش بینی کرد که جهان هستی روزی به یک مقدار ماکزیمم در بی نظمی رسیده و فرو می پاشد.
این تعبیر طرفداران بی شماری دارد زیرا پیش بینی فرجام محتوم جهان خلقت در حالت مرگ و زوال مستلزم این است که جهانهستی, ازلی و بی آغاز نبوده بنابراین آغاز و آفرینشی در کار بوده و بدین ترتیب از این امر, وجود خدا را استنتاج می کنند. در اینجا لازم است پدیدهء مرگ و زوال از دیدگاه ترمودینامیکی تبیین شود."از جمله تواناییهای جالب تمام موجودات زنده خودساختاردهی است.
بدین معنی که ما برای ادامه زندگی, مدام به نظم دادن به ساختارهای بی نظم خود می پردازیم"البته این فرایند مستلزم صرف انرژی و در نتیجه افزایش ناخواسته آنتروپی و میزان بی نظمی ساختارمان است. موجودات زنده برای زنده ماندن به تغذیه و تنفس نیاز دارند. "مواد غذایی ساختاری پیچیده و منظم دارند و آنتروپیآنها پایین است.
هر سیستمی که آنتروپی پایینی داشته باشدانرژی متمرکز یا مفید بیشتری دارد و لذا انرژی مفید مواد غذایی بالاست.و این مهمترین مشخصه آنهاست. بنابراین تغذیه و تنفس برای یک موجود زنده عبارتست از وارد کردن مواد کم آنتروپی به بدن و در نهایت پایین آوردن آنتروپی کل و طولانی کردن عمر" از این رو زمانی که موجود زنده ای در ارتباط با محیط نباشد زمان زیادی طول نمی کشد که کلیه حرکاتش تحت &#۶۵۱۷۶;&#۶۵۱۵۶;ثیر اصطکاک و سایر عوامل برگشت ناپذیری که به افزایش آنتروپی می انجامند متوقف شده توزیع دما در سرتاسر بدن موجود زنده یکنواخت گردد و در ادامه موجود زنده به یک تعادل ترمودینامیکی برسد که مرگ خوانده می شود.
ما برای ادامه دادن به حیات خود, سعی می کنیم سرعت رسیدن به تعادل ترمودینامیکی را کندتر کنیم و اجازه ندهیم تا آنتروپی و بی نظمی بدن مانبه مقدار ماکزیمم خود برسد.اما همواره مقدار انرژی مصرفی بدن موجود زنده, بیشترازانرژی کسب شده آن است و در نتیجه بی نظمی یک سیستم زنده بی تردید به یک مقدار حداکثری می رسد.
مانند تمام رویدادهای طبیعت که با افزایش آنتروپی همراهند, آنتروپی موجود زنده نیز به دلیل خودساختاردهی (که برای کند کردن روند رسیدن به تعادل صورت می گیرد) مدام درحال افزایش است.بنابراین مرگ, همان رسیدن به حالت تعادل ترمودینامیکی یا مقدار ماکزیمم بی نظمی برای بدن موجود زنده است.
● چند مغالطه در استنتاج امتناع حیات جاودانه جهان
اما استدلال کسانی که مرگ جهان و رسیدن آن به حداکثر آنتروپی را از اصل افزایش آنتروپی استنتاج کرده اند در برگیرندهء چند مغالطهء آشکار است. اولین آن مغالطه" تعویض وجه با کنه" یا "چهره با کل" (مغالطهء هیچ نیست بجز,nothing but) است. بدین معنی که گفته نمی شود کدام وجه جهان در جهت نابودی و فروپاشی پیش می رود. و مثلاً آیا این امر برای وجوه دیگر جهان مثلا تنوع گونه های زیستی هم صادق است یا خیر.
آیا کل جهان را می توان بعنوان یک سیستم در نظر گرفت ؟آیا مجموعه همه سیستمها خود یک سیستم است؟ (می دانیم که چنین نیست مثلا مجموعه چند حرف کنار یکدیگر, دیگر حرف نیست بلکه کلمه است). چگونه می توانیم همان قواعدی را که برای اجزا به کار می بریم برای کل نیزاستفاده کنیم؟ آیا مجاز به چنین استنتاجی از مشاهده وضع کنونی جهان و اصل افزایش آنتروپی میباشیم؟
قطعاً پاسخ به چنین پیشگویی قاطعانه ای از فرجام جهان, منفی است. در چنین جهانی هیچ جایی برای ارادهء آزاد باقی نمی ماند و هر چیزی از پیش تعیین شده خواهد بود. اما در نظر گرفتن مساله فوق با همان مغالطه تعویض وجه با کنهنیز "مستلزم این نخواهد بود که مقدار آنتروپی هیچگونه حد کمترین یا بیشترینی داشته باشد و مقدار آنتروپی می تواند تا بی نهایت ادامه پیدا کند و هیچ مقدار حداکثری هم نداشته باشد" با این تفاسیر ,استنتاج امتناع حیات جاودانه برای کل جهان ازاصلافزایش آنتروپی غیرقابل قبول است.
پیر دوئم(Pierre duhem) میگوید:" ما ترمودینامیکی در اختیار داریم که عده ای از قوانین تجربی را به خوبی حکایت می کند و به ما می گوید که آنتروپی یک سیستم ایزوله در افزایش جاودانه است. بدون هیچ دشواری می توان ترمودینامیک دیگری ساخت که به همان خوبی ترمودینامیک قدیم, حاکی از قوانین تجربی معلوم شده تا حال باشد و پیش بینی هایش هم برای ده هزار سال آینده با پیشگویی های ترمودینامیک قدیم همگام و موافق باشد.
و در عین حال این ترمودینامیک نوین ممکن است به ما بگوید که آنتروپی جهان پس از اینکه ظرف صد ملیون سال آینده افزایش می یابد برای صد ملیون سال بعد ازآن مرتباً و متوالیاً کاهش خواهد یافت و سپس دوباره افزایش خواهد یافت و... , علم تجربی به مقتضای طبع از پیش بینی انتهای جهان و ادعا درباره فعالیت دائم آن عاجز است" ثانیاً برای یک پیشگویی علمی همواره برای حصول نتیجه باید یک قانون کلی داشته باشیم به اضافه قضایای مخصوصه که این دو در کنار یکدیگر, مقدمات تفسیر را شکل می دهند."
درهر تفسیر قیاسی وجود یک قانون کلی به انضمام شرایط خاص حادثه ضروریست. بعبارت دیگراستنتاجنتیجه از یک تک مقدمه غیرممکن است"از قانون دوم ترمودینامیک و به تبع آن از اصل افزایش آنتروپی, نمی توان رسیدن کلجهان را به حالت ماکزیمم بی نظمی را استنتاج نمود به این دلیل که شرایط خاص حادثه(Initial conditions)را در دست نداریم وبدون هیچگونه مدرک مستدلی, آن را معلوم فرض کرده ایم .
در ثانی پیشاپیش فرض کرده ایم که همه تجربیات آینده از مشاهدات ترمودینامیکی به همین صورت کنونی باقی خواهد ماند و آنگاه این موضوع را که اصل افزایش آنتروپی به مرگ جهان می انجامد, پیش بینی کرده ایم.
بنابراین مقدمات تفسیر,ناقص هستند.از این رو طرح این مساله که از قانون دوم ترمودینامیک, امتناع حیات جاودانه جهان استنتاج می شود.

منبع :

www.hamkelasy.com

+ نوشته شده در  یکشنبه 6 مرداد1387ساعت 10:28 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

سؤال استفان هاوکینگ در Yahoo Answers

استفان هاوکینگ ، نام‌آشناترین فیزیک‌دان معاصر جهان ، سؤالی در Yahoo Answers مطرح کرده است.

با این سرویس یاهو که حتما آشنایی دارید ، هر کسی می‌تواند در این سرویس سؤال خود را در هر زمینه‌ای بپرسد و منتظر پاسخ دیگران باشد

                                            .estefan

استفان هاوکینگ پرسیده است: "نژاد انسان چگونه می‌تواند در صد سال آینده به زندگی خود ادامه دهد؟ در جهانی که از لحاظ سیاسی ، اجتماعی و محیط ریست با هر ج و مرج روبرو است ، انسان چگونه می‌تواند صد سال دیگر دوام آورد؟"

یاهو تأکید کرده است که این سؤال توسط خود استفان هاوکینگ مطرح شده و شخص دیگری از هویت هاوکینگ استفاده نکرده است. تا به حال 15953 پاسخ به این سؤال داده شده است ، یعنی این سؤال یکی از پرپاسخ‌ترین سؤال‌های مطرح شده در Yahoo Answers بوده است.

وقتی کتاب «جهان در پوست گردو» یکی از آثار هاوکینگ را می‌خواندم ، در پاورقی کتاب مصاحبه جالبی از استفان هاوکینگ با لاری کینگ ، برنامه‌ساز مشهور CNN دیدم ، در این مصاحبه که در سال 1999 انجام شده بود ، هاوکنیگ در پاسخ به اینکه "بزرگ‌ترین چالش در پیش‌روی انسان چیست؟" ، جواب داده است:

"به گمان من بزرگ‌ترین چالشی که با آن روبه‌رو هستیم از غریزه‌های تجاوزطلب و خوی دراز دستی بشر برمی‌خیزد. در روزگار غارنشینی ، اینها برتری‌هایی به ما دادند که انگیزه بقا و ماندگاری‌مان شد و با انتخاب طبیعی داروینی ، در ژن‌ ما رمز‌گذاری گردید. اما با جنگ‌افزارهای هسته‌ای ، این غریزه‌ها و خوی درازدستی ما را به نابودی تهدید می‌کند. ما فرصت زیادی نداریم که به امید آن بنشینیم که تکامل داروینی این خو را از ما بستاند. ما باید از مهندسی ژنتیک بهره گیریم..."

 

آشنایی بیشتر با استاد هاکینز

 

اينشتين دوم كاوشگر سياهچاله ها( Stephen Hawking )

متولد 8 ژانويه 1942

او از هر گونه تحرك عاجز است. نه مي تواند بنشيند نه برخيزد. نه راه برود. حتي قادر نيست دست و پايش را تكان بدهد يا بدنش را خم و راست كند. از همه بدتر توانايي سخن گفتن را نيز ندازد. زيرا عضلات صوتي او كه عامل اصلي تشكيل و ابراز كلمات اند مثل 99 درصد بقيه عضلات حركتي بدنش در يك حالت فلج كامل قرار دارند. مشتي پوست و استخوان است روي يك صندلي چرخدار كه فقط قلبش و ريه هايش و دستگاه هاي حياتي بدنش كار مي كنند و بخصوص مغزش فعال است. يك مغز خارق العلده كه دمي از جستجو و پژوهش و رهگشايي بسوي معماها و نا شناخته ها باز نمي ماند.

اين اعجوبه مفلوج استيفن هاوكينگ پرآوازه ترين دانشمند دهه آخر قرن بيستم است كه اكنون در دانشگاه معروف كمبريج همان كرسي استادي را در اختيار داردكه بيش از دو قرن پيش زماني به اسحق نيوتن كاشف قانون جاذبه تعلق داشت.همچنين وي را انيشتين دوم لقب داده اند زيرا مي كوشد تئوري معروف نسبيت را تكامل بخشد و از تلفيق آن با تئوري هاي كوانتومي فرمول واحد جديدي ارائه دهد كه توجيه كننده تمامي تحولات جهان هستي از ذرات ريز اتمي تا كهكشان هاي عظيم باشد.

اينشتين معتقد بود كه چنين فرمول يا قانون واحدي مي بايست وجود داشته باشد و سالهاي آخر عمرش را در جستجوي آن سپري كرد اما توفيقي نيافت.

استيفن هاوكينگ شهرت و اعتبار علمي خود را مديون محاسبات رياضي پيچيده و بسيار دقيقي است كه در مورد چگونگي پيدايش و تحول سياهچاله هاي آسماني يا حفره هاي سياه انجام داده است.اين اجرام فوق العاده متراكم كه به علت قدرت جاذبه بسيار قوي حتي نور امكان جدايي از سطح آن ها را نداردوجودشان بر اساس تئوري نسبيت انيشتين پيش بيني شده بود و به همين جهت هم سياهچاله ناميده شدند.رديابي و رويت آنها بوسيله قويترين تلسكوپ ها يا هر وسيله ديگر تا كنون ممكن نبوده است. با وجود اين استيفن هاوكينگ با قدرت انديشه و محاسبات رياضي چون و چرا ناپذيرش- نه فقط وجود سياهچاله ها را به اثبات رسانده و چگونگي شكل گيري و تحول آن ها را نشان داده بلكه به نتايج جالبي در رابطه اين اجرام با كيفيت وقوع انفجار بزرگ Big Bang در آغاز پيدايش كيهان دست يافته است كه در دانش فيزيك اختري و كيهان شناسي اهميت بسزايي دارد و به عقيده صاحبنظران بناي اين علوم را در قرن آينده تشكيل خواهد داد.

كتاب جديد هاوكينگ در اين زمينه كه بعنوان سياهچاله ها و جهان هاي نوزاد انتشار يافت در محافل علمي جهان مثل يك بمب صدا كرد و شگفتي فراوان برانگيخت. اما قبل از اشاره خلاصه اي مي آوريم از زندگي نويسنده اش كه براستي از كتاب او شگفتي بر انگيز تر است .

استيفن هاوكينگ در 8 ژانويه 1942 در شهر دانشگاهي آكسفورد زاده شد و دوران كودكي و تحصيلات اوليه اش را در همان شهر گذرانيد. از همان زمان به علوم رياضيات علاقه داشت و آرزوي دانشمند شدن را در سر مي پروراند اما در مدرسه يك شاگرد خودسر و بخصوص بد خط شناخته مي شد و هرگز خود را در محدوده كتاب هاي درسي مقيد نمي كرد بلكه چون با مطالعات آزاد سطح معلواتش از كلاس بالاتر بود هميشه سعي داشت در كتاب هاي درسي اشتباهاتي را گير بياورد و با معلمان به جر و بحث و چون و چرا بپر دازد !

پدر و مادرش از طبقه متوسط بودند با يك زندگي ساده در خانه اس شلوغ و فرسوده اما مملو از كتاب كه عادت به مطالعه را در فرزندانشان تقويت مي كرد. فرانك پدر خانواده پزشك متخصص در بيماري هاي مناطق گرمسيري بود و به همين جهت نيمي از سال را به سفرهاي پژوهشي در مناطق آفريقايي مي گذرانيد. اين غيبت هاي متوالي برلي بچه ها چنان عادي شده بود كه تصور مي كردند همه پدر ها چنين وضعي دارند. و مانند پرندگان هر ساله در فصل سرما به مناطق آفتابي مهاجرت مي كنند و بعد به آشيانه بر مي گردند. در عين حال غيبت هاي پدر نوعي استقلال عمل و اتكا به نفس در بچه ها ايجاد مي كرد.

استيفن در 17 سالگي تحصيلات عاليه را در رشته طبيعي آغاز كرد و از همان زمان به فيزيك اختري و كيهان شناسي علاقه مند شد زيرا در خود كنجكاوي شديدي مي يافت كه به رمز و راز اختران و آغاز و انجام كيهان پي ببرد. سالهاي دهه 60 عصر طلايي كشف فضا- پرتاب اولين ماهواره ها و سفر هيجان انگيز فضانوردان به كره ماه بود و بازتاب اين وقايع تاريخي در رسانه ها جوانان را مجذوب مي كرد. بعلاوه استيفن از كودكي عاشق رمان هاي علمي تخيلي بود و مطالعه آن ها نيز بر اشتياق او به كسب معلومات بيشتر در فيزيك و نجوم و علوم ديگر مي افزود. او دوره سه ساله دانشگاه را با موفقيت به پايان برد و آماده مي شد تا دوره دكترا را در رشته كيهان شناسي آغاز كند.

اما به دنبال احساس ناراحتي هايي در عضلات دست و پا استيفن در ژانويه 1963 يعني آغاز بيست و يكسالگي مجبور به مراجعه به بيمارستان شد و آزمايش هايي كه روي او انجام گرفت علائم بيماري بسيار نادر و درمان ناپذيري را نشان داد. اين بيماري كه به نام ALS شناخته مي شود بخشي از نخاع و مغز و سيستم عصبي را مورد حمله قرار مي دهد و به تدريج اعصاب حركتي بدن را از بين مي برد و با تضعيف ماهيچه ها فلج عمومي ايجاد مي كند بطوريكه بمرور توانايي هرگونه حركتي از شخص سلب مي شود. معمولا مبتلايان به اين بيماري بي درمان مدت زيادي زنده نمي مانند و اين مدت براي استيفن بين دو تا سه سال پيش بيني شده بود.

نوميدي و اندوه عميقي را كه پس از آگاهي از جريان بر استيفن مستولي شد مي توان حدس زد. ناگهان همه آرزوهاي خود را بر باد رفته ميديد. دوره دكترا-روياي دانشمند شدن - كشف رمز و راز كيهان - همگي به صورت كاركاتورهايي در آمدند كه در حال دورشدن و رنگ باختن به او پوزخند مي زدند. بجاي همه آن خيال پروريهاي بلند پروازانه حالا كاري بجز اين از دستش بر نمي آمد كه در گوشه اي بنشيند و دقيقه ها را بشمارد تا دوسال بعد با فلج عمومي بدن زمان مرگش فرا برسد.

به اتاقي كه در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهايي ساعتها متفكر و بي حركت ماند. خودش بعدها تعريف كرده است كه آن شب دچار كابوسي شد و در خواب ديد كه محكوم به اعدام شده است و او را براي اجراي حكم مي برند و در آن موقعيت حس كرد كه هر لحظه زندگي چقدر برايش ارزشمند است. بعد از بيداري به ياد آورد كه در بيمارستان با يك جوان مبتلا به بيماري سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فريادهايي مي كشيد. پس خود را قانع كرد كه اگر به بيماري لادرماني مبتلاست اما لااقل درد نمي كشد. بعلاوه طبع لجوج و نقادش كه هيچ چيز را به آساني نمي پذيرفت هشدار داد كه از كجا معلوم كه پيش بيني پزشكان درست از كار در بيايد و چه بسا كه از نوع اشتباهات كتب درسي باشد!

اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بيشتري براي مبارزه با نوميدي و بدبيني داد آشنايي اش در همان ايام با دختري به نام (جين وايلد) بود كه عد ها همسرش شد و نقش فرشته نگهبانش را به عهده گرفت. جين اعتقادات مذهبي عميقي داشت و معتقد بود كه در هر فاجعه اي بذراهي اميد وجود دارد كه با استقامت و قدرت روحي خود مي تواند رشد كند. و بارور شود. بايد به خداوند توكل داشت و از ناكاميهايي كه پيش مي آيد خيزگاههايي براي كاميابي ساخت.

جين دانشجوي دانشگاه لندن بود اما تحت تاثير هوش فوق العاده و شخصيت استثنايي استيفن چنان مجذوب او شده بود كه هر هفته به سراغش مي آمد و ساعتي را به گفتگوي با او مي گذرانيد و آمپول خوشبيني تزريق مي كرد.آنها پس از چندي رسما نامزد شدند و استيفن تحصيلات دانشگاهي اش را از سر گرفت زيرا براي ازدواج با جين مي بايست هرچه زودتر دكتراي خود را بگيرد و كار مناسبي پيدا كند.

و او طي دو سال با اشتياق و پشتكار اين برنامه را عملي كرد در حاليكه رشد بيماري لعنتي را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به كمك يك عصا و سپس دو عصا راه مي رفت. ازدواجش با جين در سال 1965 صورت گرفت و او چنان غرق اميد و شادي بود كه به پيش بيني دو سال پيش پزشكان در مورد مرگ قريب الوقوعش نمي انديشيد.

پروفسور استيفن هاوكينگ اكنون 61 سال داردو ظاهرا بيش از يك ربع قرن قاچاقي زندگي كرده است. البته اگر بتوان وضع كاملا استثنايي او را در حال حاضر زندگي ناميد.!

پيش بيني پزشكان در مورد بيماري فلج پيش رونده او نادرست نبود و اين بيماري اكنون به همه بدنش چنگ انداخته است. از اواخر دهه 60 براي نقل مكان از صندلي چرخدار استفاده مي كند و قدرت تحرك از همه اجزاي بدنش بجز دو انگشت دست چپش سلب شده است. با اين دو انگشت او مي تواند دكمه هاي كامپيوتر بسيار پيشرفته اي را فشار دهد كه اختصاصا براي او ساخته اند و بجايش حرف مي زند. و رابطه اش را با دنياي خارج برقرار مي كند زيرا از سال 1985 قدرت تكلم خود را هم ازدست داده است.

در آن سال او پس از بازگشت از سفري به درو دنيا براي مدتي در ژنو بسر مي برد كه مركز پژوهشهاي هسته اي اروپاست و دانشمندان اين مركز جلسات مشاوره اي با او داشتند. يك شب كه استيفن هاوكينگ تا دير وقت مشغول كار بود ناگهان راه نفس كشيدنش گرفت و صورتش كبود شد بيدرنگ او را به بيمارستان رساندند و تحت معالجات اضطراري قرار دادند. معمولا مبتلايان به بيماري ALS در مقابل ذات الريه حساسيت شديدي دارند و در صورت ابتلاي به آن ميميرند كه اين خطر براي استيفن هاوكينگ هم پيش آمده بود و گرفتن راه تنفس او ناشي از ذات الريه بود. پس از چند روز بستري بودن در بخش مراقبتهاي ويژه بيمارستان سرانجام با اجازه همسرش تصميم گرفته شد كه با عمل جراحي مخصوص مجراي تنفس او را باز كنند اما در نتيجه اين عمل صداي خود را براي هميشه از دست مي داد

عمل جراحي با موفقيت صورت گرفت و بار ديگر استيفن از خطر مرگ جست. هر چند قدرت تكلم خود را از دست داد اما با جايگزيني كامپيوتر مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافيانش حتي بهتر از سابق شد زيرا قبلا بعلت ضعف عضلات صوتي با دشواري و نارسايي زياد صحبت مي كرد. كامپيوتر سخنگو را يك استاد آمريكايي كامپيوتر در كاليفرنيت براي او ساخت و تقديمش كرد. برنامه ريزي اين دستگاه شامل سه هزار كلمه است و هر بار كه استيفن بخواهد سخني بگويد مي بايست با انتخاب كلمات و فشردن دكمه هاي كامپيوتر به كمك دو انگشتش كه هنوز كار مي كنند جمله مورد نظرش را بسازد و صداي مصنوعي به جاي او حرف مي زند. البته اينگونه سخنگويي ماشيني طولاني تر است اما خود استيفن كه هرگز خوشبيني اش را از دست نمي دهد عقيده دارد كه به او وقت بيشتري مي دهد براي انديشيدن آنچه مي خواهد بگويد و سبب مي شود كه هرگز نسنجيده حرف نزند.

ويلچر يا صندلي چرخدار استيفن كه بوسيله آن رفت و آمد مي كند نيز از پيشرفته ترين پديده هاي تكنولوژي است و با نيروي الكتريكي حركت مي كند. وي اتكاي زيادي به ويلچر خود دارد چون علاوه بر حركت با آن وسيله اي براي ابراز احساساتش نيز محسوب مي شود. مثلا اگر در يك ميهماني به وجد آيد با ويلچرش به سبك خاص خود مي رقصد و چنانچه صبر و حوصله اش را در مورد يك شخص مزاحم از دست بدهد در يك مانور سريع از روي پاهاي او رد مي شود !!! بسياري از شاگردانش ضربه چرخهاي ويلچر او را تجربه كرده اند و به گفته خودش يكي از تاسف هايش اين است كه طعم اين تجربه را به مارگارت تاچر نچشانده است !

يكي از شگفتيهاي اين آدم مفلوج و نحيف كه به ظاهر بايد موجودي تلخ و غمزده و منزوي باشد شوخ طبعي و شيطنت كودكانه اوست كه بخصوص در برق نگاه هوشمندانه و رندانه اش ديده مي شود. در حاليكه اجزاي چهره اش بي حركت و فاقد هرگونه واكنش احساسي و عاطفي هستند اما چشمانش مي درخشند.

انگار به هزار زبان با مخاطب سخن مي گويند. او بهيچوجه خودش را منزوي نكرده است. به كنسرت و پارك مي رود. در رستوران غذا مي خورد. در انجمن هاي دانشجويان شركت مي كند. و سر به سر شاگردانش كه هميشه او را سوال پيچ مي كنند مي گذارد. شيوه شيطنت آميزش اينست كه پاسخگويي را گاهي عمدا كش مي دهد و در حاليكه پرسش كنندگان پس از چند دقيقه انتظار پاسخ مفصلي را براي سوال خود پيش بيني مي كنند با يك كلمه بله يا نه از كامپيوتر سخنگويش همه را به خنده مي اندازد.

اين اعجوبه فاقد تحرك عاشق جنب و جوش و گشت و سياحت است و تا كنون دوبار به سفر دور دنيا رفته و حتي از چين و ديوار باستاني آن ديدن كرده است. همچنين در صدها كنفرانس و سمينار علمي شركت كرده است و به ايراد سخنراني پرداخته است. كه البته اين سخنراني ها قبلا در نوار ضبط و در روز كنفرانس پخش مي شود.

پرفروشترين كتاب علمي

از نكات جالب ديگر در زندگي استيفن هاوكينگ يكي هم اينست كه او در سالهاي اوليه زناشويي اش با جين وايلد از او صاحب سه فرزند شد يك دختر و دو پسر. لذت پدري و احساس مسئوليت در تامين زندگي فرزندان يكي از مهمترين انگيزه هايي بود كه او را در مقابله با مشكلاتش ياري داد زيرا با طبع لجوج و بلندپروازش اصرار داشت كه بهترين امكانات زندگي و تحصيل را براي بچه هايش فراهم كند و اين امر مخارج هنگفتي روي دستش مي گذاشت. هزينه خودش هم كم نبود چون مي بايست به دو پرستار تمام وقت و يك دستيار حقوق بپردازد و درامد استادي دانشگاه كفاف اين مخارج را نمي داد. به همين جهت در اواسط دهه 80 به فكر نوشتن كتاب افتاد و در سال 1988 كتاب معروف خود به نام ( تاريخ كوتاهي از زمان) را منتشر كرد.{بزودي اين كتاب را در سايت خواهيم آورد}

در اين كتاب كه به فارسي هم ترجمه شده است استيفن هاوكينگ به زبان ساده و قابل فهم عامه پيچيده ترين مسائل فيزيك جديد و كيهان شناسي و بخصوص ماهيت زمان و فضا را بررسي كرده و نظريات و محاسبات خودش را شرح داده است. بي آنكه خواننده را با فرمولها و معادلات رياضي بغرنج گيج كند. اما به رغم سادگي بيان و جذابيت مباحث بسياري از مردم از آن سر در نمي آورند. زيرا ايده هاي مطرح شده در كتاب در سطح بالاي علمي است. با وجود اين كتاب مزبور 8 ميليون نسخه به فروش رفته و 183 هفته در ليست 10 كتاب پرفروش جهان قرار داشته است و طبعا چنين موفقيت بيمانندي مشكلات مادي استيفن را براي هميشه حل مي كند.

كتاب جديد استيفن به نتايج پژوهشها و يافته هاي او درباره ي سياهچاله ها اختصاص دارد. اين اجرام مرموز و فاقد نورانيت آسماني كه بر اساس تئوري پذيرفته شده اي در سالهاي اخير از فروريزي و تراكم ستارگان سنگين وزن پس از اتمام سوخت هسته اي آن ها پديد مي آيند ستارگان ديگر را در اطراف خود مي بلعند و با افزايش جرم و در نتيجه دستيابي به نيروي جاذبه قويتر به تدريج ستارگان دورتر را به كام مي كشند. بدينگونه در سياهچاله ها ماده به حدي از تراكم مي رسد كه هر سانتي متر مكعب آن مي تواند ميليونها و حتي ميلياردها تن وزن داشته باشد و نيروي جاذبه آنچنان قوي است كه نور و هيچگونه تشعشعي امكان خروج از سطح آن ها را ندارد. به همبن جهت ما هرگز نمي توانيم حتي با قويترين تلسكوپها اين غولهاي نامرئي را رديابي كنيم.

اما استيفن هاوكينگ در كتاب تازه اش برداشتهاي متفاوتي از سياهچاله ها ارائه داده است و با محاسبات خود به اين نتيجه مي رسد كه اين اجرام بكلي فاقد نورانيت نيستند و بعلاوه موادي را كه از ستارگان ديگر جذب و بلع مي كنند در مرحله نهايي تراكم به حالتي انفجار گونه از يك كانال ديگر بيرون مي ريزند. منتها آنچه دفع مي شود به همان صورتي نيست كه بلعيده شده است. به عبارت ديگر سياهچاله ها نوعي بوته زرگري هستند كه طلا آلات مستعمل را به شمش تبديل مي كنند. از كانال خروجي عناصر تازه در يك جهان نوزاد تزريق مي شود كه مي توان آن را در مقابل سياهچاله ( سپيد چشمه) ناميد.

شايد سالها طول بكشد تا صحت و سقم نظزيه هاي جديد استيفن هاوكينگ روشن شود زيرا آنقدر تازگي دارد كه عجيب به نظر مي رسد. اما عجيب تر از آن مغز اين مرد است كه اين نظزيه پردازي ها و رهگشائيها از آن مي تراود. او براي محاسبات طولاني و پيچيده رياضي و نجومي خود حتي از نوشتن ارقام روي كاغذ محروم است و بايد همه اين عمليات بغرنج را در مغز خود انجام بدهد و نتايج را در حافظه اش نگهدارد بدينگونه فقط با مغزش زنده است و به قول دكارت چون فكر مي كند پس وجود دارد.

اما اين موجود اين آدم معلول و نحيف و عاجز از تحرك و تكلم يك سرمشق است . . . .

براي آن ها كه با اميد و استقامت و تلاش بيگانه اند . . .

براي آن ها كه تواناييهاي انسان و ارزش انديشه سالم و سازنده را دست كم مي گيرند . . .

براي بدبين ها و منفي باف ها كه در افق ديد خود جهان را به گونه سياهچاله اي مخوف و ظلماني مي بينند . . . .

به سخن استيفن هاوكينگ : ( در آنسوي هر سياهچاله سپيد چشمه اي وجود دارد )

منبع :www.physicsir.com

+ نوشته شده در  شنبه 29 تیر1387ساعت 8:18 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

بعد چهارم مواد

طی مدت زمان طولانی مواد به سه گروه جامد،مایع و گاز طبقه بندی می شدند ولی امروز می دانیم این سه حالت تنها نیمی از حالتهای شناخته شده هستند و حداقل شش حالت برای ماده وجود دارد که عبارتند از جامد ،مایع ،گاز ،پلاسما ،حالت چگالیده بوز انیشتین و حالت چگالیده فرمیونی .که در این مقاله سعی شده توضیحاتی هر چند اجمالی درمورد پلاسما در اختیار علاقمندان قرار بگیرد.                                                                                                            

 

 

پلاسما:                                                                                                       

کلمه پلاسما از یک لغت یونانی آمده است که هر جیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند،از نظر علمی پلاسما گاز شبه خنثايي از ذرات باردار و خنثي است كه رفتار جمعي از خود ارائه ميدهد.به عبارت ديگر ميتوان گفت كه واژه پلاسما به گاز يونيزه شده اي اطلاق ميشود كه همه يا بخش قابل توجهي از اتمهاي آن يك يا چند الكترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند يا به گاز به شدت يونيزه شده اي كه تعداد الكترونهاي آزاد آن تقريبا برابربا تعداد يونهاي مثبت آن باشد، پلاسما گفته ميشود.

                                                                                                       

 

حدودپلاسما                                                                                                                  

اغلب گفته ميشود كه 99% ماده موجود در طبيعت در حالت پلاسماست يعني به شكل گاز الكتريسته داري كه اتم هايش به يونهاي مثبت والكترون منفي تجزيه شده باشد.اين تخمين هر چندممكن است خيلي دقيق نباشد اما تخمين معقولي است از اين كه درون ستارگان و جو آنهاابرهای گازی واغلب هیدروژن فضای بین ستارگان پلاسماست.در نزديكي ما وقتي كه جو زمين را ترك ميكنيم  با پلاسمايي مواجه ميشويم كه شامل كمربندهاي تشعشعي وان آلن و بادهاي خورشيدي است.                                                                 

 در زندگي روزمره نيز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه ميشويم. جرقه رعد و برق تابش ملایم شفق قطبي ، گازهاي داخل يك لامپ فلورسان يا لامپ نئون و يونيزاسيون مختصري كه در گازهاي خروجي يك موشك ديده ميشود،بنابراين مي توان گفت كه ما در يك درصدي از عالم زندگي ميكنيم كه در آن پلاسما بطور طبيعي يافت نميشود.                                                          

                                               

ظرف نگهدارنده پلاسما                                                                                                  

برای نگه داشتن پلاسما نیاز به ظرف داریم.ولی این ظرف چیزی جز بطری فرضی که دیواره هایش میدان مغناطیسی است نمی باشد.این ظرف باعث پیچ خوردن و دایره ای شدن حرکت ذرات در پلاسما می شودو ظرف مغناطیسی میدانی نایکنواخت وهمگرا در اطراف پلاسماست که هر چه از پلاسما دور شویم مقدارش قویتر خواهد شد. 

 

                                                                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حفاظ دباي

يكي از مشخصات اساسي رفتار پلاسما ، توانايي آن براي ايجاد حفاظ دربرابر پتانيسيل هاي الكتريكي است كه به آن اعمال ميشوند.فرض كنيدبخواهيم با وارد كردن دو گلوله بارداري كه به يك باتري وصل شدنديك ميدان الكتريكي در داخل پلاسما بوجود آوريم اين گلوله ها ،ذرات يا بارهاي مخالف خود راجذب مي كنند و تقريبا بلافاصله ابري از يونهاي اطراف گلوله منفي و ابري اطراف گلوله مثبت را فرا ميگيرند..      

 

اگر پلاسما سرد باشد و هيچ گونه حركت حرارتي وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر، برابر بار گلوله ميگردد،در اين صورت عمل حفاظ كامل ميشود وهيچ ميدان الكتريكي در حجم پلاسما در خارج از ناحيه ابرها وجود نخواهد داشت اين حفاظ را اصطلاحا حفاظ دباي مي گويند.

 

 

انواع پلاسما

 

پلاسمای جو: نزدیکترین پلاسما به ما «کره زمین) ، یونوسفر (Ionosphere) می‌باشد که از صد و پنجاه کیلومتری سطح زمین شروع و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر ، فیزیک سیستمها به فرم پلاسما می باشند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی ، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین بوسیله پرتوهای کیهانی و الکترونهایی که به گلنونسفر اصابت می‌کنند یونیزه می‌شوند.

 

شفق قطبی: پدیده شفق نیز نوعی پلاسما است که تحت اثر یونیزاسیون ایجاد می‌شود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس ، فرابنفش ، تابش خورشیدی ، انعکاس امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سرتاسر جهان دارد. با همه این احوال نه تنها زمین بلکه زهر و مریخ نیز فضایی یونسفری دارند.

ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در سایر سیاره‌هایشمسی   منظومه نظیر مشتری ، زحل ، اورانوس ، نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی ضعیف (حدود -510 تسلا) است.

هسته‌های ستارگان دنباله دار نیز به فضای بین پلاسمایی پرتاب می‌کند. از طرف دیگر ، خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی شدید خورشید ، معمولا عین یک درخشندگی پلاسمایی می‌باشد. خورشید به سه قشر گازی فتوسفر ـ کروموسفر و کورونا (که کرونای آن بیش از یک میلیون درجه ، حرارت دارد) احاطه شده است و انتظار می‌رود که هزارها سال به درخشندگی خود ادامه بدهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کاربرد پلاسمای یونسفر

یونوسفر زمین در ارتباطات رادیویی اهمیت زیادی دارد. توضیح این نکته لازم است که یونوسفر ، امواج رادیویی با فرکانسهای بیش از 30 مگاهرتز (بین امواج رادار و تلویزیون) را عبور می‌دهد. ولی امواج با فرکانسهای کمتر (کوتاه ، متوسط و بلند رادیویی) را منعکس می کند. همچنین شایان ذکر است که ضخامت یونسفر زمین که از چند لایه منعکس کننده تشکیل شده است با عواملی نظیر شب و روز آشفتگی پلاسمایی سطح خورشید در ارتباط نزدیک می‌باشد

 

 مگنتوسفر و کمربندهای تشعشعی زمین

می‌دانیم زمین ما دارای میدان مغناطیسی است که می‌تواند بر یونها و به طور خلاصه پلاسمای فضای اطرافش اثر بگذراد. بر طبق نظرات دینامو ، میدان مغناطیسی زمین از القای مغناطیس حاصل از حرکات ذرات داخل پلاسمای فضا به درون زمین متاثر می‌شود. که دوباره نقش فیزیک پلاسما را در ژئوفیزیک یادآوری می‌کند. به هرحال بطور نظری باید میدان مغناطیسی به شکل متقارن باشد لیکن فشار باد خورشیدی ، میدان ژئومغناطیس زمین را به صورت ستارگان دنباله‌دار یا دکلی شکل در می‌آورد. که در اصطلاح به آن مگنتوسفر زمین گفته می‌شود. ساختمان این لایه پلاسمایی نیز خود از چند لایه تشکیل شده است.

ژئوفیزیکدانان با مطالعه اساسی این لایه‌ها ، حد بالای آن را که حدودا 10 برابر شعاع زمین و در جهت خورشید می‌باشد، مغناطیس سکون می‌نامند. خارج از مغناطیس سکون ، ناحیه متلاطمی است که «غلاف» مغناطیس نام دارد و آن باد خورشیدی در نتیجه فشار مگنتوسفر جهت و سرعت خود را تغییر می‌دهد. مگنتوسفر زمین ، کمربند ایمنی زمین در مقابل ذرات خطرناک کم انرژی و حتی متوسط انرژی می‌باشد. به این کمربند حافظ امنیت زمین در مقابل اشعه‌های خطرناک و ذرات ساتع از خورشید،اصطلاحاکمربندهای وان آلنافتخار کاشف این کمربندها) گفته می‌شود

 

آینه‌های مغناطیسی

با توجه به تاثیرات میدان مغناطیسی زمین بر روی پلاسما ، ذراتی که در میدان مغناطیسی زمین (کمربند وان آلن) گیر می اندازد. به واسطه داشتن میدان مغناطیسی قوی و ضعیف و در قطبین زمین حرکتی انجام می‌دهند که به مثابه یک آینه طبیعی می‌باشد. بنابراین آینه مغناطیسی که قبلا برای اولین بار توسط انریکو فرمی به عنوان مکانیسمی برای شتابدار ساختن پرتوی کیهانی استفاده شده بود، در ژئوفیزیک نیز به کار رفت.

 

بادهای خورشیدی

خورشید منظومه شمسی منبع نیرومندی از جریان مداوم پلاسما به صورت باد خورشیدی است. باد خورشیدی اصطلاحی برای ذرات تشعشع یافته نظیر بادهایی در حدود 100 هزار درجه کلوین است. باد خورشیدی پدیده پیچیده‌ای است که سرعت و چگالی آن متغیر می‌باشد. متغیر بودن پلاسمای بادی به فعالیت خورشید بستگی دارد. گفتنی است که به دلیل 100 برابر بودن انرژی جنبشی پلاسما نسبت به انرژی مغناطیسی‌اش ، اصطلاح باد مغناطیسی به آن داده‌اند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فشردگی پلاسما در فضا

پلاسمای فضایی می‌تواند تحت عوامل مختلفی فشرده شود و ستارگان فضا را ایجاد کند (به عنوان مثال کوتوله‌های سفید). پلاسمای فضایی با چگالی حدود 100 هزار تا 10 میلیارد گرم بر سانتیمتر مکعب ، محصول نهایی تکامل ستارگان سبک ‌وزن می‌باشد. این نوع ستارگان بسیار چگالتر از خورشید می‌باشند. چرا که اگر کل ماده خورشید با چگالی 1.4 گرم بر سانتیمتر مکعب می‌خواست متراکم و به اندازه مثلا زمین ما شود، چگالی آن به تقریبا یک میلیون گرم بر سانتیمتر مکعب می‌رسید.                                                .                                                                                              

ستارگان نوترونی
نیز از نوع ستارگان بسیار چگال می‌باشند که محصول تکامل ستارگان همان وزن می‌باشند. اینها آخرین نوع ستارگان قابل مشاهده در جهان هستند که به سبب داشتن چگالی فوق‌العاده زیاد ، نورهای اطراف خود را می‌بلعند و به صورت یک حفره سیاه در می‌آیند. بر طبق مدلهای محاسبه شده، ستارگان نوترونی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که با حرکت از سطح به طرف داخل ، چگالی به سرعت بالا می‌رود.

 

 

 
+ نوشته شده در  شنبه 29 تیر1387ساعت 8:12 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

محفظه ی احتراق موتور های جت چطور کار میکند

و اما اینکه محفظه ی احتراق موتور های جت چطور کار میکند و چه تفاوتی با محفظه ی احتراق موتور های پیستونی دارد؟
برای پاسخ دادن به این سوال لازم است ابتدا فرایند احتراق(اکسایش) را مورد بررسی قرار دهیم و درک کنیم. احتراق هوا با سوخت در فشار معمولی اتمسفر (فشار معمولی) انرژی کافی برای تولید کار را فراهم نمیکند. در واقع انرژی متناسب با چگالی و فشار هوا پخش (تولید) میشود. بنابراین برای افزایش بازده احتراق به هوایی نیاز است که فشار زیادی دارد. در موتور جت این هوا را کمپرسور تهیه میکند.
هوا پس از فشرده شدن و مخلوط شدن با سوخت به نسبت سوخت و مقدار فشردگی هوا احتراق حاصل میکند. مثلا اگر در موتور های پیستونی مقدار فشردگی هوا را از مقدار معمولی آن( 16- 18 Atm) افزایش دهیم قدرت موتور افزایش میابد. البته مقدار فشردگی هوا در موتور های پیستونی کاملا اصولی و دقیق تعیین شده و چنانچه بخواهیم این مقدار را افزایش دهیم باید از موتور خاصی استفاده کنیم و در حالت کلی نمیتوان در موتور های معمولی این کار را کرد چون با موانعی از قبیل افزایش دادن تعداد رینگ های کمپرسی و افزایش مقاومت قطعات تمام متحرک مانند میل لنگ و شاتون و ... روبرو میشود .
برای بهتر درک کردن اهمیت فشرده شدن هوا میتوان مثال واضح دیگری زد . اگر شما در موتور های پیستونی مرحله ی ترکم که مربوط به فشردگی هوا میباشد؛ حذف کنید دیگر موتور کار نخواهد کرد در موتور های جت نیز به این صورت است. در حالت کلی اگر در هوا خاصیت فشردگی وجود نداشت هیچ موتور اکسایشی وجود نداشت.
در موتور های پیستونی احتراق بطور کامل صورت نمیگیرد و مقداری کربن و رسوبات دیگر بر جای میگذارد. در موتور جت تقریبا سوخت به طور کامل با اکسیژن ترکیب میشود (هیچوقت احتراق کامل صورت نمیگیرد مگر آنکه مقدار هوای لازم بیشتر( اکسیژن خالص) و سوخت خالص باشد که در مورد سوخت های فصیلی صادق نمیباشد).
در موتور های پیستونی سوخت با هوا مخلوط شده سپس این مخلوط به داخل محفظه ی احتراق میرود ( به غیر از موتورهای دیزلی ) و تولید انفجار میکند. بهترین نسبت هوا به سوخت در این موتورها 15:1 و 14:1 است و مقدار گرمای تولیدی حدود 1500 میباشد.
و اما در موتورهای توربینی این مقدار افزایش میابد ولی هیچ دستگاه یا وسیله ای برای تنظیم دقیق این مقدار وجود ندارد و فقط با سنسور های مخصوصی مقدار اکسیژن موجود در هوا محاسبه و به نسبت آن سوخت افزایش یا کاهش میابد.
در موتورهای توربینی هوا در داخل محفظه ی احتراق با سوخت مخلوط میشود.در صورت اینکه سوخت مایع باشد به صورت پودر در داخل محفظه ی احتراق پاشیده و به خوبی با هوا مخلوط میشود.تفاوت اساسی آن با سایر موتورها این است که در آن احتراق مداوم و پایدار است به این معنی که احتراق متوقف نمیگردد.
اما بطور کاربردی هیچ ماده ی سازنده ی محفظه ی احتراق و توربینی وجود ندارد که بطور مداوم حرارت بالای 1500را بدون تغییر حالت (فیزیکی و شیمیایی) تحمل کند .این مشکل بطریقی با شکافتن هوای کمپرسور به دو شاخه یا بیشتر حل شده است. شاخه اول برای سوزاندن سوخت در نسبت استوکیومتری و شاخه یا انشعاب دوم (یا بالاتر) با حرارت حاصل از شاخه ی اول مخلوط میشود.(حرارت ایجاد شده شامل حرارت محفظه ی احتراق، توربینها، نازلها یا به اصطلاح استاتورها ، نازل خروجی و کلیه قسمت هایی که حرارت دارند میشود).نتیجه اینکه احتراق سوخت کامل میشود و کل جرم هوای کمپرس شده ی گرم بطور مزدوج و یکنواخت به دمای عملیاتی توربینها اختصاص داده شده است.

مدل محفظه ی احتراق هایی که امروزه استفاده میشود بر سه نوع است : نوع can ، نوع annular یا حلقوی و نوع can-annular .

can : در نوع can محفظه ی احتراق از یک لوله یا قوطی تشکیل شده و در تمام قسمت های داخلی آن احتراق وجود دارد. یعنی در داخل آن هیچ جسمی وجود ندارد. امروزه به غیر از موتورهای جت هواپیما این نوع محفظه ی احتراق تقریبا در تمام موتورهای توربینی مخصوصا مدل های دست ساخت قابل استفاده میباشد و استفاده هم میشود. دلیل آن این است که تقریبا از یک ( یا تعداد اندکی در مدل های پر قدرت ) سوخت ورودی استفاده میکند و ساخت این محفظه ی احتراق راحت تر میباشد و میتوان آنرا با امکانات کمتری درست کرد.در آینده موتورهای زیادی به همراه مدلشان معرفی خواهم کرد که از اینگونه محفظه ی احتراق استفاده میکنند.در شکل زیر این نوع محفظه ی احتراق و احتراق آن نشان داده شده است.

Annular : این نوع محفظه ی احتراق در حالت کلی از دو جداره شامل داخلی و خارجی تشکیل شده است . به شکل زیر که محفظه ی احتراق annular میباشد دقت کنید.


این محفظه ی احتراق از دو لوله مانند تشکیل شده که یکی در داخل دیگری است و از یک طرف به یکدیگر متصل شده اند و از آن طرف دیگر به توربین میرسد . در این نوع تعداد سوخت های ورودی زیاد است و بسته به نوع استفاده از موتور تعداد آنها کم یا زیاد است . حداقل تعداد سوخت های ورودی برای یک موتور جت مدل که از این نوع محفظه ی احتراق استفاده میکند میتواند یک عدد هم ، باشد. همان طور که میبینید احتراق در این نوع محفظه ی احتراق در فاصله ی بین لوله مانند داخلی و خارجی صورت میگیرد . از این نوع محفظه ی احتراق میتوان در تمام موتورهای توربینی و جت استفاده کرد و امروزه در ساخت موتورهای جت هوا پیما از این نوع استفاده میشود . البته ذکر کنم که هواپیماهایی وجود دارند که نوع محفظه ی احتراق آنها متفاوت از این نوع باشد مانند هواپیماهای ملخ دار و شخصی یک یا دو نفره و ... . در پست های بعدی توضیحات بیشتری در مورد این نوع خواهم داد .

can-annular : این مدل ترکیبی دو نوع بالاست که در آن تعدادی محفظه ی احتراق can بطور حلقه ای به شکل محفظه ی احتراق annular در کنار یکدیگر قرار میگیرند . شاید توضیح بیشتر گیج کننده باشد. پس به شکل نگاه کنید .

این نوع استفاده ی ترکیبی باعث شده که این نوع موتورها قدرت بالایی داشته باشند.
البته شکل دیگری از محفظه ی احتراق هم وجود دارد که بیشتر در موتورهای توربوشفت وجود دارد و شبیه به نوع annular میباشد و جزو آن محسوب میشود . در این گونه مسیر جریان احتراق در قسمت انتهایی محفظه ی احتراق annular یک پیچ دیگر به سمت داخل می خورد و بعد با توربین برخورد میکند.طبق شکل:

هوا از قسمت جلویی محفظه ی نگه دارنده بواسطه ی منتشر کردن و بالا بردن پیوسته جریان تزریق سوخت وارد میشود. در حین احتراق این عمل اجازه ی سریع مخلوط شدن و جلوگیری از قطع شدن احتراق را میدهد که باعث ادامه احتراق شعله میشود.

معمولا دریک موتور دو شمع وجود دارد. البته در نوع can چون محفظه ی احتراق یکپارچه است و از یک نقطه به نقطه ی دیگر آن مسیر راستی وجود دارد تنها یک شمع کافی است . و اینکه هرچه موتور بزرگتر باشد به شمع بیشتری احتیاج دارد. شمع معمولا در جریان بالایی یک تزریق کننده قرار دارد.

در حقیقت حدود 25 درصد هوا در واکنش احتراق شرکت میکند که حرارت گازهای حاصل از احتراق 3500 درجه فارنهایت میباشد . قبل از برخورد این گاز به توربین باید حرارت آن تقریبا به نصف این مقدار برسد . این کار همان طور که گفته شد با رقیق کردن این گازها با گازهای ثانویه که در بالا گفته شد صورت میگیرد.
+ نوشته شده در  شنبه 29 تیر1387ساعت 8:10 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

باز هم نبوغ ایرانی...

نامرئي كردن اجسام! 

يك محقق ايراني در دانشگاه پنسيلوانيا به كمك يكي از همكارانش ، نشان داده است كه مي توان با استفاده از پرتوهاي پلاسمايي اجسام را نامريي كرد.                                                                      
ايده نامريي كردن اجسام تا چندي پيش تنها در سطح داستانهاي تخيلي علمي نظير «مرد نامريي» ، «چ جي ولز» مطرح بود اما «نادر انقطاع» و «آندرآ آلو» از دانشگاه پنسيلوانيا شيوه اي را پيشنهاد كرده اند كه با استفاده از آن مي توان با فناوريهاي موجود، اجسام را تا حد زيادي غير قابل رويت ساخت .                                            
                                                                         
به اعتقاد فيزيكدان اين روش كاربردهاي متعددي در فناوري هاي نظامي مربوط به مخفي كردن و استتار اجسام خواهد داشت.در گذشته گروههايي از فيزيكدانان كوشيده بودند با روش موسوم به «روش آفتاب پرست» به استتار اشيا و اجسام دست يابند.               
                                            
محققان دانشگاه توكيو نيز بر روي نوعي پارچه تحقيق مي كنند كه بر همين مبنا عمل استتار را انجام مي دهد: در داخل اين پارچه دانه هايي نظير رشته تسبيح كار گذارده شده كه مي تواند صحنه اي را كه برروي آن تابانده مي شود منعكس سازد و جسمي را كه اين پارچه بر آن پوشانده شده نظير بدن آفتاب پرست به رنگ محيط درآورد و به اين ترتيب آن را نامريي سازد.
محقق ايراني و همكارش با انجام محاسباتي نشان داده اند اجسام كروي يا استوانه اي كه با اين قبيل سپرها پوشيده شوند، عملا نور بسيار كمي از خود بازمي تابند. در عمل زماني كه اين اجسام در معرض نور مريي قرار داده مي شوند، نوري كه از آنها به چشم مي رسد آنقدر اندك است كه عملا ديده نمي شوند.
                                    
يك محدوديت اين فناوري آن است كه هر سپر مخصوص تنها براي يك طول موج خاص كار مي كند و به عنوان مثال جسمي كه در زير نور قرمز غيرقابل رويت شده اگر تحت پرتوهاي به رنگ سبز يا آبي قرار گيرد قابل مشاهده خواهد بود. نكته ديگر آنكه سپر نامريي كننده زماني عمل مي كند كه طول موج با تابيده شده نزديك ابعاد خود جسم باشد. به اين ترتيب در مورد نور مريي، از اين سپر تنها براي مخفي كردن اجسام ميكروسكوپي مي توان استفاده به عمل آورد. اجسام بزرگتر تنها هنگامي از ديد پنهان مي شوند كه پرتوهاي با طول موج بلندتر به آنها تابيده شود. بنابراين با اين فناوري نمي توان افراد يا خودروها را نامريي كرد.
                                                   
اما انقطاع معتقد است كه از اين فناوري مي توان در زمينه هاي ديگر نظير توليد موادي كه از برق زدن و درخشش اجسام جلوگيري مي كنند استفاده به عمل آورد. اين سپرها همچنين مي توانند مانع از تاثير نامطلوب نوري شوند كه از اجسام ريز پراكنده مي شود و به اين ترتيب مي توانند بازده ميكروسكوپها را افزايش دهند. يك كاربرد ديگر اين روش نامريي كردن ماهواره ها در فضا است.

+ نوشته شده در  شنبه 29 تیر1387ساعت 8:6 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

معرفی ساختار دیگ بخار

ديگ بخار دستگاهيست كه براي توليد بخار از آن استفاده مي‌شود. اين بخار مي‌تواند براي چرخاندن توربين يا گرم كردن برخي كوره‌ها استفاده شود. در ديگهاي بخاري كه در نيروگاهها كار ميكنند به دليل نياز به فشار بالاتر بخار به صورت سوپرهيت (مافوق گرم) است. آب در اين ديگهاي‌بخار از لوله هايي كه در ميان شعله هاي مشعل  محصور شده‌اند عبور مي‌كند اما در ديگهاي بخار كوچكتر بخار به صورت اشباع خواهد بود و در اين مشعل‌ها شعله در داخل لوله و آب در اطراف لوله قرار دارد.

 يك ديگ بخار از قسمت‌هاي مختلفي تشكيل شده كه توضيح مختصري در مورد آنها خواهيد ديد:

1. مشعلهاي دوگانه سوز

2. شيشه آب نما: سطح آب داخل ديگ را نشان مي‌دهد

3. مانومتر: فشار ديگ را نشان مي‌دهد

4. تابلو و تجهيزات برقي

5. هشدار دهنده : در صورت بالا رفتن فشار داخل ديگ هنگامي كه قسمتي به درستي كار نكند

6. پمپ : در اين ديگها از پمپ با دبي بالا و هد متوسط از نوع حلزوني طبقاتي استفاده مي‌كنند كه داراي يك الكترو موتور به عنوان محرك است..

7. دودكش : براي خروج گازهاي سوخته شده در فرايند احتراق

8. زير آب زن : خروجي از ته ديگ براي خروج رسوبات ته‌نشين شده در ته ديگ

9. سنسور حرارتي: از آنجايي كه بخار توليدي در حالت اشباع است و دما و فشار همواره متناسبند به‌جاي استفاده از فشارسنج كه در فشارهاي بالا مشكل است از سنسورهاي حرارتي استفاده ميكنند با استفاده از اين اصل كه هر دما فشار معيني را نشان مي‌دهد.

10. سوپاپ اطمينان : اگر در موارد نادر تمام ايستگاههاي ايمني و همچنين هشدار دهنده‌ها به علت نقص درست كار نكنند در صورت تجاوز فشار از محدوده قانوني خود سوپاپ باز شده و فشار را با خارج كردن قسمتي از بخار داخل ديگ كاهش مي‌دهد.

11. تراپ: واحديست كه بخار كندانس شده را جمع‌آوري كرده و به آن تله آب نيز مي‌گويند.

 

آب رساني براي ديگ بخار:

سيال اصلي استفاده شده در ديگهاي بخار آب است بايد اين سيال طي مراحلي آماده و وارد ديگ شود. قسمت‌هاي اصلي آب‌رساني عبارتند از:

1. منبع آب صنعتي مانند چاه عميق

2. فيلتر شني: ذرات جامد معلق در آب را جمع‌آوري مي‌كند كه از طبقات شني، سيليسي و سنگي تشكيل شده است. شير ها در اين قسمت و فيلتر بعدي بگونه‌اي طراحي شده‌اند كه بعد از  ساعاتي كار و كثيف شدن بتوان جريان آب را به صورت معكوس از آن عبور داد تا تميز شوند.

3. سختي گير: سختي گيري براي جدا كردن دو عنصر كلسيم و منيزيم بكار ميرود. اگر اين دو عنصر از آب جدا نشوند همان اتفاقي در ديگ بخار مي‌افتد كه در كتري رخ مي‌دهد. در واقع رسوبات سطح بين لوله هاي آتش كار با آب را كاهش ميدهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي‌شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي‌كند.

اين بخش از دو مخزن تشكيل مي‌شود مخزن اول شامل بافت رزين سه‌بعدي بوده كه با منيزيم تركيب شده RMg بوجود مي‌آورد در نتيجه سختي آب از بين مي‌رود ولي نمي‌توان آن را به فاضلاب هدايت كرد چون رزين از دست خواهيم رفت. پس از مخزن دوم به عنوان مخزن احيا استفاده مي كنيم در اين مخزن آب‌نمك وجود دارد. واكنشهاي به صورت زير انجام مي‌شود زير را با تركيب رزين و منيزيم انجام ميدهد.

واكنش اول : 

   

واكنش دوم  :

اكنون  وارد فاضلاب شده و RNa  مجددا با سولفات منيزيم تر كيب شده و توليد RMg مي‌نمايد كه با انجام چرخه‌اي اين واكنش‌ها رزين مجددا احيا شده و  از چرخه خارج مي‌شود.

 

اكنون سختي آب گرفته شده ولي براي وارد شدن به داخل ديگ هنوز مشكلاتي وجود دارد

1. اكسيژن محلول در آب كه باعث اكسيد شدن خط لوله مي‌شود.

2. دماي پايين آب كه به ديگ بخار كه در دماي بالا است شك وارد مي‌كند.

 

براي حل مشكلات بالا از ريگازور استفاده  مي‌كنند كه مخزني است حاوي آب بدون سختي كه از مرحله قبل توليد شده و قسمتي از بخار توليدي ديگ با فشار وارد آن مي‌شود تا علاوه بر بالا رفتن دماي آب اكسيژن موجود به صورت حباب از آن خارج شود.

آب موجود ميتواند مورد استفاده ديگ بخار قرار گيرد كه توسط پمپ با دبي بالا ديگ را تغذيه مي‌كند. اين تغذيه هم مي‌تواند اتوماتيك باشد و هرگاه سنسور‌هاي ديگ سطح آب داخل ديگ را كافي تشخيص ندادند به پمپ فرمان تغذيه دهند و يا به صورت دستي و توسط اوپراتور پمپ روشن شود.

 

  وب سايت مهندسي مكانيك.: نماي يك ديگ بخار با سيستم گاز رساني و آب رساني :.

 

سيستم گازرساني براي ديگ بخار:

لوله گاز شهري با يك كليد قطع و وصل اصلي وارد مدار ديگ بخار مي‌شود. بعد از اين كليد مانومتر فشار خط را نشان مي‌دهد كه حدود 5/2 بار است اما اين فشار براي مشعل خيلي زياد و خطرناك است، پس بايد از رگلاتور كه فشار شكن است استفاده مي‌كنيم . همچنين قبل از رگلاتور از يك فيلتر براي مواد جامد معلق در گاز استفاده مي‌كنيم سپس گاز وارد رگلاتور مي‌شود. با استفاده از مانومتر مي‌توان دريافت فشار گاز بعد از رگلاتور به 25 ميلي بار كاهش يافته است.

گاز فشار پايين بعد از عبور از يك سوپاپ اطمينان وارد دو شير برقي مي‌شود كه مستقيما توسط مشعل هدايت مي‌شوند. شير برقي شماره يك به صورت تك‌ضرب فقط حالت روشن و خاموش دارد كه يا گاز را قطع ميكند يا وصل، اما شير شماره دو به صورت تدريجي مي‌تواند ميزان گاز عبوري را كم و زياد كند. اين گاز مستقيما وارد مشعل مي‌شود.

 

مشعل:

در ديگهاي بخار معمولا از مشعل‌هاي دو مرحله‌اي استفاده مي‌كنند. يك سروو موتور ميزان گاز و هواي ورودي را تنظيم كرده و وارد محفظه تخليط مي‌نمايد. در خروجي اين محفظه دو الكترود با فاصله وجود دارند كه با عبور جرياني حدود 1 الي 10 ميكروآمپري ايجاد جرقه مي‌نمايد تا شعله تشكيل شود. اما اگر اين جرقه تحت هر شرابطي نتواند شعله ايجاد كند سنسور نوري(سلول UV) كه در مدار وجود دارد مشعل را ريست مي‌نمايد چون در غير اينصورت گاز در محفظه جمع مي‌شود كه بسيار خطرناك است.

اين مشعل‌ها با يك رله هوشمند كار ميكنند كه تمامي قسمتهاي مشعل را تحت كنترل دارد و هر مرحله از كار مشعل (مانند فن تنها، جرقه، شعله كامل، ريست و . . .) را با رنگ‌هاي مختلف نشان مي‌دهد.

در هنگام روشن شدن فن مشعل به مدت 40 ثانيه كار ميكند تا گازهاي سوخته نشده كه در محفظه باقيمانده كاملا خارج كند سپس گاز نيز وارد شده و مشعل جرقه ميزند تا شعله تشكيل شود.

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه 26 تیر1387ساعت 11:48 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

راه رفتن ربات و حفظ تعادل دینامیکی

 

تصویر بالا اولین رباتی رو نشون میده که تا به حال تونسته کاملا مثل انسان راه بره. اسم این ربات دکستره.

البته ربات های زیادی وجود دارند که راه رفتنشون در ظاهر مثل انسان به نظر میرسه. اما در باطن راه رفتن این رباتها با راه رفتن انسان خیلی فرق دارند.

ربات آسیمو هوندا که خیلی هم قشنگ راه میره، همراه با خیلی رباتهای دیگه از مفهومی استفاده میکنند به اسم ZMP (نقطه ای که مومنتوم صفر میشه). به طور ساده نحوه قدم برداشتن این ربات ها از قبل برنامه ریزی شده به گونه ای که مرکز ثقل ربات بیفته بین دوپای ربات که بتونه تعادلش رو حفظ کنه و زمین نخوره. به محض اینکه ربات حرکت اشتباهی بکنه و مرکز ثقل از محدوده مجاز فراتر بره ربات میفته زمین.

دیگه اینکه حرکت ربات همیشه تکراریه یعنی اگه شما ربات رو بذارین جای اولش همیشه روی نقاطی پا میذاره که دفعه قبل پا گذاشته بود.

این مساله باعث میشه که حرکت ربات همیشه در محیط هایی امکان پذیر باشه که همه چیزش برای حرکت ربات آماده شده باشه. یعنی اگه ربات رو ببرین یه جایی که سطح ناهموار داشته باشه ممکنه نتونه حرکت کنه و زمین بخوره.

در حقیقت این ربات ها نمیتونن مثل انسان به هر جایی قدم بذارن. انسان و حیوانات به صورت دینامیک تعادلشون رو حفظ میکنند. حرکت ماهیچه ها بر اساس سطحی که روش
پا میذاریم به گونه ای تنظیم میشه که تعادل ما رو حفظ کنه.

در هر لحظه باید محاسبه بشه که در چه جهتی داریم می افتیم. بعد پامون رو دقیقا در نقطه ای بذاریم که نه تنها از افتادنمون جلوگیری کنه بلکه در جهتی که میخوایم هم حرکت کنیم.

البته این کار بدون اینکه ما راجع بهش فکر کنیم، بطور خودکار توسط بدن انجام میشه. ولی خب مکانیزم پیچیده ای در پشت قضیه وجود داره و مساله بسیار پیچیده ایه. به همین دلیل خیلی سخته که رباتی بسازی که تعادلش رو بصورت دینامیک حفظ کنه.

نکته ای که در ساخت ربات دکستر بهش توجه شده پیدا کردن دقیق مرکز ثقله. برای پیدا کردن مرکز ثقل از ژیروسکوپ استفاده شده. ژیروسکوپ ها خطای زیادی دارند. این گروه مجبور شده ژیروسکوپ دقیق تری بسازه که کارشون رو آسون تر کرده.

البته هنوز جزییات زیادی مونده تا حرکت ربات کاملا به انسان شبیه بشه ولی خب تا الان که خوب راه اومده!


شرکت سازنده ربات: http://anybots.com
+ نوشته شده در  چهارشنبه 26 تیر1387ساعت 11:46 قبل از ظهر  توسط Unknown  | 

هواپیمای ایرانی، هویت و اقتدار ملی

در مورد هواپیمای جنگی شفق که توجه جهان هوانوردی را به خود معطوف ساخت و سایتها و مجله های مشهور صنعت هوانوردی در مورد آن دست به گمانه زنی پرداختند و آن را ستوده و نشانه ایی از پیشرفت صنایع هوایی ایران دانستند.

 

● جنگنده ایرانی شفق
بی شک ایران با گامهای خوبی که در صنعت هوانوردی برداشته سرآمد کشورهای منطقه است. به ویژه با طراحی و ساخت هوایمای جنگی شفق توانایی بالای خود را را به نمایش گذاشته و کارشناسان نظامی را در سراسر جهان، از چنین طراحی برجسته و پیشرفته ای شگفت زده کرد.
در مورد هواپیمای جنگی شفق که توجه جهان هوانوردی را به خود معطوف ساخت و سایتها و مجله های مشهور صنعت هوانوردی در مورد آن دست به گمانه زنی پرداختند و آن را ستوده و نشانه ایی از پیشرفت صنایع هوایی ایران دانستند. طراحی و ساخت این جنگنده ابتدا قرار بود با همکاری روسیه انجام شود اما با توجه به فشارها و تهدیدهای آمریکا، روسیه خود را از این برنامه کنار کشید و طرحان و کارشناسان ایرانی به ویژه دانشگاه صنعتی شریف برای رو کم کنی هم که شده با همت و تلاش خودشان کار طراحی را انجام داده و به مرحله ساخت اولین نمونه رسیدند.
در واقع همان گونه که سایت اینترنتی روسین دیفنس نوشته بود، ایران با طراحی و ساخت این جنگنده و نمایش آن همه را شگفت زده کرد. با ساخت این جنگنده صنایع هوایی ایران به پیشرفت قابل ملاحظه ای دست یافته است. این سایت اینترنتی همچنین در مورد این هواپیما می نویسد شفق از موتور روسی RD-۳۳ کلیموف استفاده می کند و از کابین پیشرفته ایی مجهز به سامانه های نمایشگر رنگی ساخت روسیه استفاده می برد.
این نمایشگرها را می توان قابل مقایسه با نمایشگرهای چند کاره و رنگی مورد استفاده در هواپیمای جنگی F/A-۲۲ آمریکا دانست. این سایت شفق را با طرح هواپیمای MiG I-۲۰۰۰ روسیه قابل مقایسه دانسته است.
از ویژگیهای شفق میتوان به طراحی ویژه و آیرودینامیک تحسین برانگیز آن اشاره کرد. از شکل و شمایل هواپیما و همچنین ورودیهای هوای موتور آشکار است که طراحان تلاش بسیاری به خرج داده اند تا بازتابش راداری هواپیما را به کمترین حد ممکن برسانند تا امکان کشف و رهگیری آن دشوارتر باشد.
در واقع می توان شفق را اولین هواپیمای جنگی استیلث ایرانی به حساب آورد. نوع سازه به کار رفته به شکل مناسبی اجازه حمل انواع بمب و موشکهای هوابه هوا و هوابه زمین و همچنین انواع بمب با هدایت لیزری را به این هواپیمای توانمند می دهد.
احتمالا طراحان با آینده نگری امکان استفاده از موشکهای هدایت شونده روسی را مد نظر داشته اند. ایران گفتگوهایی را برای تولید موتور پیشرفته روسی به نام RD-۳۳ انجام داده است و گویا گفتگو هایی نیز در زمینه تولید تحت امتیاز نمایشگرهای چند منظوره ساخت روسیه در جریان است. این هواپیما که اولین نمونه آن سال قبل ساخته شد، قرار است که دو سال دیگر، با نقش نظامی یا آموزشی، وارد خدمت نیروی هوایی شود. به هر روی شفق گام تحسین برانگیزی در صنایع هوایی ایران به حساب آمده و طراحی و ساخت آن موجب افتخار و سربلندی ایرانیان است.

منبع:

وبلاگ مداد سیاه
هوانوردی ایر

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:26 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

انفجار بزرگ

انفجار بزرگنظريه انفجار بزرگ محال است  
نظريه انفجار بزرگ محال است





ابتدا بايد بدانيم كه سرعت فرار چيست ؟


اگر از سطح كره زمين گلوله‌اي را به طرف آسمان با سرعتي ( سرعت اوليه ) كمتر از سرعت فرار پرتاب كنيم [ با صرف نظر كردن از نيروي مقاومت هوا ] اين گلوله به سطح سياره زمين بر مي‌گردد . در واقع هرگاه گلوله‌اي را به طرف بالا پرتاب كنيم ، گلوله تا ارتفاع معيني بالا ميرود ، سرعت آن به صفر مي‌رسد و دوباره به سطح زمين بر ميگردد . در نقطه اوج ، گلوله تنها داراي انرژي پتانسيل است . هر چه سرعت اوليه گلوله بيشتر باشد ، تا ارتفاع بيشتري صعود مي‌كند . با اين مقدمه مي توانيم سرعت فرار را اينگونه تعريف كنيم :

سرعت فرار = مينيمم سرعت لازم براي عدم بازگشت گلوله به سطح سياره زمين است

چون گلوله به سطح زمين باز نمي گردد پس تا بينهايت به حركت خود ادامه مي دهد و چون مينيمم مقدار لازم است ، پس گلوله در بينهايت متوقف مي شود . با استفاده از روابط انرژي پتانسيل گرانشي و انرژي جنبشي جسم مي توان فرمولي براي سرعت فرار بيان كرد .

اگر انرژي پتانسيل گرانشي يك دستگاه شامل دو جسم در فاصله بي نهايت را برابر صفر در نظر بگيريم به راحتي مي توان اثبات كرد كه :







كه در اين رابطه U انرژي پتانسيل ، M جرم زمين ، m جرم گلوله ، G ثابت گرانش و r فاصله مركز زمين تا مركز گلوله است . با توجه به مطالب گفته شده در بالا مي توان گفت كه :







K انرژي جنبشي و Vesc سرعت فرار گلوله ميباشد . رابطه اخير ، فرمول سرعت فرار براي گلوله است و چنانكه ديده مي شود اين سرعت به جرم گلوله بستگي ندارد . همچنين متوجه مي شويم كه اگر فاصله دو جسم به صفر ميل كند سرعت فرار به بينهايت ميل خواهد كرد .

با در نظر گرفتن شعاع و جرم ، سرعت فرار براي برخي از اجرام سماوي منظومه شمسي به صورت زير است :

سرعت فرار از سطح خورشيد برابر 617.5 كيلومتر بر ثانيه ، از سطح عطارد 4.4 كيلومتر بر ثانيه ، از سطح زهره 10.4 كيلومتر بر ثانيه ، از زمين 11.2 كيلومتر بر ثانيه و از ماه 2.4 كيلومتر بر ثانيه و از مريخ 5 كيلومتر بر ثانيه ميباشد .

نظريه پردازان انفجار بزرگ مدعي هستند كه تمام جرم ( ماده ) و انرژي امروزه موجود در كيهان ، در چند ميليارد سال پيش در گوي بسيار چگال ( كوچك به اندازه يك نخود يا يك ذره اتمي ) ، داغ و متراكم بوده است و بعد از انفجار اين گوي ، ماده و انرژي انتشار يافته و كيهان پديدار شده است . اينك برسي خواهيم كرد كه آيا اين نظريه ميتواند درست باشد ؟







براي اينكار ميبايست سرعت فرار براي ماده و انرژي را در گوي چگال ( ابتداي انفجار و پيدايش كيهان ) حساب كنيم . سرعت فرار برابر خواهد بود با حد معادله كلي سرعت فرار ، زماني كه جرم گوي به بينهايت و شعاع آن به صفر ميل مي‌كند . براي اينكه جرم كيهان غير قابل تصور و بينهايت بوده و شعاع اين گوي به علت فشار گرانشي غير قابل تصور اين مقدار جرم عظيم ، در حد صفر بوده است ( يعني چيزي به اندازه شعاع يك ذره اتمي ) . مقدار كلي اين حد بينهايت است ، پس ميتوان به راحتي نتيجه گرفت كه هيچ چيز ( ماده ، جرم يا انرژي ) توان خروج و فرار از اين گوي را نداشته است . هر چند كه حد نهايي سرعت در نظريه نسبيت سرعت نور مطرح ميشود و سرعت نور نيز مقدار پيش پا افتاده و بسيار كمي در مقابل اين مقدار سرعت فرار فوق‌العاده زياد و غير قابل درك است . پس ميتوان به اين نتيجه كلي رسيد كه اين گوي در صورت وجود ، مكان بسته‌اي بوده است كه خروج و فرار از آن غير ممكن و محال مي‌نمايد . پس اگر گويچه‌اي با اين مشخصات در كيهان به علت تجمع تمامي اجرام و انرژي‌ها تشكيل شود ، ماده ( جرم ) و انرژي محكوم است تا به ابديت در اين وضعيت ناهنجار باقي بماند و هيچ عاملي نخواهد توانست ماده و انرژي را از آن مجددا به بيرون بكشد و كيهاني ديگر مشابه كيهان ما را پديدار كند . پس نظريه انفجار بزرگ كه توجيهي براي انبساط و پديدار شدن كيهان فعلي ماست ، بسيار محال و غير ممكن مي‌نمايد . به بيان شيواتر همانطور كه مي‌دانيم نور توان خروج و فرار از درون سياه چاله ها ( پايين‌تر از شعاع شوارتس شيلد ) را ندارد . اينك اين سوال مطرح ميشود كه نور حاصل از انفجار بزرگ چگونه توان فرار از آن ميدان گرانش غير قابل تصور را داشته است و بعد از سرد شدن تبديل به امواج پس زمينه كيهان شده است ؟ و اصولا خود نور سرد نمي‌شود بلكه طيف انتشاري اجسام داغ در هنگام سرد شدن خود جسم ، به طرف طيف قرمز حركت مي‌كند . حد نهايي سرعت در نظريه نسبيت سرعت نور است كه براي نظريه انفجار بزرگ كافي نيست . نظريه انفجار بزرگ براي توجيه كيهان ، سرعت بينهايت مي‌خواهد ( مي‌طلبد ) كه نسبيت را نقض مي‌كند . اينك دو گزينه داريم 1- صحت تئوري نسبيت 2- صحت نظريه انفجار بزرگ ، انتخاب با شماست . ولي به نظر ميرسد كه فعلا صحت تئوري نسبيت انتخاب شود و نظريه انفجار بزرگ مردود شود !





منبع:محمدرضا طباطبايي 14/4/87

http://www.ki2100.com/physics/big-bang2.htm
+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:25 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

نانو، تكنولوژی برتر

سير تحول و پيشرفت علوم و فنون در عصر حاضر شتابى روزافزون يافته است. امروزه فناورى هاى نوين بيشتر از گذشته زندگى انسان ها را تغيير داده و آنها را وابسته به خود مى سازند. در دو دهه اخير ، پيشرفتهايي در تکنولوﮋي وسايل و مواد با ابعاد بسيار کوچک بدست آمده است و بسوي تحولي فوق‌العاده که تمدن بشر را تا پايان قرن دگرگون خواهد کرد ، ﭘيش مي‌رود. تکنولوﮋي و مهندسي در قرن پيش رو با وسايل ، اندازه گيريها و توليداتي سر و کار خواهد داشت که ابعاد فوق ريزي دارند. تکنولوﮋي در قرن گذشته در هر چه ريزتر کردن دانه‌هاي بزرگتر ﭘيشرفت چشمگيري داشت. تکنولوﮋي نو درقرن حاضر مسير عکس را طي مي‌کند. يعني مواد فوق ريز را بايد ترکيب کرد تا دانه‌هاي بزرگتر و کارآمد بوجود آ ورد. درست همان روشي که در طبيعت براي توليد کردن حاکم است. اين فرايند که همان فناوري نانو تکنولوژي ناميده مي شود موضوع بحث است که به آن اشاره خواهد شد.

آشنايي با نانو

"نانو تكنولوژي" (Nanotechnology) در ترجمه لفظي، به معني تكنولوژي بسيار كوچك ( "نانو" به معني بسيار بسيار كوچك، مقياس10 به توان 9- بار كوچك تر) مي باشد. به وسيله نانو تكنولوژيي مي توان در خواص مولكولهاي تشكيل دهنده مواد تغيير ايجاد نمود تا از اين مواد بهتر استفاده کرد.يا به عبارتي ديگر پيوند علم مواد، شيمي و علوم مهندسي فناوري نانو ناميده مي‌شود. هدف اين فناوري توليد مولکولي يا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول اشياء توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريک است (نانومتر يک ميلياردم متر است يعني پهناي معادل با ۳ تا ۴ اتم.) اين علم بزرگترين عرصه علمي بشر در قرن بيست و يكم مي باشد و تازه ترين فن آوري است كه بشر به آن دست يافته، و در آن سعي مي شود تا با استفاده از خواص مولكولي مواد موجود در طبيعت، وسايلي ساخته شود تا مشكلات اين وسايل را كه در حال حاضر گريبان گير بشر است مرتفع ساخته و همچنين كارايي آنها را نيز بالاتر ببرد. اكثر افراد جامعه نانو تكنولوژي را ساختن اشياء در ابعاد كوچكتر مي دانستند اما اكنون بعد از گذشت چند سال مفهوم آن براي افراد ملموس تر خواهد بود. چراکه مي توان توسط اين تكنولوژي بسياري از مشكلات روزمره بشر را حل كرد.

اين تكنولوژي نگاهي تازه به علوم٬ از زواياي مرموز طبيعت مي باشد. اين نگاه تازه به جهان هستي، تمدن بشر را متحول خواهد ساخت به طوريكه شايد بتوان "راه هزار ساله را يك شبه پيمود" و به تعبير دقيقتر "نانوتکنولوژي بخشي از آينده نيست بکله همه آينده است" .

انسان در معرض يک انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است که ناشي از توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستمهاي جديد با در دست گرفتن کنترل در سطوح اتمي و استفاده از خواص آن است . همانطور كه مي دانيد براي شكوفايي يك علم تنها پيشرفت جنبه تئوري٬ كافي نيست بلکه براي گسترش يك تكنولوژي عوامل گوناگوني بايد مهيا شود تا بتوان به يك قطب صنعتي در زمينه آن تكنولوژي مبدل گشت. از اين‌رو آزمايش­ها و تحقيقات پيرامون نانوتکتولوژي از ابتداي دهه 80 قرن بيستم بطور جدي پيگيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنکردني نانوتکنولوژي در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد که نظر تمامي کشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوري نانو را به عنوان يکي از مهمترين اولويتهاي تحقيقاتي خويش طي دهه اول قرن بيست و يکم محسوب نمايند . بعد از دهه نود كه فن آوري اطلاعات هياهوي بسياري در جهان بپا نمود، در آغاز قرن بيست و يكم دانشمندان تمركز خود را بر روي فن آوري نويني معطوف كرده اند كه به عقيده عده اي آينده بشر را متحول خواهد ساخت. نانو تكنولوژي داراي سابقه زيادي نمي باشد. در سال 1959 "Richard Feynman"‌ دانشمند كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل مطرح نمود كه اگر دانشمندان ترانزيستور‌ها را ساخته اند، ما با علم اتمي مي توانيم همين ترانزيستور ها را با مقياس بسيار كوچك بسازيم. او قصد داشت تا با قرار دادن اتم ها در كنار يكديگر كوچكترين مصنوعات بشري را بسازد. بعدها يك دانشجو رشته كامپيوتر براي انجام پروژه فارغ التحصيلي خود، دانشمند بزرگ هوش مصنوعي دكتر "Minsky" كه پدر علم هوش مصنوعي نيز شناخته مي شود را به عنوان استاد راهنماي پروژه فارغ التحصيلي خود برگزيد. اين دانشجو آقاي "Eric Drexler" نام داشت. او که علاقه زيادي به ساخت سيستمها در ابعاد نانو داشت بعد از اخذ درجه استادي علوم کامپيوتر٬ نظريه نانو تکنولوژي را بنا نهاد. وي اولين کسي بود که در سال 1991 از دانشگاه MIT مدرک دکتري نانوتکنولوژي را دريافت کرد.

بسياري از كشورهاي توسعه‌يافته و در حال توسعه (در حدود 30 كشور)، برنامه‌هايي را در سطح ملي براي پشتيباني از فعاليتهاي تحقيقاتي و صنعتي نانوتكنولوژي تدوين و اجرا مي‌نمايند. زيرا نانوتكنولوژي به عنوان انقلابي در شرف وقوع، آينده اقتصادي كشورها و جايگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدي قرار خواهد داد و اين مسأ له در اين كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبيين‌شده و براي مديران اجرايي به صورت يك امر شفاف و قطعي درآمده است.

در ايران چند سالي است كه تكنولوژي نانو به عنوان يكي از مهمترين تحقيقات زير بنايي كشور مورد توجه قرار گرفته است. اما آيا تاريخچه نانو در ايران به همين چند سال گذشته مي رسد؟ همانطور كه گفته شد نظريه نانو حدود 40 سال پيش در دنيا مطرح شد و با تلاش هاي اريك دركسلر در دهه هاي 80 و 90 بسيار رشد يافت و به عنوان يك تكنولوژي نوين به بشر معرفي شد. در كشور ما نيز براي برخورداري از فن‌آوري‌هاي نوين تلاش هايي صورت پذيرفته است. در سال 1362 هجري شمسي (1984 ميلادي)‌ يكي از بزرگترين دولتمردان ايران آقاي ميرحسين موسوي‌ (نخست وزير وقت) با توجه به اهميت فن آوري روز در دنيا «دفتر بررسي ها و مطالعات علمي و صنعتي» را تأسيس نمود و با اينكار گام ارزنده اي را در پيشرفت تكنولوژي در ايران برداشت.در چند سال اخير برنامه ريزان كشور بنا بر اهميت بسيار زياد نانو تكنولوژي، سياست هاي تشويقي خوبي را براي حمايت از تحقيقات در اين بخش بكار برده اند. شايد آخرين اقدام دولت براي حمايت از نانو تكنولوژي اختصاص بودجه اي براي تشويق محققان اين بخش باشد. در جشنواره هاي خوارزمي نيز به خوبي مشهود است كه برخي مواقع تحقيقات بسيار موثري در اين زمينه در ايران صورت مي گيرد كه البته با توجه به نقش اين فن آوري نوين در توسعه يافتگي كشورها بسيار حائز اهميت خواهد بود. به نظر مي رسد كه محققان ايراني پاسخ مناسبي به سرمايه گذاري دولت در بخش نانو تكنولوژي داده اند و رسيدن به اهدف برنامه دولت جمهوري اسلامي ايران كه همانا قرار گرفتن كشور ايران در ميان 15 كشور برتر دنيا در زمينه نانو تكنولوژي است روز به روز به واقعيت نزديك مي شود. فن آوري نانو در ايران به همه اثبات كرد كه در اين كشور به هر بخشي اهميت داده شود در طي مدت زمان كوتاهي مي توان پيشرفت‌هاي چشم‌گير جوانان را مشاهده کرد. نانو تكنولوژي و فن آوري اطلاعات به همه ما ثابت نمود كه ايراني اگر داراي امكانات هرچند كم باشد گام هاي بزرگي بردارد.

اميد است با توجه بيشتر به اين فن آوري نوين، كشور ايران بتواند گام هاي پيشرفت را هر چه سريع تر بپيمايد. فراموش نشود كه ايران از جمله معدود كشورهاي پيشرو نانو تكنولوژي در دنياست كه تحقيقات در اين زمينه را آغاز نموده است و مي تواند با تحقيقات گسترده تر و مديريت هدفمند، يكي از قطب هاي مهم اين فن آوري متحول كننده بشري در قرن بيست و يكم باشد. انشاالله

ماخذ:

1. پيام دکتر عارف به اولين همايش نانوتکنولوژي، اسفند 1380.

2. سياستگذاري علم و تکنولوژي (مطالعه موردي نانوتکنولوژي در ايران)، دکتر قاضي نوري.

3. سايت کميته مطالعات سياست نانوتکنولوژي. http://www.irannano.org/

4. ساختار و مشخصات نظام ملي توسعه فناوري٬ وزارت علوم٬ تحقيقات و فناوري٬ خرداد ماه 1382

5. نانوتكنولوژي، آينه تکنولوژي آفرينش، انجمن علمي دانشجويي دانشکده فني دانشگاه تهران.

6. مجموعه مقالات اولين همايش نانوتکنولوژي، کميته مطالعات سياست نانوتکنولوژي.

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:24 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

کاربرد فناوری‌نانو در صنایع هوافضا

 کارگاه کاربردهای فناوری‌نانو در صنایع هوافضا در سال 2004 با حضور وزارت دفاع و انرژی، مؤسسه ملی بهداشت، مؤسسه ملی هوا و فضا (ناسا) و بنیاد ملی علوم برگزار شد و ناسا مدیریت اجرایی آن را بر عهده داشت. گزارش این كارگاه که در سال 2007 منتشر شده‌است،‌ مطالب اراده شده را در شش بخش دسته بندی كرده است،‌كه عبارتند از: نانومواد، نانوحسگر و ابزار، میکروکرافت، میکرونانوروباتیک، یکپارچگی بین نانو- میکرو- ماکرو و تولید نانومواد، و مدیریت سلامت فضانوردان. مباحث هر موضوع نیز در چهار عنوان دیدگاه؛ مرزهای علمی و فنی؛ چالش‌های اساسی (موانع و راه‌حل‌ها)؛ و اهداف (پنج تا ده ساله) ارائه شده است. خلاصه‌ای از مطالب گزارش فوق،‌در این متن ارائه شده است.

 

منبع: http://www.nano.ir

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:21 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

کاربرد های نانوتکنولوژی

کاربرد های نانوتکنولوژی یكی از پیشوندهای مقیاس اندازه گیری در سیستم SI نانو به معنی یك میلیاردم واحد آن مقیاس است.برای مثال یك نانومتر معادل یك میلیاردم متر است. با توجه به اینكه یك سلول بدن بیش از صدها نانومتر است می توان به كوچكی این مقیاس پی برد.  

یكی از پیشوندهای مقیاس اندازه گیری در سیستم SI نانو به معنی یك میلیاردم واحد آن مقیاس است.برای مثال یك نانومتر معادل یك میلیاردم متر است. با توجه به اینكه یك سلول بدن بیش از صدها نانومتر است می توان به كوچكی این مقیاس پی برد. از آنجایی كه علوم نانو بخش وسیعی برگرفته از مباحث شیمی، فیزیك، بیولوژی، پزشكی، مهندسی و الكترونیك را در بر می گیرد،‌گروه بندی آن بسیار پیچیده است.

یكی از پیشوندهای مقیاس اندازه گیری در سیستم SI نانو به معنی یك میلیاردم واحد آن مقیاس است.برای مثال یك نانومتر معادل یك میلیاردم متر است. با توجه به اینكه یك سلول بدن بیش از صدها نانومتر است می توان به كوچكی این مقیاس پی برد. از آنجایی كه علوم نانو بخش وسیعی برگرفته از مباحث شیمی، فیزیك، بیولوژی، پزشكی، مهندسی و الكترونیك را در بر می گیرد،‌گروه بندی آن بسیار پیچیده است. دانشمندان، علوم نانو را به چهار گروه شامل مواد (گروه اول)، مقیاسها (گروه دوم)، تكنولوژی الكترونیك، اپتوالكترونیك، اطلاعات و ارتباطات (گروه سوم) و بیولوژی و پزشكی (گروه چهارم) طبقه بندی كرده اند. این طبقه بندی باعث سهولت در بررسی این علوم شده است البته تداخل برخی از بخش ها در یكدیگر طبیعی است. برنامه های توسعه این تكنولوژی به سه بخش كوتاه مدت (كمتر از پنج سال)، میان مدت( بین۱۵-۵ سال) و بلند مدت (بیش از۲۰ سال) تقسیم بندی شده است. مواد نانو (nanomaterials) قابلیت كنترل ساختار تشكیل دهنده مواد پیشرفته (از فولادهای ساخته شده در اوایل قرن۱۹ تا انواع بسیار پیشرفته امروزی) در ابعاد كوچك و كوچكتر،‌ در اندازه های میكرو و نانو بوده است. هر قدر بتوانیم این مواد را در ابعاد ریزتر و كنترل شده ای تولید كنیم خواهیم توانست مواد جدیدی را با قابلیت و عملكردهای بسیار عالی به دست آوریم. تاكنون تعاریف متعددی از مواد نانو ارائه شده است اما در یك تعریف جامع می توان گفت موادی در این گروه قرار می گیرند كه یكی از ابعاد اضلاع آنها از۱۰۰ نانومتر كوچكتر باشد. یكی از این گروهها »لایه ها« است. لایه ها یك بعدی هستند كه در دو بُعد دیگر توسعه می یابند مانند فیلم های نازك و پوششها. برخی از قطعات كامپیوتر جزو این گروه هستند. گروه بعدی شامل موادی است كه دارای دو بعد هستند و در یك بعد دیگر گسترش می یابند و شامل لوله ها و سیمها می شوند. گروه مواد سه بعدی در نانو شامل ذرات، نقطه های كوانتمی (ذرات كوچك مواد نیمه هادیها) و نظایر آنها می شوند. دو ویژگی مهم، مواد نانو را از دیگر گروهها متمایز می سازد كه عبارتند از افزایش سطح مواد و تاثیرات كوانتمی. این عوامل می توانند باعث ایجاد تغییرات و یا به وجود آمدن خواص ویژه ای مانند تاثیر در واكنشها، مقاومت مكانیكی و مشخصه های ویژه الكتریكی در مواد نانو شوند. همانگونه كه اندازه این مواد كاهش می یابد، تعداد بیشتری از اتمها در سطح قرار خواهند گرفت. برای مثال، اتم های موادی به اندازه۳۰ نانومتر به میزان۵ درصد،۱۰ نانومتر به میزان۲۰ درصد و۳ نانومتر به میزان۵۰ درصد در سطح قرار دارند. در نتیجه مواد نانو با ذرات كوچكتر در مقایسه با مواد نانو با ذرات بزرگتر دارای سطح بیشتری در واحد جرم هستند. با توجه به ازدیاد سطح در این مواد، تماس ماده با سایر عناصر بیشتر شده و موجب افزایش واكنش با آنها می شود. این عمل منجر به تغییرات عمده در شرایط مكانیكی و الكترونیكی این مواد خواهد شد. برای مثال سطوح بین ذرات كریستالها در بیشتر فلزات باعث تحمل فشارهای مكانیكی بر آن می شود. اگر این فلزات در مقیاس نانو ساخته شوند، با توجه به ازدیاد سطح بین كریستالها، مقاومت مكانیكی آن به شدت افزایش می یابد. برای مثال فلز نیكل در مقیاس نانو مقاومتی بیشتر از فولاد سخت شده دارد. به موازات تاثیرات ازدیاد سطح، اثرات كوانتمی با كاهش اندازه مواد (به مقیاس نانو) موجب تغییر در خواص این مواد می شود (تغییر در خواص بصری، الكتریكی و جاذبه). موادی كه تحت تاثیر این تغییرات قرار می گیرند ذرات كوانتمی، لیزرهای كوانتمی برای الكترونیك بصری هستند. همانگونه كه بیش از این گفته شد مواد نانو، به سه گروه یك، دو و سه بُعدی طبقه بندی شده اند. مواد نانوی یك بعدی: این مواد شامل فیلم های بسیار نازك و سطوح مهندسی است و در ساخت ابزار الكتریكی و شیمیایی و مدارهای الكترونیكی ساده و مركب كاربرد وسیعی دارند. امروزه كنترل ضخامت لایه ها تا اندازه یك اتم صورت می پذیرد و ساختار این لایه ها حتی در مواد پیچیده ای مانند روانكارها شناخته شده است. لایه های مونو كه قطر آنها به اندازه یك ملكول و یا یك اتم است، در علوم شیمی كاربرد وسیعی دارند. یكی از كاربردهای این لایه ها ساخت سطوحی است كه خود را بازسازی كنند. مواد نانوی دوبعدی: به تازگی كاربرد مواد نانوی دو بعدی در تولید سیم و لوله ها افزایش یافته و توجه دانشمندان را به دلیل وجود خواص ویژه مكانیكی و الكترونیكی به خود جلب كرده است. در زیر به چند نمونه ساخته شده در این گروه اشاره می شود. نانو لوله های كربنی، CNTs : از رول كردن ورقهای گرافیتی یك یا چند لایه ساخته شده و قطر آنها چند نانو و طولشان چند میكرومتر است.ساختار مكانیكی این مواد مانند الماس بسیار سخت است اما در محورهای خود نرم و تاشو هستند.همچنین این مواد هادی الكتریكی بسیار عالی هستند. نوع غیر عالی نانو لوله های كربنی مانند مولیبید یوم دی سولفاید پس از CNTs ساخته شده است. این مواد دارای ویژگی های منحصر به فردی همچون روانكاری، مقاومت در برابر ضربات امواج شوكها، واكنشهای كاتالیزی و ظرفیت بالا در ذخیره هیدروژن و لیتیم هستند. لوله های مواد پایه اكسیدی مانند اكسید تیتانیم، برای كاربردهای كاتالیزی، كاتالیزرهای نوری و ذخیره انرژی به صورت تجاری به بازار عرضه شده اند. نانو سیمها: این سیمها از قرار گرفتن ذرات بسیار ریز از مواد مختلف به صورت خطی ساخته می شوند. نانوسیمهای نیمه هادی از سیلیكون، نیترات گالیم و فسفات ایندیوم ساخته شده و دارای قابلیتهای بسیار خوب نوری، الكتریكی و مغناطیسی است و نوع سیلیكونی این سیمها می تواند بخوبی در یك شعاع بسیار كوچك بدون آسیب رسانی به ساختار سیم خم شود. این سیمها برای ثبت مغناطیسی اطلاعات در حافظه كامپیوترها، وسایل نانوالكترونیكی و نوری و اتصال مكانیكی ذرات كوانتمی به كار می روند. بیوپلیمرها: انواع گوناگون بیوپلیمرها، مانند ملكولهای DNA ، در خودسازی نانوسیمها در تولید مواد بسیار پیچیده به كار می روند. همچنین این مواد دارای قابلیت اتصال نانو و بیوتكنولوژی برای ساخت سنسور و موتورهای كوچك هستند. مواد نانوی سه بعدی: این مواد به آن گروه تعلق دارد كه قطری كمتر از۱۰۰ نانومتر داشته باشند. مواد نانوی سه بعدی در اندازه های بزرگتر ساختار متفاوتی داشته و طیف وسیعی از مواد را در جهان تشكیل می دهند و صدها سال است كه به صورت طبیعی در زمین یافت می شوند. مواد تولید شده از عوامل فتوشیمیایی، فعالیت های آتش فشانها، مواد محترق از پختن غذا، مواد متصاعد از احتراق سوخت ماشین ها و مواد آلاینده تولید شده در صنایع جزو این گروه از مواد هستند. این مواد به علت رفتار متفاوت در واكنش های شیمیایی و بصری بسیار مورد توجه قرار دارند. برای مثال اكسید تیتانیوم و روی كه بصورت شفاف و فرانما، جاذب و منعكس كننده نور ماورای بنفش در صفحات خورشیدی به كار می روند در ابعاد نانو هستند. این مواد كاربردهای بسیار ویژه ای در ساخت رنگها و داروها (به ویژه داروهایی كه تجویز آنها فقط برای یك عضو مشخص بدن و بدون تاثیر بر سایر اعضاست) دارند. مواد نانوی سه بُعدی شامل مواد بسیاری می شود كه به چند نمونه از آنها اشاره می كنیم. كربن۶۰ (فوله رنس Fullerenes) : در اوایل سال۱۹۸۰ گروه جدیدی از تركیبات كربنی بنام كربن۶۰، ساخته شد. كربن۶۰ ، كروی شكل، به قطر۱ نانومتر و شامل۶۰ اتم كربن است كه به علت شباهت ساختار مولكولی آن با گنبدهای كروی ساخته شده توسط مهندس معماری بنام بوخ مینستر فولر بنام »فوله رنس« نامگذاری شد. در سال۱۹۹۰ ، روش های ساخت كوانتم های كربن۶۰ با مقاومت حرارتی میله های گرافیتی در محیط هلیم بدست آمد. این ماده در ساخت بلبرینگ های مینیاتوری و مدارهای الكترونیكی كاربرد وسیعی دارند. دِن دریمرز (Dendrimers) : دن دریمرز از یك ملكول پلیمر كروی تشكیل شده و با یك روش سلسله مراتبی خود سازی تولید می شوند. انواع گوناگونی از این مواد به اندازه های چند نانومتر وجود دارند. دن دریمرز در ساخت پوششها، جوهر و حمل دارو به بدن كاربرد فراوانی دارند. همچنین در تصفیه خانه ها به منظور بدام انداختن یونهای فلزات كه می توان به وسیله فیلترهای مخصوص از آب جدا شوند از این مواد استفاده می شود. ذرات كوانتمی: مطالعات در مورد ذرات كوانتمی در سال۱۹۷۰ شروع شد و در سال۱۹۸۰ این گروه از مواد نانوی نیمه هادی ساخته شدند. اگر ذرات این نیمه هادی ها به اندازه كافی كوچك شوند، تاثیرات كوانتمی ظاهر شده و می توانند میزان انرژی الكترونها و حفره ها را كاهش دهند. از آنجایی كه انرژی با طول موج ارتباط مستقیم دارد در نتیجه خواص نوری مواد بصورت بسیار حساس قابل تنظیم خواهد شد و می توان با كنترل ذرات، جذب یا دفع طول موج خاص در یك ماده را امكان پذیر ساخت. به تازگی با ردگیری مولكولهای بیولوژی با كنترل سطح انرژی این ماده، كاربردهای جدیدی از آن كشف شده است. در حال حاضر استفاده از مواد نانو رو به افزایش است و به علت خواص بسیار ویژه آنها، تحقیقات در یافتن مواد جدید همچون گذشته ادامه دارد.

منبع:

forum.p30world.com

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:19 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور

نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور بر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید می‌شود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند .
سیستم خنک­کاری به­منظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور به­کار می‌رود. این سیستم برای مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است...
 

بر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید می‌شود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند .
سیستم خنک­کاری به­منظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور به­کار می‌رود. این سیستم برای مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا می‌رود و به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندر و پیستون‌ها جذب می‌شود بنابراین باید خنک‌کاری به اندازه‌ای صورت پذیرد که دما بیش از حدود ۲۳۰ درجه نشود.
دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن می­شود و خواص روغن به­شدت افت می‌کند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.
در موتورهای احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکه موتور استفاده می‌شود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل می‌شود. ۳۰ درصد به­واسطه خنک­کاری، ۳۲ درصد به­وسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیمانده توسط اصطکاک و عوامل دیگر به­هدر می‌رود. میزان حقیقی و دقیق انرژی تبدیل­شده به کار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگی دارد.
همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درون­سوز به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد می‌شود و باید دمای کار موتور در محدوده­ای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنک­کاری آبی موتور این دما در محدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که برای خنک­کاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.
خنک­کاری در موتور دو علت دارد:
۱) نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
۲) نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص به­طوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکـرد موتور در انتخاب و طراحی سیستم خنک­کاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق و اجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستم خنک­کاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنک­کـاری نرمـال را بـرای حفظ گرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
­هنگام راه­اندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، به­سرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای ­بهره­برداری می‌رسد باید سیستم خنک­کاری فعالیتش را آغاز کند.
نمایه سیستم خنک­کاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی می‌شود. باید درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور می‌کند حتی­الامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد.
البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر می­شود و فشار داخل رادیاتور به­شدت افزایش می‌یابد. گرچه با طراحی درپوش مناسب برای رادیاتور آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد.
جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده می‌شود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب می­کند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا می­رود و موجب کاهش قدرت­ خنک کنندگی رادیاتور می‌شود.
برای درک نیاز موتور به سیستم خنک­کاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است:
● اثرات افزایش دمای کارکرد موتور
▪ بهره­برداری در دماهای بالا، بارهای زیاد با سرعت بالا بدون عملیات خنک­کاری باعث اکسیداسیون روغن روغنکاری می‌شود. در این شرایط ممکن است با بالا رفتن دما، لعاب و رسوب شکل گیرد؛ به­طوری که رینگ پیستون نتواند کار خود را انجام دهد؛ ضمن این که خراش خوردن رینگ نیز باعث اختلال عملکرد آن می‌شود. به همین ترتیب اکسیداسیون روغن می‌تواند باعث خوردگی و سایش بعضی از انواع یاتاقان‌ها شود.
▪ اگر دمای کارکـرد خیلـی زیاد شـود، نقاطی از پیستون‌ها و قسمت‌هایی از میل­لنگ که در یاتاقان می‌چرخند، منبسط می‌شوند که این موضوع باعث خروج آنها از لقی مجاز می­شود و این تغییرات صدمات جدی در یاتاقان‌ها و رینگ‌ها به­بار می­آورد.
▪ سطوح داخل محفظه احتراق از قبیل پای سوپاپ خروجی و شمع ممکن است آن­قدر گرم شود که جرقه زودتر اتفاق بیفتد؛ این شرایط جرقه پیش­رس نامیده می‌شود که اگر برای مدتی ادامه یابد، خسارت عمده به موتور می‌زند.
▪ اگر مخلوط تازه وارد شده به سیلندر خیلی گرم شود، چگالی آن کاهش خواهد یافت و در نتیجه قدرت آن کاسته می‌شود؛ به­خصوص در موتورهای بنزینی.
▪ با افزایش دمای مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق و منیفولد ورودی، اصطکاک مکانیکی افزایش می­یابد و از قدرت خروجی موتور می‌کاهد.
● اثرات کاهش دمای کارکرد موتور
۱) افزایش خنک‌کاری باعث کاهش راندمان حرارتی، همچنین مانع تبخیر مناسب سوخت می‌شود که موجب رقیق شدن روغن می‌گردد.
۲) تبخیر نامناسب سوخت ، فیلم روغن بر روی دیواره‌های سیلندر را از بین می‌برد و باعث افزایش فرسایش سطح داخلی سیلندر می‌شود.
۳) به طور کلی خنک­کاری بیش از حد باعث کاهش قدرت، ضرر اقتصادی مصرف بیشتر سوخت و کاهش طول عمر قطعات موتور می­شود.
● ملاحظات طراحی رادیاتور
طراحی رادیاتور باید براساس درجه حرارت هوا در گرمترین منطقه­ای که وسیله ممکن است در آن کار کند، صورت گیرد. در آب و هوای سردتر مقدار آب در گردش رادیاتور به وسیله ترموستات تنظیم می‌شود؛ به نحوی که فقط سنجش از قدرت خنک­کنندگی رادیاتور مورد استفاده قرار گیرد. افزایش دمایی بین ۸ تا ۱۲ درجه برای هوای جاری در رادیاتور منظور می‌شود. افزایش دمای بیشتر متداول نیست؛ به­خصوص که در هوای گرم موجب تبخیر بنزین در پمپ بنزین و لوله‌های رابط در موتور بنزینی می‌شود و از رسیدن سوخت به موتور جلوگیری به­عمل می‌آید.
به منظور پیشگیری از سروصدای زیاد و مصرف بیش از اندازه توان موتور به وسیله پروانه، افت فشار سمت هوا کمتر از kpa ۱ منظور می‌شود. توان مصرفی پروانه باید به قدری باشد که در دور کم موتور و قدرت زیاد بتواند هوای کافی از رادیاتور عبور دهد. برای این که حجم رادیاتور کوچک باشد معمولا از لوله‌های تخت پره­دار استفاده می‌شود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بیشتر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگی سوراخ پره‌ها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب می‌شود که تعداد پره­ها بین ۴۰۰ و ۶۰۰ پره در هر متر باشد.
● رادیاتور و نحوه انتقال حرارت از سیال گرم به هوا
رادیاتور دستگاهی است در سیستم خنک­کننده موتور که حجم زیادی از آب این سیستم را در تماس نزدیک با هوا نگه می­دارد تا انتقال حرارت از آب به هوا به­خوبی و به­سـرعت امکـان­پذیر باشـد. همچنین می‌توان گفت رادیاتور وسیله­ای است که برای نگهداری مقدار زیادی آب در مجاورت حجم بزرگی از هوا به­کار می‌رود؛ به طوری که حرارت بتواند از آب به رادیاتور و از رادیاتور به هوا منتقل شود.
اجزای رادیاتور از مخزن بالایی و مخزن پایینی و هسته (شبکه) رادیاتور تشکیل شده که خود شبکه از لوله‌ها و پره‌ها به­وجود آمده است. همچنین به مخزن بالایی یک گلویی که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
سیال خنک­کننده توسط پمپ به جداره‌های سیلندر جریان می‌یابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سیال ترموستات مسیر را باز می‌کند و سیال گرم از طریق لوله ورودی رادیاتور که در مخزن ورودی آن تعبیه شده است، وارد رادیاتور می­شود و پس از خنک شدن به مخزن خروجی جریان می­یابد و پس از خروج توسط لوله خروجی رادیاتور، سیکل خود را ادامه می‌دهد.
انتقال حرارت در رادیاتور خودرو به این صورت است که آب گرم در طول مسیر حرکت در رادیاتور، گرمای خود را به لوله‌ها منتقل می­کند و این گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره‌ها منتقل می­شود و سپس گرمای انتقال­یافته به پره‌ها نیز توسط جریان هوای اجباری از آنها دفع می‌شود.
● انواع رادیاتور
شبکه رادیاتورها شامل دو نوع فین تیوب و کروگیت است:
۱) رادیاتور فین تیوب (fin-Tube) : در این نوع رادیاتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستای پره‌هاست و لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور می‌کنند.
۲) رادیاتورهای کروگیت (crougate): در این نوع رادیاتورها لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور نمی‌کنند بلکه پره‌ها به صورت موجدارند و لوله‌ها در امتداد پره‌ها روی نوک فین قرار داده می‌شوند.
در حالت کلی مونتاژ رادیاتورهای کروگیت راحت­تر و سریع­تر از نوع فین تیوب است و امکان اتوماسیون آن وجود دارد ولی رادیاتورهای فین تیوب به دلیل درگیر شدن لوله و پره با یکدیگر، استحکام مکانیکی بیشتری دارند. رادیاتورها از لحاظ جنس به دو نوع
آلومینیمی و مسی و برنجی تقسیم می­شوند که تکنولوژی ساخت هر یک می‌تواند Soldering و Brazing باشد.

منبع:

پرویز کلهر
کارشناس مهندسی و کنترل کیفیت شرکت رادیاتور ایران
ماهنامه اندیشه گستر سایپا

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:13 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند؟

در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.

 

نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.
● مکان ترمز های ضد قفل
در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.
▪ بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل:
تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.
ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.
در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد:
۱) حسگر های سرعت
۲) پمپ
۳) سوپاپ ها
۴) کنترل کننده
۱) حسگرهای سرعت:
سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند
۲) سوپاپ ها:
در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:
▪ در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد
▪ در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند
▪ در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند
۳) پمپ:
چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند
۴) کنترل کننده:
کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.
● ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن:
انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم.
کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند.
کنترل کننده می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد.
وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند.
● انواع ترمزهای ضد قفل:
ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز به کار رفته بستگی دارد.ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها(تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگر های سرعت اشاره می کنیم:
▪ ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت:این بهترین طراحی است که در آن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد با این روش کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود.
▪ سه کانال و سه حسگر:این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای دو چرخ عقب فقط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد.حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد.
در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخ های عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل می کنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخهای عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود.
▪ یک کانال و یک حسگر:این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد
این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل هر دو قفل می کنند.در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود.
این سیستم به سادگی قابل تشخیص است.معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصالT شکل به دو چرخ عقب وصل می شود.شما می توانید حسگر های سرعت را با مشاهده ی اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید.

منبع:

ترجمه از داریوش رضایی میانرودی
پارسی خودرو

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:11 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

انتقال قدرت دستی چگونه کار می کند؟

 

چه ارتباطی بین حرکت H مانند دنده و چرخ دنده های درون جعبه دنده وجود دارد؟ وقتی دنده را عوض می کنید چه چیزی درون جعبه دنده جا به جا می شود؟

 

 

● هنگام رانندگی با اتومبیل دنده دار ممکن است با چنین سوالاتی روبه رو شوید:
▪ چه ارتباطی بین حرکت H مانند دنده و چرخ دنده های درون جعبه دنده وجود دارد؟ وقتی دنده را عوض می کنید چه چیزی درون جعبه دنده جا به جا می شود؟
▪ وقتی راننده در عوض کردن دنده اشتباه می کند، صدای قیژقیژ شنیده می شود. واقعا چه اتفاقی می افتد؟
▪ اگرهنگامی که راننده در بزرگراه مشغول رانندگی با سرعت بالا است ، ناگهان دنده را به عقب بزند چه اتفاقی می افتد؟ آیا ممکن است کل جعبه دنده متلاشی شود؟
در این مقاله، با بررسی سیستم انتقال قدرت دستی به این سوالات و حتی سوالات بیشتری در این زمینه پاسخ داده می شود.
اول از همه باید بدانید که ، اتومبیل ها به علت ساختار موتورهای بنزینی به جعبه دنده احتیاج دارند. هر موتوری یک خط قرمز دارد (ماکزیمم دور موتور که اگربیش از این مقدار دور داشته باشد متلاشی می شود)
در ضمن اگر قسمت " اسب بخار چگونه کار می کند؟ " را بخوانید ، می فهمید دور موتوری که در آن قدرت و گشتاور در ماکزیمم خود هستند دامنه ی محدودی دارد. برای مثال ، یک موتور ممکن است ماکزیمم توان خود را در ۵۵۰۰ دور در دقیقه به دست آورد. سیستم انتقال قدرت این امکان را ایجاد می کند که با کم و زیاد شدن سرعت خودرو نسبت دنده بین موتور و چرخ های خودرو تغییر کند. در واقع شما دنده را عوض می کنید تا موتور زیر خط قرمز بماند در حالی که دور موتور نزدیک به دور آن در بهترین حالت عملکرد است.
به طور ایده آل ، جعبه دنده باید آنقدر در نسبت دنده ها قابلیت تغییر داشته باشد که موتور بتواند همیشه با تعداد دور مربوط به بهترین شرایط عملکرد خودش بچرخد. این ایده ی مربوط به CVT ها است.
یک CVT تقریبا دامنه ی نا محدودی از نسبت دنده ها دارد. در گذشته CVT ها در هزینه ، اندازه وقابلیت اطمینان توانایی رقابت با سیستم های ۴ و۵ سرعته را نداشتند در نتیجه به ندرت در خودرو های تولید شده مشاهده می شدند. امروزه ، پیشرفت در زمینه ی طراحی ، CVT ها را متداولتر کرده است. Toyota pruis یک خودروی هیبریدی است که در آن از CVT استفاده شده است.
جعبه دنده از طریق کلاچ به موتور وصل شده است. بنا براین محور ورودی جعبه دنده با همان تعداد دورهای موتور می چرخد.
یک جعبه دنده ی ۵ سرعته یکی از ۵ نسبت دنده را برای محور ورودی به کار می گیرد تا تعداد دور متفاوتی در محور خروجی ایجاد کند.
برای فهمیدن ایده ی اصلی یک جعبه دنده ی استاندارد ، به دیاگرام زیر که مربوط به یک جعبه دنده ی دو سرعته و ساده در حالت خلاص است توجه کنید:
● حال هر یک از اجزای دیاگرام را بررسی می کنیم:
▪ محور سبز رنگ از طریق کلاچ از موتور خارج شده است.چرخ دنده و محور سبز رنگ به هم متصلند و یک واحد مجزا را تشکیل می دهند.(کلاچ وسیله ایست که امکان اتصال و قطع اتصال موتور و جعبه دنده را ایجاد می کند.وقتی که پدال کلاچ را فشار می دهید، اتصال موتور و جعبه دنده قطع می شود در نتیجه موتور حتی در حالت خلاص کار می کند. با رها کردن پدال ، موتور و محور سبز مستقیمآ به هم وصل می شوند ، به این ترتیب چرخ دنده ومحور سبز با همان تعداد دور موتور می چرخند.)
▪ محور قرمز وچرخ دنده ها میل هرزگرد نام دارد. محور وچرخ دنده ها مانند قسمت قبل به هم متصل اند ویک واحد مجزا را ایجاد می کنند. در نتیجه همه ی چرخ دنده های روی هرزگرد و حتی خود میل مانند یک واحد می چرخند.محور سبز و قرمز رنگ از طریق چرخ دنده هایشان مستقیمآ به هم متصل اند در نتیجه با چرخش محور سبز ، محور قرمز هم شروع به حرکت می کند. بدین ترتیب میل هرزگرد ، قدرتش را با درگیر شدن کلاچ از موتور می گیرد.
▪ محور زرد رنگ یک محور هزارخار است که مستقیمآ بوسیله ی دیفرانسیل به میل گاردان وصل شده وسپس به چرخ های خودرو متصل است.اگر چرخ ها در حال حرکت باشند ، محور زرد هم متحرک خواهد بود.
▪ دنده های آبی رنگ روی یاتاقان سوارند و بر روی محور زرد رنگ می چرخند.اگر موتور خاموش باشد ولی اتومبیل با دنده ی خلاص در حال حرکت ، محور زرد می تواند داخل دنده ی آبی بچرخد با وجود اینکه دنده ی آبی و میل هرزگرد ساکن اند.
▪ حلقه ((collar یکی از دو دنده ی آبی را به میل گاردان زرد رنگ متصل می کند. حلقه بوسیله ی هزارخار مستقیمآ به محور زرد مرتبط است و با آن حرکت می کند.به علاوه میتواند برای درگیر کردن هر یک از دنده های آبی روی محور زرد به چپ و راست بلغزد. دندانه های روی حلقه(dog teeth) در سوراخ های روی دنده ی آبی قرار می گیرند و آنها را درگیر می کنند.
● دنده یک:
محور سبز موتور، میل هرزگرد را میچرخاند که خود دنده ی آبی سمت راست را می چرخاند.این دنده انرژی را از طریق حلقه به میل گاردان منتقل می کند.بدین ترتیب اگر دنده ی آبی سمت چپ در حال چرخش باشد اما روی یاتاقانش به حالت هرز بگردد ، هیچ تاثیری روی محور زرد ندارد.
وقتی حلقه بین دو دنده قرار دارد دنده خلاص است و هر دو دنده ی آبی روی محور زرد به حالت هرز، با سرعت های متفاوت ، بسته به نسبتشان با میل هرزگرد ، می گردند.
● از این بحث نتایج زیر بدست می آید:
▪ وقتی دنده بد عوض می شود ، صدایی که به گوش میرسد ، صدای گیرافتادن دندانه های دنده ها نیست چون همانطور که در شکلها می بینید دندانه ها همیشه کاملآ درگیر هستند .در واقع صدایی که شنیده می شود نتیجه ی تلاش ناموفق دندانه های حلقه( (dog teeth برای گیر انداختن سوراخ های بدنه ی دنده ی آبی است.
▪ جعبه دنده ای که اینجا نشان داده شده سیستم "همگام ساز" (بعدا توزیح داده خواهد شد) ندارد.بنابراین باید دو کلاچه دنده عوض کنید.این روش دنده عوض کردن در خودرو های قدیمی تر معمول بوده هر چند الآن هم در بعضی ماشین های مسابقه استفاده می شود.در این روش اول پدال کلاچ را یک بار فشار می دهید تا اتصال جعبه دنده و موتور قطع شود، این کار فشار را از روی دندانه های حلقه( (dog teeth بر می دارد و می توانید حلقه را به حالت خلاص در آورید.بعد پدال را آزاد می کنید و دور موتور را بالا می برید تا به سرعت مناسب برسید.سرعت مناسب،تعداد دوری است که موتور باید در دنده ی بعدی بزند.روش کار به این ترتیب است که دنده ی آبی مربوط به دنده ی بعدی و حلقه با سرعت یکسان بچرخند تا دندانه های حلقه( (dog teeth درگیر شود.سپس پدال را برای بار دوم فشار می دهید و حلقه را در دنده ی جدید قفل می کنید.همانطور که از نام "دو کلاچه" پیداست برای هر بار عوض کردن دنده باید دوبار کلاچ را فشار داده و آزاد کنید.
▪ می توان دید که چگونه حرکت خطی کوچک دسته ی دنده باعث تعویض دنده می شود.دسته ی دنده میله ای را که به ماهک وصل است حرکت می دهد.ماهک حلقه را روی محور زرد حرکت می دهد تا یکی از دو دنده را درگیر کند.
امروزه دنده ی دستی ۵ سرعته تا حد خوبی برای خودرو ها استاندارد است. داخل این دنده چیزی شبیه شکل زیر است:
کلآ ٣ ماهک وجود دارد که با ٣ میله ی متصل به دسته دنده کنترل می شوند.اگر از بالا به میله های تعویض دنده نگاه کنیم در حالت های دنده عقب ، یک و دو به شکل زیر اند:
به یاد داشته باشید که دسته دنده در وسطش یک نقطه ی چرخش دارد.وقتی در حالت دنده یک ،دسته دنده را به جلو حرکت می دهید درواقع ماهک و میله ی دنده ی یک جا به عقب می کشید.
وقتی که به چپ و راست حرکت می دهید در واقع ماهک های مختلف(و درنتیجه حلقه های متفاوت)را در گیر می کنید.از طرفی جلو و عقب بردن دسته دنده حلقه را با یکی از دنده ها درگیر می کند.
دنده عقب به کمک یک دنده ی کوچک کمکی شکل می گیرد(بنفش).دنده ی آبی عقب در این شکل همیشه خلاف جهت سایر دنده های آبی حرکت می کند.در نتیجه عقب زدن دنده وقتی خودرو به جلو حرکت می کند ممکن نیست.در ضمن دندانه های حلقه( (dog teeth در این جریان اصلآ در گیر نمی شود اگرچه صدای زیادی ایجاد می کنند.
● همگام سازها:
سیستم انتقال قدرت دستی در ماشین های مسافربری جدید برای رفع نیاز دو بار کلاچ گرفتن از همگامسازها کمک می گیرد.روش کار یک همگام ساز به این صورت است که باعث می شود دنده و حلقه قبل از اتصال دندانه های حلقه( (dog teeth تماس اصطکاکی داشته باشند.این باعث می شود تا سرعت دنده و حلقه انطباق زمانی پیدا کند قبل از اینکه دندانه ای در گیر شود.مانند شکل زیر:
مخروط روی چرخ دنده ی آبی در سوراخ مخروطی شکل حلقه قرار می گیرد و اصطکاک بین مخروط و حلقه ،چرخ دنده و حلقه را همگام می کند.سپس حلقه به گونه ای می لغزد که دندانه های حلقه( (dog teeth دنده را درگیر کند.
البته هر تولید کننده ی ابزارهای انتقال قدرت و همگام ساز را به روشهای متفاوتی تولید می کند اما ایده ی کلی همانطور است که شرح داده شد.

منبع:

ترجمه از سمیرا جمالیان
پارسی خودرو

+ نوشته شده در  دوشنبه 17 تیر1387ساعت 8:9 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

مهندسي معكوس چيست؟

 

 

 

 مقدمه:

اگر سابقه ي صنعت و چگونگي رشد آن در كشورهاي جنوب شرقي آسيا را مورد مطالعه قرار دهيم به اين مطلب خواهيم رسيد كه در كمتر مواردي اين كشورها داراي ابداعات فن آوري بوده اند و تقريبا در تمامي موارد، كشورهاي غربي (‌آمريكا و اروپا) پيشرو بوده اند. پس چه عاملي باعث اين رشد شگفت آور و فني در كشورهاي خاور دور گرديده است؟

در اين نوشتار به يكي از راهكارهاي اين كشورها در رسيدن به اين سطح از دانش فني مي پردازيم.

در صورتي كه به طور خاص كشور ژاپن را زير نظر بگيريم، خواهيم ديد كه تقريبا تمامي مردم دنيا از نظر كيفيت، محصولات آنها را تحسين مي كنند ولي به آنها ايراد مي گيرند كه ژاپني ها از طريق كپي برداري از روي محصولات ديگران به اين موفقيت دست يافته اند.

اين سخن اگر هم كه درست باشد و در صورتي كه كپي برداري راهي مطمئن براي رسيدن به هدف باشد چه مانعي دارد كه اين كار انجام شود.اين مورد، به خصوص درباره ي كشورهاي در حال توسعه ويا جهان سوم به شكاف عميق فن آوري بين اين كشورها و كشورهاي پيشرفته  دنيا، امري حياتي به شمار مي رود و اين كشورها بايد همان شيوه را پيش بگيرند(البته در قالب مقتضيات زمان و مكان و ساير محدوديت ها) به عنوان يك نمونه، قسمتي از تاريخچه ي صنعت خودرو و آغاز توليد آن در ژاپن را مورد بررسي قرار مي دهيم:

توليد انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهاني دوم ودر سال 1920 بوسيله ي كارخانه هاي "ايشي كاواجيما" آغاز شد كه مدل ژاپني فورد آمريكايي را كپي كرده و به شكل توليد انبوه به بازار عرضه نمود.

همچنين شورلت ژاپني AE جزو اولين خودرو هاي كپي شده آمريكايي توسط ژاپني ها بود كه به تعداد زياد توليد مي شد. سپس با تلاش هاي فراواني كه انجام شد(آنهم در شرايط بحراني ژاپن در آن دوره) مهمترين كارخانه‌ي خودرو سازي ژاپن يعني "تويوتا" درسال 1932 فعاليت خود را با ساخت خودرويي با موتور "كرايسلر" آغاز نمود ، در سال 1934، نوع ديگري از خودرو را با موتور"شورلت" ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936، اولين تلاش ها براي ساخت خودروي تمام ژاپني آغاز شد. البته تا مدت ها ژاپني ها مشغول كپي برداري از اتومبيل هاي آمريكايي و اروپايي بودند.

آنها خودروي پاكارد و بيوك آمريكايي و رولزرويس، مرسدس بنز و فيات اروپايي را نيز توليد كردند كه همين توليدها  زمينه ساز گسترش فعاليت خودروسازي ژاپن شد و سرانجام در دهه ي 1960 ميلادي پس از سعي و كوشش فراوان ، اولين اتومبيل تمام ژاپني كه ضمنا داراي استاندارد جهاني بود، توليد و به بازار عرضه شد.

در تمامي مطاب فوق رد پاي يك شگرد خاص و بسيار مفيد به چشم مي خورد كه "مهندسي معكوس"(Reverse Engineering ) نام دارد.

مهندسي معكوس روشي آگاهانه براي دستيابي به فن آوري  حاضر و محصولات موجوداست. در اين روش، متخصصين رشته هاي مختلف علوم پايه و كاربردي از قبيل مكانيك، فيزيك و اپتيك، مكاترونيك، شيمي پليمر، متالورژي،الكترونيك و ...جهت شناخت كامل نحوه ي عملكرد يك محصول كه الگوي فن آوري مذكور مي باشد تشكيل گروه هاي تخصصي داده و توسط تجهيزات پيشرفته و دستگاه هاي دقيق آزمايشگاهي به همراه سازماندهي مناسب تشكيلات تحقيقاتي و توسعه هاي R&D "سعي در به دست آوردن مدارك و نقشه هاي طراحي محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازي (Prototyping) و ساخت نيمه صنعتي (Pilot plant) در صورت لزوم ، توليد محصول فوق طبق استاندارد فني محصول الگو انجام خواهد شد . همان گونه كه اشاره شد استفاده از روش مهندسي معكوس براي كشورهاي در حال توسعه يا عقب مانده روش بسيار مناسبي جهت دسترسي به فن آوري ، رشد و توسعه ي آن مي باشد. اين كشور ها كه در موارد بسياري از فن آوري ها در سطح پاييني قرار دارند، در كنار روش ها و سياست هاي دريافت دانش فني، مهندسي معكوس را مناسب ترين روش دسترسي به فن آوري تشخيص داده و سعي مي كنند با استفاده از روش مهندسي معكوس، اطلاعات و دانش فني محصولات موجود ، مكانيزم عمل كرد و هزاران اطلاعات مهم ديگر را بازيابي كرده و در كنار استفاده ار روش هاي مهندسي مستقيم (Forward Engineering) و روش هاي ساخت قطعات ، تجهيزات ، تسترهاي مورد استفاده در خط مونتاژ و ساخت مانند قالب ها ،گيج و فيكسچر ها و دستگاههاي كنترل، نسبت به ايجاد كارخانه اي پيشرفته و مجهز جهت توليد محصولات فوق اقدام نمايند. همچنين ممكن است مهندسي معكوس، براي رفع معايب و افزايش قابليت هاي محصولات موجود نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. به عنوان مثال در كشور آمريكا ، مهندسي معكوس توسط شركت "جنرال موتور" بر روي محصولات كمپاني "فورد موتور" و نيز برعكس، براي حفظ وضعيت رقابتي و رفع نواقص محصولات به كار برده شده است.

بسياري از مديران كمپاني هاي آمريكايي، هر روز قبل از مراجعت به كارخانه، بازديدي از جديدترين محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمايشگاه هاي برگزار شده انجام داده و جديدترين محصولات عرضه شده مربوط به محصولات كمپاني خود را خريداري نموده و به واحد تحقيق و توسعه (R&D) تحويل مي دهند تا نكات فني مربوط به طراحي وساخت محصولات مذكور و آخرين تحقيقات ، هر چه سريع تر در محصولات شركت فوق نيز مورد توجه قرار گيرد.

جالب است بدانيد كه مهندسي معكوس حتي توسط سازندگان اصلي نيز ممكن است به كار گرفته شود . زيرا به دلايل متعدد، نقشه هاي مهندسي اوليه با ابعاد واقعي قطعات (مخصوصا زماني كه قطعات چندين سال پيش طراحي و ساخته و به دفعات مكرر اصلاح شده اند)مطابقت ندارد براي مثال جهت نشان دادن چنين نقشه هايي با ابعاد واقعي قطعات و كشف اصول طراحي و تلرانس گذاري قطعات، بخش ميكروسويچ شركت(Honywell) از مهندسي معكوس استفاده نموده و با استفاده از سيستم اندازه گيري CMM (Coordinate Measuring Machine)  با دقت و سرعت زياد  ابعاد را تعيين نموده و به نقشه هاي مهندسي ايجاد شده توسط سيستم CAD منتقل مي كنند.

متخصصين اين شركت اعلام مي دارند كه روش مهندسي معكوس و استفاده از ابزار مربوطه، به نحو موثري زمان لازم براي تعمير و بازسازي  ابزارآلات ، قالب ها و فيكسچرهاي فرسوده را كم مي كند و لذا اظهار مي دارند كه "مهندسي معكوس زمان اصلاح را به نصف كاهش مي‌دهد."

مهندسين معكوس، اضافه بر اينكه بايد محصول موجود را جهت كشف طراحي آن به دقت مورد مطالعه قرار دهند، همچنين بايد مراحل بعد از خط توليد يعني انبارداري و حمل و نقل را از كارخانه تا مشتري و نيز قابليت اعتماد را در مدت استفاده ي مفيد مورد تجزيه و تحليل قرار دهند. چرا كه مثلا فرايند آنيلينگ مورد نياز قطعه،ممكن است براي ايجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عمل كرد واقعي محصول يا در طول مدت انبارداري و حمل و نقل طراحي شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجراي مراحل مذكور آشكار خواهد شد.

چه بسا كه بررسي يك پيچ بر روي سوراخي بر بدنه ي محصول(كه به قطعات و اجزاي ديگر متصل نشده) ، متخصصان مهندسي معكوس را ماه ها جهت كشف راز عملياتي آن به خود مشغول كند، غافل از اينكه محل اين پيچ، امكاني جهت تخليه ي هوا، تست آب بندي يا امكان دسترسي به داخل محصول جهت تست نهايي مي باشد. از سوي ديگر مهندسين معكوس بايد عوامل غير مستقيمي را كه ممكن است در طراحي و توليد محصول مذكور تاثير بگذارند، را به دقت بررسي نمايند. به دليل اينكه  بسياري از اين موارد با توجه به خصوصيات و مقتضيات زماني و مكاني ساخت محصول مورد نظر، توسط سازندگان اصلي توجيه پذير باشد اما ماجراي آن به وسيله ي مهندسين معكوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرايند توليد قطعات تا حدود قابل توجهي بستگي به تعداد محصولات مورد نياز و ... دارد . اگر تعداد محصولات مورد نياز جهت كشور ثانويه در بسيار كمتر از كشور اصلي كه در حد جهاني و بين‌المللي فعاليت نموده ، باشد پس به عنوان مثال تعيين فرايند يك قطعه با باكاليتي (نوعي مواد پليمري) از طريق ساخت قالب هاي چند حفره اي با مكانيزم عملكرد خود كاربا توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، مي تواند براي مجريان مهندسي معكوس فاجعه ساز باشد ( اگر كه  اين مهندسان از فرايند هاي ساده تر با توجه به تيراژ توليد محصول و نيز خصوصيات تكنولوژيكي كشور خود استفاده نكنند.) بنابراين، مرحله ي بعد از كشف طراحي، تطبيق طراحي انجام شده بر مقتضيات زماني و مكاني كشور ثانويه مي‌باشد كه بايد به دقت مورد توجه متخصصين مهندسي معكوس واقع شود.

خلاصه اينكه مهندسي معكوس ممكن است يك كاربرد غير معقول و نامناسب از كاربرد هنر و علم مهندسي به نظر برسد، اما آن يك حقيقت از زندگي روزمره ي ما به شمار مي رود.

منبع :سايت مهندسي مكنا

+ نوشته شده در  یکشنبه 9 تیر1387ساعت 5:6 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

کشف نقشه ای 450 ساله از خلیج فارس ایران در فلورانس ایتالیا ( عکس ها را ببینید )

یک نقشه 450 ساله، سه سال تمام است که زندگی دکتر راسخی را دگرگون کرده است. دکتر راسخی که دکترای معماری اش را از دانشگاه فلورانس ایتالیا گرفته و در همانجا مشغول تدریس و کار شده است، سه سال پیش بر اثر همکاری با مرکز جغرافیای ارتش ایتالیا به کتابخانه این ارتش در فلورانس راه پیدا می کند و در کتابخانه آنجا نقشه ای را می بیند که 450 سال قدمت دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نقشه ای که 160 سال پیش از این بر دیوار نصب شده است. نقشه ای که شاید برای ایتالیایی ها چندان اهمیت نداشته باشد، اما برای ما ایرانی ها خیلی مهم است. چرا؟ چون این نقشه را 450 سال پیش جهانگردی ایتالیایی به نام بلو از آسیا تهیه کرده و در آن خلیج فارس را با همان نام PERSIA نوشته است. تصاویر این نقشه را من برای اولین بار با اجازه دکتر راسخی در وبلاگم قرار می دهم. شاید اینجوری دهان عرب ها بسته شود!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منبع: تحریریه خاموش

+ نوشته شده در  یکشنبه 9 تیر1387ساعت 12:55 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

تصویر ذهنی


یک مسئله عجیب به نام تصویر ذهنی

شخصی سر کلاس ریاضی خوابش برد. زنگ را زدند بیدار شد و با عجله دو مسئله را که روی تخته سیاه نوشته شده بود یادداشت کرد و با این «باور» که استاد آنرا به عنوان تکلیف منزل داده است به منزل برد و تمام آنروز و آن شب برای حل کردن آنها فکر کرد. هیچیک را نتوانست حل کند. اما طی هفته دست از کوشش برنداشت. سرانجام یکی از آنها را حل و به کلاس آورد. استاد به کلی مبهوت شد زیرا آندو را به عنوان دو نمونه ازمسایل غیر قابل حل ریاضی داده بود


در یک باشگاه بدنسازی پس از اضافه کردن 5 کیلوگرم به رکورد قبلی ورزشکاری از وی خواستند که رکورد جدیدی برای خود ثبت کند. اما او موفق به این کار نشد. پس از او خواستند وزنه ای که 5 کیلوگرم از رکوردش کمتر است را امتحان کند. این دفعه او براحتی وزنه را بلند کرد. این مسئله برای ورزشکار جوان و دوستانش امری کاملا طبیعی به نظر می رسید اما برای طراحان این آزمایش جالب و هیجان انگیز بود. چرا که آنها اطلاعات غلط به وزنه بردار داده بودند. او در مرحله اول از عهده بلند کردن وزنه ای برنیامده بود که در واقع 5 کیلوگرم از رکوردش کمتر بود و در حرکت دوم ناخودآگاه موفق به بهبود رکوردش به میزان 5 کیلوگرم شده بود. او در حالی و با این «باور» وزنه را بلند کرده بود که خود را قادر به انجام آن می دانست. 

 
هر فردی خود را ارزیابی میکند و این برآورد مشخص خواهد ساخت که او چه خواهد شد. شما نمی توانید بیش از آن چیزی بشوید که باور دارید«هستید». اما بیش از آنچه باور دارید«می توانید» انجام دهید

 

  نورمن وینست پیل

+ نوشته شده در  شنبه 8 تیر1387ساعت 6:54 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

همه چیز در رابطه با دیوار صوتی

در مقاله ها و متونی که به موضوع هوانوردی مربوط می شوند، شاید عبارت «شکست دیوار صوتی» را دیده و مایل به دانستن مطالبی در مورد این زمینه نیز باشید. در این مقاله، تمامی مطالب مربوط به دیوار صوتی و چگونگی شکست آن و موارد مرتبط بررسی و مطالعه خواهند شد.

در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی، هواپیما ها بیشتر با سرعت های بسیار پایین نسبت به هواپیما های امروزی پرواز می کردند که حتی به بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت نمی رسید؛ در حالی که چنین سرعتی، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمی باشد.
 اما رفته رفته، سرعت هواپیما ها حتی با موتورهای پیستونی به گاه بالای ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده، گاه نیز استال می شوند.

 

 

در آن زمان، علت این موضوع بدین گونه بیان شد که با افزایش سرعت، به تدریج سرعت گردش انتها یا نوک پره های پروانه ی موتور، به سرعت صوت نزدیک شده و سرانجام در حداکثر سرعت یک هواپیمای پیستونی که حدود ۹۵۰ کیلومتر می باشد، سرعت انتهای پره ها از سرعت صوت گذشته و پسا یا درگ بسیاری ایجاد می شود که خود مانع سرعت گرفتن بیشتر هواپیماست.
 در چنین سرعت هایی، پروانه موتور هواپیماهای پیستونی، نه تنها تراست یا نیروی کشش تولید نمی کند، بلکه در اثر سرعت بسیار زیاد، تبدیل به یک دیسک یا دایره توپر چرخنده می شود که جز ایجاد درگ و پسا، کار دیگری انجام نمی دهد.
آیرودینامیست های آن زمان این حد را یک محدوده سرعت یا همان دیوار صوتی در نظر گرفته و بسیاری از آنان نیز بر این عقیده بودند که گذشتن از دیوار صوتی و پشت سر گذاشتن آن، کاریست غیر ممکن؛ اما با ورود به عصر جت و پیشرفت علم آیرودینامیک، همه ما شاهد هستیم که این کار برای جنگنده های امروزی کاری بس سهل و آسان است.

حال، پس بررسی تاریخچه آن، بهتر است به اصل موضوع بپردازیم و نخست، ببینیم که خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است.

 صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۳۲ متر بر ثانیه یا ۱,۱۹۵ کیلومتر بر ساعت می باشد که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می پیماید.

این مسئله بدین صورت است که صوت همانطور که می دانیم، از طریق ضربات ملکول های هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آن ها فضا را طی می کند و هرچه تعداد مولکول ها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال می یابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل ۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت است. پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکول ها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را می پیماید.
 دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه، به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب می باشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعت های بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد می کنند.
 عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شی پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می یابد.

اما حال که با عدد ماخ آشنا شدیم، به مهمترین و اصلی ترین عامل ایجاد دیوار صوتی یعنی همان «امواج ضربه ای یا Shockwaves» پرداخته و دلیل ایجاد درگ و پسای زیاد را در سرعت های نزدیک سرعت صوت، بررسی خواهیم کرد.

 امواج ضربه ای یا شاک ویو ها، در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می تواند به لایه های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید.
برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می شود، موج های در آب به وجود می آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه ای از ملکول های آب است که قادر به انتقال به لایه های دیگر نیز می باشد، و امواج ضربه ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آن ها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می شوند.
 در سرعت های نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶% در می رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعت ها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می یابد، همین مسئله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را بر هم می زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می شوند. اما کم کم، با نزدیک شدن به سرعت های ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می یابد.
در چنین سرعت هایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت می رسد، گرچه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربه ای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید می کنند، که همین مسئله گذر از دیوار صوتی را مشکل می نماید.
به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد،( گرچه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد)، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach Number می گويند.
عدد ماخ بحرانی را می توان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی می گیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت، فرامین هواپیما کم کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربه ای به وجود می آید که با گذر از دیوار صوتی، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز می گردند.
بنابراین، در سرعتی که هواپیما به عدد ماخ بحرانی خویش می رسد، پسا به دلیل ایجاد امواج ضربه ای به طور قابل توجهی افزایش می یابد، پس، باید تلاش بر آن باشد تا عدد ماخ بحرانی هر چه بیشتر با بهبود ویژگی های آیرودینامیکی افزایش یابد، چون اگر این اتفاق در سرعت های پایین تر رخ دهد، هواپیما نیز باید از سرعت پایین تری جدال با افزایش پسا را شروع کند.

 حال ببینیم که چرا با تولید امواج ضربه ای، پسا افزایش می یابد.
 قانونی در مبحث دیوار صوتی بیان می کند که هر جریان هوایی که از یک موج ضربه ای بگذرد، موج ضربه ای انرژی کنتیکی یا جنشی سرعتی آن را گرفته و در خور تبدیل به گرما و افزایش فشار می کند، در نیتجه سرعت جریان هوای گذرنده از موج ضربه ای به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. با کاهش سرعت جریان هوا در جلوی بال ها در سرعت های نزدیک سرعت صوت، تلاش پیشرانه یا موتورهای هواپیما باید چند برابر شود تا اثر کاهش سرعت در اثر موج ضربه ای را خنثی نماید. در صورتی که عدد ماخ بحرانی هواپیمایی پایین باشد، در سرعت های پایین باید نیروی رانشی هواپیما چند برابر شود که مصرف سوخت فوق العاده ای را برای گذر از دیوار صوتی به دنبال خواهد داشت؛ اما، در صورت بالا بودن عدد ماخ بحرانی، هواپیما فقط مدت کوتاهی نیازمند قدرت و کشش بسیار زیاد برای شکستن دیوار صوتی می باشد.
با اعمال نیروی فراوان رانشی، سرانجام هواپیما بر مشکل پسای زیاد فائق آمده و از دیوار صوتی می گذرد. در نتیجه این عمل، امواج تولید شده توسط هواپیما از آن جا مانده و پشت سر هواپیما حرکت می کنند. در این حالت، وضعیت به حالت عادی بازگشته و پسای ایجاد شده به وضعیت نرمال باز می گردد. بعضی از هواپیما ها از تمام نیروی پس سوزشان یا ۱۰۰% قدرت موتور برای گذر از دیوار صوتی و یا سرعت ۱,۱۹۵ کیلومتر بر ساعت استفاده می کنند، در حالی که در سرعت های بسیار بالاتر، تنها از ۳۰% قدرت موتور برای رانش به جلو بهره می جویند. با دقت در این مثال، می توان به خوبی افزایش درگ و پسا و قدرت فروان لازم برای غلبه بر آن در سرعت های نزدیک به سرعت صوت را درک و تجزیه و تحلیل نمود.

امواج ضربه ای توسط هواپیما در سرعت صوت، بسیار قدرتمند می باشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی، امواج ضربه ای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشه های منازل و ساختمانها برخورد نموده و باعث شکستن آن ها می شود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربه ای به طور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است. از امواج ضربه ای، در بمب ها و تسلیحات دیگر نیز استفاده می شود.

بمب ها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایه هایی از هوا، امواج ضربه ای به وجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشه ها و تخریب دیوار ها نیز می شود. اگر شخصی در فاصله ای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربه ای وجود ندارد.
به دلیل تولید امواج ضربه ای در سرعت های حدود سرعت صوت، خلبانان سعی می کنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعت هایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعت ها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد.

اما حال ببینیم صدایی انفجار مانند که در هنگام شکستن دیوار صوتی تولید می شود نتیجه چیست. امواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت، هر بار در سرعت های زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده می رسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع می شوند.
با گذر از سرعت صوت، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما با هم به گوش شنونده می رسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند می باشد. شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی، هاله ای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربه ای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید می آورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است. اما از امواج ضربه ای در موتورهای جت نیز استفاده می شود. بدین گونه که، هوا ورودی در موتورهای جت، حتی اگر هواپیما با سرعت های بالای صوت پروزا نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.
بنابراین، اکثراً در ورودی موتورهای هواپیماهای جنگنده مخروطی را به شکل کامل یا نصف مانند هواپیماهای میگ ۲۱ یا اف ۱۰۴ ستارفایتر می بینیم، که فلسفه ایجاد این مخروط تولید عمدی امواج ضربه ای است.
 در صورت تولید امواج ضربه ای، هوای عبوری از میان آن با سرعت کاهش یافته یا زیر صوت وارد موتور می شود و فرآیند احتراق به طور کامل انجام می پذیرد. برای انجام پرواز های مافوق صوت، اغلب هواپیماهای جنگنده از مقطع بال های ویژه ای که عدد ماخ بحرانی را به حداکثر می رسانند، استفاده می نمایند و مقطع بال ها معمولاً بسیار نازک و متقارن می باشد. به عقب برگشتگی بال های هواپیماهای مدرن نیز در نتیجه تلاش برای افزایش عدد ماخ بحرانی بوده چرا که آزمایش های تونل باد نشان داده که با به عقب برگشتگی بال ها به میزان چند درجه عدد ماخ بحرانی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، تا جایی که هواپیماهای مسافربری سریع السیر مانند بوئینگ ۷۴۷ که در حدود سرعت صوت یا حدود ۹۸۰ کیلومتر بر ساعت پرواز می کنند، نیز به بال هایی به عقب برگشته مجهزند. در برخی از هواپیماها، مانند هواپیمای اف ۱۴ تامکت، از سیستم بال های متغیر استفاده شده که در این سیستم، در سرعت های پایین که از عدد ماخ بحرانی خبری نیست بال ها گسترده می شوند و برای فراوانی تولید می کنند، ولی رفته رفته با نزدیک شدن به سرعت صوت، کامپیوتر موجود در این سیستم خود زاویه لازم برای افزایش عدد ماخ بحرانی را محاسبه کرده و بال را متناسب با زوایه آن تغییر داده و به عقب بر می گرداند. این سیستم به دلیل هزینه های بالا و سنگینی بیش از حد آن، دارای استفاده محدودی می باشد. هواپیماها کلاً از نظر سرعت نسبت به سرعت صوت به چند دسته زیر تقسیم می شوند:
▪ هواپیماهای زیر سرعت صوت یا مادون صوت با محدوده سرعت ۳۵۰ تا ۹۵۰ کیلومتر بر ساعت، Subsonic
▪ هواپیماهای حدود سرعت صوت با محدوده سرعت ۹۵۰ تا ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت، Transonic
▪ هواپیماهای سرعت صوت با محدوده سرعت دقیقاً سرعت صوت نسبت به محیط، Sonic
▪ هواپیماهای بالای سرعت صوت یا مافوق سرعت صوت با محدوده سرعت ۱ ماخ تا ۵ ماخ، Supersonic
▪ هواپیماهای با سرعت بسیار بیشتر از سرعت صوت با محدوده سرعت ۵ ماخ و بالاتر، Hypersonic
لازم به ذکر است، اولین بار، خلبانی آزمایشی آمریکایی به نام چاک ییگر، با انجام اصلاحاتی بر روی یک بمب افکن قدیمی آن را به چهار موتور موشکی مجهز کرده و بر فراز بیایانی در آمریکا، پس از جدا شدن از هواپیمای مادر، به پرواز در آورد. پس چند ثانیه پرواز هواپیمای پرتقالی رنگ ملقب به X-۱ به صورت گلاید، خلبان چهار موتور موشکی خود را روشن کرده و پس از چند لحظه صدایی رعد آسا در آسمان شنیده شد که همان نتیجه شکستن دیوار صوتی برای اولین بار در جهان بود. در این آزمایش، این هواپیما به سرعت ۱۶/۱ ماخ دست یافت، و با ورود به عصر جت، رویای شکستن دیوار صوتی و پا گذاشتن به سرعت صوت نیز به واقعیتی بسیار قابل لمس مبدل گشت.

+ نوشته شده در  شنبه 8 تیر1387ساعت 6:52 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

طرز كار راكت هاي فضايي

 
طرز كار راكت هاي فضايي
یکی از عجیب ترین کشفیات انسان دسترسی به فضا است که پیچیدگی و مشکلات خاص خود را دارد. راه یابی به فضا پیچیده است، چرا که باید با بسیاری از مشکلات روبرو شد. مثلا وجود خلا در فضا و ...

مقدمه:
يكي  از عجيب ترين كشفيات انسان دسترسي به فضا است كه پيچيدگي و مشكلات خاص خود را دارد. راه يابي به فضا پيچيده است، چرا كه بايد با بسياري از مشكلات روبرو شد. مثلا:

- وجود خلا در فضا

- مشكلات گرما و حرارت

- مشكل ورود مجدد به زمين

- مكانيك مدارها

- ذرات و باقي مانده هاي فضا

- تابش هاي كيهاني و خورشيدي

- طراحي امكانات براي ثابت نگه داشتن اشيا در بي وزني

ولي بزرگترين مشكل ايجاد انرژي لازم براي بالا بردن فضاپيما از زمين است كه براي درك اين موضوع بايد به بررسي طرز كار موتورهاي موشك پرداخت.

در يك ديدگاه ساده، مي توان موتورهاي موشك را به آساني و با هزينه اي نسبتا كم طراحي كرد و حتي آن را به پرواز درآورد اما اگر بخواهيم مسئله را در سطح كلان بررسي كنيم با مشكلات و پيچيدگي هاي بسياري مواجه هستيم و اين موتورهاي موشك (و به خصوص سيستم سوخت آن ها) آنقدر پيچيده است كه تا به حال تنها سه كشور توانسته اند با استفاده از اين فناوري انسان را در مدار زمين قرار دهند.

در اين مقاله ما موتورهاي موشك هاي فضايي را مورد بررسي قرار مي دهيم تا با طرز كار و پيچيدگي هاي آن ها آشنا شويم.

 

نكات پايه اي:

عموما وقتي كسي درباره موتورها فكر مي كند، خود به خود مطالبي درباره چرخش برايش تداعي مي شود.براي مثال حركت متناوب پيستون در موتور بنزيني كه انرژي چرخشي براي به حركت در آوردن چرخ ها را توليد مي كند. و يا موتور الكتريكي كه با توليد ميدان الكتريكي كه با توليد ميدان مغناطيسي نيروي چرخشي براي پنكه يا سي دي رام توليد مي كنند. موتور بخار هم به طور مشابه كار مي كنند.

ولي موتور موشك از لحاظ ساختار متفاوت است. موتور موشك ها موتورهاي واكنشي هستند.اساس كار موتور موشك برپايه ي قانون معروف نيوتون است كه مي گويد: "براي هر كنش واكنشي وجود دارد به مقدار مساوي ولي درجهت مخالف آن". موتور موشك نيز جرم را در يك جهت پرتاب مي كند و از واكنش آن در جهت مخالف سود مي برد.

البته تصور اين اصل (پرتاب جرم و سود بردن از واكنش) ممكن است در ابتدا كمي عجيب به نظر بيايد، چرا كه در عمل بسيار متفاوت مي نماياند. انفجار، صدا و فشار چيزهايي است كه در ظاهر باعث حركت موشك مي شود و نه "پرتاب جرم".

 

بگذاريد تا با بيان چند مثال تصويري بهتر از واقعيت را روشن كنم:

 

● اگر تا به حال با اسلحه ي(به خصوص سايز بزرگ آن) shotgun شليك كرده باشيد،  متوجه مي شويد كه ضربه ي بسيار قوي اي، با نيروي بسيار زياد به شانه شما وارد مي كند.

يك اسلحه مقدار 1 انس فلز را به يك جهت و با سرعت 700 مايل در ساعت شليك مي كند و در واكنش شما را به عقب حركت مي دهد.

 

● اگر تا به حال شير آتش نشاني را ديده باشيد، متوجه مي شويد كه براي نگه داشتن آن بايد نيروي بسيار زيادي را صرف كنيد (اگر دقت كرده باشيد گاهي 2 يا 3 آتش نشان يك شير را نگه مي دارند) كه در اين جا شير آتش نشاني مثل موتور موشك عمل مي كند.

شير آتش نشاني، آب را در يك جهت پرتاب ميكند و آتش نشان ها از نيرو و وزن خود استفاده مي كنند تا در برابر واكنش  آن مقاومت كنند. اگر آن ها اجازه بدهند تا شير رها شود، شير به اين طرف و آن طرف پرتاب مي شود.

حال اگر آتش نشان ها روي يك اسكيت برد ايستاده باشند شير آتش فشاني آن ها را با سرعت زيادي به عقب مي راند.

 

● اگر يك بادكنك را باد كنيد و آن را رها كنيد، بادكنك  به پرواز در مي آيد، تا وقتي كه هواي داخل آن به طور كامل خالي شود. پس مي توان گفت كه شما يكم موتور موشك ساخته ايد. در اين جا چيزي كه به بيرون پرتاب مي شود مولكول هاي هواي درون بادكنك هستند.

بسياري از مردم فكر مي كنند كه مولكول هاي هوا اهميتي ندارند، در حالي كه اينطور نيست. هنگامي كه شما به آن ها اجازه مي دهيد تا از دريچه بادكنك به بيرون پرتاب شوند، بر اثر واكنش به وجود آمده بادكنك به جهت مخالف پرتاب مي شود.

 

در ادامه براي درك بهتر موضوع، به مثالي دقيق تر اشاره مي كنم:

 

● سناريوي توپ بيسبال در فضا:

شرايط زير را تصور كنيد،

مثلا شما لباس فضانوردان را پوشيده ايد و در فضا در كنار فضاپيما معلق مانده ايد و  چندين توپ بيسبال در دست داريد. حال اگر شما توپ بيسبال را پرتاب كنيد، واكنش آن بدن شما را به جهت مخالف توپ حركت مي دهد.

سرعت شما پس از پرتاب توپ به وزن توپ و شتاب وارده بستگي دارد. همانطور كه مي دانيم حاصلضرب جرم در شتاب برابر نيرو است، يعني:

F=m.a

همچنين ميدانيم كه هر نيرويي كه شما به توپ وارد كنيد، توپ نيز نيرويي مساوي ولي در جهت مخالف به بدن شما وارد ميكند كه همان واكنش است. پس مي توان گفت:

m.a=m.a

حال فرض مي كنيم كه توپ بيسبال 1 كيلو گرم وزن داشته باشد و وزن شما و لباس فضايي هم 100 كيلوگرم باشد. پس با اين حساب اگر شما توپ بيسبال را با سرعت 21 متر در ساعت پرتاب كنيد. يعني شما با دست خود به يك توپ بيسبال 1 كيلو گرمي، شتابي وارد كرده ايد كه سرعت 21 متر در ساعت گرفته است. واكنش آن روي بدن شما تاثير مي گذارد، ولي وزن بدن شما 100 برابر توپ بيسبال است. پس بدن شما با 100/1 سرعت توپ بيسبال (يا 0.21 متر بر ساعت) به عقب حركت مي كند.

حال اگر شما مي خواهيد از توپ بيسبال خود قدرت بيش تري بگيريد، شما دو انتخاب داريد: افزايش جرم يا افزايش شتاب وارده

شما مي توانيد يا يك توپ سنگين تر پرتاب كنيد و يا اينكه شما مي توانيد توپ بيسبال را سريع تر پرتاب كنيد (شتاب آن را افزايش دهيد)، و اين دو تنها كارهايي است كه مي توانيد انجام دهيد.

 

 

يك موتور موشك نيز به طور كلي جرم را در قالب گازهاي پرفشار پرتاب مي كند؛ موتور گاز را در يك جهت به بيرون پرتاب مي كند تا از واكنش آن در جهت مخالف سود ببرد. اين جرم از مقدار سوختي كه در موتور موشك مي سوزد بدست مي آيد.

عمليات سوختن به سوخت شتاب مي دهد تا از دهانه خروجي موشك با سرعت زياد بيرون بيايد.

وقتي سوخت جامد يا مايع مي سوزد و به گاز تبديل مي شود، جرم آن تغيير نمي كند بلكه تغيير در حجم آن است. يعني اگر شما مقدار يك كيلو سوخت مايع موشك را بسوزانيد مقدار يك كيلو جرم با حجمي بيشتر، از دهانه خروجي موشك با دماي بالا و سرعت زياد خارج مي شود. عمليات سوختن، جرم را شتاب مي دهد.
بياييد تا بيش تر درباره ي نيروي پرتاب بدانيم:

 

نيروي پرتاب:

قدرت موتور يك موشك را نيروي پرتاب آن مي گويند. نيروي پرتاب در آمريكا به صورت
(پوند)
ponds of thrust
و در سيستم متريك با واحد نيوتون شناخته شده است (هر 4.45 نيوتون نيروي پرتاب برابر است با 1 پوند نيروي پرتاب).

هر يك پوند نيروي پرتاب (4.45 نيوتون) مقدار نيروي است كه مي تواند يك شي 1 پوندي (453.59 گرم) را در حالت ساكن مخالف نيروي جاذبه زمين نگه دارد.

بنابر اين در روي زمين شتاب جاذبه 21 متر در ساعت در ثانيه (32 فوت در ثانيه در ثانيه) است.

منبع:

 

 

+ نوشته شده در  شنبه 8 تیر1387ساعت 6:51 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

استفاده از فناوری های نوین در ساخت بالگرد - قایق تندروی دریایی

استفاده از فناوری های نوین در ساخت بالگرد - قایق تندروی دریایی

استفاده ترکیبی از فناوری های نوین الکترونیکی و سازه سازی به طراحی و ساخت فانتوم دریانوردی منجر شده است که با برخورداری از قابلیت های ویژه همچون سرعت سرسام آور تحولی جدید در این بخش از صنعت سازه های دریایی ایجاد کرده است.

SeaPhantom برای ارتش آمریکا طراحی و ساخته شده است و همچون بالگرد سرعتی و در عین حال قایق تندرو و قدرتمند بر روی لایه نازکی از هوا بر روی آب و داخل آن حرکت می کند.

استفاده از فناوری های نوین هریک به نوبه خود در طراحی و ساخت این وسیله تندرو موثر بوده است.

از جمله مزایای این بالگرد - قایق تندروی دریایی، تغییر شکل انفجاری حرکتی آن در سرعت های بالا و رسیدن به سرعتی ماوراء تصور با استفاده از دو موتور قدرتمند کناری آن است.

بر اساس گزارش گیزمگ، این وسیله دریایی می تواند در برابر فشارهای آبی و حرکات سریع امواج از پایداری خوبی برخوردار باشد.

وجود فنرهای لایه ای از جنس فایبرگلس که هرگز در آب خورده نمی شوند در کنار کیسه های آلومینیومی هوا که در فشار 60 هزار پوندی با موفقیت در برابر فشارهای آبی آزمایش شده اند، ترکیب ایده آلی را ایجاد کرده است

+ نوشته شده در  شنبه 8 تیر1387ساعت 6:49 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

دانشمندان بزرگ را بهتر بشناسیم.

 

"توضيح دهيد که چگونه مي توان با استفاده از يک فشارسنج ارتفاع يک آسمان خراش اندازه گرفت؟"


سوال بالا يکي از سوالات امتحان فيزيک در دانشگاه کپنهاگ بود.

يکي از دانشجويان چنين پاسخ داد: (به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم. سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان مي کنيم که سرش به زمين بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه ي طول فشارسنج خواهد بود.)

پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد که مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولي دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره ي خود کرد. يکي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد که تصميم نهايي را او بگيرد.

نظر قاضي اين بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است، ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيک نيست. سپس تصميم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد که نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيک باشد.

دانشجو در پنج دقيقه ي اول ساکت نشسته بود و فکر مي کرد. قاضي به او يادآوري کرد که زمان تعيين شده در حال اتمام است. دانشجو گفت که چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نمي تواند تصميم گيري کند که کدام يک بهترين مي باشد.

قاضي به او گفت که عجله کند، و دانشجو پاسخ داد: (روش اول اين است که فشارسنج را از بالاي آسمان خراش رها کنيم و مدت زماني که طول مي کشد به زمين برسد را اندازه گيري کنيم. ارتفاع ساختمان را مي توان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولي که روي کاغذ نوشته ام محاسبه کرد.)

دانشجو بلافاصله افزود: (ولي من اين روش را پيشنهاد نمي کنم، چون ممکن است فشارسنج خراب شود!)

"روش ديگر اين است که اگر خورشيد مي تابد، طول فشارسنج را اندازه بگيريم، سپس طول سايه ي فشارسنج را اندازه بگيريم، و آنگاه طول سايه ي ساختمان را اندازه بگيريم. با استفاده از نتايج و يک نسبت هندسي ساده مي توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري کرد. رابطه ي اين روش را نيز روي کاغذ نوشته ام.)

"ولي اگر بخواهيم با روشي علمي تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم، مي توانيم يک ريسمان کوتاه را به انتهاي فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروي گرانش دو سطح بدست آوريم. من رابطه هاي مربوط به اين روش را که بسيار طولاني و پيچيده مي باشند در اين کاغذ نوشته ام.)

"آها! يک روش ديگر که چندان هم بد نيست: اگر آسمان خراش پله ي اضطراري داشته باشد، مي توانيم با استفاده از فشارسنج سطح بيروني آن را علامت گذاري کرده و بالا برويم و سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم.)

"ولي اگر شما خيلي سرسختانه دوست داشته باشيد که از خواص مخصوص فشارسنج براي اندازه گيري ارتفاع استفاده کنيد، مي توانيد فشار هوا در بالاي ساختمان را اندازه گيري کنيد، و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري کنيد، سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد.)

"ولي بدون شک بهترين راه اين مي باشد که در خانه ي سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم که اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود، مي تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشارسنج را به او بدهيم!)

دانشجويي که داستان او را خوانديد، نيلز بور، فيزيکدان دانمارکي  بود.

+ نوشته شده در  شنبه 8 تیر1387ساعت 6:46 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

برنامه شبیه ساز آسمان(سیارات،ماه،اجرام ژرف)،نجوم محاسباتی منا

+ نوشته شده در  سه شنبه 31 اردیبهشت1387ساعت 7:42 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

فن آوريهاي نوین

فن آوريهاي نوین


سيستمهاي فتوولتائيك
سيستمي كه در آن انرژي خورشيد بدون بهره گيري از مكانيزمهاي متحرك و شيميائي، به انرژي الكتريكي تبديل شود، اثر آنرا فتوولتائيك مي نامند. عاملي كه دراين فرآيند بكار مي رود سلول خورشيدي ناميده مي شود. حدود 45 سال پيش براي اولين بار و بعنوان مولد الكتريكي در سفينه هاي فضائي از اين سلولها استفاده گرديد و مدتي است كه بهره گيري از آنها در زمين نيز متداول شده است. سلولهاي خورشيدي قادرند انرژي تشعشعي خورشيد را با بازدهي معادل 5 تا 20 درصد مستقيما به الكتريسيته تبديل كنند. اگر چه انرژي الكتريكي نوري هنوز بميزان كافي از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نمي باشد ولي در سالهاي اخير كاهش چشمگيري در هزينه هاي مربوط به بهره برداري از اين سيستمها مشاهده گرديده و انتظار مي رود در آينده نيز با تحقيقات لازم و رفع سلولهاي نوري، كاهش قيمت ادامه يابد. ولي نبايد فراموش كرد كه در مناطق دور و در جاهايي كه دسترسي به سوخت و الكتريسيته ارزان مقدور نباشد از سيستمهاي فتوولتائيك استفاده مي گردد. اين سيستمها رابرق خورشيدي نيز مي نامند.




سيستم هاي آبگرم خورشيدي
با توجه به ميزان تابش خورشيد، استفاده از انرژي خورشيدي به صورت كاربردهاي حرارتي و تبديل مستقيم به برق در مقايسه با انواع ديگر انرژيهاي تجديد پذير از اهميت قابل ملاحظه اي برخوردار است. از ميان كاربردهاي حرارتي از انرژي خورشيدي، سيستمهاي آبگرم و گرمايش، چه به لحاظ تكنولوژي و چه به لحاظ برآوردهاي اقتصادي در مقايسه با ساير كاربردهاي حرارتي از انرژي خورشيدي در جهان بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. دليل اين ارجحيت در اين است كه سيستمهاي آبگرم و گرمايش خورشيدي به دماهاي متوسط نياز دارند. سهم قابل ملاحظه اي از انرژي مورد نياز براي تامين آبگرم و گرمايش ساختمانها، با توجه به شرايط جغرافيائي، در بيشتر ماههاي سال مي تواند توسط انرژي خورشيدي تامين گردد و به اين لحاظ هر ميزان جايگزيني كاربرد انرژي خورشيدي به عوض انرژي هاي فسيلي از اهميت خاصي برخوردار است.


سيستمهاي خوراك پز خورشيدي

اجاق يا فر خورشيدي جهت پختن غذا ، توليد آب جوش و استرليزه دارو بكار مي رود


سيستمهاي خشك كن خورشيدي

خشك كردن مواد غذائي براي نگهداري آنها، از زمانهاي بسيار قديم مرسوم بوده و انسانهاي نخستين خشك كردن را يك هنر دانسته و براي خشك كردن و نگهداري انواع ميوه ها مثل خرما و انجير و انواع گوشت و ماهي اهميت خاصي قائل بودند. ماهي خشك شده در جريان هوا- گوشت خشك شده در ‏آفتاب – ميوه ها و سبزيجات خشك شده ، سالهاست كه مورد استفاده قرار مي گيرند.
خشك كنهاي خورشيدي بيشتر شامل روش اول مي باشند، باين ترتيب كه مواد خشك شدني بطور مستقيم و يا غير مستقيم از انرژي حرارتي خورشيدي استفاده كرده و هوانيز بطور طبيعي و يا اجباري جريان يافته و باعث خشك شدن محصول مي گردد.
در خشك كنهاي سيستم باز، مواد مستقيما تشعشع خورشيد را دريافت كرده و بخار آب حاصله بوسيله جريان هوا از مواد خشك كردني دور مي شود. جريان هوا بوسيله جابجائي طبيعي، ناشي از گرم شدن مواد خشك شدني و يا مستقيما توسط بادهاي محلي بوجود مي آيد.
در سيستمهائي با جريان اجباري هوا، كه معمولا از انواع سوخت جهت خشك كردن مواد استفاده مي شود، مواد خشك كردني در داخل يك محفظه بسته بنام گرمخانه قرار گرفته و هواي گرم را از روي محصول عبور مي دهند. در سيستمهاي خورشيدي نيز كه طراحي مي شوند اخيرا از روش مشابه استفاده مي گردد باين ترتيب كه هواي گرم شده بوسيله تابش خورشيديي را از اطاق بسته اي كه مواد خشك كردني در آن قرار گرفته با روش جريان طبيعي يا اجباري عبور مي دهند. با اين عمل رطوبت مواد موجود و خشك كردني گرفته شده و به خارج هدايت مي شود.
امروزه در اكثر كشورها براي خشك كردن مواد غذايي از گلخانه هاي خورشيدي استفاده مي كنند بدين ترتيب كه هواي محيط هنگام عبور ازگلخانه خورشيدي گرم شده و سپس به فضاي خشك كن هدايت مي شود. اين خشك كنها از دو قسمت تشكيل شده اند.
1. گلخانه خورشيدي
2. اطاق خشك كن
انواع ديگر خشك كن هاي خورشيدي شامل :
خشك كن خورشيدي براي غلات – خشك كن خورشيدي براي برنج

سيستمهاي توليد فضاي سبز ( گلخانه ها)

گلخانه هاي خورشيدي محلي براي پرورش گلها و گياهان بوده و در فصول سرد براي اين منظور و بعنوان يك منبع حرارتي براي گرمايش ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرند. اندازه و ابعاد گلخانه هاي خورشيدي برحسب نياز و محل استفاده متغير بوده و در طرحهاي گوناگون و بوسيله اشخاص و يا گروههاي مختلفي طراحي و ساخته شده اند و بسياري از اين طرحها خيلي موفق بوده و حتي در زمستان تقريبا 100% بوسيله خورشيد گرم مي شوند.
معمولا گلخانه ها در قسمت جنوبي ساختمان ساخته مي شوند تا بتوان اضافه حرارت خورشيدي گردآوري شده در آنها راجهت گرم كردن ساختمان به داخل هدايت كرد. هواي گرم گلخانه ها بعلت تنفس گلها و گياهان مرطوب گرديده و لذا موجب بهبود شرايط هواي ساختمان مي گردد. بعلاوه با ايجاد جريان طبيعي بين هواي داخل ساختمان وگلخانه، گاز كربنيك و بوي بد موجود در هوا توسط گياهان جذب شده و هواي ساختمان براي ساكنين آن، گرم و مطبوع مي شود. بعلاوه وجود يك گلخانه درقسمت جنوبي ساختمان علاوه بر توليد و نگهداري گلها و گياهان، نماي خارجي وداخلي ساختمان را نيز زيباتر مي نمايد.


برجهاي نيرو و نيروگاههاي خورشيدي

نيروگاههاي خورشيدي كه انرژي خورشيدي را به برق تبديل مي كنند در آينده با مزاياي قاطعي كه در برابر نيروگاههاي فسيلي و اتمي دارند مشكل برق و تا حدودي مشكل كم آبي را بخصوص در دوران تمام شدن نفت و گاز حل خواهند كرد. تاسيس و بكارگيري برجهاي نيرو آينده اي پر ثمر و زمينه اي گسترده را براي كمك به خودكفائي و قطع وابستگي كشور فراهم خواهد كرد. دلايل بسيار روشن در برتري برجهاي نيرو كه قسمتي از نيروگاههاي خورشيدي را تشكيل مي دهند، نسبت به نيروگاههاي فسيلي و اتمي را مي توان بترتيب زير خلاصه كرد:

توليد برق بدون مصرف سوخت

نيروگاه هاي خورشيدي احتياج به سوخت ندارند زيرا فقط از انرژي خورشيدي براي توليد برق استفاده مي كنند. برجهاي نيرو با سيستم ساده و بخصوص ذخيره انرژي، شبها هم كار ميكنند. برخلاف نيروگاههاي فسيلي كه قيمت برق توليدي آنهاتابع قيمت نفت بوده و هميشه درحال تغيير مي باشد، در نيروگاه هاي خورشيدي اين نوسان وجود نداشته و مي توان بهاي برق مصرفي را براي مدت طولاني ثابت نگهداشت.

عدم احتياج به آب زياد

نيروگاه خورشيدي بخصوص برج نيرو با هواي گرم احتياج به آب ندارند لذا براي مناطق خشك مثل ايران بسيار حائز اهميت مي باشند. در صورتيكه در نيروگاههاي فسيلي آب زيادي در برجهاي خنك كننده و تصفيه خانه و ديگهاي بخار مورد نياز بوده و بهمين دليل تاسيات آنها دركنار رودخانه هاي بزرگ و يا سواحل دريا نصب و مورد بهره برداري قرار مي گيرند.

عدم آلودگي محيط زيست

نيروگاه هاي خورشيدي ضمن توليد برق هيچگونه آلودگي در هوانداشته و مواد سمي و مضر توليد نمي كنند در صورتيكه نيروگاه هاي فسيلي هوا و محيط اطراف خود را با مصرف نفت – گاز و يا ذغال سنگ آلوده كرده و نيروگاههاي اتمي با توليد فضولات هسته اي خود كه بسيار خطرناك و راديواكتيو هستند محيط زندگي را آلوده و مشكلات عظيمي را براي ساكنين كره زمين بوجود مي آورند.
نيروگاه هاي خورشيدي مي توانند با توليد نيرو به شبكه برق سرتاسري نيرو برسانند و در عين حال امكان تامين شكبه هاي كوچك و ناحيه اي را نيز بما مي دهند و در اين حال از تاسيس خطوط فشار قوي طولاني جهت انتقال برق را منتفي مي سازند زيرا كه خورشيد و زمين مواد اوليه اين نيروگاه ها هستند كه درهمه جا گسترده اند. اما تامين نيروگاههاي فسيلي كوچك حتي با موتورهاي ديزل بدلائل اقتصادي، نامطلوب هستند و تامين نيروگاههاي با ظرفيت زياد توام با شبكه انتقال سراسري، بسيار پرهزينه بوده و نگهداري آنها نيز مشكل و لذا نقاط دور دست از مزاياي آنها محروم خواهند بود.

استهلاك كم و عمر زياد

نيروگاههاي خورشيدي بدلايل فني و نداشتن استهلاك زياد داراي عمر طولاني بوده و دوام برجهاي نيرو را درحدود 75 سال پيش بيني مي كنند كه هزينه سالانه آنها را بسيار كاهش مي دهد. در مورد نيروگاههاي فسيلي كه حداكثر عمر آنها بين 15 تا 30 سال محاسبه شده است بايستي در مطالعه مسائل مختلف مربوط به سرمايه گذاري آنها كمال دقت و احتياط بكار برده شود.
عدم احتياج به متخصص

نيروگاه هاي خورشيدي بخصوص برجهاي نيرو احتياج به متخصص عالي ندارد و مي توان آنها را بطور اتوماتيك بكار انداخت، در صورتيكه در نيروگاه هاي فسيلي بخصوص در نيروگاههاي اتمي وجود متخصين عالي مقام ضروري بوده و اين دستگاهها احتياج به مراقبت هاي دائمي و ويژه دارند.

احتياج كم به لوازم يدكي

برجهاي نيرو درحرارتي كمتر از 75 درجه سانتيگراد و با سرعتي كمتر از 50 دور در دقيقه و در فشار جو كار مي كنند. تعداد قطعات چرخنده آنها بسيار كم بوده و كمتر احتياج به لوازم يدكي پيدا مي كنند. و اما نيروگاههاي فسيلي واتمي درحرارتي بين 500 تا 1000 درجه سانتيگراد و فشار ده ها اتمسفر و با چندين هزار دور و با صدها قطعه گردنده، كار مي كنند كه در نتيجه احتياج به قطعات و لوازم يدكي زياد و مخصوص دارند كه تهيه آنها با مشكلات فراوان و هزينه هاي بسيار زياد امكان پذير مي باشد.
هزينه تامين نيروگاه خورشيدي نسبت به نيروگاه فسيلي و اتمي، در واحدهاي بزرگ مثلا 1000 مگاوات تقريبا برابر بوده ولي در مورد برجهاي نيرو هزينه و زمان ساخت و بهره برداري برآورد شده است. ناگفته نماند كه 80 درصد تاسيسات نيروگاههاي خورشيدي را مي توان درداخل كشور تهيه و هزينه كرد و ايجاد كار نمود، در صورتيكه تقريبا 90 درصد هزينه هاي تاسيس نيروگاههاي فسيلي و اتمي بايد بصورت ارز خارجي پرداخت شوند.


سيستمهاي تهيه آب شيرين خورشيدي و دستگاه هاي تقطير

كمبود آب يكي از مهمترين عوامل محدود كننده محيط زندگي و كشاورزي و عدم توسعه صنايع مي باشد و درحقيقت بدون آب زندگي و پيشرفت ممكن نيست. اقيانوسها يكي از بزرگترين منابع ذخيره آب بوده ولي با داشتن حدود 5/3% وزني از املاح مختلف درآب، استفاده مستقيم از اين آبها در بيشتر موارد دچار اشكال مي گردد. درصد املاح محلول در اقيانوسها و درياها نسبت به عمقهاي مختلف متفاوت است چون آب مصرفي در ساختمانهاي مسكوني و صنعت و كشاورزي و شرب، هر يك مشخصات خاصي دارند كه با آب اقيانوسها و درياها مطابقت نمي كند لذا حذف قسمت اعظم املاح آب اقيانوسها و انجام پاره اي تغييرات در تركيبات آنها قبل از مصرف، حتمي و ضروري است مثلا آب آشاميدني نبايد بيش از 1000 ميلي گرم در ليتر املاح داشته باشد و يا ابي كه در كشاورزي مصرف مي شود حداكثر املاح محاز آن 5000 ميلي گرم در ليتر است. در صنعت نيز آبهاي سخت با املاح زياد،
علاوه بر امكان خوردگي، با ايجاد رسوب در لوله ها و دستگاهها، مشكلاتي درتاسيسات ايجاد كرده و سرمايه هاي هنگفتي را به هدر مي ندهند و باين ترتيب، انرژي خورشيد تنها اميد براي تهيه آب مناسب و ارزان قيمت بوده و جنبه حياتي براي ساكنين منطقه دارد. در سال 1872 اولين بار در كشور شيلي، با استفاده از انرژي خورشيد به مقياس 20 متر مكعب در روز آب شيرين از آب دريا تهيه شد. اصول آب شيرين كن خورشيدي تقريبا مشابه تهيه آب شيرين در طبيعت مي باشد كه آبهاي تبخير شده از سطح درياها و اقيانوسها، ابرها رابوجود مي آورند.

گرمايش و سرمايش ساختمانها ( خانه هاي خورشيدي )

ساختمانها به دو طريق قادر به تامين نياز حرارتي خود از خورشبد مي باشند: انفعالي PASSIVE و فعال ACTIVE كيفيت و چگونگي معماري ساختمان به دريافت و ذخيره انرژي خورشيدي در حالت انفعالي بستگي كامل دارد. در صورتيكه گرمايش خورشيدي بصورت فعال، مستلزم استفاده از گردآورهاي خورشيدي و يك منبع انرژي ديگر جهت تهيه وانتقال سيال گرم شده به داخل ساختمان مي باشد.
نشانه هاي طراحي و ساخت ساختمانهايي كه از انرژي خورشيدي انفعالي استفاده مي كرده اند، به حدود 2500 سال پيش برمي گردد، اما مدتي است كه مجددا اين عوامل مورد بررسي معماران و مهندسين قرارگرفته و با تغييرات و اصلاحاتي براي مناطق معتدل و سردسير، طرحهايي ارائه شده است.
يونانيان باستان از روش خورشيدي انفعالي كه آنان را قادر به كاهش مصرف چوب جهت گرم كردن فضا در زمستان مي ساخت، استفاده مي كردند. حتي ساختمانها را بترتيبي بنا مي كردن كه در زمستان به نور خورشيد اجازه ورود و نفوذ بداخل اطاقهاي نشيمن داده مي شد ليكن در روزهاي گرم تابستان زماني كه خورشيد در بالاي سر قرار داشت، فضاي اتاق در سايه قرار مي گرفت.
در اغلب فرهنگهاي ديگر نيز از اين قبيل تدابير و طرحهاي خورشيدي انفعالي ديده شده است. روميان از شيشه جهت حفظ طولاني تر حرارت و بالا بردن گرماي خانه ها استفاده مي كردند. سرخپوستهاي آمريكاي شمالي در طي قرون يازده و دوازده، چندين مجتمع خورشيدي ساخته بودند. يكي از روشنترين نمونه ها شهر آلوما مي باشد كه داراي سه تراس وسيع كشيده شده از شرق به غرب بود كه اين تراسها براي جذب ماكزيمم خورشيد زمستاني ساخته شده بودند. سقف هر رديف نيز جهت حفاظت خانه ها از تابش آفتاب تابستاني، باكاه و حصير و ديگر مواد عايق پوشانده شده بود. در سالهاي بين دو جنگ جهاني، در اروپا و ايالات متحده، طرحها و تدابير خورشيدي انفعالي فراوان بكار رفت وتعدادي خانه هاي خورشيدي آزمايشي ساخته شد. به هر حال مجددا چند سالي بيش نيست كه معماران بطور جدي اين كار را شروع كرده اند و پيشرفت و تحول سريعي در خانه هاي جديد خورشيد به چشم مي خورد.

منبع : پورتال مکانیک انلاین

+ نوشته شده در  یکشنبه 29 اردیبهشت1387ساعت 1:43 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

مجلات و خبرنامه های مهندسی در پیوند با مهندسی مکانیک

مجلات و خبرنامه های مهندسی در پیوند با مهندسی مکانیک
   
مجلات و خبرنامه های درون کشور  (فارسی)
01 -  مجلات انجمن صنعت تاسیسات ایران
 
02 -  خبرنامه انجمن احتراق ایران  
03 - مجله نامه مکانیک شریف  
04 - مجله مهندسی مکانیک _ انجمن مهندسان مکانیک ایران  
05 -  مجله علوم و فنون دريايي ايران  
06 -  مجله کنترل -  انجمن مهندسان كنترل و ابزار دقيق ايران  
07 -  پژوهشنامه حمل و نقل  
08 -  مجله دانشکده فني دانشگاه تبريز  
09 - مجله دانشکده فني دانشگاه تهران  
10 -  مجله دانشکده فنی دانشگاه مشهد  
11 -  مجله شريف (ويژه علوم مهندسي) - دانشگاه صنعتی شریف  
12 -  مجله فني و مهندسي مدرس - دانشگاه تربیت مدرس  
13 - مجله علوم و تكنولوژي -  دانشگاه شیراز  
14 -  مجله بين المللي علوم مهندسي - دانشگاه علم و صنعت ایران  
15 -  مكانيك و هوا فضا - دانشگاه امام حسین  
16 -  مجله هیدورلیک - دانشگاه تربیت مدرس  
   
مجلات و خبرنامه های درون و برون  کشور  (نافارسی)
01- The Online Newspaper of the American Society of Mechanical Engineers  
02- Mechanical Engineering , The Magazine of ASME  
03 - مجله بين المللي علوم مهندسي(انگليسي) - دانشگاه علم و صنعت ایران
+ نوشته شده در  پنجشنبه 26 اردیبهشت1387ساعت 5:57 بعد از ظهر  توسط Unknown  | 

نمونه سوالات حل شده مکانیک سیالات

سلام دوستان !

نمونه سوالات حل شده مکانیک سیالات(زبان اصلی)

نوع فايل: pdf cive1400-examples.pdf

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 21 اسفند1386ساعت 11:3 قبل از ظهر  توسط احسان  | 

مهندسان مکانیک معروف

چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  پنجشنبه 16 اسفند1386ساعت 5:54 بعد از ظهر  توسط امین  | 

معرفی رشته مکانیک سیالات


اين رشته در به كاربردن علوم و تكنولوژي مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سيستمهايي كه اساس كار آنها مبتني بر تبديل انرژي ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان كارآيي لازم را مي‌دهد و آنها را جهت فعاليت در صنايع مختلف مكانيك در رشته حرارت و سيالات (نظير مولدهاي حرارتي، انتقال سيال نيروگاههاي آبي، موتورهاي احتراقي و ... ) آماده مي‌سازد. فارغ‌التحصيلان اين دوره قادر به طراحي و محاسبه اجزا و سيستمها در بخشهاي عمده‌اي از صنايع نظير صنايع خودروسازي ، نيروگاههاي حرارتي و آبي، صنايع غذايي، نفت، ذوب فلزات و غيره هستند.

فارغ‌التحصيلان اين دوره مي‌توانند تا مقطع كارشناسي ارشد و دكتري در داخل يا خارج از كشور ادامه تحصيل دهند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضي و فيزيك تسلط داشته و با يك زبان خارجي آشنا باشند. دروس اين رشته شامل مطالبي در زمينه‌هاي حرارت و سيالات ، مي‌باشد.

نظر دانشجويان: با توجه به اينكه اصولا تحصيلات دانشگاهي به خصوص در زمينه‌هاي مهندسي نياز صد در صد به علاقه‌مندي داوطلب دارد، بنابراين عدم داشتن علاقه‌ و همچنين عدم تقويت دروس اساسي و پايه‌اي در بخش مكانيك مانند رياضي، فيزيك – مكانيك ، شيمي ، رسم فني (تجسم بالا داشتن) و هوش نسبتا خوب و عدم روحيه تجزيه و تحليل در مسائل باعث دلسردي و از دست‌دادن انگيزه تحصيل و ركورد شديد در تحصيلات خواهد شد.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 16 اسفند1386ساعت 10:7 قبل از ظهر  توسط امین  | 

مقایسه نرم افزارهای مهندسی مکانیک

 


جدول زير به مقايسه چند نرم افزار متداول سري CAD/CAM/CAE پرداخته و هريك را از ديدگاه توانايي و قابليت آن به چهار دسته كه با چهاررنگ مختلف متمايز شده  تقسيم بندي نموده است. اطلاعات آورده شده در اين جدول در سال 2006 و براساس آخرين نسخه هريك از اين نرم افزارها در آن سال تدوين شده است و احتمالا با وجود ايجاد تغييراتي در نسخه هاي بعدي هريك نبايد  امسال ( 2008) تغييرات زيادي براي جدول فوق انتظار داشته باشيم.


لازم به يادآوري است كه در جدول فوق منظور از CAD توانايي طراحي به كمك كامپوتر و منظور از CAM توانايي توليد به كمك كامپوتر و منظور از CAE توانايي تحليل مهندسي به كمك كامپيوتر ميباشد.


ProEngineer   قدرتمندترين نرم افزار CAD/CAM/CAE بشمار آمده است



+ نوشته شده در  چهارشنبه 15 اسفند1386ساعت 5:31 بعد از ظهر  توسط امین  | 

پکیج کنترل کننده دما

 

 

پکیج کنترل کننده دما
امروزه در بسیاری از سیستمها مسئله کنترل دما و میزان تولید و انتقال حرارت مطرح می‌شودو اطلاع دقیق از وضعیت دمایی آنها در هر زمان یا بازه‌های زمانی مشخص از اهمیت زیادی برخوردار است. سامانه نظارت بر دمای محیط، دمای محیط را در هر لحظه با دقت بسیار بالا اندازه گرفته و بر روی نمایشگر خود نمایش داده و نیز با استفاده از رابط صنعتی RS485 این سامانه با رایانه ارتباط برقرار می‌کند. نرم افزاری جهت مانیتورینگ دما با امکانات ویژه و گزارش‌های مختلف دما تهیه شده که به‌کارگیری پکیج فوق را در مانیتورینگ بسیار ساده نموده است.

+ نوشته شده در  چهارشنبه 15 اسفند1386ساعت 5:29 بعد از ظهر  توسط احسان  | 

سلام!

سلام مجدد !

می خواستم بگم که از این به بعد مسئولیت علمی این بلاگ بر عهده آقای "محمد" (من) هست .

اگه جزوه و پی دی اف و سوالی چیزی داشتید حتما تو نظرات بگید . ممنون !!!!!!!!!!

+ نوشته شده در  چهارشنبه 15 اسفند1386ساعت 12:35 بعد از ظهر  توسط محمد  | 

مطالب جدیدتر