چکیده:

خاصیتهای رد و بدل شدن حرارت و جریانش به طور پیوسته از ورقه های عمودی و میزان حرکت آنها از سطح سوراخ به سمت پایین در دست مطالعه قرار گرفته تزریق یا مکش متحد یا غیر متحد بر روی سطح صفحه قابل اتفاق افتادن است. اختلاف سرعت و دما که به خاطر روش حجم محدود به وجود آمده قابل استفاده قرار می گیرند تاکل نیروهای وارد شده را اندازه گیری کنند. این نیروها شامل وزش های گرمایی طبیعی یا مخلوط شده هستند، تأثیر PR ، شدت نیروی پارامتر B و مکش و تریق پارامتر D بر روی اصطکاک و ضریب حرارتی جا به جایی قابل اندازه گیری هستند. مقایسه نتیجه ها با روشهای سادة رایج و راه حل های مختلف محدود موجود در رابطه ها و بررسی دقیق راه حل ها برای پیدا کردن رابطة جریان مکش نشان دهندة یک اختلاف نظر بی نظیر است. محل نزدیک به سوراخ روی صفحه دلیلی است برای پخش شدن نیرو، وقتی سریعاً کاهش پیدا می کند و همزمان افزایش پیدا می کند. مقدار تمام این تبادل نیروها در منطقه ، افزایش تا زمانی ادامه پیدا می کند نیروی رانش در حد تعادل قرار بگیرد. در منطقه ای که این نیروهای گرمایی در حال مخلوط شدن هستند و همچنین نیروی رانش در حال افزایش می باشد، میزان جابه جایی گرما نیز در حال متعادل شدن است. بالاخره در این منطقه عامل وزش گرمایی طبیعی باعث به وجود آمدن وزش گرمایی طبیعی خالص می شود و در مورد مکش متحد و کاهش نیروها در منطقة سوراخ روی صفحه، مقدار نیروها و رد و بدل شدن میزان حرارت به مقداری ثابت و مستقل می رسد. نتایج بدست آمده از برای تشخیص دادن گونه های مختلف ورزش های گرمایی و تعیین D,B,Pr قابل استفاده قرار می گیرد.

مسئله مورد بررسی در این مقاله مربوط است به اینکه تأثیر مکش و تزریق بر روی وزش های گرمایی مخلوط شده در اثر رد و بدل شدن گرما همراه با یک مقدار ثابت چگونه بر روی صفحه انجام می گیرد. این صفحه به صورت عمودی و به سمت بالا پدیدار می شود، با فاصلة کمی از یک سوراخ و در دمایی ثابت نگه داشته می شود که بالاتر از درجة حرارت مایع ambient است.در هر دو مورد متحد و غیر متحد مکش و تزریق این دما ثابت نگه داشته می شود.نتیجه ی گرمای به وجود آمده در این منطقه به وسیله‌ی مطالعه رابطة نیروهای رانشی به وجود آمده در رد و بدل شدن میزان حرارت، نتیجة گرمای به وجود آمده در این منطقه، به وسیله مطالعه رابطة نیروهای رانشی به وجود آمده در رد و بدل شدن میزان با تأثیری که نیروهای جنبشی و رانشی و گرانشی می گذارند مشخص و مقایسه می شوند.

رد و بدل شدن انرژی حرارتی از یک صفحه ای که به طور دائم حرارت داده شده به یک مایع ساکن دارای چندین مراحل مختلف می باشد. برای مثال غلتک داغ ، آهن یا پلاستیک همتراز. عمل ثبت پایدار، و فیبر شیشه ای و تولید کاغذ، فهمیدن و در نظر گرفتن جریان انرژی حرارتی در منطقة نزدیک به بشقاب در حال حرکت ضروری است تابتوان کیفیت محصول نهایی بدست آمده را مشخص کرد. این موقعیت فیزیکی با جریان رانش گرمایی کلاسیک بر روی یک بشقاب صاف ساکن فرق دارد – زیرا جریان مایع شرکت کننده در این واکنش به سمت سطح در حال حرکت است. Sakiadis اولین کسی بود که متوجه این حرکت برعکس لایة رانشی شد و از یک رابطة خیلی مشابهی استفاده کرد تا راه حل عددی مناسبی برای چگونگی جریان حرارت به صورت ثابت در سطح این منطقه بدست آورد.

از زمانی که Sakiadis این روش معجزه آسا را کشف کرده، تعداد زیادی از دانشمندان و محققان توانسته اند خصوصیات انرژی حرارتی و هیدرودینامیک را تفسیر کنند. Tsou et al گزارش داده است به صورت نمونه ای و تجربی که جریان انرژی گرمایی از این منطقه‌ها به وجود می آورد. حرکت ثابت در این منطقه نشان می‌دهد این حرکت به صورت فیزیکی تحت شرایط آزمایشگاهی قابل تشخیص است هم گسترش دادن سطح این منطقه با سرعت و شتاب و درجه حرارت مختلف. هم چنین در بدست آوردن این نتایج نهایی تحت بررسی قرار گرفته اند. مکش یا تزریق مایع، بر روی سطح برای خنک کردن سطح باعث تغییر فاحش در تأثیر رد و بدل شدن حرارت و میزان آن از بشقاب یا صفحه می شود.

قانون قدرت Velocity و توزیع دما بر روی سطح توسط علی تحت مطالعه قرار گرفته اند. قابل ذکر است که velocity مکش یا تزریق با توجه به بزرگی یا کوچکی صفحه و زمان قدرت قابل تغییر است و در نهایت راه حل های بدست آمده همگی مشابهتهای یکسانی دارند.

بطور کلی، مکش فشردگی سطح و ضریب جابجایی حرارت را بالا می برد در جایی که تزریق کاملاً بر عکس عمل می کند. نیروی رانش که بر اثر اختلاف دما در مایع بوجود آمده می تواند دارای اهمیت بشد. اگر چه velocity سطح متحرک پائین و اختلاف دما بین سطح و مایع مقداری بزرگ باشد چرا که این اختلافات بطور چشمگیری می تواند پراکندگی دما و velocity را تحت تأثیر قرار دهد و این تغییرات باعث تحت تأثیر قرار گرفتن چگونگی رد و بدل شدن میزان گرما از سطح شود. بی توجهی به این تغییرات می تواند باعث بوجود آمدن نتایج غیرواقعی شود.

تأثیرات نیروی رانشی بر روی لایه های رانشی بر روی سطحی که به طور دائم در حال حرکت است و این سطح می توانسته بطور عمودی یا افقی قرار گرفته باشد مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج مطالعات نشان می دهد که : وقتی نیروهای رانشی وجود دارند، نتایج بدست آمده هیچ وجه اشتراکی ندارند به جز برای مورد قانون قدرت برای پراکندگی دما و velocityدر سطح مورد آزمایش.

چن و آرمالی رابطه های بین وزش های گرمایی ادغام شده را مورد مطالعه قرار داده اند. آنها به رابطه های قابل توجهی در مورد ورقه های آویزان افقی یا عمودی در حال حرکت که در دما و حرارت یکسانی قرار گرفته بودند دست یافته اند. نتایج نشان داده که میزان رد و بدل شدن گرما افزایش پیدا می کند وقتی در آزمایش نیروی رانشی استفاده شده و نتیجه عکس گرفته شده وقتی نیروی رانشی استفاده نشده است.

در تمامی گذارشهای قبلی فقط به موقعیت قرارگرفتن لایه های رانشی در محل اتصال سوراخ در صفحه توجه شده بوده است. بنابراین تمام راه حل ها بگونه ای کاملاً مشابه به هم بوده اند.

در صورتیکه چگونگی جریان و جابجایی حرارت اهمیت بالایی دارند. وقتی که بیشترین مقدار بدست آمده برای ضریبهای گرمایی در مجاورت سوراخ روی صفحه بوده است.

با یک تغییر محدود در فرمول رابطه ای که نیروی رانش را محاسبه می کند، تأثیر نیروی رانشی وقتی که صفحه بصورت عمودی و به سمت بالا در حال حرکت بود مهمتر و بالاتر ارزشیابی شده است. برای محاسبات این نتایج به میزان فرسودگی در اطراف سوراخ هم توجه چشمگیری شده است. در مطالعات انجام شده توسط علی و آل صانعی، تأثیرات فرسودگی در دیواره های صفحه و تزریق و مکش در سطح متحرک و همچنین مقدار ضریب جابجایی حرارت و حتی میزان فرسودگی در سوراخ برای بهتر استفاده کردن از رابطه قابل توجه قرار گرفته است. ولیکن تأثیر نیروی رانشی محاسبه نشده و فقط مقدار خالص نیروهای وزش گرمایی در منطقه مورد نظر اندازه گیری شده است. در تمامی این آزمایشات صفحه در حال حرکت دائمی بوده است. در این آزمایشات نیروهای وارد شده در منطقه و مقدار خالص یا مخلوط شدة وزش گرمایی با شماره های Grashof و Reynolds نشان داده شده اند. در مجموع، مطالعات و تحقیقات بر روی وزش های گرمایی مخلوط شده بر روی صفحه مترحک با تزریق یا مکش بسیار کم و نایاب می باشند و فقط به جنبه فیزیکی در قانون قدرت که چگونه با تغییر velocity باعث به وجود آمدن نتایج بسیار مشابهی شده است محدود می شود . و همچنین در آزمایشات انجام شده لایه های رانشی فرسوده فرض شده در نزدیکی سوراخ قابل قبول نیستند. ولیکن مطالعه اخیر، این آزمایشات را ادامه داده و مخلوط کرده تأثیرات نیروی رانشی و خاصیت جابجایی گرما و جریان آن بر روی صفحه ای که بطور دائم در حال حرارت دیدن است و بصورت عمودی آویزان شده است. و حتی تغییرات در اطراف سوراخ و کل صفحه بطور یکنواخت قابل بررسی قرار گرفته است.

نکته قابل توجه دیگر در این آزمایشات بدست آوردن مقدار می باشد وقتی که بقیه نیروها در حال اندازه گیری هستند. همچنین تعیین مقدار Pr برای مناطق با وزش گرمایی خالص یا مخلوط شده و تعیین مقدار D , B

2) فرمول های ریاضی و چگونگی مراحل محاسبات:

1-2- فرضیات پایه ای و رابطه های هدایت کننده:

نمودار شمارة یک نشان دهندة یک صفحه دائماً در حال حرکت است که بصورت عمودی آویزان شده و حرارت داده می شود و یک سوراخ که دارای velocity Uw و یک حرارت Tw که در یک مایع در حرارت قرار گرفته است.

نیروی گرویتی بر روی بدنه در جهت منفی (-x)x محاسبه شده است. مکش و تزریق در صفحه هم اجازه داده شده است. در اینجا خصوصیات محدود شده مایع فقط شامل غلظت کم آن و ثابت بودن آن می باشد که خاصیتهای آن کاملاً ثابت و غیر تغییر می‌باشد.

با توجه به تمام این فرضیات، رابطة‌ کامل هدایت کنندة فرسودگی می تواند بصورت زیر نوشته شود:

...

فهرست مطالب

1) مقدمه.................................... 1

2) فرمول های ریاضی و چگونگی مراحل محاسبات.... 6

1-2) فرضیات پایه ای و رابطه های هدایت کننده 6

2-2) شرایط مرزی ....................... 8

2-2-2) دیوارة برآمدة مرده........... 9

3-2-2) جریان آزاد................... 10

4-2-2) مجرای خروج.................... 10

3-2) مراحل راه حل های عددی............. 11

3) نتایج و توضیحات.......................... 13

1-3) درستی و اعتبار مدل عددی............ 13

2-3) خصوصیات جابجایی گرمایی برای کشش متحد 19

3-3) دما و پراکندگی در Velocity........... 28

4-3) مطالعات پارامتری................... 35

5-3) نقشهای مربوط به مناطق وزش گرمایی.. 43

6-3) مقایسه مشکلات از نوع Blasius.......... 47

4) نتیجه.................................... 49

56 صفحه فایل Word

+4 ص فهرست و جکیده

1-هدف و دیدگاه کلی

1-1- مقدمه

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی در زمینه نفت و گاز هر روز شاهد هستیم که سیستم های قدیمی که با انواع سوخت فسیلی سنگین مانند مازوت و نفت و گاز کار می کردند دچار تغییر و دگرگونی می شوند. ا مروزه به دلیل مسائل و مشکلات زیست محیطی و آلودگی ناشی از سوخت اینگونه سوخت های فسیلی، پائین بودن راندمان حرارتی، عمر کم تجهیزاتی که در ارتباط با این سوختها هستند و غیر اقتصادی بودن آنها دیده می شود که صاحبان صنایع به فکر جایگزینی این منابع با گروه دیگری از سوخت ها هستند یکی از بهترین جایگزین ها گاز طبیعی است که هم ارزان و در دسترس بوده و علاوه بر آن آلودگی بسیار کمی برای محیط بوجود می آورد.

در ادامه در طی این طراحی هدف تبدیل یک نیروگاه تولید انرژی مازوت سوز به یک نیروگاه تولید انرژی گازسوز می باشد بدیهی است که این نیروگاه در سیکل رانکین کار می کند بنابراین کافی است سیستم تولید انرژی نیروگاه از حالت مازوت سوز به گاز سوز تبدیل شود. این عملیات از خط انتقال سراسری گاز شروع شده و تا مشعل های مربوطه به هر دیگ بخار ادامه دارد.

بدلیل اهمیت طرح و استراتژیک بودن فعالیت یک نیروگاه هیچگاه نباید نیروگاه بر اثر قطع جریان گاز دچار خاموشی شود به همین دلیل طراحی باید به گونه‌ای باشد که هر گونه استرس ناشی از وزن و تنش های حرارتی که ممکن است در هنگام نصب تجهیزات و در زمان عملکرد سیستم بروز کند را تحمل نموده و علاوه بر آن هر گونه دبی ناگهانی و فشار تناوبی را که حداکثر آنها کمتر از شرایط تست است را تحمل کند.

با توجه به مطالب فوق باید برای تعمیرات و نگهداری سیستم مربوطه اقدام لازم را بعمل آورد. این مطلب بیانگر آن است که در دسترس بودن تجهیزات و سایر اجزا که نیاز به تعمیر و نگهدرای و تعویض دارند از اهمیت خاصی برخوردار است این دسترسی شامل دسترسی اپراتور به تجهیزات، دسترسی ماشین آلات حمل و نقل برای تجهیزات سنگین می باشد که باید جاده های مورد نظر به طور کامل در نظر گرفته شود.

برای عملکرد بهینه سیستم و کنترل مناسب نیازمند یک سری تجهیزات ابزار دقیق هستیم که در ادامه به طور مفصل در بخش های جداگانه به هر یک از موارد فوق خواهیم پرداخت.

2-1-منابع و استانداردها

تمامی مراحل طراحی و ساخت و نصب تجهیزات بر طبق استانداردهای زیر صورت گرفته است. در مورد استانداردهای زیر استفاده از آخرین ویراش ضروری است.

• ASME:

Sec. VIII, Div. I: Unfired pressure vessels/ safety valve sizing

Sec. IX: Welding and brazing qualifications

• ANSI:

B 20.1: Piping threads

B 16.5: Steel pipe flanges and flanged fittings

B 16.104: Control valve seat

B 6.16.11: Forged steel fittings, socket welding and threads

B 16.37: Control valve Hydrostatic testing

B 6.16.20: Ring joint gasket and grooves for steel flanges

B 16.10: Dimensions of valve

B 18.2.1 and B.18.2.2: Bolting

B 31.8: Gas transmission and distribution piping system

B 31.3: Pressure piping / Welding.

B 16.34: Valve class/bore

B 16.9: Factory Made Wrought Steel Butt Welding Fittings.

AISC: American Institute of Steel Construction 8th edition

1. I.G.C Specification: No. SAI-M-03 Rev.1

API RP 521: Guide for pressure-Relieving and Depressurizing System.

ASCE 7-93:Building Code Requirements fo MinimumDesign Loads in Building and other Structures.

API: RP-551 ~555 for Instrument & Control systems & 520 for safety valve sizing.

IEEE: 802.3 (TCP/ IP) for Ethernet

ISA: S18.1 (Annunciator / sequence) for alarm system

S 75.01 For control valve sizing

S 75.02 For control valve capacity test

S 75.03 For dimensions of valves

S 75.04 For dimensions of flange valves

S 5.1 For Conventional instrument symbols

S 5.3 For DCS symbols

S 61.1 & S61.2 For process computers

RP 60.8 Electrical guide for control center

MATERIAL

ASTM:

NAMUR: Proximity SW. / Solenoid valve connection

SO-5167 : Differential pressure & DP type flow measurement

BS: 1042: Differential pressure sizing

5308: Safe installation of instrumentation cables

IEC: 61168: PLC/ ESD

61131: PLC/ ESD

61508: Instrumented safety

Explosion Protection

60548: Thermo couple

60751: RTD

1. 337.1: Switch contact rat ivy

60079: Electrical installation & wiring

61131: Logic Diagram

2-اطلاعات فنی

1-2-شرایط محیط :

- دما : حداکثر – حداقل- متوسط (Cْ)55/-10/20

-رطوبت نسبی: حداکثر – متوسط 100%- 69%

-کد زلزله : (براساس کد french) 1,2

-ارتفاع از سطح دریا: نیروگاه در ارتفاعی هم سطح با دریاست

-سرعت باد حداکثر- حداقل 31-2 (M/S)

2-2- اطلاعات مربوط به خط لوله انتقال گاز از خط لوله سراسری به داخل نیروگاه

-دبی حجمی 824/0 Nm3/hr

-فشار عملکرد 8-10 barg

-فشار طراحی 16 barg

- طول تقریبی 600 M

-ترکیبات گاز طریعی و شرایط آن به شرح زیر است:

3-توضیحات فنی

1-3-ورودی سیستم

همانطور که گفته شد گاز مورد نیاز از خط لوله سراسری گاز تأمین می شود پس از انشعاب از خط لوله سراسری، گاز وارد سیستم سوخت نیروگاه می شود. برای جداسازی سیستم از خط لوله یک شیر اصلی که وظیفه قطع و وصل جریان گاز را به عهده دارد تعبیه شده است. این شیر به طور خودکار به وسیله سیگنالهایی که دربافت می کند عمل می کند. هر گاه فشار گاز در سیستم بیش از حد بالا یا پائین برود این شیر بطور خودکار قطع می شود در ضمن هر گاه دمای مشعل های دیگ های بخار بسیار بالا رود این شیر به طور خودکار بسته می‌شود.

پس می توان گفت سیگنالهای مورد نیاز از سوی بویلرها و کنترلهای موجود در سیستم تأمین می شود. در ادامه در مبحث کنترل به چگونگی تولید این سیگنالها می پردازیم.

همانطور که کاملاً مشخص است ممکن است این شیر نیاز به تعمیر و تعویض داشته باشد بنابراین باید یک خط Bay pass برای آن در نظر گرفت.

سایز خط ورودی 20 اینچ در نظر گرفته شده است و حداکثر سرعت سیال داخل آن 20 متر بر ثانیه است مشخصات مکانیکی لوله بر اساس ASMEB31.3 و ضخامت جداره برابر با 12.7mm و حداکثر خوردگی ناشی از فرسایش برابر با 3mm ، در فشار طراحی 16barg در نظر گرفته شده است.

به دلیل بزرگ بودن سایز خط لوله و شیرهای موجود شیر اصلی به وسیله موتور الکتریکی باز و بسته می شود که این موتور به وسیله سیگنال دریافتی کار می‌کند.

برای خروج گاز باقیمانده در لوله ها به هنگام تعمیر و نگهداری از یک خط 2 اینچ که حاوی نیتروژن است استفاده می شود. بعد از خروج گاز از شیر اصلی مسیر به دو خط مساوی 20 اینچ تقسیم شده و بسوی فیلترهای تصفیه گاز می رود قبل از ورود به فیلترها دو شیر اصلی از نوع Ball valve در مسیر تعبیه شده است که برای جداسازی فیلترها از سیستم به منظور تعمیر و تعویض بکار می رود.

• به نقشه های زیر رجوع شود.

1- FSP- PR- 1001

2-FSP- PR- 2001

• جهت مشاهده اطلاعات طراحی به ضمیمه 1 که شامل گزارش اطلاعات و پردازش آنها که به وسیله نرم افزار hycyc مدل شده است توجه فرمائید.

این نرم افزار که اساس طراحی تمام پالایشگاه ها و سیستم های مربوط به نفت و گاز و پتروشیمی است با مدل کردن واقعی طرح کلیه اطلاعات از قبیل اندازه خط لوله، فشار، ده، سرعت، تبادل انرژی، و …. را در اختیار ما قرار می دهد.

...

فهرست مطالب

1- هدف و دیدگاه کلی.................. 1

2- اطلاعات فنی......................... 6

3- توضیحات فنی........................ 9

1-3- ورودی سیستم..................... 9

2-3- فیلتر تصفیه...................... 11

3-3- واحداندازه گیری دبی.............. 14

4-3- ایستگاه تقلیل فشار.............. 20

5-3- واحد اندازه گیری برای هر بویلر... 22

6-3- سیستم سوخت گازهای مضر........... 23

7-3- فلسفه کنترل...................... 24

8-3- مسیریابی و نصب خطوط لوله گاز..... 25

4- فیلترهای تصفیه گاز................. 41

83 صفحه فایل Word

1-هدف و دیدگاه کلی

1-1- مقدمه

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی در زمینه نفت و گاز هر روز شاهد هستیم که سیستم های قدیمی که با انواع سوخت فسیلی سنگین مانند مازوت و نفت و گاز کار می کردند دچار تغییر و دگرگونی می شوند. ا مروزه به دلیل مسائل و مشکلات زیست محیطی و آلودگی ناشی از سوخت اینگونه سوخت های فسیلی، پائین بودن راندمان حرارتی، عمر کم تجهیزاتی که در ارتباط با این سوختها هستند و غیر اقتصادی بودن آنها دیده می شود که صاحبان صنایع به فکر جایگزینی این منابع با گروه دیگری از سوخت ها هستند یکی از بهترین جایگزین ها گاز طبیعی است که هم ارزان و در دسترس بوده و علاوه بر آن آلودگی بسیار کمی برای محیط بوجود می آورد.

در ادامه در طی این طراحی هدف تبدیل یک نیروگاه تولید انرژی مازوت سوز به یک نیروگاه تولید انرژی گازسوز می باشد بدیهی است که این نیروگاه در سیکل رانکین کار می کند بنابراین کافی است سیستم تولید انرژی نیروگاه از حالت مازوت سوز به گاز سوز تبدیل شود. این عملیات از خط انتقال سراسری گاز شروع شده و تا مشعل های مربوطه به هر دیگ بخار ادامه دارد.

بدلیل اهمیت طرح و استراتژیک بودن فعالیت یک نیروگاه هیچگاه نباید نیروگاه بر اثر قطع جریان گاز دچار خاموشی شود به همین دلیل طراحی باید به گونه‌ای باشد که هر گونه استرس ناشی از وزن و تنش های حرارتی که ممکن است در هنگام نصب تجهیزات و در زمان عملکرد سیستم بروز کند را تحمل نموده و علاوه بر آن هر گونه دبی ناگهانی و فشار تناوبی را که حداکثر آنها کمتر از شرایط تست است را تحمل کند.

با توجه به مطالب فوق باید برای تعمیرات و نگهداری سیستم مربوطه اقدام لازم را بعمل آورد. این مطلب بیانگر آن است که در دسترس بودن تجهیزات و سایر اجزا که نیاز به تعمیر و نگهدرای و تعویض دارند از اهمیت خاصی برخوردار است این دسترسی شامل دسترسی اپراتور به تجهیزات، دسترسی ماشین آلات حمل و نقل برای تجهیزات سنگین می باشد که باید جاده های مورد نظر به طور کامل در نظر گرفته شود.

برای عملکرد بهینه سیستم و کنترل مناسب نیازمند یک سری تجهیزات ابزار دقیق هستیم که در ادامه به طور مفصل در بخش های جداگانه به هر یک از موارد فوق خواهیم پرداخت.

2-1-منابع و استانداردها

تمامی مراحل طراحی و ساخت و نصب تجهیزات بر طبق استانداردهای زیر صورت گرفته است. در مورد استانداردهای زیر استفاده از آخرین ویراش ضروری است.

• ASME:

Sec. VIII, Div. I: Unfired pressure vessels/ safety valve sizing

Sec. IX: Welding and brazing qualifications

• ANSI:

B 20.1: Piping threads

B 16.5: Steel pipe flanges and flanged fittings

B 16.104: Control valve seat

B 6.16.11: Forged steel fittings, socket welding and threads

B 16.37: Control valve Hydrostatic testing

B 6.16.20: Ring joint gasket and grooves for steel flanges

B 16.10: Dimensions of valve

B 18.2.1 and B.18.2.2: Bolting

B 31.8: Gas transmission and distribution piping system

B 31.3: Pressure piping / Welding.

B 16.34: Valve class/bore

B 16.9: Factory Made Wrought Steel Butt Welding Fittings.

AISC: American Institute of Steel Construction 8th edition

1. I.G.C Specification: No. SAI-M-03 Rev.1

API RP 521: Guide for pressure-Relieving and Depressurizing System.

ASCE 7-93:Building Code Requirements fo MinimumDesign Loads in Building and other Structures.

API: RP-551 ~555 for Instrument & Control systems & 520 for safety valve sizing.

IEEE: 802.3 (TCP/ IP) for Ethernet

ISA: S18.1 (Annunciator / sequence) for alarm system

S 75.01 For control valve sizing

S 75.02 For control valve capacity test

S 75.03 For dimensions of valves

S 75.04 For dimensions of flange valves

S 5.1 For Conventional instrument symbols

S 5.3 For DCS symbols

S 61.1 & S61.2 For process computers

RP 60.8 Electrical guide for control center

MATERIAL

ASTM:

NAMUR: Proximity SW. / Solenoid valve connection

SO-5167 : Differential pressure & DP type flow measurement

BS: 1042: Differential pressure sizing

5308: Safe installation of instrumentation cables

IEC: 61168: PLC/ ESD

61131: PLC/ ESD

61508: Instrumented safety

Explosion Protection

60548: Thermo couple

60751: RTD

1. 337.1: Switch contact rat ivy

60079: Electrical installation & wiring

61131: Logic Diagram

2-اطلاعات فنی

1-2-شرایط محیط :

- دما : حداکثر – حداقل- متوسط (Cْ)55/-10/20

-رطوبت نسبی: حداکثر – متوسط 100%- 69%

-کد زلزله : (براساس کد french) 1,2

-ارتفاع از سطح دریا: نیروگاه در ارتفاعی هم سطح با دریاست

-سرعت باد حداکثر- حداقل 31-2 (M/S)

2-2- اطلاعات مربوط به خط لوله انتقال گاز از خط لوله سراسری به داخل نیروگاه

-دبی حجمی 824/0 Nm3/hr

-فشار عملکرد 8-10 barg

-فشار طراحی 16 barg

- طول تقریبی 600 M

-ترکیبات گاز طریعی و شرایط آن به شرح زیر است:

3-توضیحات فنی

1-3-ورودی سیستم

همانطور که گفته شد گاز مورد نیاز از خط لوله سراسری گاز تأمین می شود پس از انشعاب از خط لوله سراسری، گاز وارد سیستم سوخت نیروگاه می شود. برای جداسازی سیستم از خط لوله یک شیر اصلی که وظیفه قطع و وصل جریان گاز را به عهده دارد تعبیه شده است. این شیر به طور خودکار به وسیله سیگنالهایی که دربافت می کند عمل می کند. هر گاه فشار گاز در سیستم بیش از حد بالا یا پائین برود این شیر بطور خودکار قطع می شود در ضمن هر گاه دمای مشعل های دیگ های بخار بسیار بالا رود این شیر به طور خودکار بسته می‌شود.

پس می توان گفت سیگنالهای مورد نیاز از سوی بویلرها و کنترلهای موجود در سیستم تأمین می شود. در ادامه در مبحث کنترل به چگونگی تولید این سیگنالها می پردازیم.

همانطور که کاملاً مشخص است ممکن است این شیر نیاز به تعمیر و تعویض داشته باشد بنابراین باید یک خط Bay pass برای آن در نظر گرفت.

سایز خط ورودی 20 اینچ در نظر گرفته شده است و حداکثر سرعت سیال داخل آن 20 متر بر ثانیه است مشخصات مکانیکی لوله بر اساس ASMEB31.3 و ضخامت جداره برابر با 12.7mm و حداکثر خوردگی ناشی از فرسایش برابر با 3mm ، در فشار طراحی 16barg در نظر گرفته شده است.

به دلیل بزرگ بودن سایز خط لوله و شیرهای موجود شیر اصلی به وسیله موتور الکتریکی باز و بسته می شود که این موتور به وسیله سیگنال دریافتی کار می‌کند.

برای خروج گاز باقیمانده در لوله ها به هنگام تعمیر و نگهداری از یک خط 2 اینچ که حاوی نیتروژن است استفاده می شود. بعد از خروج گاز از شیر اصلی مسیر به دو خط مساوی 20 اینچ تقسیم شده و بسوی فیلترهای تصفیه گاز می رود قبل از ورود به فیلترها دو شیر اصلی از نوع Ball valve در مسیر تعبیه شده است که برای جداسازی فیلترها از سیستم به منظور تعمیر و تعویض بکار می رود.

• به نقشه های زیر رجوع شود.

1- FSP- PR- 1001

2-FSP- PR- 2001

• جهت مشاهده اطلاعات طراحی به ضمیمه 1 که شامل گزارش اطلاعات و پردازش آنها که به وسیله نرم افزار hycyc مدل شده است توجه فرمائید.

این نرم افزار که اساس طراحی تمام پالایشگاه ها و سیستم های مربوط به نفت و گاز و پتروشیمی است با مدل کردن واقعی طرح کلیه اطلاعات از قبیل اندازه خط لوله، فشار، ده، سرعت، تبادل انرژی، و …. را در اختیار ما قرار می دهد.

...

فهرست مطالب

1- هدف و دیدگاه کلی.................. 1

2- اطلاعات فنی......................... 6

3- توضیحات فنی........................ 9

1-3- ورودی سیستم..................... 9

2-3- فیلتر تصفیه...................... 11

3-3- واحداندازه گیری دبی.............. 14

4-3- ایستگاه تقلیل فشار.............. 20

5-3- واحد اندازه گیری برای هر بویلر... 22

6-3- سیستم سوخت گازهای مضر........... 23

7-3- فلسفه کنترل...................... 24

8-3- مسیریابی و نصب خطوط لوله گاز..... 25

4- فیلترهای تصفیه گاز................. 41

83 صفحه فایل Word

چکیده :

بررسی ماهیت تنش آستانه ای،روش های اندازه گیری تئوری وعملی ،عوامل موثر وچگونگی محاسبه تنش آستانه ای از جمله مسایل مهمی است که کمتردرمقالات به آن اشاره شده است.هرچند مقالات ومنابع مرتبط با تنش آستانه ای بسیارمحدود است لیک در این پروژه سعی گردیده تا حدودی با این مبحث آشنا شویم .

آنچه در مورد تنش آستانه ای به نظر می رسد این مطلب است که با خزش ارتباطی نزدیک داشته ومی توان با استفاده از نمودارهای خزش آن را تحلیل کرد.

در واقع می توان گفت تنش آستانه ای به دلیل اندر کنش نابجایی ها با ذرات واثر متقابل آنها برهم ایجاد می شود.به بیان دیگر عدم تقارن نیروی صعود ناشی از عدم تقارن شبکه علت اصلی پیدایش تنش آستانه ای است. این تنش را می توان با استفاده از روش برونیابی برروی نمودار تنش – کرنش ویا باروابط موجود بدست آورد. از جمله پارامترهای موثر بر آن دما می باشد که با افزایش آن تنش آستانه ای بشدت افت می کند.

کلمات کلیدی :خزش ،تنش آستانه ای ،نرخ کرنش ،برون یابی

1- مقدمه :

با پیشرفت بشر وایجاد تکنولوژی جدید ،نیاز انسان به تولید موادی که در دماهای بالا خواص مکانیکی مناسبی از خود نشان می دهند ،افزایش پیدا کرده است.برای پاسخگویی به این نیاز شناخت مکانیزم هایی که درشرایط دمای بالا اتفاق می افتد لازم است.آزمایش خزش از جمله آزمایشاتی است که به خوبی می تواند جوابگوی این نیاز باشد.

محققان با بررسی در آلیاژهای آلومینیوم به نتایج جالبی در مورد اثر تنش آستانه ای رسیده اند .در این پروژه سعی می کنیم با تفکیک اثرات 7این تنش برروی مواد مختلف نتیجه ای قابل لمس از مبحث مطروحه بدست آوریم . البته مقالات در این زمینه بسیار انگشت شمار وپیوستگی این مقالات محدود هم کاری دشوار .

هدف اصلی از این بررسی اثر بسیار مهم دما برتنش آستانه ای است که با توجه به این موضوع اهمیت بحث حاضر مشخص می شود.

قبل از ورود به مبحث اصلی لازم است مروری بر فولادهای میکروآلیاژی داشته باشیم .

1-1- فولادهای کم آلیاژی:

فولادهای کربنی با یک یا چند عنصر کرم ، نیکل ، مس ، مولیبدن ، فسفر وانادیم، به مقادیر چند درصد یا کمتر از فولاد کم آلیاژی می نامند. مقادیر بالا از عناصر الیاژی معمولاً برای خواص مکانیکی و سختی پذیری است .

1-1-1- اثرات افزودنی های میکروآلیاژ کننده :

این بخش بر روی فولادهای پرلیت – فریت میکروآلیاژ شده تاکید کرده است ، که از افزودنی های عناصر آلیاژ کننده مثل نیوبیوم و وانادیوم برای بالا بردن کربن و یا محتواهای منگنز استفاده می کند ( و به این ترتیب توانایی حمل بار بالا می رود ) بررسی های گسترده در طول دهه 1960 بر روی اثرات نیوبیوم و وانادیوم روی خصوصیات مواد یا مصالح درجه ساختمانی باعث کشف این موضوع گردید که مقادیر کم نیوبیوم، وانادیوم هر کدام (10/0% ) فولادهای استاندارد کربن – منگنز را بدون تداخل با بعمل آوری بعدی مستحکم و قوی می سازند مقدار کربن نیز می تواند کم شود تا هم قابلیت جوش را بالا ببرد و هم چقرمگی را ، چون اثرات مقاومت دهندگی نیوبیوم و وانادیوم بخاطر کاهش در استحکام ناشی از کاهش در مقدار کربن جبران می شوند .

خصوصیات مکانیکی فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالای میکرو آلیاژ شده ، فقط در صورت افزایش عناصر میکرو آلیاژ کننده حاصل می شوند . لازمه ی وجود آستنیت که به اثرات پیچیده طرح آلیاژ و تکنیک های نورد کاری بستگی دارد ، نیز یک فاکتور مهم در تصفیه دانه ای فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالای نورد گرم است . تصفیه دانه ای در صورت وجود آستنیت با روش های نورد کاری کنترل شده ، باعث چقرمگی بالا و استحکامهای تسلیم زیاد در رنج 345 تا 620 مگا پاسکال(ksi 90 تا 50) می شود.

این توسعه فرآیندهای نوردکاری کنترل شده همراه با طرح آلیاژ، سطوح استحکام تسلیم بالایی را تولید کرده است که با پایین آمدن تدریجی مقدار کربن توام می باشد بسیاری از فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالا میکروآلیاژ شده اختصاصی ، مقادیر کربن به کمی 60/0% و یا حتی کمتر دارند ، با این حال هنوز می توانند استحکام تسلیم حدود 485 مگا پاسکال (ksi 70) را توسعه داده و ایجاد نمایند . استحکام تسلیم بالا ، با اثرات ترکیبی اندازه دانه ریز ایجاد شده و در طول نورد کاری گرم کنترل شده و استحکام دهندگی رسوب حاصل می شود که این خصوصیت ناشی از حضور وانادیوم ، نیوبیوم و تیتانیوم است .]1[

1-1-2- انواع گوناگون فولادهای فریت – پرلیت میکروآلیاژ شده عبارتند از :

1-1-2-1-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم

1-1-2-2-فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم

1-1-2-3-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم – نیوبیوم

1-1-2-4- فولادهای مولیبدن – نیوبیوم

1-1-2-5-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم – نیتروژن

1-1-2-6-فولادهای میکروآلیاژ شده تیتانیوم

1-1-2-7-فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم – تیتانیوم

1-1-2-8-فولادهای میکروآلیاژ شده تیتانیوم – وانادیوم

1-1-2-1- فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم :

تهیه و توسعه فولادهای حاوی وانادیوم مدت کوتاهی پس از تهیه فولادهای هوازدگی رخ می‌دهد و محصولات نورد شده صاف با بیش از 10/0% وانادیوم بطور وسیعی در شرایط نورد گرم بکار می روند فولادهای حاوی وانادیوم نیز در شرایط نورد کنترل شده ، نرمال شده و یا کوئنچ و تمپر شده بکار می روند .

وانادیوم با تشکیل ذرات رسوب ریز ( با قطر 5 الی 100 نانومتر ) V (CN) در فریت در طول سرد سازی پس از نورد گرم به قوی ساختن کمک می کند . این رسوبات وانادیوم ، که به پایداری رسوبات نیوبیوم نیستند ، محلول در همه دماهای عادی نورد کاری هستند که برای ایجاد فریت دانه ریز مفید می باشند قوی ساختن به وسیله وانادیوم ، بین 5تا 15 مگا پاسکال ( ksi 2 و 7/0 ) در هر 01/0 ترکیب شیمیایی وانادیوم است و این حد متوسط به مقدار کربن و سرعت سرد سازی حاصل از نورد گرم بستگی دارد ( و بنابراین به ضخامت مقطع نیز بستگی دارد ) سرعت سرد سازی که با دمای نورد گرم و ضخامت مقطع معین می شود برروی قوی ساختن سطح رسوب در فولاد 15/0% وانادیوم تاثیر می گذارد که در شکل 1-1 نشان داده شده است .

شکل (1-1) اثر میزان سرد کاری روی افزایش استحکام تسلیم ناشی از قوی ساختن رسوب در یک فولاد 15/0 درصد وانادیوم ]1[

در سرعت های سرد سازی بالا بیشتر ذرات (CN) V در محلول باقی می ماند و بنابراین بخش کوچکتری از ذرات (CN) V رسوب کرده و قوی ساختن نیز کاهش می یابد در مورد یک ضخامت مقطع داده شده و محیط سرد سازی ، سرعت های سرد سازی می توانند با افزایش یا کاهش دما قبل ازسرد سازی به ترتیب افزایش یافته و یا کاهش یابند. افزایش دما باعث بزرگتر شدن اندازه دانه ای آستنیت می شود در حالیکه کاهش دمای نورد کاری را دشوار تر می سازد .

مقدار منگنز نیز بر روی استحکام دادن فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم تاثیر می گذارد اثر منگنز روی فولاد وانادیوم نورد شده گرم در جدول (2-1) نشان داده شده است با افزایش 9/0 درصد منگنز که ناشی از قوی ساختن محلول جامد است . قوی کردن رسوب وانادیوم نیز افزایش می یابد چون منگنز دمای تغییر شکل آستنیت به فریت را پایین می آورد به این ترتیب باعث پراکندگی رسوب ریزتر می شود . این اثر منگنز روی قوی ساختن رسوب بزرگتر از اثرش در فولادهای نیوبیوم است با اینحال استحکام مطلق در یک فولاد نیوبیوم دارای Mn 2/1 % فقط حدود 50 مگا پاسکال (ksi 7) کمتر از فولاد وانادیوم است اما در سطح آلیاژی بسیار کمتری است ( یعنی nb 06/0 % در برابر 14/0% وانادیوم ) سومین عاملی که روی استحکام فولادهای وانادیوم تاثیر می گذارد اندازه دانه ای فریت تولید شده بعد از سرد سازی از دمای آستنیت کننده است . اندازه های دانه ای فریت ریزتر (که نه تنها باعث استحکام های تسلیم بالاتر شده بلکه چقرمگی و شکل پذیری را نیز بالا می برند) می توانند با دماهای تغییر شکل کمتر آستنیت به فریت و یا با شکل گیری اندازه های دانه ای آستنیت ریز تر قبل از تغییر شکل تولید شوند پایین آوردن دمای تغییر شکل که روی قوی ساختن سطح رسوب تاثیر می گذارد می تواند با افزودن آلیاژ و یا با سرعت های سردسازی افزایش یافته ایجاد شود در مورد یک سرعت سرد سازی داده شده تصفیه اندازه دانه فریت و تصفیه اندازه دانه آستنیت در طول نورد کاری صورت می گیرد .

اندازه دانه آستنیت فولادهای نورد گرم با تبلور مجدد و رشد دانه ای آستنیت در طول نورد کاری معین می شود فولادهای نورد گرم وانادیوم معمولاً دستخوش نوردکاری قراردادی قرار می گیرند اما با نورد کنترل شده تبلور مجدد تولید می شود. با نورد کاری قراردادی فولادهای وانادیوم قوی ساختن مناسب رسوب را تهیه کرده و قوی ساختن نسبتاً کمی را از تصفیه دانه ایجاد می کنند استحکام تسلیم حداکثر فولادهای وانادیوم نورد گرم قراردادی با 25/0 درصد کربن و 087/0 درصد وانادیوم حدود 450 مگا پاسکال (ksi 65) است . حد عملی استحکام های تسلیم برای فولاد میکرو آلیاژ شده وانادیوم نورد گرم حدود 415 مگا پاسکال (ksi 60) است حتی وقتی تکنیک های نورد کاری کنترل شده بکار روند .

فولادهای وانادیوم که در معرض نورد کاری کنترل شده تحت تبلور مجدد قرار می گیرند نیاز به اضافه کردن تیتانیوم دارند بطوریکه رسوب ریزی ازTiN تشکیل می شود که رشد دانه آستنیت را بعد از تبلور مجدد محدود می سازد . استحکام های تسلیم از نورد کاری کنترل شده قراردادی به حد عملی حدود 415 مگا پاسکال (ksi 60) محدود شده است که به دلیل فقدان تاخیر تبلور مجدد است وقتی هم استحکام و هم چقرمگی ضربه ای از جمله عوامل مهم باشند در این صورت فولاد نیوبیوم کم کربن و نورد کاری شده کنترل شده قابل ترجیح است ( مثل ورقه مقاوم به ترک خوردگی تحریک شده هیدروژن 60- X )]1[.

جدول(1-1)اثر مقدار منگنز روی قوی ساختن رسوب فولاد میکروآلیاژ شده وانادیوم با ترکیب پایه 08/0 درصد کربن و 30/0 درصد سیلیسیوم ]1[

1-1-2-2- فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم :

مثل وانادیوم ، نیوبیوم استحکام تسلیم را با سخت کردن رسوب ، بالا می برد ، میزان افزایش به اندازه و مقدار کاربیدهای نیوبیوم رسوب کرده بستگی دارد .

شکل(1-2) اثر کاربید نیوبیوم روی استحکام تسلیم برای اندازه های متفاوت ذرات کاربیدنیوبیوم ]1[

با این حال نیوبیوم نیز یک تصفیه کننده دانه ای موثر از وانادیوم است . بنابراین اثر ترکیبی قوی کردن رسوب و تصفیه دانه فریت نیوبیوم، یک عمل قوی کننده موثرتر از وانادیوم می سازد . اضافه کردن نیوبیوم معمولاً حدود 04/0% تا 02/0% درصد است .

استحکام دهی با نیوبیوم 35 تا 45 مگا پاسکال (5تا 6 ksi )در هر 01/0 درصد اضافه کردن است. این استحکام دهی با نقص قابل توجهی از چقرمگی فاز توام می باشد . تا اینکه روندهای نوردکاری ویژه ای تهیه شدند و مقادیر کربن برای جلوگیری از شکل گیری بینیت فوقانی پایین آورده شدند . بطور کلی دماهای پرداخت کاری بالا و عبورهای تغییر شکل نوری در مورد فولادهای نیوبیوم بکار می روند چون ممکن است باعث افزایش اندازه های دانه های مخلوط و یا فریت و یدمن اشتاتن شود که چقرمگی را ناقص می کند . فولادهای نیوبیوم با نورد کاری کنترل شده و سرد کردن مستقیم تولید می شوند.

نوردکاری کنترل شده تحت تبلور مجدد فولاد نیوبیوم می تواند بدون تیتانیوم موثر باشد و این در حالی است که نورد کاری تحت تبلور مجدد فولادهای وانادیوم برای تصفیه ی دانه ای به تیتانیوم نیاز دارد . همچنین نیوبیوم بسیاری مورد نیاز است و فولادهای تیتانیوم – نیوبیوم می توانند در دماهای بالاتر نورد کنترل شده تحت تبلور مجدد بشوند. در حال حاضر فولادهای سطح ساحلی با ضخامت بیش از 75 میلیمتر (in 3) و با استحکام های تسلیم 345 تا 415 مگا پاسکال (50 تا 60 ksi) بطور معمول تولید می شوند . ]1[

1-1-2-3- فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم – وانادیوم :

فولادهای میکروآلیاژ دارای نیوبیوم و وانادیوم استحکام تسلیم بالاتری در شرایط نورد گرم بطور قراردادی نسبت به فولادهای موجود را دارد . مثل فولادهای نورد گرم ، فولادهای وانادیوم – نیوبیوم تقریباً همه از استحکام افزایش یافته اشان به دلیل استحکام دهی به رسوب مشتق می شوند و بنابراین دماهای انتقال بالای شکل پذیر شکننده دارند . اگر فولاد نورد، کنترل شده باشد اضافه کردن نیوبیوم و وانادیوم با هم از جمله مزایایی برای افزایش استحکام تسلیم و پایین آوردن دماهای انتقالی شکل پذیر شکننده یا تصفیه دانه ای است .

معمولاً فولادهای نیوبیوم – وانادیوم با مقادیر کربن نسبتاً پایین شناخته می شوند . ( کربن کمتر از %10/0) این مقدار پرلیت را کاهش می دهد و چقرمگی ، شکل پذیری و قابلیت جوش را بالا می برد. این فولادها، معمولاً به عنوان فولادهای کاهش یافته پرلیت شناخته می شوند. ]1[

1-1-2-4- فولادهای میکروآلیاژ شده مولیبدن – نیوبیوم :

...

65 صفحه فایل Word

هر اتم از یک باند ظرفیت و یک باند هدایت تشکیل شده است. بعد از باند ظرفیت اتم، باند هدایت قرار گرفته است که در حالت عادی خالی است. الکترونهای باند ظرفیت با گرفتن انرژی کافی به ممانه هدایت رفته یک جفت الکترون حفره ایجاد می‌کنند. حال اگر الکترونها در معرض تغییرات انرژی کافی در اثر بایار مناسب قرار گیرند. الکترونها دوباره از باند ممنوعه پرش کرده و به باند مجاور می رود و هنگام این پرش از باند ممنوعه مقداری انرژی از دست می دهند و این اتلاف انرژی همراه با تشعشع به همراه مقداری انرژی مشخص است. این مکانیزم مدارهای نوری مورد استفاده قرار می گیرد.

2-1- مولدهای نوری

دو نوع ابزار مولد نور مورد استفاده قرار می گیرند که LEDها و لیزرها هستند. LEDها و لیزرها دو تفاوت اساسی دارند.

1- LED یک ابزار نیمه هادی است که با استفاده از یک فرآیند تبدیل توان به شکل جریان ورودی و فوتون خروجی، نور ساطع می کند در حالیکه لیزر یک ابزار مولد تشدید در حفره است که ممکن است به عنوان واسطه فعال خود، از یک گاز، یک مایع یا یک جسم جامد استفاده کند و به عنوان محصول فرآ‌یند افزایش شار فوتونی نور ساطع نماید.

2- LED نوری با باند عریض ساطع می کند که در آن فوتونها مستقیماً وابسته به فاز نیستند در حالیکه لیزر یک نوع نوری با باند باریک ساطع می کند که در آن فوتونهای تابشی یا فوتونهای مولد همفازند و به همین جهت نور laser برخلاف LED می تواند در یک نقطه دور و بسیار کوچک متمرکز شود و در نتیجه در محل تمرکز نور چگالی توان بسیار بالایی داشته باشد.

در حال حاضر دیودهای نور گسیل نسبت به laser دارای اشکالات بیشتری است از جمله:

الف- قدرت نوی پایین تر

ب- پهنای باند مدولاسیون نسبتاً کوچکی دارند (کمتر از MHZ50)

ج- انحراف هارمونیکی دارند

با وجود اشکالات فوق دیودهای نور گسیل مزایایی دارند که کا ربرد آنها را در مخابرات نوری بسیار برجسته کرده است که عبارتند از:

الف- ساخت ساده تر در آن هیچ تراش منعکس کننده ای وجود ندارد و در بعضی از انواع ساختاری آن Striped Geometry وجود ندارد.

ب- هزینه کمتر بخاطر ساختار ساده تر

ج- وابستگی دمایی کمتر آن. مشخصات خروجی نور در مقابل جریان آن نسبت به مشخصات لیزر کمتر تحت تاثیر قرار می گیرد و مسائل مربوط به پایداری جریان آستانه و جبران حرارتی را ندارد.

د- خطی بودن. یک دیود نور گسیل دارای خروجی نوری خطی در قبال مشخصات جریان می باشد (برخلاف لیزر اتصالی) که این امر در مواردی که مدولاسیون آنالوگ مورد نظر است، سودمند است.

3-1- کارایی دیودهای نور گسیل

عدم وجود تقویت نوری از طریق نشر تحریک شده در دیود نور گسیل، سبب محدود شدن کارائی کمی درونی دیود (نسبت فوتونهای تولید شده به الکترونهای تزریق شده) می گردد. تکیه بر نشر خودبخودی، بدلیل وجود نقص ها و ناخالصی ها اجازه جا گرفتن ترکیبات مجدد غیر تابشی را درون ساختار می دهد و در نتیجه در بهترین حالت، کارایی داخل 50% را برای دستگاههای ساده ای با اتصال Homojvnetion را می دهد اگرچه کارایی کمی درونی می تواند بطور نسبی بالا باشد، ولی شکل نامبرده برای دیود نور گسیلی که از طریق یک سطح مسطح منتشر می شود ضرورتاً به صورت Lambertion می باشد چرا که تشعشع سطحی قدرت تابیده شده از یک فضای واحد به یک زاویه سه بعدی در تمام جهات ثابت می باشد. توزیع شدت Lambertion در شکل 1-1 نشان داده شده است. J0 شدت ماکزیمم بر سطح مسطح عمودی می باشد ولی به طرفین کاهش می یابد (متناسب با کسینوس زاویه تصویر 5) این مساله بهره قدرت خروجی را به میزان چند درصد کاهش می دهد.

بهره قدرت خروجی ، به عنوان نسبت قدرت نوری منتشر شده خروجی Pe، به قدرت الکتریکی تامین شده برای دستگاه، P، می باشد که می توان آن را بصورت زیر نوشت:

شکل

همچنین قدرت نوری منتشر شده (Pe) به درون محیطی با مشخصه انکسار پایین، n، از سطح یک دیود نور گسیل مسطح ساخته شده از موادی با مشخصه انکسار nx، تقریباً بصورت زیر داده می شود:

که در این رابطه Pint قدرت تولید شده داخلی و F فاکتور انتقال از سطح مشترک نیمه هادی- خروجی، می باشد. از این رو تخمین زدن درصد قدرت نوری منتشر شده، ممکن می باشد.

موقعی که خروجی نور به یک فیبر متصل می گردد، اتلاف بیشتری به وجود می‌آید. اگر برای فیبری با مشخصه پله ای فرض شود که تمام نور به انتهای فیبر، درون زاویه قابل قبول تزویج می شود، در محیط هوا معادله زیر برقرار می گردد. یعنی زاویه با مقدار NA­ (روزنه عددی) برابر خواهد بود.

نور در زوایایی بزرگتر از تزویج نخواهد شد. برای یک منبع Lambertion شدت تابش در یک زاویه ، بصورت زیر داده که در شکل 1-1 نشان داده می شود (I0 شدت تابش در راستای خط می باشد).

منبعی که از هسته فیبر کوچکتر باشد و در مجاورت و نزدیکی آن قرار گیرد، ضریب تزویج آن بصورت زیر برحسب مختصات استوانه ای داده می شود.

...

41 صفحه فایل Word

خشک کردن با هوا بعد از آن خشک کردنKlin (کوره ای)

Air Drying Follwed by klin Drying

عملیات استاندارد، حداقل در خشک کردن چوب های سخت، خشک کردن هوایی به دنبال آن خشک کردن کوره ای بوده است. مزایا و محدودیت های خشک کردن هوایی توسط(1971) Rietz بحث می شوند.

در اینجا موضوع ما صرفه جویی های انرژی است. اگر مثال قبلی ما از یک کوره 50/000-fbm به مانند عمل شده درMadison، که بلوط قرمز یا سطوح رطوبت مختلف را خشک می نماید، کل تقاضاهای انرژی را می توان برای ضخامت های مختلف الوار محاسبه نمود. این برآوردهای محاسبه شده در جدول6-11 نشان داده می شوند، صرفه جویی های انرژی خودشان آشکار می باشند.

خشک کردن قبلی به دنبال آن خشک کردن کوره ای

Predrying Followed by klin Drying

در سال های اخیر، استفاده از خشک کن های قبلی برای «خشک کردن هوایی» کنترل شده چوب های جنگلی به طور مشخص افزایش یافته است. کیفیت چوب قبلاً خشک شده بالا بوده؛ نیازهای ظرفیتی کوره کاهش داده شده؛ و بسته به فصل، موفقیت، و ساخت کوره، نیازهای انرژی در مقایسه با خشک کردن الوار سبز مقداری کاهش داده می شود. عایق سازی دیوار، استحکام ساختمان و تهویه کنترل شده مهم می باشند. بزرگترین مشکل طراحی غیر از سلامت ساختمانی توضیح هوا در ساختمان های گرم شده در حال نگهداری 1 میلیونfbm الوار است. این خشک کن ها در طیف عمل می کنند. تمام عناصر برای افزایش تقاضای انرژی در اینجا ارائه می گردند.

خشک کردن با رطوبت گیری Dehumidication Drying

بحث های خشک کردن رطوبت گیری در فصول2و7 دیده می شوند. چون که تنها منبع انرژی برای خشک کردن نیروی برق است، هزینه این دسته خشک کردن وابسته به نرخ‌های برق محلی دارد که در بخش های مختلف آمریکا بسیار متفاوت است، و با استفاده از یک سیکل بسته سرد کننده، خالص انرژی برای تبخیر1 پوند آب خیلی کمتر از 1/000 BTU می باشد، ولی ما باید به دقت روشی را که در آن صرفه جویی سوخت بیان می شود را درک نماییم، سیستمی که از50 درصد کمتر انرژی مصرف می کند ارزان نمی باشد، چون که انرژی گران تر از سایر انواع سوخت می باشد، قیمت نیروی الکتریکی به میزان 20 دلار برای هر10’BT است. درجات حرارت بالا را با اندازه عمل می کنند.

خشک کردن خورشیدی Solar Drying

آنالیز نشان داده است که در منظور کردن انرژی خورشیدی به عنوان ابزاری برای کاستن از هزینه های سوخت دقت باید کرد. این یک راه حل همگانی برای اقتصاد انرژی در خشک نمودن چوب نیست. بنابراین، نباید به یک باره در چنین تکنولوژی بدون در نظر گرفتن دقیق معیارهای مهندسی به مانند کل اقتصاد عمل کننده سرمایه گذاری نمود. (Tschernitz 1986)

برای یک کوره خورشیدی غیرفعال با انرژی تکمیلی، مشاهدات زیر به عمل آورده می‌شوند:

1- انرژی تکمیلی برای برقراری دفعات خشک کردن سریع، پایدار برای تمام فصول و تمام نقاط ضروریست.

2- سطوح خورشیدی (اگر کوره اساساً یک گلخانه در طرح باشد) را باید از خشک کن در انتهای دوره هایی از جریان به داخل خورشیدی کم ایزوله کرد.

3- انتخاب صحیح مواد پوششی خورشیدی و عایق سازی دیوار کوره برای ازدیاد صرفه جویی های سوخت مهم است.

4- ماه های زمستان در شمال برای خشک کردن خورشیدی در هیچ مقیاسی عملی نمی‌باشد.

...

42 صفحه فایل Word

مقدمه

همانطور که سطوح نفوذ باد از لحاظ جهانی افزایش می یابد، نیاز به پیش بینی صحیح تغییرات در تولید انرژی باد- در انواع متفاوت پیش بینی افق های زمان- برای پایداری شبکة نیرو و همچنین کارآیی تولید روز به روز مهم می شود. پیش بینی های صحیح انرژی باد، از جمله اجزاء مهم و حیاتی برای بسیاری از چالش های عملیاتی و برنامه ریزی هستند که متغیر از پیگیری بار تا برنامه ریزی انتقال و اختصاص دادن سرمایه، تا بازاریابی سطح استراژی و برنامه ریزی عملیات است. وقتی برای تصمیم گیری بکار می رود، پیش بینی های صحیح انرژی باد، هزینه های فرعی خدمات را کاهش می دهند، قابلیت اعتبار شبکه از طریق برنامه ریزی مؤثرتر افزایش می یابد و اپراتورهای پروژه و شرکت های برق می توانند تصمیمات استراژی مهمی بگیرند که باعث افزایش کارآیی می گردد. پیش بینی هایی که تا سالها بعد امتداد می یابد ، به شناسایی صحیح تر مشخصات نسل بلند مدت کمک می کند و باعث فرمولاسیون های صحیح تر فاکتور ظرفیت و انتخاب پروژه های مؤثرتر می گردد. این مقاله طرح می کند که چگونه و چرا پیش بینی انرژی باد می پردازد. دومین بخش استراژی هایی را برای پیش بینی در افق های زمانی متفاوت طرح می کند. بخش3 نتایج حاصل از پیش بینی در موقعیت های متفاوت را در عرض ایالات متحده بررسی می کند. بخش آخر، خلاصه ای را فراهم کرده و مروری دارد بر آیندة پیش بینی.

سابقه پایه های هواشناسی

همانطور که همه ما می دانیم، باد، سوختی برای انرژی باد است. مادامیکه دشواری بسیار زیاد ساده کردن باد، اساساً نتیجة اختلاف های در فشارها در فواصل افقی است، با این اختلاف، گرادیان فشار مطرح می شود. در ساده ترین سطح، حاصل عدم تعادل های گرمایی هستند و در اساسی ترین سطح، حرارت غیر یکنواخت زمین، باد را به حرکت در می آور. در مقیاس های دقیقه، ساعت و روزانه، تغییرات در شرایطهای جوی در توپوسفر- پائین ترین سطح جو – آب و هوا نامیده می شوند . از سوی دیگر، شرایط آب وهوایی یا آب و هوا بر اساس یک مقیاس زمانی فرق می کند: شرایط آب و هوا، الزاماً توده و تراکم آب و هوا روی یک قسمت طولانی زمانی است و بنابراین ایده ای دربارة مشخصات متوسط آب و هوا فراهم می کند ( در مورد خاص ما، باد است) آب و هوا در تعدادی از مقیاس های هوایی فرق می کند از مقیاس های روزمره گرفته تا سال به سال و دامنة این تغییرات از لحاظ جغرافیایی وابسته است.

پیش بینی افق های زمان

یک استراژی کامل و جامع پیش بینی باید به این نکته توجه داشته باشد که تاکتیک های متفاوت باید برای فلق پیش بینی هایی به کار روند که از ساعت ها گرفته تا ماهها در آینده امتداد می یابند. شکل1، پیش بینی افق های متفاوت زمانی را نشان می دهد، اینکه چه اطلاعاتی و یا تاکتیک هایی برای پیش بینی بکار رفتند و دلایل استراژیکی و یا عملیاتی متفاوت برای پیش بینی چه چیزهایی هستند. در کوتاهترین افق زمان پیش بینی- افق کاربردی برای زمینه های عملیاتی چون پیگیری بار و پایداری باد- صحیح ترین استراژی های پیش بینی به مشاهداتی چون ورودی بستگی دارند. اساساً اطلاعات حاصل از پروژة باد و در ناحیة پیرامون، پروژه باد به صورت ورودی ها در استراژی های پیش بینی آماری متفاوت بکار برده شده است. متودهای سازشی اغلب شبکه های خنثی را بکار می گیرند و اساساً برای خلق این پیش بینی ها، کاربردی می باشند. بعد از چند ساعت، متودهای پیش بینی که بر اساس مشاهدات هستند، بهترین پیش بینی را فراهم نمی کنند. بنابراین، ما به استفاده از مدل های پیش گویی آب وهوا در افق زمان پیش گویی قطعی می پردازیم که تا چند روز طول می کشد. کلمة پیش بینی قطعی برای شرح، پیش بینی رویدادهای آب وهوای خاص در پیش بینی یک سیستم آب وهوای وارده بکار میرود. موضوع های عملیاتی در این افق پیش بینی از برنامه ریزی انتقال تا اختصاص دادن سرمایة تولید متغیر است. این اطلاعات برای تجارت نیرو روز نیز مهم است البته اگر این بازارها وجود داشته باشند. در هر کجا از چند روز گرفته تا بیش از یک هفته، جو بی نظم می شود و پیش گویی های قطعی دیگر نمی توانند با هر گونه درجة مهارت صورت گیرند. در این مقیاس ها، ما باید به انواع متفاوتی از شرایطهای خارجی- یا نیروها- تکیه کنیم، شرایطهایی که می توانند الگوهای بلند مدت را تحت تاثیر قرار دهند.

این نیروها از زمینه های مطرح شده از زیر مثل تغییرات دماهای اقیانوس ناشی از نوسان جنوب El Nino ، تا زمینه های مطرح شده از بالا مثل تغییرات در دماهای استراتوسفری و تغییرات حاصله در الگوهای آب وهوا متغیرند.

متاسفانه، یا توانایی محدود شده ای برای پیش بینی این پدیده وجود دارد و یا بطور کلی این توانایی وجود ندارد و به این ترتیب به عدم اطمینان در پیش گویی بلند مدت اضافه می شود. در بلندترین افق های زمانی، که چندین دهه در آینده امتداد می یابد، تغییرات در اجزاء سازنده اتمسفر، مثل دی اکسید کربن و یا ازن می توانند پاسخ جوی را تحت تاثیر قرار دهند. موضوعات مهم در این افق زمانی به مشخصه های تولید بلند مدت پروژه توام می شوند. مشخه هایی مثل فاکتور ظرفیت پروژه.

...

48 صفحه فایل Word

طیف وابسته به نیروی مغناطیسی اندازه گیری فضای دارای نیروی مغناطیسی

شما واقعاً بیشتر از آنچه که فکر می کنید می دانید- فضای نیروی مغناطیسی دار فقط یک اسم است که دانشمندان به یک دسته ای از انواع تشعشعات می دهند و همچنین وقتی که آنها می خواهند درباره آن تشعشعات به صورت گروهی صحبت کنند- تشعشع انرژی است که به سمت جایی مشخص مسیری را می پیماید و گسترش می یابد- تشعشعات قابل رویتی که از یک لامپ در خانه شما تشعشع می کنند یا امواج رادیویی که از سمت یک ایستگاه رادیویی می آیند در حقیقت I نوع از انواع تشعشعات نیروی مغناطیسی هستند- مثالهای دیگر تشعشعات الکترومغناطیسی امواج خیلی کوچک مغناطیسی، اشعه مادون قرمز و روشنایی ایجاد شده بوسیله اشعه ماورابنفش و همچنین اشعه x و اشعه گاما هستند- بیشتر اجسام دارای انرژی گرم هستند و حتی تشعشع دارای انرژی بالاتری نسبت به اجسام سرد ایجاد می کنند- فقط گرمای خیلی زیاد اجسام یا حرکت ذرات در یک سرعت بالا می تواند تشعشع انرژی بالا مانند اشعه x و اشعه گاما ایجاد کند- در اینجا تشعشعات متفاوت فضای الکترومغناطیسی وجود دارد و در عمل از کمترین به بیشترین انرژی هستند.

موج رادیویی: بله این شبیه امواج انرژی رادیویی است که ایستگاههای رادیویی منتشر می کنند که این انتشار به سوی هوا و برای تسخیر و توسعه و پخش از رادیو می باشد که شما می توانید صدای برگزیدگان خود مانند موزارت، مدونا و یا موسیقیهای کولیو را گوش کنید و لذت ببرید- امواج رادیویی همچنین توسط چیزهای دیگر از قبیل ستارگان و گازها در فضا فرستاده می شوند- شما قادر نیستید بفهمید که چه چیزی به این اجسام فرستاده می شود اما شما می توانی بفهمی که به چه میزان آنها ساخته می شوند.

امواج کوچک: آنها ذرت بو داده را در مدت زمان کمی می پزند- در فضا امواج کوچک توسط ستاره شناسان برای یادگیری درباره قواعد کهکشان راه شیری که راه شیری را در بر می گیرند به کار برده می شوند.

اشعه مادون قرمز: ما اغلب فکر می کنیم که این با چیزی شبیه گرما شروع می‌شود زیرا پوستمان را سرخ می کند - در فضا موقعیت امواج مادون قرمز بین ستاره ها می‌باشد.

قابل رویت: بله این مربوط به قسمتی است که چشمهای شما می بیند- امواج مرئی توسط هر چیز از آتش در حال تشعشع که به روشنایی ستاره ها و لامپها منجر می‌شود، تولید می شود- همچنین توسط حرکت سریع ذرات، ذرات دیگر گرم می شوند.

اشعه ماورابنفش: ما می دانیم که خورشید یک منبع ماورابنفش است- زیرا آن دارای اشعه های ماورابنفش است که پوستمان را می سوزاند- ستاره ها و دیگر اجسام داغ در فضا اشعه ماورابنفش می فرستند.

اشعه x: دکتر عمومی این اشعه را برای نگاه کردن در استخوانهای شما به کار می‌برد و دندانپزشک برای نگاه کردن در دندانهایتان از اشعه x استفاده می کند- گازهای داغ موجود در دنیا نیز اشعه x می فرستند.

اشعه گاما: اجسام رادیویی فعال (بعضی از اجسام طبیعی ودیگر چیزهایی که توسط چیزهایی شبیه هسته کارخانجات قدرت ساخته می شوند) می توانند اشعه گاما بفرستند- ذره بزرگ شتاب دهنده را دانشمندان برای فهمیدن اینکه چه جسم ساخته شده ای می تواند اشعه گاما تولید کند، به کار می برند- اما بزرگترین مولدهای اشعه گاما همگی در دنیا وجود دارد- آن اشعه گاما را به طرق مختلف می سازد.

یک موج رادیویی، یک اشعه گاما، اشعه موج کوچک یا یک اشعه x نیست یا چه چیزی می باشد؟

امواج رادویی، امواج مرئی، اشعه x و دیگر اقسام طیفهای الکترومغناطیسی شبیه چیزی مانند اشعه الکترومغناطیس بنیادی هستند. ما ممکن است فکر کنیم که امواج رادیویی کاملاً متفاوت از اجسام فیزیکی یا حتی اشعه گاما ایجاد شده هستند. آنها به طرق مختلف ساخته می شوند و ما آنها را به طرق مختلف آشکار می کنیم. اما آیا آنها واقعاً چیزهای متفاوتی هستند؟ جواب این است «خیر»، امواج رادیویی. امواج مرئی و اشعه x و دیگر اقسام طیف الکترومغناطیسی بنیادی هستند. آنها همگی تشعشع الکترومغناطیسی هستند. تشعشع الکترومغناطیسی می تواند در اقسام مختلفی از فوتونهای جاری شروع شود، که ذرات حجم کوچک هر کدام در یک موج خاصی سفر می کنند که این سفر شبیه حرکت در سرعت نوری می باشد.

...

موضوع 2:

برای فهمیدن میدانهای الکتریکی و میدانهای الکترومغناطیسی شما نیاز دارید که بدانید چگونه بارها (بارهای مثبت و منفی) به همدیگر برای حرکت شکل می دهند. ماوس را در هر جای این متن کلیک کنید. شما یک الکترون خلق کرده اید. آن یک ذره با بار منفی است و مقدار بزرگی نیست. افسوس، اما فقط آن به سمت بار مثبت کشیده می شود و بلعیده می شود.

دلیل آن این است که بار مثبت به طور غیر محسوس به کار برده می شود، نیرویی که روی یک الکترون عمل می کند، نیروی الکتریکی نامیده می شود. سعی کنید الکترون را در جاهای مختلف قرار دهید. چه مدتی می توان آنرا تنها نگه داشت؟ اگر آنرا نزدیک به یک جعبه بگذارید پس آن در کمترین مدت جذب می شود. بله نیروی الکتریکی شبیه یک چشمه غیر مرئی است اما هر چقدر بارهای مثبت دورتر از هم حرکت کنند یک چشمه ضعیفتری آنها را به سمت هم می کشد.

حالا وقتی که شما الکترون را در مقدار کمی پرتاب می کنید ببینید چه اتفاقی می‌افتد. این کار را در جایی که نشسته اید مورد بررسی قرار دهید. برای انجام این کار کلیک ماوس را در جهتی دلخواه بکشید. خط، جهت پرتاب را نشان می دهد و طول، سرعت آن را نشان می دهد. اگر آن را فقط مستقیم پرتاب کنیم الکترون مداری دور پروتون می زند و هیچ وقت در هم شکسته نمی شود. شما فقط یک مدل بنیادی از یک اتم را ایجاد کرده اید. آیا وقتی که الکترون با یک سرعتی حرکت می کند این مفهوم را می رساند که نیروی الکتریکی متفاوت است؟

جواب این است خیر، قدرت یا کشش فقط بستگی به جایی دارد که گذاشته می‌شود نه به سرعت آن- اما حرکت یک الکترون به هر دوی نیرو و سرعت الکترون بستگی دارد که اغلب جهتهای متفاوت هستند. وقتی که شما 1 بار کلیک می کنید ببینید چه اتفاقی روی صفحه نمایش رخ می دهد و سپس یک الکترون در یک جهتی با سرعت متفاوت ، پایین گذاشته می شود.

موضوع 3

منبع راهنما یک ابزاری برای حل رازهای مادی است. چرا دانشمندان منبع راهنما را به کار می برند؟ اندازه آن به اندازه زمین فوتبال است. سعی کنید قواعد کوچک اتم و الکترونها را یاد بگیرید. چه چیزی به این مفهوم نزدیک می شود؟ ALS یک پژوهش آسان است که توسط دانشمندان برای موارد زیر به کار برده می شود:

1- تحقیق مشخصات اجسام 2- تحلیل نمونه هایی برای رسم عناصر 3- کاوش قوانین اتم و مولکولها 4- مطالعه نمونه های زیستی 5- تحقیق درباره واکنشهای شیمیایی 6- ساختن میکروسکوپهای ماشینی.

ALS اشعه x پایه با کیفیت مخصوصی تولید می کند. دانشمندان این اشعه های x را به عنوان ابزاری برای انجام کارشان فقط مانند دندانپزشکان که اشعه x را به عنوان ابزاری به کار می برند استفاده می کنند. بیشتر دانشمندان روی پروژه های مختلفی کار می کنند که می توانند ALS را در همان زمان به کار ببرند. برای مثال یک دانشمند ممکن است نمونه های تیره را برای مقادیر کوچک 1 پادزهر به کار ببرد، در حالیکه دیگری ممکن است اطلاعات مقدماتی از یک پلیمر برای فهمیدن اینکه چطور مولکولها چیده می شوند باشد. چرا ALS خیلی بزرگ است؟

برای تولید مرئی طول موج و روشنایی که دانشمندان می خواهند، طراحان ALS یک ماشین بزرگ طراحی می کنند- در حقیقت اشعه های x طول موج کوتاهی نسبت به امواج مرئی دارند اما هر دو مرئی هستند و اشعه الکترومغناطیسی نامیده می شوند ALS دارای یک انبار حلقه با قطری برابر 3/2 طول زمین فوتبال می باشد. انباره حلقه یک اتاق خلا لوله ای است که برای کارهای زیر ساخته شده است:

1- نگهداشتن بیم‌الکترونی که سرتاسر آن را باسرعتی معادل سرعت نور طی‌می‌کند.

2- نگهداشتن انرژی مرئی بیم الکترون.

به عنوان الکترونهای دایره ای حلقه، آنها نامرئی می شوند. حلقه باید خیلی بزرگ باشد تا بتواند بیم الکترون در 1.5-1.9 بیلیون الکترون ولت طول موج و روشنایی مطلوب ایجاد کند. برای اطلاعات بیشتر قطعات ALS را ببینید. در حقیقت روشنایی توسط ماشینهایی که شبیه ALS عمل می کنند بوجود می آید که دستگاه تقویت و تسریع ذرات باردار الکترونی نامیده می شود. در شکل دیاگرام طبقه ALS را می‌بینید. چرا روشنایی از ALS یک ابزار مناسب است؟ ALS روشنایی را در چشمه های فضای الکترومغناطیسی اشعه x نرم و اشعه ماورابنفش سخت تولید می کند. روشنایی (نور) طول موجی بین 0001/0 میکرومتر تا 1/0 میکرومتر دارد. چه جسمی در طول به یک میکرومتر نزدیک است؟ یک زیر دریایی، یک مورچه، قطر موی سر یک انسان یا یک ویروس، در اینجا بر بعضی از دلایل مبتنی بر خوبی ALS به عنوان ابزاری برای تحقیقات مادی اشاره می کنیم. 1- نور از ALS می تواند به اجسام نفوذ کند، همانطور که دندانپزشک شما اشعه x را برای دیدن داخل دندان شما به کار می برد. دانشمندان نور تولید شده توسط ALS را برای دیدن اجسام داخل یک جسم به کار می برند.

...

39 صفحه فایل Word

پرتو X از لحظه کشف به استفاده عملی گذاشته شد, و در طی چند سال اول بهبود در تکنیک و دستگاه به سرعت پیشرفت کرد. برعکس, اولتراسوند در تکامل پزشکیش بطور چشمگیری کند بوده است. تکنولوژی برای ایجاد اولتراسوند و اختصاصات امواج صوتی سالها بود که دانسته شده بود. اولین کوشش مهم برای استفاده عملی در جستجوی ناموفق برای کشتی غرق شده تیتانیک در اقیانوس اطلس شمالی در سال 1912 بکار رفت سایر کوششهای اولیه برای بکارگیری ماوراء صوت در تشخیص پزشکی به همان سرنوشت دچار شد. تکنیکها, بویژه تکنیکهای تصویرسازی تا پژوهشهای گسترده نظامی در جنگ دوم بطور کافی بسط نداشت. سونار, Sonar (Sound Navigation And Ranging) اولین کاربرد مهم موفق بود. کاربردهای موفق پزشکی به فاصله کوتاهی پس از جنگ, در اواخر دهة 1940 و اوایل دهة 1950 شروع شد و پیشرفت پس از آن تند بود.

اختصاصات صوت

یک موج صوتی از این نظر شبیه پرتو X است که هر دو امواج منتقل کننده انرژی هستند. یک اختلاف مهمتر این است که پرتوهای X به سادگی از خلاء عبور می‌کنند درحالیکه صوت نیاز به محیطی برای انتقال دارد. سرعت صوت بستگی به طبیعت محیط دارد. یک روش مفید برای نمایش ماده (محیط) استفاده از ردیفهای ذرات کروی است, که نماینده اتمها یا ملکولها هستند که بوسیله فنرهای ریزی از هم جدا شده اند (شکل A 1-20). وقتی که اولین ذره جلو رانده می‌شود, فنر اتصالی را حرکت می‌دهد و می فشرد, به این ترتیب نیرویی به ذره مجاور وارد می آورد (شکل 1-20). این ایجاد یک واکنش زنجیره ای می‌کند ولی هر ذره کمی کمتر از همسایه خود حرکت می‌کند. کشش با فشاری که به فنر وارد می‌شود بین دو اولین ذره بیشترین است و بین هر دو تایی به طرف انتهای خط کمتر می‌شود. اگر نیروی راننده جهتش معکوس شود, ذرات نیز جهتشان معکوس می‌گردد. اگر نیرو مانند یک سنجی که به آن ضربه وارد شده است به جلو و عقب نوسان کند, ذرات نیز با نوسان به جلو و عقب پاسخ می دهند. ذرات در شعاع صوتی به همین ترتیب عمل می‌کنند, به این معنی که, آنها به جلو و عقب نوسان می‌کنند, ولی در طول یک مسافت کوتاه فقط چند میکرون در مایع و حتی از آن کمتر در جامد.

اگر چه هر ذره فقط چند میکرون حرکت می‌کند, از شکل 1-20 می توانید ببینید که اثر حرکت آنها از راه همسایگانشان در طول خیلی بیشتری منتقل می‌شود. در همان زمان, یا تقریباً همان زمانی که اولین ذره مسافت a را می پیماید, اثر حرکت به مسافت b منتقل می‌شود. سرعت صوت با سرعتی که نیرو از یک ملکول به دیگری منتقل می‌شود تعیین می‌گردد.

امواج طولی

ضربانات اولتراسوند در مایع به صورت امواج طولی منتقل می‌شود. اصطلاح «امواج طولی» یعنی اینکه حرکت ذرات محیط به موازات جهت انتشار موج است. ملکولهای مایع هدایت کننده به جلو و عقب حرکت می‌کنند و ایجاد نوارهای انقباض و انبساط (شکل 2-20) می‌کنند. جبهه موج در زمان 1 در شکل 2-20, وقتی طبل لرزنده ماده مجاور را می فشارد آغاز می‌شود. یک نوار انبساط, در زمان 2, وقتی که طبل جهتش معکوس می‌گردد, پیدا می‌شود. هر تکرار این حرکت جلو و عقب را یک سیکل (Cycle) یا دوره تناوب گویند و هر سیکل ایجاد یک موج جدید می‌کند. طول موج عبارت است از فاصله بین دو نوار انقباض, یا دو نوار انبساط, و بوسیلة علامت نشان داده می‌شود. وقتی که موج صوتی ایجاد شد, حرکت آن در جهت اولیه ادامه می یابد تا اینکه منعکس شود, منکسر شود یا جذب گردد. حرکت طبل لرزان که برحسب زمان رسم شده است, یک منحنی سینوسی را که در طرف چپ شکل 2-20 نشان داده شده است تشکیل می‌دهد. اولتراسوند, برحسب تعریف, فرکانسی بیش از 20000 سیکل بر ثانیه دارد. صوت قابل شنیدن فرکانسی بین 15 و 20000 سیکل بر ثانیه دارد (فرکانس میانگین صدای مرد در حدود 100 سیکل بر ثانیه و از آن زن در حدود 200 سیکل بر ثانیه می‌باشد). شعاع صوتی که در تصویرسازی تشخیصی بکار می رود فرکانسی از 000/000/1 تا 000/000/20 سیکل بر ثانیه دارد. یک سیکل بر ثانیه را یک هرتس (Hertz) گویند. یک میلیون سیکل بر ثانیه یک مگاهرتس (مختصر شده آن (MHz) است. اصطلاح هرتس به افتخار فیزیکدان مشهور آلمانی Heinrich R.Hertz می‌باشد که در سال 1894 وفات یافت.

سرعت صوت

برای بافتهای بدن در محدودة اولتراسوند پزشکی, سرعت انتقال صوت مستقل از فرکانس می‌باشد و عمدتاً بستگی به ساختمان فیزیکی ماده ای دارد که از میان آن صوت عبور می‌کند. خواص مهم محیط منتقل کننده عبارتند از : (1) قابلیت انقباض (compressibility) و (2) چگالی (Density). جدول 1-20, سرعت صوت را در بعضی از مواد شناخته شده, از جمله چندین نوع بافت بدنی, نشان می‌دهد. مواد به ترتیب افزایش سرعت انتقال مرتب شده اند, و می توانید ببینید که صوت در گازها از همه کندتر, در مایعات با سرعت متوسط, و از همه تندتر در اجسام جامد حرکت می‌کند. ملاحظه کنید که تمام بافتهای بدن, جز استخوان, مانند مایعات رفتار می‌کنند و بنابراین همگی صوت را تقریباً با یک سرعت منتقل می‌کنند. یک سرعت 1540 متر بر ثانیه به عنوان میانگین برای بافتهای بدن بکار می رود.

...

166 صفحه فایل Word

تاریخچه واقعیت درمانی