mechanic

محل استقرار پمپاژ آب برحسب شرائط محل متغير بوده و اغلب در محل برداشت آب (چاه ، چشمه ، رودخانه) مي باشد . از نظر كلي بايد محل استقرار پمپ را با درنظرگرفتن خطر طغيان رودخانه و يا خطر استغراق ، قرارداده و گذشته از آن بايد در مقابل خطرات ناشي از ريزش محل و رطوبت نامناسب و يخبندان محافظت نمود . در داخل محوطه ايستگاه پمپاژ و در كف ساختمان آن شيب 1% منظور نمود و براي هركدام از ماشين آلات موجود ، پي و پايه مجرائي درنظر گرفته مي شود.

با علم به اينكه ايستگاههاي پمپاژ معمولاً در گودترين نقاط شهر واقع مي شود ، بايد تدابيري براي جلوگيري از خرابي تلمبه خانه ها در اثر ورود آبهاي سطحي حاصل از بارندگي درنظر گرفت .

در موارديكه محل تلمبه خانه در داخل شهراست بايدساختمان آن از نظر وضع ظاهري ، نظير منازل مسكوني اطراف بوده و منظره ناخشايندي ايجاد نگردد.

الف- محل ايستگاه پمپاژ وقتي منبع تغذيه چشمه باشد :

درصورتيكه محل برداشت آب چشمه باشد چند حالت زير مطرح مي گردد :

1- در صورتيكه ارتفاع چشمه ها از ارتفاع مخزن ذخيره بيشتر باشد آب در اثر نيروي ثقل به منبع تغذيه هدايت شده و احتياجي به عمل پمپاژ نخوهد بود ، كه در اغلب روستاهاي داراي چشمه اين پديده در سهولت كار آبرساني آن محل كمك زيادي خواهد نمود .

2- در صورتيكه فاصله بين محل برداشت آب (چشمه – چاه – رودخانه و غيره) تامخزن تغذيه زياد نباشد ، يك حوضچه جنبي در محل برداشت آب درنظر گرفته و با ارتباط آب داخل چشمه و حوضچه فوق ميتوان دبي مورد نظر را از حوضچه ، برداشت نموده و از ورود ذرات ريز و گرد و غبار به داخل تأسيسات جلوگيري نموده كه بعداً آب با عمل پمپاژ به منبع توزيع ، انتقال داده خواهد شد .

3- در صورتيكه فاصله بين محل برداشت آب تا مخزن ذخيره زياد باشد، براي جلوگيري از طولاني شدن بيمورد شبكه لوله كشي ، سعي مي شود بهترين شرايط را براي حمل استقرار پمپاژ تعيين نمود.

ب – محل ايستگاه پمپاژ وقتي منبع تغذيه چاه باشد:

در صورتيكه برداشت آب از چاه باشد چند حالت زير مطرح خواهد بود :

1- درصورتيكه برداشت آب از يك چاه منفرد مورد نظر باشد ساختمان ايستگاه پمپاژ مستقيماً روي چاه واقع شده و عمق مكش (فاصله قائم سطح آزاد آب مورد برداشت تا محور پمپ) حداكثربايد 5/4 تا 6 متر باشد.

2- در صورتيكه عمق مكش از 5/4 تا 6 متر بيشتر باشد بعلت اشكالات ناشي از عمق زياد دو راه حل درنظر گرفته مي شود :

الف- موتور را روي چاه و پمپ را روي سطح آب چاه قرار داده و توسط ميله اي حركت محور موتور را به محور پمپ انتقال مي دهند .

ب – موتور و پمپ را با هم در يك پوسته فلزي آب بندي شده در داخل چاه غوطه ور مي سازند.

3- در صورتيكه برداشت آب بجاي يك چاه منفرد از چند چاه صورت مي گيرد (كه در تاسيسات آبرساني شهرهاي بزرگ به اين مسئله برخورد مي گردد) دو راه حل زير نيز پيش بيني مي شود :

الف- ممكن است روي هر كدام از چاهها يك پمپ ، پيش بيني نمود كه خود مستقلاً مخزن اصلي را تغذيه نمايد كه در اين حالت براي رعايت مسائل اقتصادي ، تأسيسات مربوط به فشار قوي و فشار ضعيف و تابلوهاي كنترل و غيره را در يك ساختمان مشترك كه محل آن به رعايت تعادل افتهاي فشار در مركز ثقل نواحي مورد نظر باشد ، قرار مي دهد ، آنگاه لوله رانش هر پمپ را به يك محفظه مشترك بنام كلكتور هدايت نموده و از اين كلكتور جهت تغذيه مخزن واقع در ارتفاع مناسب استفاده مي شود.

ب- ممكن است تمام چاهها را تحت عملكردي پمپ قوي و يك ايستگاه واحد قرار داده و از قراردادن وسائل و ابزار آلات مكانيكي روي هر كدام از چاهها اجتناب ورزيد ، در اينصورت بايد مطابق شكل زير لوله مكش تمام چاهها را با يك كلكتور بهمديگر مرتبط ساخت .

در تمام اين موارد ذكر اين نكته ضروري است كه اختلاف ارتفاع بين سطح آزاد آب در منبع مكش و محور ماشين با درنظرگرفتن مجموع افتهاي مربوط به هر كدام از لوله اي ماشين نبايداز حد متعارف 5/4 الي 6 متر تجاوز نمايد .

مزايا و معايب :

بطور كلي در شرايطي كه ارتفاع سيال داخل منبع مكش تا محل پمپاژ كم باشد بين دو سيستم نامبرده بادر نظر گرفتن شرايط ذيربط و بررسي مزايا و معايب آن دو ، يكي از انتخاب و براي اينكار محاسن و معايب هر كدام سنجيده و مقايسه ميگردد.

1- خرج
در سيستم دوم اگر فواصل چاهها از همديگر زياد باشد پمپ بسيار قوي مورد نيازبوده و خرج آن بيشتر و متعلقاب مربوطه نيز زيادتر است .

2- از نقطه نظر برداشت
در سيستم دوم كه تمام چاهها تحت عملكرد يك پمپ قوي و يك دستگاه واحد قرار دارند و لوله مكش تمام چاهها با يك كلكتور بهم مرتبط است ممكن است دبي چاهها از يك محل ديگر تغيير نمايد كه در اينصورت براي تنظيم دبي براي هر كدام از چاهها ميتوان از شير فلكه كه در ابتداي لوله مكش كار گذاشته مي شود استفاده نمود، در صورتيكه در سيستم اول بايد در هر يك از چاهها يك پمپ ، مختص آن چاه در نظر گرفت كه اين خود ، تهيه وسائل را ايجاب نموده و از نقطه نظر برداشت آب توليد اشكال خواهد نمود.

3- از نقطه نظر راندمان كار
درصورتيكه در هر دو طريقه شرايط طوري فراهم گردد كه تاسيسات مربوطه با حداكثر دبي كار كند راندمان يك واحد بزرگ عمدتا بيشتر از راندمان كلي مجموعه واحدهاي كوچكتر است در نتيجه از نقطه نظر راندمان روش دوم مناسبتر است .

4- از نقطه نظر بهره برداري و سرعت راه اندازي
در روش دوم كه تمام چاهها تحت عملكرد يك پمپ قوي قرار دارند ، اگر لوله مكش طولاني باشد احتمال وجود خلاء در كلكتور در اوائل راه اندازي و يا راه اندازي بعد از يك توقف طولاني سبب بروز مشكلاتي شده و احتمالاً حركت مكانيزم را مختل خواهد نمود . از طرفي در روش اول انعطاف پذيري بيشتري موجود بوده و از واحدهاي كوچك ساده تر مي توان استفاده نمود .
بطور خلاصه براي پيش بيني يكي از دو سيستم فوق الذكر بايد شرايط مخصوص آن محل و چگونگي بهره برداري آنها و ساير عوامل كمي و كيفي مورد ارزيابي قرار گرفته و انتخاب احسن گردد.

منبع :
masoodvahidi.blogfa.com

راهنمای مسائل کتاب اصول ترمودینامیک ون وایلن 

 ویراست ششم

طرز كار راكت هاي فضايي

ترجمه: محمد ش. محمدي

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: http://www.howstuffworks.com

تشريح عملكرد برج خنك كن باز    

                            

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

 

                                             

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

 

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

                    

 

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

 

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

 

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

 

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

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

 

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

 

                                                                                                

منبع:shakhta.ir