زنال

اگر مقاله "چگونه موتور ماشین کار می کند؟"را خوانده باشید،می دانید که سوپاپ ها اجازه می دهند مخلوط هوا-سوخت به موتور وارد شود و همچنین دود خارج شود.میل بادامک از برجستگی هایی (به نام بادامک) استفاده می کند که هنگام چرخیدن،سوپاپ ها را می فشارد تا باز شوند،در حالی که فنرهای روی سوپاپها،آنها را به موقعیت بسته باز می گرداند.این یک کار حیاتی است،که می تواند تاثیرات بسزایی روی عملکرد موتور در سرعتهای مختلف داشته باشد.در صفحه بعدی این مقاله,شما می توانید انیمیشنی که برای نشان دادن تفاوت بین میل بادامک استاندارد و میل بادامک برتر ساخته شده است را مشاهده کنید.

میل بادامک

در این مقاله،خواهید آموخت که میل بادامک چگونه عملکرد موتور را تحت تاثیر قرار می دهد.ما انیمیشن هایی داریم که نشان می دهند که چگونه موتور هایی با طرح بندی متفاوت،مثل تک میل بادامک و دو میل بادامک ،کار می کنند.سپس به سراغ راه هایی می رویم که بدان وسیله ماشین ها میل بادامک خود را به گونه ای تنظیم می کنند که بیشترین بازده را در سرعت های مختلف داشته باشد.

مهمترین قسمت هر میل بادامک بر جستگی های آن است.هنگامی که میل بادامک می چرخد،برجستگی ها متناسب با پیستون ها،سوپاپ ها را بالا و پایین می کنند.برای این منظور،رابطه مشخصی بین برجستگی بادامک ها و نحوه عملکرد موتور در سرعت های مختلف وجود دارد.

برای درک چنین موضوعی فرض کنید که موتور بسیار آهسته کار می کند-در ١٠الی ٢٠دور در دقیقه(RPM)-که به پیستون در طی کردن هر سیکل چند ثانیه وقت می دهد.البته واقعاً به کار انداختن ماشین در این سرعتی غیر ممکن است.در این سرعت کم،ما نیاز داریم که بادامک ها به گونه ای قرار گرفته باشند که:

١-همین که پبستون در مرحله مکش شروع به پایین رفتن می کند نقطه مرده بالا(Top dead center,TDC)بایستی سوپاپ ورودی باز باشد.زمانی که پیستون به پایین می رسد،سوپاپ بایستی بسته شود.

٢-سوپاپ خروج بایستی در زمان نقطه مرده پایین(bottom dead center,BDC)که همان انتهای مرحله احتراق است،باز شوند و در زمانی که پیستون مرحله تخلیه را طی کرد،باید بسته شوند.این مرحله باید بسیار مرتب تا زمانی که موتور با این سرعت کار می کند،تکرار شود.اما چه اتفاقی می افتد زمانی که  دور موتورافزایش می یابد؟خواهیم دید

 

زمانی که شما دور موتور را می افزایید،تنظیمات ١٠الی ٢٠rpm دیگر خوب کار نمی کند .اگر موتور در ٤٠٠٠ rpm باشد،سوپاپ ها در هر دقیقه ٢٠٠٠بار باز و بسته می شوند ویا 33 بار در هر ثانیه.در این سرعت،پیستون خیلی سریع حرکت می کند وهمچنین مخلوط هوا-سوخت نیز به سرعت وارد سیلندر می شود،زمانی که سوپاپ ورودی باز می شود و پیستون مرحله مکش را آغاز می کند مخلوط هوا-سوخت شروع به شتاب گرفتن برای ورود به سیلندر می کند. زمانی کی پیستون به پایین مرحله مکش می رسد ،مخلوط هوا-سوخت با سرعت زیاد در حال حرکت است،اگر بخواهیم سوپاپ ورودی را به شدت ببندیم،تمامی هوا و سوخت متوقف می شود و وارد سیلندر نمی مشوند.اگر سوپاپ ورود برای لحظه ای بیشتر باز باشد،تکانه هوا-سوخت که با سرعت در جریان است,به فشار آوردن روی پیستون در ابتدای مرحله تراکم ادامه می دهد.پس هر چه سریع تر موتور حرکت کند،سریع تر مخلوط هوا-سوخت حرکت می کند و ما زمان بیشتری را لازم داریم تا سوپاپ ورودی باز بماند.همچنین می خواهیم که در سرعت های بالا تر سوپاپ پهن تر باز شود.این ویژگی که ترفیع سوپاپ نام دارد،با مشخصات برجستگی بادامک ها امکان پذیر است.

انیمیشن زیریک بادامک معمولی و یک بادامک برتر را نشان می دهد که تنظیم سرعت متفاوتی دارند.توجه کنید که مرحله تخلیه(دایره قرمز)و مکش(دایره آبی)در سوپاپ برتر به میزان بیشتری بر روی یکدیگر قرار می گیرند.به همین دلیل،ماشین هایی با این شکل بادامک در زمان توقف بسیار بد و خشن کار می کنند.

 

 

هر کدام از میل بادامک ها در یک دور موتور خاص خوب کار می کنند.در بقیه سرعت ها موتور با تمام قدرت خود کار نمی کند.به هر حال،یک "میل بادامک ثابت"همواره ارجح بوده است.به همین دلیل است که خودرو سازان برنامه هایی را برای تنوع دادن به پروفیل بادامک ها متناسب با سرعت ماشین در دست بررسی دارند.

 

میل بادامک ها در موتور های مختلف متنوعند.ما در مورد متعارف ترین انها صحبت خواهیم کرد.احتمالاً اصتلاحات زیر را شنیده اید:

·            تک میل بادامک        Single Overhead Cam (SOHC)

·     دو میل بادامک           Double Overhead Cam(DOHC)

·     میل فشاری        Pushrod

اجازه دهید با تک میل بادامک شروع کنیم.

تک میل بادامک

در این چیدمان موتور دارای یک میل بادامک به ازای هر سرسیلندر است.پس اگر موتور مورد نظر یک موتور ٤ یا ٦ سیلندر تک خط باشد ،یک میل بادامک، و اگر V-6 یا V-8 باشد،٢ عدد خواهد داست.(یکی برای هر سرسیلندر)

 

بادامک ها بازوهایی را که به سوپاپ ها متصل است به کار می اندازند."فنر" ها سوپاپ ها را به وضعیت بسته اولیه باز می گردانند.این فنر ها بایستی بسیار قوی باشند زیرا در سرعت های بالا با سرعت بسیار زیاد به پایین فشرده خواهند شد و این فنرها هستند که باید بازوها را به بادامک چسبیده نگه دارند.اگر قدرت فنرها زیاد نبود،ممکن بود بازوی سوپاپها از بادامک جدا شود و در این صورت این وضعیت باعث فرسودگی مضاعف بازوها می شود.

 

عکس پایین وضعیتی را نشان می دهد که پیستون به یک سوپاپ باز برخورد کرده است.

آسیب ناشی از برخورد پیستون با سوپاپ

دومیل بادامک

موتورهای دومیل بادامک دارای دو میل بادامک به ازای هر سرسیلندر می باشند.پس موتور های یک خط دارای دو میل بادامک و موتورهای V-شکل دارای چهار میل بادامک می باشند ومعمولاًسیستم دو میل بادامک برای موتورهایی کاربرد دارد که دارای تعداد چهار یا بیشتر سوپاپ به ازای هر سیلندر می باشند.در واقع یک میل بادامک نمی تواند به اندازه کافی برجستگی روی خود جا دهد تا بتواند این تعداد سوپاپ را به کار بیندازد.

 

 

ایده اصلی استفاده از دومیل بادامک برای اینست که بتوان از سوپاپ های ورود و خروج بیشتری بهره جست.سوپاپ های بیشتر بدان معناست که گازهای ورودی و خروجی به دلیل وجود فضای بیشتر برای عبور،راحت تر جریان پیدا می کنند .این امر موجب افزایش قدرت موتور می شود.

 

میل فشاری(Pushrod)

همانند موتورهای SOHC  و DOHC ,در موتور های میل فشاری سوپاپ ها در سرسیلندر واقع شده اند.تفاوت اساسی اینست که میل بادامک ها به جای اینکه درسرسیلندر جاسازی شده باشند،در خودِ بلوک موتور جای دارند.

 

یک موتور میل فشاری

بادامک ها میله های بلندی را که از بلوک ِموتور تا سرسیلندر امتداد پیدا کرده اند و به منظور فشردن بازوهای سوپاپ ها استفاده می شوند را به حرکت در می آورند.این میله ها یک اضافه بار برای سیستم محسوب می شوند،که باعث افزودن نیروی مازاد بر نیاز به فنر سوپاپ ها می شوند.این مشکل باعث محدود شدن سرعت این گونه موتور ها می شود،موتورهایی که میل بادامک در سرسیلندر دارند،با حذف استفاده از میله های بلند،یکی از تکنولوژی هایی است که امکان ساخت موتور های پرسرعت را می دهند.

 

یک موتور میل فشاری

میل بادامک در موتور های میل فشاری معمولاً با یک چرخ دنده یا زنجیر کوچک به حرکت در می آیند.چرخ دنده ها معمولاً کمتر مستعد شکستگی می باشند.

 

تنظیم سوپاپ متغیر

چندین روش جدید وجود دارد که میل بادامک ها قادرند برنامه زمانی ِ سوپاپ ها را تغییر دهند.سیستمی که بر روی تعدادی از موتور های Honda استفاده شده است Variable Valve Timed and lift Electronic Control,VTEC نام دارد. VTECیک سیستم مکانیکی-الکترونیکی است که به موتور اجازه می دهد که چندین میل بادامک داشته باشد.موتور های VTECیک بادامک مکش ِاضافه به همراه سوپاپ مخصوص آن دارند.پروفیل منحصر به فرد این بادامک ها موجب می شود که سوپاپ مکش ِ اضافه مدتِ بیشتری باز بماند.دردور موتورهای پایین،این بادامک به سوپاپی وصل نیست.اما در دورهای بالا یک پیستون،بازوی سوپاپ اضافه را به بادامک مربوطه قفل می کند.برخی اتومبیل ها از وسیله ای استفاده می کنند که زمان بندی سوپاپ را پیش می اندازد.این وسیله سوپاپها را طولانی تر باز نگه نمی دارد،بلکه در عوض،آن را دیرتر باز کرده و دیر تر می بندد.برای اینکار،میل بادامک را چند درجه جلو تر از حد معمول خود می چرخانیم.اگر سوپاپ مکش در حالت عادی ١٠درجه قبل از نقطه مرده بالا (TDC)باز شود ودر ١۹٠ درجه بعد از TDC بسته شود،کل مدت باز بودن سوپاپ ٢٠٠درجه است.زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها را  می توان با استفاده از مکانیزمی که میل بادامک را چند درجه ای به جلو می چرخاند، جابجا کرد.  پس ممکن است سوپاپ ١٠ درجه بعد از TDCباز شود و ٢١٠درجه بعد از آن بسته شود.٢٠درجه دیرتر بسته شدن سوپاپ ها بسیار عالیست،ولی به هر حال ما بایستی سعی کنیم که مدت زمانی که سوپاپ مکش باز است را افزایش دهیم.

 

Ferrari یک ایده واقعاً زیبا را برای این کار در اختیار دارد.میل بادامک در بعضی از ماشین های Ferrari به صورت پروفیل سه بعدی برش داده شد اند که برجستگی بادامک در طول میل بادامک تغییر می کند.برجستگی بادامک در یک سمت بزرگتر از سمت دیگر آن است که شیب ملایمی این دو پروفیل را به هم متصل کرده است.یک مکانیزم می تواند کل میل بادامک را در امتداد محور خود جابجا کند تا اینکه بازوی سوپاپ با بخش های مختلف بادامک در تماس باشد.این میل بادامک هنوز هم مانند میل بادامک های عادی می چرخد ولی اگر آنرا به آرامی در امتداد محور متناسب با سرعت و بار خودرو جابجا کنیم،می توانیم زمان بندی سوپاپ را بهینه کنیم.

یک میل بادامک قابل تغییر که در بعضی مدل های فراری استفاده شده

بسیاری از کارخانجات تولیدی ِ خودرو در حال انجام تحقیقات بر روی سیستم هایی هستند که بتوان تحت آنها به تغیّر نامحدود در زمان بندی سوپاپ ها دست یافت.برای مثال، تصور کنید که سوپاپ ها یک سیملوله به دور خود دارد که می تواند به جای استفاده از میل بادامک، توسط کامپیوتر اداره شود.با این سیستم،شما قادر به دریافت بیشترین بازده از موتور در هر دور موتوریخواهید بود.وسیله ای که می تواند چشم انداز آینده باشد

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

مقدمه

عملیات سیکل های مختلف بیشتر موتورهای احتراق داخلی فعلی، دارای یک طرح رایج است به این صورت که انفجار در یک سیلندر پس از تراکم انجام می شود. نتیجه ان است که انبساط گاز مستقیما روی پیستون اثر گذاشته (کار انجام می دهد) و میل لنگ را 180 درجه بچرخاند.

با توجه به طراحی فنی و مکانیکی، موتور شش زمانه همانند موتورهای احتراق داخلی می باشد. اگر چه سیکل ترمودینامیکی و یک سر سیلندر اصلاح شده همراه دو اتاق اضافی ان را به کلی متمایز می کند. یک محفظه ی احتراق و یک محفظه ی تراکم( گرمکن هوا) هر دو از سیلندر جدا هستند. احتراق درون سیلندر رخ نمی دهد اما در محفظه ی احتراق کمکی هم فوری روی پیستون اثر نمی گذارد و زمان ان از 180 درجه ی چرخش میل لنگ، در زمان انفجار(کار) جدا می باشد.

 محفظه ی احتراق به طور کلی توسط محفظه ی گرمکن احاطه شده است. با تبادل گرما از طریق دیواره های محفظه ی احتراق که با محفظه ی گرمکن در ارتباط است، فشار محفظه ی گرمکن افزایش می یابد و قدرت مکملی برای کار تولید می شود.

 مزایای موتور شش زمانه:

·                     رسیدن به راندمان حرارتی % 50 (%30برای موتورهای احتراق داخلی فعلی)

·                     کاهش مصرف سوخت با بیش از %40

·                     کاهش الودگی حرارتی، صوتی، شیمیایی

·                     دو کورس مفید کار در طی شش کورس

·                     پاشش مستقیم و بهینه ی سوخت احتراق در هر سرعتی از خودرو

·                     سوخت چند گانه

  در خودروهای با موتور شش زمانه شاهد کاهش چشمگیر مصرف سوخت و انتشار الودگی خواهیم بود.در سیکل شش زمانه، دو محفظه ی اضافی اجازه می دهند هشت فرایند که نتایج یک سیکل کامل است همزمان عمل کنند یعنی در یک لحظه دو فرایند همزمان رخ میدهد : دو سیکل چهار فرایندی برای هر کدام از سیکل ها،یک سیکل احتراق داخلی و یک سیکل احتراق خارجی. نمودار پیوستگی هشت فرایند را در سیکل شش زمانه نشان می دهد.

  اولین سیکل چهار فرایندی احتراق خارجی:

فرایند1 :مکش هوای خالص درون سیلندر(فرایند دینامیکی)

فرایند 2: تراکم هوای خالص در محفظه ی گرمکن(فرایند دینامیکی)

فرایند3 : نگه داشتن فشار هوای خالص در محفظه ی بسته جایی که بیشترین تبادل گرما با دیواره های محفظه ی احتراق رخ می دهد(فرایند استاتیک چون مستقیما روی میل لنگ اثر نمی گذارد.) دمای هوا بالا می رود.

فرایند4 : انبساط هوای فوق داغ درون سیلندر، که کار انجام می دهد.(فرایند دینامیک). طی این سیکل چهار فرایندی، هوای خالص هرگز در تماس مستقیم با سوخت و شمع نمی باشد.

 دومین سیکل چهار فرایندی که احتراق داخلی می باشد.

فرایند5: تراکم مجدد هوای خالص گرم درون محفظه ی احتراق(فرایند دینامیک)

فرایند6 : تزریق سوخت و احتراق در محفظه ی احتراق، بدون تاثیر مستقیم روی میل لنگ (فرایند استاتیک)

فرایند7 : گازهای احتراق منبسط می شوند و کار انجام می شود. (فرایند دینامیک)

فرایند8: تخلیه گازهای احتراق (فرایند دینامیک) در طی این چهار فرایند، هوا مستقیما با منبع گرما (سوخت) تماس دارد. 

 

 سر سیلندر دو محفظه و چهار سوپاپ که دو تای ان متداول هستند،(برای مکش و تخلیه). دو سوپاپ دیگر از مواد پایدار حرارت دادن مخصوص کارسنگین ساخته شده. سوپاپها در طی مرحله احتراق و گرم کردن هوا  می توانند تحت فشار محفظه ها باز شوند. روی هر دو سوپاپ یک پیستون نصب شده که فشار روی سوپاپ ها را خنثی میکند.در سیکل شش زمانه، سرعت میل بادامک یک سوم میل لنگ است.

دیواره های محفظه ی احتراق هنگامی که موتور روشن است، سوزان هستند. محفظه ی گرم کن هوا، محفظه ی احتراق را احاطه کرده است. ضخامت کم دیواره اجازه تبادل حرارت با محفظه ی گرم کن را می دهد. محفظه ی گرم کن هوا از سر سیلندر عایق شده برای اینکه اتلاف حرارتی کاهش یابد.(برای معرفی ساده تر موتور، جز ئیات طرح توضیح داده نشده است.)

 تمام گرمای محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن منتقل می شود. کار به دو مرحله تقسیم می شود، که نتیجه ی ان فشار کمتر روی پیستون و نرمی بهتر عملکرد میشود. زمانی که محفظه ی احتراق از سیلندر توسط سوپاپ ها عایق شده، قطعات محرک خصوصا پیستون نسبت به تنشهای ناشی از دما و فشار بسیار بالا در خطر نیست. انها همچنین از خودسوزی که در مخلوط سوخت و هوا در موتورهای دیزل یا گازی متداول مشاهده می شود جلوگیری می کند.

 نسبت تراکم محفظه ی احتراق و گرم کن متفاوت می باشد. نسبت تراکم محفظه ی گرم کن بیشتر است که روی مرحله احتراق خارجی فعالیت می کند و منحصرا توسط هوای خالص پشتیبانی می شود. نسبت تراکم محفظه ی احتراق کمتر است که روی یک سیکل احتراق داخلی فعالیت می کند. 

احتراق همه ی سوخت پاشیده شده ضمانت شده است ابتدا، با پشتیبانی هوای خالص از قبل گرم شده ی درون محفظه ی احتراق، سپس با دیواره های سوزان محفظه که مانند چندین شمع عمل می کند. برای اسان روشن شدن موتور در هوای سرد درون محفظه ی احتراق یک شمع گرمکن کار گذاشته شده است.

 در مقایسه با یک موتور دیزل که یک ساختمان سنگین نیاز دارد، این موتور چند گانه سوز، که می تواند همچنین سوخت دیزل استفاده کند، امکان ساختن در مدل خیلی سبکتر را نسبت به یک موتور گاز سوز را دارد.

 پاشش و احتراق سوخت در یک محفظه ی احتراق که طی 360 درجه از زاویه گردش میل لنگ بسته است، اتفاق می افتد. این خصوصیت باعث می شود که زمان برای اینکه سوخت به طور ایده ال بسوزد زیاد شود به طوری که هر کالری نهان ان ازاد شود(اولین عامل کمک به کاهش الودگی). انژکتور توانایی پاشش دو سوخت را از یک شیپوره دارد.

 دیواره های سوزان محفظه ی احتراق باقیمانده سوخت را که در طی پاشش ته نشین شده است می سوزاند. (دومین عامل کاهش الایندگی)

همچنین هنگامی که مراحل تخلیه و مکش رخ می دهد، سوپاپ های محفظه ی احتراق و گرم کن به طور چشمگیر زمان استراحت بیشتری را برای اصلاح و تعدیل دارند که باعث کاهش صدا و بهبود راندمان می شود.

عوامل موثر در افزایش راندمان حرارتی و کاهش مصرف سوخت و آلایندگی: 

1. گرمای هدر رفته از سر سیلندر موتورهای متداول در طی خنک کاری در موتورهای شش زمانه، با احاطه کردن محفظه ی احتراق توسط محفظه ی گرمکن بازیافت می شود. 

2. بعد از مکش، هوا در محفظه ی گرمکن متراکم می شود و طی 360 درجه زاویه میل لنگ در محفظه ی بسته است. (احتراق خارجی).                                                           

3. تبادل گرمای دیواره های خیلی نازک محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن، دما و فشار گازهای منبسط شده و تخلیه شده از محفظه ی احتراق را کاهش می دهد.                                           

4. احتراق و انبساط بهتر گازهایی که طی 540 درجه گردش میل لنگ، 360 درجه را در محفظه ی احتراق بسته هستند و 180 درجه برای منبسط شدن و مرحله کار.                                                       

5. دیواره های سوزان محفظه ی احتراق اجازه می دهد که هر سوختی و باقیمانده ته نشین ان به بهترین نحو و به طور مطلوب بسوزد.                         
6. تقسیم کار: دو انبساط (مراحل قدرت) طی شش زمان یا یک سوم کار مفید که نسبت به موتورهای چهار زمانه بیشتر است.                                                           
7. بهتر پر شدن سیلندر در مکش به علت دمای پایین دیواره ی سیلندر و سر سیلندر.                           

8. برخلاف موتورهای چهار زمانه که تخلیه و مکش بعد از هم رخ می دهند در موتورهای شش زمانه، مکش در مرحله ی اول رخ می دهد و تخلیه در مرحله ی چهارم رخ می دهد که تلاقی گازهای خروجی با گازهای تازه ی مکش حذف می شود. 

9. کاهش زیاد قدرت سیستم خنک کاری به طوری که امکان دارد نیاز به خنک کاری با اب نباشد و پمپ اب و فن ها هم کاهش پیدا کنند.  

10. اینرسی کم به علت سبک بودن قطعات محرک                                                      

11. کاهش پیدا کردن دمای روغن. با احتراق در محفظه ی بسته، دمای بالا کمتر به روغن فشار می اورد و رقیق شدن کاهش می یابد، حتی در هوای سرد.

 از انجایی که موتورهای شش زمانه یک سوم موتورهای چهار زمانه تخلیه و مکش دارند، افت فشار روی پیستون در مکش و فشار خروجی اگزوز در تخلیه به نسبت یک سوم کاهش پیدا می کند.

 تلفات اصطکاک با تقسیم بهتر فشار روی قطعات متحرک، تعدیل شده اند به این دلیل که کار در طی دو مرحله اجرا می شود و احتراق مستقیم حذف شده است.

کاهش مصرف سوخت به مقدار حداقل %40 :

قدرت مخصوص موتور شش زمانه از موتور بنزینی چهار زمانه کمتر نیست، افزایش راندمان حرارتی جبرانی برای تلفات سبب شده دو مرحله به ان اضافه شود.

 دو انبساط (کار) در شش حرکت:

از ان جایی که سیکل های کار در دو مرحله رخ می دهد (360 درجه از 1080 درجه) یا %8 بیشتر نسبت به موتور چهار زمانه (180 درجه از 720 درجه) گشتاور بیشتر دارد. این امر منجر می شود که در سرعت پایین، عملیات بدون تاثیر چشمگیر روی مصرف سوخت به ارامی کار کند، در واقع احتراق تحت تاثیر سرعت خودرو نمی باشد. این مزایا در بهبود عملکرد خودرو در ترافیک خیلی مهم هستند.

 چند گانه سوز بودن:

چند گانه سوز بودن برابر برتری است. موتور شش زمانه میتواند سوخت های مختلف مصرف کند، از هر نوعی(فسیل یا گیاهی) از دیزل تا ال پی جی یا روغن حیوانی. اختلاف در اشتعال پذیری یا نسبت ضد کوبش هم اکنون هیچ مسئله ای در احتراق ندارد.

ساختمان استاندارد یک موتور بنزینی و نسبت تراکم کم محفظه ی احتراق موتور های شش زمانه مانع از این نمی شود که ان سوخت دیزل استفاده کند. همچنین سوخت الکل متیلیک بفرمولCH3 OH برای ان بهتر است.

 کاهش چشمگیر در الایندگی:

از یک طرف به تناسب مصرف مخصوص سوخت، الودگی صوتی، حرارتی و شیمیایی کاهش می یابند و از طرف دیگر موتورها خصوصیاتی دارند که به کاهش چشمگیر الاینده های هیدرو کربن، مونوکسید کربن و نیترات ها(HC, CO and NOX  )کمک می کند. از این گذشته قابلیت کار کردن این موتورها با سوختهای گیاهی و گازهایی با  الایندگی کم، به انها کیفیتی می دهد که با سخت ترین استانداردها مطابقت می کند.

سوخت مایع:

کاهش زیاد مصرف مخصوص باید استفاده از سیستم ال پی جی را جالب کند به دلیل قیمت پایین ان و کمتر بودن الایندگی نسبت به بنزین. به علاوه با یک سیستم عامل یکسان ، حجم مخزن ها برابر مخزن های کنونی هست که مسافت بیشتری را می تواند با همان مخزن طی کند بنابراین می توان ان را کوچکتر در نظر گرفت.

قیمت قابل قیاس با موتور چهار زمانه:

موتور شش زمانه هیچ تغییر اساسی نیاز ندارد . همه ی تجربه های تخصصی-صنعتی و روش های تولید بدون تغییر باقی می ماند.

 قیمت ساخت سر سیلندر (محفظه ی احتراق و محفظه ی گرما) با ساده سازی چندین عنصر تعدیل می شود، مخصوصا با سبک سازی قطعات متحرک، کاهش سیستم خنک کاری، ساده سازی پاشش مستقیم بدون شمع و غیره ... کاهش اندازه مخزن و جای ان در خودرو که قابل ملاحظه هستند.

 نتیجه گیری

در این زمان هیچ راه حلی برای جایگزینی موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد. تنها پیشرفت های تکنولوژی حاضر، با زمان معقول  و محدودیت های مالی می تواند به ان کمک کند. موتور شش زمانه در این نگاه می گنجد. پذیرش صنعت خودروسازی می تواند یک تاثیر عظیم روی محیط زیست و اقتصاد جهانی بگذارد. موتوری که 40% صرفه جویی در مصرف سوخت و 60 تا 90 درصد(بستگی به نوع سوخت دارد) کاهش الایندگی دارد.

مصرف سوخت برای خودروهای سایز متوسط باید بین 4 تا 5 لیتر در 100 کیلومتر باشد و 3 تا 4 لیتر برای خودروهای کوچک می باشد.

خودروهای با موتور شش زمانه می توانند تا 3 تا 5 سال دیگر در بازار جهانی عرضه شوند.

قایق موتوری ها ( موتورهای درون و بیرون کشتی) ممکن است که پیشنهاد یک بازار فروش بزرگ برای این موتورها ارائه دهند. مشخصات انها کاملا با فواید موتورها وفق می باشد.( اقتصادی، ایمنی ، ساده سازی و کاهش الودگی صوتی و شیمیایی). از این گذشته، استفاده از سوخت های مختلف به غیر از گازوئیل می تواند خطرهای انفجار را به طور زیاد کاهش دهد.

استفاده از سوخت های گیاهی (غیر فسیلی) گازهای طبیعی و دیگر سوختها در موتور پرقدرت و ساده، کار کردن با کمترین تنظیم و بدون الایندگی، در این موتور می تواند مزایای زیادی داشته باشد که استفاده از ان را در دستگاههای ژنراتور، پمپ ها، موتور های ساکن، کشاورزی و صنعت ممکن سازد.

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

اگر به خودرو علاقه مند اید احتمالا درباره ی موتور های نیمکره ای شنیده اید،اگر در ١٩٦٠ و یا قبل از آن متولد شده اید پدیده ی خلق شده توسط موتور نیمکره ای شرکت کرایسلر در سالهای ٦٠،١٩٥٠و ٧٠ را بخاطر می آورید

اگر مسابقات اتوموبیل رانی را دنبال می کنید می دانید که موتور نیمکره ای ٤٢٦ به خاطر کارآیی آن یک موتور محبوب است،احتمالا راجع به موتور های نیمکره ای که کرایسلر از سال ٢٠٠٣در وانت دوج استفاده کرده است شنیده اید

 

2003 Dodge Ram with 5.7-liter HEMI Magnum V-8

 

 

 حتی اگر کمی درباره ی خودرو و موتور بدانید لغت نیمکره ای احتمالا برایتان معنی دارد،در دنیای خودرو ها این کلمه مترادف با موتور های بزرگ و قدرت مند شده است

 

5.7-liter HEMI Magnum V-8 engine

 در این مقاله درباره ی موتور های نیمکره ای خواهید آموخت و می فهمید چه چیزی موتور های نیمکره ای را این چنین ترسناک ساخته است

موتور نیمکره ای برای خودرو ها در سال ١٩٤٨ متولد شد که هری وست لیک و دیگران یک موتور ٦ سیلندر نیم کره ای برای جگوار طراحی کردند،چند سال بعد در سال ١٩٥١ کرایسلر یک موتور نیمکره ای ١٨٠ اسب بخاری را در مدل های مختلف معرفی کرد،موتور نیمکره ای کرایسلر جابه جایی هوایی برابر با  ٣٣١ اینچ مکعب،٤/٥ لیتر داشت،بنابر این به عنوان یک موتور نیمکره ای ٣٣١ شناخته شد

 

Dual Ghia powered by a 392 HEMI

کرایسلر به بهتر کردن موتورهای نیمکره ای ادامه داد و یک موتور ٣٥٤ اینچ مکعبی را در ١٩٥٦،یک ٣٩٢ اینچ مکعبی در ١٩٥٧ و سر انجام یک ٤٢٦ اینچ مکعبی،٧ لیتری ،را در ١٩٦٤ طراحی کرد موتور ٤٢٦ افسانه ی موتورهای نیمکره را بر سنگ ثبت کرد زیرا مکان اول،دوم و سوم را در مسابقات NASCAR ١٩٦٤ بدست آورد،موتور ٤٢٦ برا ی استفاده در شهر ها با ٤٢٥ اسب بخار قدرت در ١٩٦٥ به بازار آمد

هنوز هم سیلندر و سرسیلندرهای موتور ٤٢٦ پیدا می شود،چیزی که به موتور نیمکره ای ١٩٥١ کرایسلر اجازه می داد نسبت به موتورهای دیگر آن روز قدرت بیشتری داشته باشد،بهبود بخشیدن به محفظه ی احتراق است

 

 

در موتور های نیمکره ای بالای محفظه ی احتراق ،همان طور که در تصویر بالا می بینید،به شکل نیمکره است،چنین موتوری سرسیلندر نیمکره ای دارد و معمولا شمع در بالای محفظه ی احتراق و سوپاپ ها در طرف های مخالف هم قرار دارند

بیشتر خودرو های قبل از ١٩٥٠ از سر سیلندر تخت استفاده می کردند و هنوز هم بیشتر ماشین های چمن زنی از این نوع سرسیلندر استفاده می کنند زیرا ساخت آن ارزان تر است،درموتورهای با  سرسیلندر های تخت،سوپاپ ها در بدنه سیلندر جای دارند و در محفظه کنار پیستون باز می شوند

سرسیلندرهای تخت بسیار ساده اند و با ریخته گری و ایجاد یک سوراخ برای شمع ساخته می شوند،میل بادامک در سیلندر مستقیما دسته سوپاپ را هل می دهد تا سوپاپ باز شود،همه چیز در سر سیلندر های تخت ساده تر است اما مشکل این نوع موتور ها راندمان حرارتی است که در ادامه درباره ی آن صحبت می کنیم

 مزایا

 چیز های متفاوتی در طراحی یک موتور مقدار انرژی بدست آمده از هر احتراق را کنترل می کند،برای مثال

●شما می خواهید تمام سوخت در سیلندر بسوزد،اگر درموتور طراحی شده مقداری سوخت نسوخته بماند،انرژی آزاد نشده ای خواهیم داشت

●وقتی میل لنگ در زاویه مناسب قرار دارد باید بیشترین مقدار فشار را داشته باشیم ،زیرا تمام انرژی از فشار بدست می آید

●باید کمترین مقدار انرژی برای کشیدن سوخت و هوا و خروج دود هدر رود

●تا جایی که ممکن است گرمای دیواره سیلندر کمتر ازدست برود زیرا گرما چیزی است که فشاررا تولید می کند و از دست دادن گرما یعنی فشار بیشینه کمتر

آخرین مورد یکی از برتری های اصلی سرسیلندر نیمکره ای در برابر سرسیلندر تخت است،دیواره محفظه احتراق گرما از دست می دهد و سوخت نزد یک دیواره آنقدر سرد است که بخوبی نمی سوزد،در سرسیلندر تخت مساحت دیواره نسبت به کل محفظه احتراق زیاد است اما در موتور های نیمکره ای مساحت دیواره خیلی کمتر از سرسیلندر های تخت است بنا بر این گرمای کمتری هدر می رود و فشار بیشینه بیشتر است

 خصوصیت دیگر سرسیلندر نیمکره ای اندازه سوپاپ هاست،از آنجایی که سوپاپ ها در دو جهت مخالف سرسیلندر قرار دارند برای هر سوپاپ جای بیشتری است،موتورهای قبل از نیمکره دارای محفظه احتراق گوه ای شکل با سوپاپ های در یک جهت بودند،چیدن خطی سوپاپ ها اندازه آنها را محدود می کند،اما در موتور های نیمکره سوپاپ ها می توانند بزرگ باشند و جریان هوا به موتور بهتر باشد

 موتور نیمکره ای دوج

موتور نیمکره ای ۳۴۵ اینچ مکعبی ، ۷/٥ لیتری،دوج رکورد قدرت موتور های نیمکره ای را شکسته است

 

5.7-liter HEMI Magnum V-8 engine from the 2003 Dodge Ram
 

این موتور ۳۴۵ اسب بخار قدرت دارد و نسبت به سایر موتور های بنزینی این رده بهتر است

●موتور ۷/٥ لیتری دوج، ۳۴۵ اسب بخار در ۵۴٠٠ دور بر دقیقه

●فورد 4.5 لیتری،260 اسب بخار در 4500 دور در دقیقه

●جنرال موتورز،۶ لیتری ۳٠٠اسب بخار در ۴۴٠٠ دور در دقیقه

●جنرال موتورز،١/٨ لیتری،۳۴٠ اسب بخار در ۴٢٠٠ دور در دقیقه

●دوج ٨ لیتری ،٣٠٥ اسب بخار،۴٠٠٠ دور در دقیقه

●فورد ٨/۶ لیتری، ۳١٠ اسب بخار در ۴٢۵٠ دور در دقیقه

موتور نیمکره ای دوج دو سوپاپ و دو شمع برای هر سیلندر دارد،وجود دو شمع برای هر سیلندر به حل مشکل انتشار که موتورهای نیمکره های کرایسلر در گذشته با آن روبرو بودند کمک می کند ،دو شمع دو نقطه شروع سوختن را بوجود می آورد،و سوختن کاملتر را تضمین می کند

معایب

اگر موتور های نیمکره ای این همه مزایا دارند چرا همه موتور ها به این شکل ساخته نمی شوند؟ چون امروزه روش های بهتری موجود است

 چیزی که یک سرسیلندر نیمکره ای هیچوقت ندارد چهار سوپاپ برای هر سیلندر است،زاویه چهار سوپاپ آنقدر بد می شود که تقریبا نمی توان چنین سرسیلندری ساخت،داشتن چهار سوپاپ به ازای هر سیلندر برای خودرو های مسابقه مهم نیست زیرا این خودرو ها به داشتن دو سوپاپ محدود شده اند اما در مورد خودرو های شهری داشتن چهار سوپاپ کمی کوچکتر به موتور اجازه تنفس بهتری نسبت به دو سوپاپ بزرگ می دهد،موتور های امروزی از طرح pentroof برای جا دادن چهار سوپاپ استفاده می کنند

دلیل دیگر استفاده نکردن از سرسیلندر نیمکره ای در موتور های قدرتمند علاقه به وجود داشتن محفظه احتراق کوچکتراست،محفظه کوچکتر در حین احتراق حرارت کمتری از دست می دهد و نیز در زمان کمتری تمام سوخت می سوزد که هر دو به افزایش فشار کمک می کنند در نتیجه طرح pentroof فشرده مفید تر است.

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

مقاومت ویژه خاک و عوامل وابسته به زمین
در صورت روبرو شدن با خاک دستی، لازم است تا رسیدن به عمق خاک بکر و بیشتر پیش رفت. زیرا خاک دستی قابل اطمینان نبوده و در احداث الکترود زمین نباید به حساب آورده شود.

تاثیر آماده سازی محل احداث الکترود زمین
در بعضی موارد، برای کم کردن مقاومت اتصال به زمین ممکن است لازم باشد اقدام به آماده سازی و یا حتی تعویض خاک شود. آماده سازی خاک با استفاده از مواد شیمیایی انجام می شود. در این صورت لازم است ترتیبی اتخاذ شود که در نتیجه کم شدن و شسته شدن املاح در طول زمان، آماده سازی پیوسته در حال تجدید و یا تکمیل باشد. تا از کارآیی اتصال زمین کاسته نشود. از طرف دیگر در انتخاب روش آماده سازی برای هر موقعیت، لازم است محیط زیست و اثری را که مواد شیمیایی در آن باقی خواهند گذارد، به حساب آورد.
برای ایجاد یک اتصال زمین با عمری طولانی، شاید لازم باشد زمینی را که بلافاصله در اطراف الکترود قرار دارد با خاک یا ماده ای که مقاومت ویژه آن کم است، تعویض نمود. بهترین نمونه های این نوع آماده سازی عبارتند از:
- بتونیت
- بتن
- بتن خاص با سیمان هادی که در آن از گرانولهای کربن یا خاکه ذغال به جای ماسه استفاده می شود. این نوع آماده سازی مخصوصاً درزمینهای سنگی و زمینهایی که لایه سنگی در نزدیکی سطح آن قرار دارد بسیار موثر می باشد.
- روش سنتی، با استفاده از مخلوطی از نمک و ذغال.
استفاده از خاکستر کک به علت خاصیت خوردگی شدید آن برای آماده سازی توصیه نمی شود.

اثر شکل الکترود بر مقاومت اتصال زمین
نظر به اینکه بیشترین افت ولتاژ در یک سیستم الکترود زمین، در حجم خاکی اتفاق می افتد که در فاصله حدود یک متری از سطح الکترود قرار دارد (تراکم جریان دراین ناحیه بیشترین مقدار را دارد)، لذا برای بدست آوردن حداقل مقاومت نسبت به زمین،لازم خواهد بود تراکم جریان در حجم ناحیه ای که در مجاورت الکترود قرار دارد، تا حدی که ممکن است کم باشد و سیستم به نحوی طرح شود که تراکم جریان با دور شدن از الکترود، به سرعت کم شود. برای رسیدن به این هدف لازم خواهد بود یکی از ابعاد حجم الکترود نسبت به دوبعد دیگر آن بزرگترین مقدار را داشته باشد. مثلاً استفاده از یک میله یا سیم یا تسمه نسبت به یک صفحه با همان سطوح جانبی ، ارجحیت دارد.
توجه شود که مقاومت یک الکترود با عکس مساحت جانبی آن نسبت مستقیم ندارد.

بررسی خصوصیات الکترودهای متداول و مقاومت آنها
الکترودهای اتصال به زمین را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
-الکترودهای مصنوعی ، و
-الکترودهای موجود یا طبیعی

الکترودهای مصنوعی
الکترودهای مصنوعی آنهایی هستند که فقط با هدف ایجاد اتصال به زمین برای تاسیسات الکتریکی نصب
می شوند.
الکترودهای مصنوعی را،از نظر نحوه استقرار آنها در زمین ،می توان به سه گروه تقسیم نمود:
- الکترودهای صفحه ای
- الکترودهای قائم
- الکترودهای افقی

الکترودهای موجود
الکترودهای موجود آنهایی هستند که با هدفی دیگر درزمین نصب شده اند و ممکن است در صورت وجود شرایط لازم برای ایجاد اتصال به زمین از آنها به عنوان الکترود استفاده کرد.
الکترودهای موجود شناخته شده به قرار زیر می باشند:
- غلافهای هادی کابلها
- اجزای فلزی سازه ها
- سپرهای فلزی و میلگردهای شمعهای بتنی
- لوله کشی آب
- لوله کشی های فلزی دیگر
- هر گونه تاسیسات زیرزمینی فلزی که در تماس با زمین بوده ومانعی برای استفاده از آن به عنوان الکترود زمین وجود نداشته باشد.

الکترودهای صفحه ای کم عمق
درمناطقی از دنیا که بطور کلی جوی نمناک دارند، استفاده از الکترودهای صفحه ای عمیق مرسوم نیست زیرا علت اصلی دفن صفحه الکترود در عمق بیشتر دستیابی به نم بیشتر و مقاومت ویژه کمتر زمین است. دراین گونه مناطق، الکترودها معمولاً از مس با ضخامت حداقل 2 میلیمتر یا آهن گالوانیزه گری با ضخامت حداقل 3 میلیمتر است. در انگلستان جنس صفحه مورد استفاده برای این الکترودها معمولاً چدن موجدار یا دنده دار است به ضخامت حداقل 12 میلیمتر و به ابعاد 2،1×2،1 متر.
اتصال هادی زمین به صفحه زمین باید دست کم در دو نقطه مجزا انجام و برای هادی زمین و صفحه الکترود از دو جنس مختلف، محل اتصالها با ماده ای قیر مانند اندود شود تا این نقاط از عوارض الکترولیتی در امان بماند. در مواردی که امکان خوردگی سریع هادی زمین وجود داشته یا هادی زمین با مقطع کم انتخاب شده باشد، توصیه می شود هادی زمین از نوع عایقدرا باشد تا از خوردگی سریع آن دراثر عوارض الکترولیتی پیشگیری شود. البته در این صورت سهم هادی لخت در کم کردن مقاومت زمین از دست خواهد رفت.
اگر یک الکترود صفحه ای مقاومت لازم را ارائه نداد، میتوان از چند صفحه به صورت موازی استفاده کرد. برای رسیدن به حداقل مقاومت با صفحات موازی ، قاعدتاً لازم است حداقل فاصله الکترودها نسبت به هم 10 متر ، ولی با توجه به عمق کم دفن، حداقل فاصله موثر آنها را می توان حتی تا 2 متر تقلیل داد. در این صورت مقاومت مجموعه دو صفحه نسبت به مقدار بدست آمده از محاسبه(با استفاده ار رابطه بالا)، بیش از حدود20% تفاوت نخواهد داشت.
توصیه بعضی مقامات دیگر برای حفظ مقاومت الکترودها در حد معقول این است که هنگام نصب چند الکترود صفحه ای به صورت موازی ، فاصله ای به مقدار سه برابر بزرگترین بعد صفحه ، بین آنها برقرار شود.
در مورد بعضی از لایه های خاک با مقاومت ویژه زیاد ، آماده سازی محل دفن الکترود بجا خواهد بود.

الکترودهای صفحه ای عمیق
در بالا گفته شد که علت دفن الکترود در عمق زیاد( بیش از حدود 3 متر)، رسیدن به لایه های نمناک زمین با مقاومت ویژه کمتر است.
بدیهی است که دفن صفحه درعمق زیاد علاوه بر تحمیل مخارج اضافی اولیه، این اشکال را در بر دارد که برای کم کردن مقاومت از راه دفن بیش از یک صفحه، لازم خواهد بود فاصله این صفحات نسبت به هم خیلی بیشتراز 2 متر و یا سه برابر بزرگترین بعد صفحه – که در بالا برای صفحات کم عمق گفته شده است- باشد.
از طرف دیگر قسمت قاءم الکترود باید به حساب آورده شود که در کم کردن مقاومت آن نقش عمده دارد و در واقع عکس مقاومت کل تقریباً برابر مجموع عکس دو مقاومت صفحه ای و قائم (سیم اتصال) خواهد بود.

با بالا رفتن دستمزدها در سالهای اخیر، مخارج نصب الکترودهای عمیق صفحه ای زیاد شده است و شاید موقع آن فرا رسیده باشد که تجدید نظر عمده ای درانتخاب نوع الکترود متداول به عمل آید. بدیهی است که در این امر پیش قدمی عوامل وزارت نیرو مطلوب خواهد بود.

الکترودهای قائم
الکترودهای قائم از متداول ترین نوع الکترود می باشند مخصوصاً در مواردی که فضای افقی کافی در دسترسی نباشد یا برای کم کردن مقاومت زمین، الکترودهای قائم و افقی با هم بکار روند.

ساختمان و جنس الکترودهای قائم
جنس الکترودهای قائم با توجه به نحوه نصب آنها و امکانات دیگر به قرار زیر است:

ساختمان و جنس الکترودهایی که با روش کوبیدن نصب می شوند:
- الکترودهای میله ای از مس سخت
- الکترودهای میله ای با هسته فولاد و روکش مس عجین شده با هسته فولادی (مشابه Copperweld)
- الکترودهای میله ای از فولاد ضد زنگ
- الکترودهای میله ای از فولاد گالوانیزه گر(لوله آب)
- الکترودهای لوله ای از چدن
قطر الکترودهای کوبیده شده حدود 9،12،5،15، یا 16 میلیمتر اس. کاپرولد مانوس که متدالترین الکترود از این نوع است، دارای منشاء اینچی می باشد و لذا اندازه های آن به میلیمتر ، قدری مأنوس به نظر می آید.
طول الکترودهای استاندارد ممکن است 2،1 تا1،5 متر باشد. اغلب الکترودها از نوع قابل امتداد میباشند. به این معنا که با استفاده از وسیله ای شبیه بوشن ، قطعات استاندارد را می توان طولانی تر کرده و در زمین کوبید. با توجه به قابلیت امتداد آ«ها، الکترودها را می توان تا عمق دلخواه کوبید. البته به شرطی که نوع زمین مناسب بوده و وسیله کوبیدن لازم برای اجرای کار در دست باشد. در بعضی موارد الکترودها تا عمق 60 مترهم کوبیده شده اند.

کوبیدن الکترودها در زمین را می توان به دو نوع انجام داد:
1. وارد آوردن ضربه های شدید به تعداد کم که در عمل به صورت زیر انجام می شود:
- کوبیدن با پتک معمولی
- کوبیدن با پتک لوله ای
2. وارد آوردن ضربه های خفیف به تعداد زیاد که در عمل به صورت زیر انجام می شود:
- کوبیدن با پتک برقی یا بنزینی
پتک معمولی احتیاج به معرفی ندارد. کوبیدن با پتک معمولی خسته کننده تر و ناراحت کننده تر از همه انواع دیگر است. پتک لوله ای در واقع لوله ای است که طول آن متناسب با طول قسمتی از الکترود که خارج از زمین است تنظیم می گردد. در انتهای بالایی یا در وسط لوله وزنه ای نصب می شود که همراه با وزن لوله، وزنه پتک را تشکیل می دهد.کارگری لوله را که به طور کاملاً آزاد روی الکترود می لغزد، بلند کرده و سپس آن را رها میکند جرم لوله و وزنه در هنگام سقوط آنها، روی میله الکترود ضربه وارد کرده و آن را در زمین فرو می برد.
پتک برقی یا بنزینی وسیله ای است که در آن یک وزنه کوچک خارج از مرکز ، با سرعت دوران می یابد. توان چرخش بوسیله موتور برقی یا بنزینی تامین می شود نیروی جنبشی جرم دورانی خارج از مرکز ، ضربه های کوچکی را به تعداد زیاد به میله وارد می کند که آن را در زمین فرو می برد.

ساختمان و جنس الکترودهایی که با روش دفن نصب می شوند:
- الکترودهای لوله ای از فولاد گالوانیزه گرم(لوله آب)
- الکترودهای لوله ای از مس سخت (لوله مسی)
- الکترودهای لوله ای از چدن
در مواردی که وسایل مناسب برای کوبیدن الکترود در دست نباشد یا جنس الکترود با توجه به سختی زمین انجام این کار را غیرممکن یا مشکل سازد و یا لازم باشد برای کم کردن مقاومت الکترود در اطراف آن اقدام به آماده سازی زمین شود، از الکترودهای دفن شده به صورت قائم استفاده می شود. جز در موارد الکترودهای صفحه ای سنتی، در سایر موارد عمق دفن این الکترودها معمولاً از 3 متر بیشتر نیست.
حفر چاه برای دفن الکترود یا با روش سنتی _مقنی) و یا با روش استفاده از مته حفر زمین درعمقهای کم که بر روی وانت یا کامیون نصب است انجام می شود. در این روش نصب، با توجه به حجمی که خواه ناخواه در اطراف الکترود خالی می ماند بهتر است که نوعی آماده سازی به عمل آید مگر آنکه نوع خاک به قدری خوب باشد که احتیاج به این کار نباشد.

نحوه آماده سازی خاک اطراف الکترودها
آماده سازی الکترودها با روش سنتی
روشی که در ایران برای عمل آوردن خاک بکار می رود، استفاده از مخلوط نمک، ذغال چوب یا کک و خاک رس است. نمک سنگ شکسته با دانه بندی حدود 12 میلیمتر با نسبت وزنی زیر بکار می رود:
نمک – ذغال – خاک رس
1 - 0،5 - 10
مخلوطی که به این ترتیب تهیه می شود دور الکترود ریخته شده و متراکم می گردد. درمورد الکترودهای صفحه ای ، سطح بالایی مخلوط تا حدود 2، متر بالاتر از لبه صفحه و به همین مقدار پایینتر از لبه زیرین صفحه ادامه می یابد.
روش دیگری که از آن استفاده می شود ریختن و متراکم کردن لایه های نمک و ذغال به تناوب وبه ضخامت هر لایه حدود 0،متر است. در بعضی موارد برای الکترودهای صفحه ای پس از ریختن مخلوط نمک، ذغال ، خاک رس، تا ارتفاعی که بوسیله مهندس مجری در محل انتخاب می شود، لایه های نمک و ذغال به ترتیبی که گفته شد پر و متراکم می شود. نباید فراموش کرد که در اثر مرور زمان و حل شدن نمک، از حجم موا پراکنده کم شده و در صورتی که این حجم از دست رفته با خاک جایگزین نشود و به صورت خلل و فرج خالی باقی بمانند، مقاومت الکترود بیش از حد زیاد خواهد شد. لذا استفاده از نمک به مقداری بیش از حد معقول ، حتی اگر به محدودیتهای زیست محیطی توجه هم نشود، صحیح نخواهد بود.
لازم است توجه شود که یک الکترود زمین، مخصوصاٌ اگر نصب آن با آماده سازی همراه باشد، دایمی نبوده و بایستی در دوره های معین که بستگی به شرایط محلی دارد، ترمیم شود.
در نواحی با هوای خشک، آماده سازی با طریقی که گفته شد احتیاج به آبیاری خواهد داشت که از عمر مفید الکترود خواهد کاست.

آماده سازی الکترودها با بتنونیت
به گواهی بسیاری، بتونیت بهترین ماده برای آماده سازی خاک است. با توجه به وجود منابع غنی بتونیت داخلی، آماده سازی خاک اطراف الکترود با این ماده در آینده ممکن است باز هم بیشتر شود. نظر به اینکه ماده میکروسکوپیک(جاذب رطوبت) می باشد، رطوبت اطراف را به خود جذب خواهد کرد. ولی درنواحی بسیار خشک احتیاج به آبیاری متناوب خواهد داشت.

آماده سازی الکترودها با استفاده از بتن
در صورت وجود شرایط، بهترین و ساده ترین روش برای آماده سازی خاک اطراف الکترود پس از حفر چاه و قرار دادن الکترود در وسط آن، ریختن و پر کردن بتن در اطراف آن است. بدیهی است که حجم و قیمت بتن بکار رفته در این روش مهمترین عامل می باشد.

ساختمان وجنس الکترودهای افقی و عمق دفن آنها (الکترودهای دفن شده در کانال)
ساختمان و جنس الکترود
- الکترودهای تسمه ای از مس
- الکترودهای تسمه ای از آهن گالوانیزه گرم
- الکترودهای سیم مسی
حداقل سطح مقطع تسمه مسی نباید از 50 میلیمتر مربع و ضخامت آن هم از 2 میلیمتر کمتر باشد. بنابراین حداقل تسمه ای که می تواند مورد استفاده قرار گیرد 25 × 2 میلیمتر است.
حداقل سطح مقطع تسمه فولادی گالوانیزه گرم نباید �%

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

1-قلعه حسن آباد
2-مجموعه بازار سنندج
3-عمارت خسرو آباد
4-عمارت آصف
5-مسجد جامع دار الاحسان
6-مسجد و مدرسه والی
7-مجموعه عمارت های 3 گانه وكیل
8-حمام وكیل
9-مجموعه عمارت مشیر دیوان
10-موزه سنندج
11-حمام خان
12-حمام 2 خزینه
13-حمام شیشه
14-پل قشلاق
15-عمارت شجاع لشكر
16-مقبره شرف الملك
17-مسجد و مدرسه پیر عمر
18-مسجد رشید قلعه بیگی
19-مسجد وزیر
20-عمارت صارم نظام_غیاثی
21-منزل امجد الاشراف
22-كلیسا و كنیسه های سنندج
23-منزل مجتهدی
24-عمارت ملك التجار
25-عمارت احمد زاده
26-منزل منسوب عباسی
27-منزل بابان
28-منزل آیت ا...مردوخ
29-ساختمان انتسارات غریقی
30-منزل فرید الملك جواهری
31-منزل صعودی معمار باشی
32-ساختمان محمد زاده
33-دبیرستان شهید قصری(شاپور)
34-منزل خسروی
35-ساختمان شهر داری
36-ساختمان نوبری
37-منزل كار آگا هی
38-منزل فهیم
39-منزل كریم رئوف
40-منزل اخوان
41-مسجد فاروقیه
42-عمارت معتمد وزیری
43-منزل موسس
44-منزل بهرامی
45-منزل نیك پی
46-مدرسه دانش
47-مجتمع تجاری كردستان

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

نگارش کمدی را توسط لینک مستقیم دانلود کنید.

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

کرمان با حجم 320KB  دانلود توسط لینک مستقیم .

کپی بدون ذکر منبع حرام است .

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

انرژی های پاك و ضرورت توسعه آن

دسترسی كشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده كه بین سطح توسعه یك كشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متكی بود.

دركشورما نیز، با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی و كم شدن منابع انرژی فسیلی، ضرورت سالم نگه داشتن محیط زیست، كاهش آلودگی هوا، محدودیت های برق رسانی و تأمین سوخت برای نقاط و روستاهای دورافتاده و... استفاده از انرژی های نو مانند: انرژی باد، انرژی خورشید هیدروژن، انرژی های داخل زمین می تواند جایگاه ویژه ای داشته باشد.
امروزه، بحران های سیاسی، اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت دوام ذخایر فسیلی، نگرانی های زیست محیطی، ازدحام جمعیت، رشد اقتصادی و ضریب مصرف، همگی مباحث جهان مشمولی هستند كه با گستردگی تمام، فكر اندیشمندان را در یافتن راهكاهای مناسب در حل مناسب معضلات انرژی در جهان، به خصوص بحران های زیست محیطی، به خود مشغول داشته است. بدیهی است امروزی، پشتوانه اقتصادی و سیاسی كشورها، بستگی به میزان بهره وری آنها از منابع فسیلی دارد و تهی گشتن منابع فسیلی، نه تنها تهدیدی است برای اقتصاد كشورهای صادركننده، بلكه نگرانی عمده ای را برای نظام اقتصادی ملل وارد كننده به وجود آورده است. صاحبان منابع فسیلی بایستی واقع نگرانه بدانند كه برداشت امروز ایشان از ذخایر فسیلی، مستلزم بهره وری كمتر فردا و نهایتاً، تهی شدن منابع شان در مدت زمانی كمتر خواهد بود.
خوشبختانه، بیشترممالك جهان به اهمیت و نقش منابع مختلف انرژی، به ویژه انرژی های تجدیدپذیر(نو) در تأمین نیازهای حال وآینده پی برده وبه طور گسترده، در توسعه بهره برداری از این منابع لایزال، تحقیقات وسیع و سرمایه گذاری های اصولی می كنند. با توجه به این گونه گرایش های اساسی و فزاینده در زمینه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و فناوری های مربوط در كشورهای صنعتی و درحال توسعه در ایران نیز لازم است راهبردها و برنامه های زیربنای و اصولی تدوین شود.

گرایش جهانی در توجه به بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر و پیامدهای زیست محیطی ایجاب كرده كه سازمان ها و مراكز متعددی در ایران، علاقمند به اجرای پروژهایی در این زمینه باشند، هر چند این گونه فعالیت ها لازم و مؤثراست، ولی آیا این اقدامات طبق برنامه ریزی و تحقیقات اصولی در سطح ملی انجام می گیرند یا این را انفعالی وبه صورت پراكنده، تفویض مستقل و سیلقه ای اجرا می كنند. بدین ترتیب است كه هنوز بسیاری از چالش ها و سؤال ها در توجیه و دفاع از توسعه بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر در ایران، بدون جواب مانده اند.
بدیهی است كه این گونه روند توسعه، بدون برنامه جامع و مدرن، صحیح و پایدار نخواهد بود. تدوین راهبردی جامع جهت بهره وری بهتر از انرژی در كشور، مستلزم شناخت كامل وضعیت كنونی و تعیین دقیق وضعیت مطلوب آن در جمیع جهات است.
انتظار می رود با توسعه بهره برداری از انرژی های پاك در جمهوری اسلامی ایران، طبق نتایج ارائه شده دراین رساله و برمبنای راهبردی وبرنامه ای مدون بتوان بسیاری از چالش ها را شناسایی و راهكارهای مناسب را انتخاب و تبیین نمود. امید است روند كاری ارائه شده بتواند به ابهامات و سؤالهای مهمی چون:

1- میزان پتانسیل هر یك از حامل های انرژی تجدیدپذیر در ایران؛
2- شناسایی وانتخاب مناطق مناسب(سایت یابی)؛
3- چشم اندازی مدون برای آینده انرژی های تجدیدپذیر (به ویژه انرژی پاك هیدروژن) در ایران؛
4- توجیه اقتصادی با توجه با عوامل گوناگون مطروحه؛
5- برنامه ریزی، نحوه و ظرفیت سرمایه گذاری، با تشخیص ارجحیت برای هر یك از انرژی های تجدیدپذیر؛
6- برنامه ای مدون جهت توسعه فناوری های مربوط در ایران؛
7- ظرفیت وقابلیت جانشین؛ وپاسخ گو باشد.

اهمیت موضوع

امروزه تبعات مداخله انسان در محیط زیست بیش از هر زمانی متجلی شده است. مفهوم توسعه با رعایت حفاظت از محیط طبیعی و زیست محیط مترادف است و درشاخص های اقتصادی حساب های ملی، همچون تولید ناخالص داخلی، ملحوظ نمودن منابع طبیعی و زیست محیطی نیز مطرح است.
انرژی، یك نیاز اساسی برای استمرار توسعه اقتصادی، تدارك و تأمین رفاه وآسایش زندگی بشری است. در حال حاضر، مصرف انرژی جهان Gtoelyr 10(معادل 10 میلیارد تن نفت خام درسال) بوده و پیش بینی شود كه این ارقام در سال 2010 و 2020 به ترتیب به 12 و 14 Gtoelyr افزایش یابد این ارقام نشان می دهند كه میزان مصرف انرژی جهان درقرن آینده عظیم بوده و بالطبع، این سؤال مهم مطرح است كه آیا منابع انرژی های فسیلی در قرن آینده جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تكامل و توسعه خواهند بود؟ حداقل به سه دلیل عمده، جواب این سؤال منفی است وباید منابع جدید انرژی را جانشین منابع قدیم كرد. این دلایل عبارتند از: محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی كه ازنظر منطقی كاربردهای بهتر از احتراق دارند و همچنین مسائل ومشكلات زیست محیطی، به طوری كه امروزه حفظ سلامت اتمسفر، ازمهم ترین پیش شرط های توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمارمی آید.

آلاینده های ناشی از احتراق و افزایش غلظت دی اكسیدكربن در اتمسفر و پیامدهای آن، جهان را باتغییرات برگشت ناپذیر وتهدید آمیزی مواجه ساخته است. افزایش دمای كره زمین، تغییرات آب وهوای، بالا آمدن سطح دریاها و درنهایت، تشدید منازعات بین المللی، از جمله این پیامدها محسوب می شوند. از سوی دیگر، اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمت، سیاست گذاران را به پیشنهاد موازین و سیاست هایی برای كنترل محیط زیست و پژوهشگران را به توسعه منابع با آلودگی كمتر وتجدیدپذیری كه توان بالقوه ای برای جانشینی با سیستم انرژی كنونی دارند، ترغیب می كند.

كلیه انرژی های تجدید پذیر، روزبه روز سهم بیشتری در سیستم تأمین انرژی جهان به عهده می گیرند. این منابع، امكان پاسخ گویی همزمان به هردو شكل اساسی منابع فسیلی را نوید می دهند. انرژی های تجدیدپذیر، اساساً با طبیعت سازگاز بوده و آلودگی ندارند و چون تجدیدپذیرند پایانی برای آنها وجود ندارد. ویژگی های دیگر این منابع، پراكندگی و گستردگی آنها در تمام جهان، نیاز به فناوری پایین تر، انرژی های تجدیدپذیر را - به ویژه برای كشورهای در حال توسعه - ازجاذبه بیشتری برخوردار كرده هم ازاین رو، در برنامه ها وسیاست های بین المللی، از جمله در برنامه های سازمان ملل متحد، در راستای توسعه پایدار جهانی، نقش ویژه ای به منابع تجدیدپذیر انرژی محول شده است. اما سازگار كردن منابع تجدیدپذیر؛ با سیستم كنونی مصرف انرژی جهان، هنوز با مشكلاتی همراه است كه برای حل آنها، حجم مهمی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است.

با توجه به فناوری كنونی بشر، انرژی هسته ای و انرژی برق آبی، دو نوع انرژی جانشین برای سوخت فسیلی می باشند. گفتنی است كه پتانسیل برق آبی در جهان محدود بوده واز طرف دیگر انرژی اتمی نیز، تقریباً در تمامی اروپا، ساخت نیروگاه های اتمی متوقف شده است. كشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی، یكی از غنی ترین كشورهای جهان محسوب می شود و از یك سو دارای منابع گسترده فسیلی نفت وگاز است و از سوی دیگر، دارای پتانسیل فراوان انرژی های تجدیدپذیر، همچون باد، ژئوترمال، خورشیدی و... می باشد. اما ایران، كشور كم آبی است و نیروگاه های آبی بزرگ، دارای پتانسیل محدودی هستند. لذا در چشم انداز دراز مدت جانشین دیگری غیر از تجدیدپذیری به عنوان منبع انرژی دیده نمی شود.
از منظری دیگر، هر انرژی به لحاظ فناوری ساخت وبهره برداری، مسائل زیست محیطی، ویژگی های فنی، امكان دستیابی، توزیع جغرافیایی و سایر ویژگی ها، دارای مشخصه های خاص خود است. بنابراین، تنوع استفاده از انرژی های مختلف، كشور را به لحاظ تأمین انرژی در وضعیت مطمئن تری قرار خواهد داد ولازم است فناوری آنها در كشورایجاد شود. البته، فناوری كه به میزان زیادی متكی به صنعت، مواد اولیه منابع داخلی است خودبخود، محتاج ارز خارجی كمتری است و از سوی دیگر، فرصت های اشتغال و افزایش تولید داخلی را هموار می سازد. برای رسیدن به این هدف ها، لازم است نظام قیمت گذاری انواع حامل های انرژی، با توجه به هزینه واقعی آنها اصلاح شده و اقدامات اساسی جهت تشویق سرمایه گذاری بخش خصوصی صورت گیرد.
ضروری است دولت با پرداخت وام های دراز مدت، واگذاری یارانه های تخصیص یافته در بخش سوخت های فسیلی به سرمایه گذاری در بخش انرژی های تجدیدپذیر و فراهم آوردن امكان انتقال دانش فنی، زمینه های لازم را برای ساخت وتوسعه تأسیسات انرژی های گفته شده دركشور فراهم آورد.
چشم انداز انرژی و محیط زیست جهان تا سال 2030 آب وهوای زمین درنتیجه فعالیت های انسان، به ویژه در بخش انرژی، تغییرات بسیاری یافته است، عمده تغییرات آب وهوایی و زیست محیطی در جهان در سال های اخیر را می توان به شرح زیر خلاصه كرد:

- میزان انتشارCO2 در، 200 سال گذشته 31 درصد افزایش یافته است.
- میزان انتشارCH4 از سال 1800 به دو برابر افزایش یافته است.
- دمای سطحی كره زمین در قرن گذشته نسبت به متوسط، 14 درجه سانتی گراد معمول، از 4/0تا 8/0 درجه افزایش یافته است.
- دهه 1990 به احتمال زیاد گرم ترین دهه در 100 سال گذشته بوده است.
- از دهه 1950، دمای حداقل درشب به دوبرابر دمای حداقل در روز افزایش یافته است.
- تعداد روزهای سرد سال، تقریباً برای تمام نواحی زمین درقرن گذشته كاهش یافته است.
- نزولات جوی درنیمكره شمالی، 5 تا 10 درصد افزایش یافته است، هرچند در نواحی خشك (به خصوص آفریقای شمالی وغربی)، این روند معكوس بوده است.
- در اثر افزایش نزولات جوی در عرصه های جغرافیایی میانی و بالا شاهد سیل وطوفان های عظیم و افزون بوده ایم.
- در قرن گذشته، سطح آب های آزاد دریاها در جهان به طور متوسط سالانه 1 الی 2 میلی متر افزایش یافته است.
- از دهه 1950 تاكنون، در تابستان یخ های دریای شمال تا 40 درصد نازك تر و 10 تا 15 درصد كم عرض تر شده اند.
- پدیده ال.نی.نو، به كرات و به طور شدیدتر و پایدارتری اتفاق افتاده است.
- فصل رویش تا حدود 1 تا 4 روز در هر دهه، در عرض 40 سال گذشته طولانی تر شده اند. - پرندگان، گیاهان، حشرات وماهیان به طرف قطب ها وعرض های بالاتر تغییر مكان داده اند. پیش بینی می شود بیش از 60 درصد افزایش مصرف انرژی پایه در جهان در دوره زمانی 2000 تا 2030 ناشی از رشد تقاضای انرژی در كشورهای در حال توسعه، به ویژه آسیا خواهد بود. طبق پیش بینی های انجام شده توسط آژانس بین المللی انرژی، براساس سناریوی ادامه روند موجود1، تقاضای جهانی برای انرژی پایه، بین سال های 2000 تا 2030 با میانگین نرخ رشد 7/1 درصد درسال به 3/15 میلیارد تن معادل نفت خواهد رسید، این امر، به معنی افزایش 67 درصدی مصرف انرژی پایه، معدل 1/6 میلیارد تن معادل نفت نسبت به سطح مصرف كنونی ظرف 30 سال آینده است.

در30 سال آینده میزان انتشار دی اكسیدكربن در اثر تولید و مصرف انرژی، با آهنگی سریع تراز رشد مصرف انرژی پایه، افزایش خواهد یافت. میزان انتشار آن بین سال های 2000 تا 2030 با رشد یكنواخت 8/1 درصد در سال، درنهایت به 38 میلیارد تن در سال خواهد رسید كه به منزله 70 درصد افزایش نسبت به میزان انتشار سالانه كنونی است. دو سوم این افزایش ناشی ازمصرف دركشورهای درحال توسعه خواهد بود و بخش تولید نیرو و حمل ونقل، بیش از 75 درصد افزایش انتشار دی اكسیدكربن را موجب خواهند شد ومكان جغرافیایی رشد انتشار دی اكسیدكربن از كشورهای صنعتی به كشورهای درحال توسعه منتقل خواهد شد.

تقسیم بندی انواع انرژی

انرژی، استعداد و توانایی انجام كار را بیان می كند، انرژی شكل های مختلفی دارد كه عبارتند از:

انرژی مكانیكی، انرژی زمین گرمایی، شیمیایی، الكتریكی، تابشی و انرژی اتمی،كه همه انواع انرژی می توانند به همدیگر تبدیل شوند. به طور كلی وبه لحاظ اقتصادی كه موضوع اصلی چگونگی استفاده از انواع انرژی می باشد، انرژی

در جهان به چهار گروه عمده زیر تقسیم می شود:

الف: انرژی های آلوده كننده وتجدید ناپذیر؛
ب: انرژی های آلوده كننده وتجدید پذیر؛
ج: انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر؛
د: انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر ونامحدود.

اهمیت توجه به انرژی های پاك

امروزه انرژی های نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود، انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژی های پاك می باشند. وقوع سه عامل در سال 1995 میلادی، سبب ایجاد نقطه عطفی برای انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی باد شده است.

- نخست، تغییرات آب وهوایی بر اثر انباشت گازهای گلخانه ای در جو؛
- دوم، افزایش تقاضای مصرف انرژی برق در سراسر جهان؛
- سوم، گشوده شدن چشم انداز نوید بخشی در مورد انرژی های تجدید پذیر بود كه با صراحت از سوی كارشناسان اعلام شد.
باید درنظر گرفت كه درواقع، در ازاء هر كیلووات ساعت برق تولیدی از انرژی های تجدید پذیر به جای زغال سنگ از انتشار حدود یك كیلوگرم CO2 جلوگیری خواهد شد. بنابراین به عنوان نمونه، برای هر یك درصد انرژی متداول كه توسط انرژی باد جانشین شود، حدود 13 درصد انتشار گاز CO2 كاهش می یابد. همچنین، كاهش سولفور و اكسید نیترات ( عوامل باران اسیدی) یكی دیگر از منابع محیط زیستی انرژی باد است.

در ایران، وجود زمینه مناسب اقلیمی و تابش آفتاب در بیشتر مناطق و در اكثر فصول سال، همچنین وجود پستی وبلندی ها در مسیر نهرهای آب، داشتن مناطق واجد پتانسیل بالای باد و قابلیت های تولید انرژی زمین گرمایی، زمینه لازم و مناسبی را برای استفاده و گسترش انرژی های نو و پاك فراهم آورده است. در این راستا، با توجه به افزایش توان مهندسی كشور در ساخت نیروگاه های برق آبی، در سال های اخیر، امیداست استفاده از پتانسیل های برق آبی به یك اولویت در ساخت نیروگاه های جدید تبدیل شود در سال 1381، ظرفیت نیروگاه های آبی كشور به 10 درصد كل ظرفیت نصب شده، تولید برق كشور رسید.
در ضمن استفاده از انرژی های بادی و زمین گرمایی و نیز استفاده حرارتی از انرژی خورشیدی (آبگرمكن های خورشیدی) نزدیك به اقتصادی شدن است. اگر چه، نیروگاه های حرارتی خورشیدی و فتوولتائیك تا افق دو دهه آینده، اقتصادی نخواهد بود، لیكن توسعه تحقیقات و كسب فن آوری های ساخت آنها، با توجه به پتانسیل عظیم انرژی خورشیدی در ایران از اهمیت بالایی برخوردار است.

با این وجود، ایران در راه بكارگیری انرژی های نو با موانع عمده واساسی مواجه است. یكی از این موانع، وجود نفت ارزان و منابع غنی هیدروكربنی در كشور است. نبود شناخت از انرژی های نو و مجهول ماندن مزایای آن توسط مردم ومسئولان از دیگر موانع دستیابی به انرژی های نو، نبود توجیه اقتصادی، علی الخصوص در این برهه زمانی است.
انرژی های پایان پذیر و آلاینده محیط زیست نفت، گاز طبیعی، زغال سنگ و انرژی هسته ا ی، كه در حال حاضر، عمده منابع تأمین كننده انرژی در جهان هستند، همه دارای آلاینده های زیست محیطی و جبران ناپذیر در زمین و فضا، از قبیل افزایش CO2، افزایش دمای زمین، ذوب شدن یخ های قطب ها، از بین بردن لایه ازن و... هستند كه حركت دانش بشری برای تأمین انرژی جهان در آینده باید به سوی تأمین انرژی جهان از انرژی های پاك و جانشینی آن با انرژی های آلاینده باشد.

انرژی های پاك: انرژی برق آبی

در سال 2001، مصرف جهانی انرژی برق آبی به رقم 2627 تراوات ساعت رسید. در این سال، آمریكای شمالی 8/21 درصد، اروپا 9/23 درصد، كشورهای آسیا و اقیانوسیه 7/21 درصد، آمریكای جنوبی و مركزی 20 درصد، كشورهای شوروی سابق 7/5 درصد، آفریقا 1/3 درصد و خاورمیانه 3/0 درصد، مصرف انرژی برق آبی جهان را به خود اختصاص داده اند. در میان كشورهای جهان، بیشترین سهم مصرف، به كانادا، برزیل، چین و آمریكا، به ترتیب با 6/12، 3/10، 8/9 و 1/8 درصد ازمصرف جهانی تعلق داشت.

انرژی خورشیدی

حدود دو دهه پس از ورود سلول های فتوولتائیك به عرصه عمومی تولید انرژی، ارتباط تنگاتنگ سیاست و منابع انرژی موجب شد تا دیگرجایی برای بحث توجیه اقتصادی یافتن برای روی آوردن به سمت بهره گیری از انرژی خورشید و تولیدی الكتریسته نماند. در ایران، چون ایران روی كمربند خورشیدی جهان قرار گرفته است و یكی از كشورهایی است كه از تابش نور خورشید با قدرت و توان مطلوب برخوردار بوده و از مناطق بسیار مستعد برای بهره گیری از این انرژی است، به طوری كه میزان تابش متوسط روزانه آفتاب به 4 كیلووات ساعت بر متر مربع می رسد و متوسط تعداد ساعات آفتابی، از 2800 ساعت درسال بیشتر است. البته، مقادیر ذكر شده به طور متوسط بیان شده اند و در شهرهای كویری كشور همچون یزد، ساعات آفتابی به 3200 ساعت نیز می رسد. با توجه به این كه، ایران كشور كوهستانی است كه اكثر نقاط آن در ارتفاعی بالاتراز 1000 متر از سطح دریا واقع شده اند توان دریافتی از تابش نور خورشید آن بیشتر خواهد بود.

گفتنی است كه مصرف انرژی های تجدید پذیر ایران پایین بوده و از این رو، هنوزانرژی خورشیدی رسماً تجاری نشده است. مناطقی كه پتانسیل بالایی برای انرژی خورشیدی دارند؛ عبارتند از: شیراز، تهران، خراسان، یزد و سمنان. طرح های خورشیدی شامل نیروگاه دریافت كننده مركزی، سهموی خطی، سیستم فتوولتائیك و آبگرمكن های خورشیدی می باشند.

بررسی امكان استفاده از انرژی خورشیدی از دیدگاه اقتصادی

هر چند هزینه استفاده از انرژی خورشیدی بسیار بالاست، ولی امروزه در سیاست گذاری ها فقط هزینه سیستم های خورشیدی در نظر گرفته نمی شود، بلكه فواید حاصل از بكارگیری آنها، مانند كاهش آلودگی محیط زیست نیز مدنظر قرار می گیرد، با وجود تمام مسائلی كه مطرح می شود، می توان مناطقی از كشور را یافت كه استفاده از انرژی خورشیدی در آنها توجیه اقتصادی دارد. به عنوان نمونه، استفاده ازسلول های خورشیدی در مناطق دور دست رامی توان در عرض چند سال به قیمت روز رساند. با توجه به فناوری های موجود و وسعت استفاده از انرژی خورشیدی در دنیا، به نظر می آید در بخش هایی مانند گرمایش ساختمان ها، تولید آب گرم، طبخ غذا، خشك كن ها وآب شیرین كن ها، این انرژی می تواند با انرژی های رایج رقابت كند. تحقیقات انجام شده نشان می دهد كه درحال حاضر، ساخت نیروگاه های مستقل خورشیدی به صرفه نیست بلكه نیروگاه های چرخه تركیبی، همچون خورشیدی- گازی یا خورشیدی- بخاری بسیار اقتصادی خواهند بود.
یكی از موانع مهم در استفاده از انرژی های خورشیدی، سرمایه بر بردن صنایع خورشیدی است كه باید راهكارهای اساسی آن اندیشیده شوند. انواع مختلف انرژی های تجدیدپذیر بر اثر وجود آفتاب تولید شده اند. سلول های فتوولتائیكی كه تولید برق می كنند، سیستم های سهموی و برج های متمركز كننده خورشیدی، انرژی باد وانرژی زمین گرمایی همگی انرژی خود را از خورشید می گیرند، هم اكنون در كشورهای اروپایی به شدت روی انرژی خورشیدی كار می شود و استفاده از این انرژی، حرف اول زندگی بشر را در آینده خواهد زد.

انرژی باد

در چند سال گذشته، میانگین رشد سالانه انرژی باد در دنیا حدود 30 درصد گزارش شده است كه بیشترین نرخ رشد را درمیان سایر منابع انرژی در دنیا برخوردار است. كل ظرفیت برق بادی در جهان در سال 2001 به 24000 مگا وات رسید. اروپا در حال حاضر؛ بیش از 70 درصد از برق بادی جهان را تولید می كند و حدود دو سوم از ظرفیت های اضافه شده تولید در سال 2001، به كشورهای اروپایی اختصاص دارد. در حال حاضر، مزرعه های بادی در آمریكا حدود 10 میلیارد كیلو وات ساعت در سال برق تولید می كنند كه از نظر ملاحظات زیست محیطی و مبارزه با تولید گازهای گلخانه ای، این میزان انرژی باد می تواند سالانه از انتشار 5/7 میلیون تن دی اكسید كربن جلوگیری كند.
استفاده از انرژی برق در ایران در پروژه «تعیین پتانسیل باد درایران»، 26 منطقه كشور شامل 45 سایت مورد مطالعه قرار گرفت كه براساس نتایج این پروژه، ایران كشوری با باد متوسط است، ولی برخی از مناطق آن، دارای باد مناسب و مداومی برای تولید برق می باشند. توان بالقوه انرژی باد در سایت های مطالعه شده حدود 6500 مگا وات بوده و اكثر نقاط دارای پتانسیل، در مناطق شرقی كشور واقع شده اند.

در میان انواع انرژی های تجدید پذیر، انرژی باد هزینه سرمایه گذاری اولیه كمتری دارد. با بهبود فناوری، افزایش توربین ها و رفع محدودیت ها، كاهش چشمگیری در این هزینه متصور است. در حال حاضر، برق تولیدی از سوخت های فسیلی، ارزان تر از برق تولیدی از توربین های بادی است. كه هزینه بهره برداری از انرژی باد حدود 85 درصد در طول 20 سال گذشته كاهش نشان می دهد.

انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال)

انرژی زمین گرمایی، از حرارت حاصل از تجزیه مواد رادیواكتیو، هسته مذاب كره زمین، كوه زایی و واكنش های درون زمین سرچشمه می گیرد. تقریباً در همه جا، در قسمت های كم عمق زمین و یا در 10 فوت بالاتر از سطح زمین درجه حرارت تقریباً یكنواخت باقی می ماند و بین 50 تا 60 درجه فارنهایت (10 تا 16 درجه سانتیگراد) می باشد. چشمه های آب گرم، نمونه هایی از انرژی زمین گرمایی هستند، آب توسط سنگ های زیرزمین گرم می شوند و سپس در سطح زمین جریان می یابند. حدود بیست كشور از این انرژی برای گرم كردن خانه ها، آب و یا برای تولید الكتریسیته استفاده می كنند در حال حاضر بازده كلی این سیستم كمتراز یك درصد از انرژی مورد نیاز جهان است.
درسال 2000 حجم تولید برق و حرارت از انرژی زمین گرمایی در جهان 65/49261 گیگاوات ساعت برق بوده است.

انرژی زیست توده

گونه های مختلفی از انرژی، سوخت های منابع جامد وگازی، حرارت، موادشیمیایی و دیگر مواد را می توان به وسیله فناوری های بیو انرژی، از منابع گیاهی- جانوری تجدیدپذیر به دست آورد. تحقیقات وگسترش فناوری های این نوع سوخت در سه حوزه اصلی صورت می پذیرد: تولید سوخت، پیدا كردن كاربردهای آن، ایجاد كردن زیرساخت های مناسب توزیع زیست توده، چهارمین منبع بزرگ انرژی در جهان بوده و حدود 14 درصد انرژی جهان را فراهم می كند و زیست توده یا بیوماس، اصطلاحی است كه برای توصیف یك رشته از محصولاتی كه از فرآیند نورساخت(فتوسنتز) به دست می آید، به كار می رود. كاربرد اقتصادی بسیار رایج انرژی زیست توده، استفاده از مواردی است كه برای منظورهای دیگر جمع آوری شده اند، نظیر پس مانده های حاصل از كشاورزی، غذا و ضایعات شهری.

انرژی های دریایی

دریاها با فرآیندهای مختلف فیزیكی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده وسپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر ومد، اختلاف درجه حرارت و اختلاف غلظت نمك دراعماق مختلف آب دریا وجود دارد كه می توان از هر یك از آنها بهره برداری كرد. انرژی امواج دریا عبارت است از: انرژی مكانیكی منتقل شده از باد كه امواجی با پریود كوتاه، آن را به صورت انرژی پتانسیل و جنبشی در خود ذخیره می كنند. انرژی موج حاصله در مناطق ساحلی در حدود 2 تا 3 میلیون مگاوات برآورد می شود.
نوع دیگر انرژی جزر و مد كه در اثر حركت دورانی زمین و جاذبه ماه و خورشید به صورت امواج با پریود بلند ذخیره می شوند كه با ساخت یك سد در دهانه منطقه جزر ومد می توان از آن استفاده كرد. كه بزرگ ترین سایت جزر ومد كنونی در جهان یك ایستگاه تولید نیروی برق در فرانسه است كه 240 مگا وات انرژی الكتریسته تولید می كند. دیگر انرژی ذخیره شده در آب های گرم سطحی كه به خاطر وجود آب های عمیق وسرد اقیانوس ها قابل استفاده است و تحت عنوان انرژی حرارتی دریاها مورد بحث قرار می گیرند سیستم هایOTEC1 این انرژی گرمایی را به انرژی الكتریسیته تبدیل می كنند كه گاهی دراین فرآیند آب شیرین نیز تولید می شود. این نیروگاه ها برای تولید بار پایه بسیار مناسب هستند. درنهایت، انرژی موجود در اختلاف شوری بین آب های شیرین رود ها وآب شور دریاها، انرژی گرادیان نمك می باشد.

هیدروژن و پیل سوختی

هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح به عنوان حامل جدید انرژی است. فراوانی، سهولت تولید از آب، مصرف تقریباً منحصربه فرد و سودمندی زیست محیطی ذاتی هیدروژن، از جمله ویژگی هایی است كه آن را از دیگر گزینه های مطرح، متمایز می كند.
استفاده از پیل های سوختی (Fuel Cell)، جهت تأمین هم زمان الكتریسیته و حرارت به روش الكتروشیمیایی است. در این روش، كه به عبارتی می توان آن را عمل الكترولیز معكوس قلمداد كرد، انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت های فسیلی، بدون احتراق استخراج می شوند. این سیستم ها در مقایسه با سایر روش ها، از كارآیی زیادی برخوردار هستند و آلودگی كمی تولید می كنند. پیل های سوختی، راه حل مناسبی برای مشكلات مختلف مربوط به انرژی هستند. هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید كرد و درتمام موارد و كاربردهای سوخت های فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن، به ویژه، منابع تجدیدپذیر انرژی را تكمیل می كند و آنها را در هرمحل و هر زمان به صورتی مناسب در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف كننده می گذارد. هیدروژن در مقایسه با سوخت های دیگر می تواند با راندمان بالاتر و احتراق بسیار نیز، به سایر اشكال انرژی تبدیل شود.

سیستم انرژی هیدروژنی به دلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دایمی و پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدیدپذیر است. ازاین رو، پیش بینی می شود كه در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی، برسراسر اقتصاد جهان سرایت كرده و «اقتصاد هیدروژن‌» تثبیت شود.

نتیجه گیری

آمارها، گویای آن است كه بزرگ ترین عامل انهدام و آلودگی محیط زیست درمیان عوامل انسان ساخت، عبارت است از تولید، تبدیل ومصرف انواع انرژی، این درحالی است كه نه تنها مصرف انرژی درجهان در سطح ثابتی باقی نخواهد ماند، بلكه پیش بینی ها، حاكی ازافزایش مصرف آن در سال های آتی ناشی از افزایش جمعیت، میل به رفاه و افزایش تولید ناخالص سرانه در جهان كه پیش بینی می شود تا سال 2020 به حدود متوسط 7000 دلار یعنی، تقریباً 75 درصد بیش از سال 1890 باشد.
پیامد مصرف این میزان انرژی، افزایش میزان انتشار دی اكسید كربن از 9/5 گیگا تن كربن در سال 1990 به 4/8 در 2020 خواهد بود. انتشار گازهای آلایندهSOX وNOX را باید به این میزان اضافه كرد. مطالعات وتجربیات نشان می دهد كه دو راه حل اصلی برای تعدیل این مشكل وجود دارد:

- افزایش بازده مصرف انرژی
- افزایش سهم انرژی های تجدید پذیر در تركیب انرژی جهان.
یادآوری این نكته بسیار مهم است كه استفاده از انرژی های تجدید پذیر در مقایسه با سوخت های فسیلی، هر چند از هزینه بهره برداری بسیار اندك برخوردار است، لكن هزینه های سرمایه گذاری بسیار بالاتر و حتی چندین برابر خواهد داشت. به عنوان نمونه، هزینه های سرمایه گذاری توربین های بادی حداقل سه برابر، نیروگاه های حرارتی خورشیدی بیش از 8 برابر وسیستم های فتوولتائیك حدود 10 برابر هزینه سرمایه گذاری توربین های گاز است. در حقیقت، همین موانع سبب شده كه سهم انرژی های نو در حال حاضر كمتر از 2 درصد و در2020 حدود 4 درصد از كل انرژی مصرفی جهان پیش بینی شود. استفاده از منابع انرژی جدید، بجای منابع فسیلی الزامی است. سیستم جدید انرژی آینده، باید متكی به تغییرات ساختاری وبنیادی باشد كه در آن، منابع انرژی بدون كربن، نظیر انرژی خورشیدی و هسته ای وكربن خنثی مانند بیوماس مورد استفاده قرار می گیرند. كه در حال حاضر به دلایل متعدد، نفوذ و توسعه انرژی های نو را بسیار كند ومحدود ساخته است

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

نوشته شده توسط : فرشید احمدی

مقدمه:

از آن جا که خوردگی یک پدیدة مخرب در ساختمان می باشد  در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه مهندسین ومعماران طراح می باشد ودرس خوردگی  ساختمان که درسی اختصاصی  برای دانشجویان رشته عمران _مرمت است کاملا دانشجویان را با مسائل مخربی ومرمتی  ساختمان  آگاه ساخته وبسیار  مفید است  لذا از تلاش های  آن استاد گرامی  در مراکز آموزش عالی کشور  که خود  گویای  بار علمی غنی در  زمینه  علم  مهندسی  عمران  می باشد کمال  تشکر  وقدردانی  را می شود  وامید  که با  بهره گیری  هر چه بهتر  از حضور آن استاد بزرگواردرآینده ای  نه چندان  دور  با داشتنی ایرانی  آباد  وسربلند در زیر  پرچم سه رنگ جمهوری  اسلامی  گوشه ای  هر چند کوچک از زحمات شما استاد عزیز را جبران  نمائیم .

 

بخش اول

خوردگی بتن

1.           علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی

(CAUSES  OF  DETERIORATIONS )

علل مختلفی که باعث فرسودگی  وتخریب  ساز های بتنی  می شود  همراه با علائم  هشدار دهنده  دیگری  که کار  تعمیرات  را الزامی  می دارند  در نخستین  بخش از  تحقیق مورد  بررسی  وتحلیل  قرار می گیرند :

1-1    نفوذ نمکها

(INGRESS  OF  SALTS)

نمکهای ته نشین  شده  که حاصل  تبخیر  ویا جریان  آبهای  دارای  املاح می باشند وهمچنین  نمکهایی که توسط باد در خلل وفرج  وترکها جمع می شوند . هنگام  کریستالیزه شدن  می توانند فشار  مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل  علاوه  بر تسری  وشدید  زنگ زدگی  وخوردگی  آرماتورها به واسطه  وجود مکهات . تر وخشک شدن  متناوب  نیز می تواند  تمرکز  نمکها  را شدت بخشد  زیرا آب دارای  املاح پس از  تبخیر املاح  خود را به جا می گذارد .

1-2-   اشتباهات طراحی

(SPECIFICATIONERRORORS)

به کارگیری استانداردهای  امناسب  ومشخصات  فنی غلط در  رابه  با انتخاب  مواد روشهای  اجرایی وعملکرد  خود سازه  می تواند  ب خرابی  بتن  منجر شود . به عنوان  مثال  استفاده از استانداردهای  اروپایی وآمریکایی  جهت  اجرای  پروژه هایی  در مناطق  خلیج فارس  ، جایی که  آب وهوا  ومواد  ومصالح ساختمانی  ومهارت  افراد متفاوت  با همه  این عوامل در شمال اروپا  وآمریکاست، باعث می شود  تا دوام  وپایایی  سازه های بتنی  در مناطق یاد  شده کاهش یافته  ودر بهره برداری از سازه  نیز  با مسائل  بسیار  جدی مواجه  گردیم .

1-3- اشتباهات  اجرایی

(CON STUCTION ERRORS )

کم کاریها آ اشباهات  ونقصهایی که به هنگام  اجرای پروژه ها  رخ می دهد  ممکن است  باعث گرد تا آسیبهایی  چون پدیده ی لانه  زنبوری ، حفره های آب انداختگی  جداشدگی ، ترکهای جمع شدگی ، فضاهای  خالی  اضافی یا بتن  آلوده شده ، به وجود آید  که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند .

این گونه نقصها  واشکالات  را می توان  زاییده ی  کارائی  در جه ی فشردگی  سیستم عمل آوری ،آب مخلوط آلوده  ، سنگدانه های آلوده و استفاده  غلط از افزودنیها به صورت فردی  ویا گروهی  دانست .

وجود کلرید آزاد  در بتن  می تواند  به لایه ی  حافاظتی  غیر فعالی  که در اطراف  آرماتورها قرار دارد  آسیب  وارد نموده  وآن را از بین  ببرد .

خوردگی  کلریدی  آرماتورهایی  که درون  بتن  قرار دارند ،  یک عمل  الکتروشیمیایی  است  که بنا به خاصیتش  ، جهت  انجام  این فرایند ، غلظت مورد  نیاز یون  کلرید ،  نواحی  آندی  وکاتدی  ،  وجود الکترولیت  ورسیدن اکسیژن  به مناطق  کاتد  در سل (CELL) خوردگی  را فراهم می کند .

گفته می شود که  خوردگی  کلریدی  وقتی حاصل می شود که مقدار  کلرید  موجو  در بتن  بیش از 6/0 کلیوگرم  درهرمتر مکعب  بتن باشد .  ولی این  مقدار  به کیفیت  بتن نیز بستگی دارد .

خوردگی  آبله  رویی  حاصل از کلرید  می تواند  موضعی  وعمیق باشد  که این عمل  در صورت  وجود یک  سطح  بسیار  کوچک  آندی  ویک  سطح  بسیار  وسیع  کاتدی  به وقوع  می پیوندد  که خوردگی  آن نیز  با شدت  بسیار   صورت  می گیرد  از جمله  مشخصات (FEATURES) خوردگی  کلریدی  ، می توان  موارد زیر  را نام برد :

(الف) هنگامی  که کلرید در مراحل  میانی  ترکیبات  (عمل  وعکس العمل ) شیمیایی  مورد استفاده  قرار گرفته  ولی در  انتها  کلرید  مصرف نشده باشد .

(ب) هنگامی که تشکیل  همزمان  اسید  هیدروکلریک ، درجه  PH مناطق  خورده شده را پایین  بیاورد . وجود  کلریدها  هم می تواند  به علت  استفاده از  افزودنیهای  کلرید  باشد  وهم می تواند  ناشی از  نفوذ یابی کلرید از هوای  اطراف باشد .

فرض بر این است  که مقدار  نفوذ  یونهای  کلریی  تابعیت از قانون  نفوذ  FICK دارد . ولی  علاوه  بر انتشار (DIFFUSION)به نفوذ  (PENETRATION)کلرید  احتمال دارد به خاطر  مکش موئینه  (CAPILARY  SUCTION) نیز  انجام پذیرد .

1-5-حملات سولفاتی

(SULPHATE ATTACK)

محلول  نمکهای  سولفاتی  از قبیل  سولفاتهای  سدیم  ومنیزیم  به دو طریق  می توانند  بتن را مورد  حمله  وتخریب  قرار دهند. در  طریق اول  یون سولفات  ممکن است  آلومینات سیمان  را مورد  حمله  قرار داده  وضمن  ترکیب  ، نمکهای  دوتایی  از قبیل : ETTRINGITE  ,  THAUMASITE تولید  نماید  که در  أب محلول  می باشند  . وجود  این گونه  نمکها  در حضور  هیدروکسید کلسیم ، طبیعت کلوئیدی (COLLOIDL) داشته  که می تواند منبسط شده  وبا از دیاد  حجم ،  تخریب  بتن را باعث  گردد . طریق  دومی  که محلولهای  سولفاتی قادر به أسیب  رسانی  به بتن  هستند  عبارتست از :  تبدیل  هیدروکسید  کلسیم  به نمکهای  محلول در آب  مانند گچ (GYPSUM) ومیر ابلیت MIRABILITE  که باعث تجزیه و نرم  شدن  سطوح  بتن  می شود  وعمل  LEACHINGیا خل وفرج دار شدن بتن  به واسطه  یک  مایع  حلال ،  به وقوع  می پیوند.

1-6- علل دیگر

(OTHER  CAUSES)

علل بسیار دیگری  نیز باعث آسیب  دیدگی  وخرابی  بتن می شوند  که در سالهای  اخیر  شناسایی شده اند . بعضی  از این عوامل  دارای  مشخصات  خاصی بوده  وکاربرد  بسیار  موضعی  دارند . مانند  تاثیر  مخرب  چربیها  بر حاصله از  عوارض  مخرب فاضلابها  ومورد استفاده  قرار دادن  سازه هایی  که برای  منظورها  ومقاصد  دیگری ساخته شده  باشند  ، نه آنچه  که مورد  بهره  برداری  است . مانند تبدیل  ساختمان معمولی به سردخانه ،  محل شستشو ، انباری ، آشپزخانه  ، کتابخانه وغیره . با این  همه  اکثر آنها  را می توان  در گروههای  ذیل  طبقه بندی  نمود :

(الف) ضربات  وبارههای  وارده  (ناگهانی  وغیره ) در صورتی  که موقع  طراحی  سازه برای این گونه  بار گذاریها  پیش  بینیهای  لازم  صورت نگرفته باشد .

(ب) اثرات  جوی ومحیطی

(پ) اثرات نامطلوب  مواد شیمیایی مخرب

مقدمه

بتن حجیم : هر حجمی  از بتن  با ابعادی  به اندازه  کافی بزرگ  که نیاز  به تمهیداتی  جهت جلوگیری  از ایجاد ترکهای  حرارتی دارد .

درک بتن  حجیم کلید  کنترل  دما  و در نهایت  حفظ  زمن  وهزینه های  مصرفی می باشد .

مشخصات  فنی  عموماً  محدود کننده  دمای  بتن  حجیم  جهت جلوگیری  از ترک حوردگ  ومشکلات  عدیده  دوام آن  می باشد . این طور  که به نظر می رسد  دمای  بتن حجیم  بر اساس  تجربه  وبه طور  دلخواه به صورت  C57 به عنوان داکثر  دمای  مجاز بتن  و C19 (F35)   به عنوان  حداکثر  پیمانکار  باید  تمام مشخصات  فنی  ونیازمندیهای  آنرا  بدون  چون وچرا  رعایت  نماید . ولی  بدون  درک  صحیح  وکامل  از بتن  حجیم  نگهداری  دمای  بتن  در ان محدوده تعیین شده کاری  بسیار دشوار می باشد .

اغلب اوقات  در هر پروژه ای  مشخصات  فنی آن ، به خوبی  تمهیدات وسیعی  را در جهت کنترل  دما وپاسخگویی  به نیازهای  آن مطرح کرده است . به هر  حال  ،  چنانچه  به این  موضوع  توجه  کافی نشود  یا به خوبی  درک نگردد . معین  به مقدار  قابل  ملاحظه  بیشتر است ،  شده ومنجر  به صدمه  دیدن  بتن  وبه تاخیر  افتادن  برنامه  ساختمانی خواهد شد .  به علاوه  در روند  امروزی  ،  افزایش  اندازه  سطح  مقطع  بتن  در نتیجه  نیاز به حداقل  مقدار سیمان  مصرفی  زیاد با نسبت  آب  به مواد  سیمانی  پایین  می باشد  وان نیز کنترل  دمای  بتن  را چندین  برابر  دشوارتر  می نماید  . درک  بتن  حجیم  کلید  کنترل  دما ودر  نهایت  حفظ زمان  وهزینه های  مصرفی می باشد .

بتن حجیم  چیست ؟

سوالی  که اغلب  اوقات  مطرح  می شود  این است  که به طور  مشخص  بتن  حجیم  به چه نوع  بتنی  اطلاق می شو . طبق آئین نامه  موسسه  بین المللی  بتن  Acl کمیته  R116 Acl تعریف بتن  حجیم  بدین گونه است هر حجمی  از بتن  با ابعادی  به اندازه  کافی بزرگ  باشد  که نیاز  به تمهیداتی  جهت  جلوگیری  از ایجاد  ترکهای  حرارتی  که در بتن  حجیم  بر اثر  حرارت  زایی  حاصل  از واکنش  شیمیایی  هیدراسیون  آب با سیمان  وپیامد  تغییرات  حم  شکل  میگیرد  دارد  از آنجایکه که این تعریف  ازنظر  تعدادی سازمانها کافی اطلاق نشده بنابراین  تعریف های خود  را از بتن  حجیم  مطرح نموده اند . به طور مثال  بعضی ها آنرا  بدین گونه  تعریف نموده اند هر قطعه  بتنی  که بعاد آن حداقل  بزرگتر  از 90 سانتی متر  باشد  بتن حجیم  نامیده می شود .طبق این  تعریف  یک پی بتنی  با بزرگی  ضخامت  90 سانتی متر  بتن  حجیم  خوانده نمی شود  ، ولی یک پی بتنی  با بزرگی  ضخامت  1 متر بتن  حجیم در نظر گرفته می شود .

در سزمانها ، حداقل  ابعاد  بکار گرفته در محدوده های  46/0 متر تا  2متررا در نظر می گیرند که بستگی  به تجارب  کار گاهی  گذشته  آنان  را در نظر  می گیرند  ک بستگی  به تجارب  کارگاهی  گذشته  آنان  دارد  توجه اینکه  هیچ کدام  از این  تعاریف  مقدار  مواد  سیمانی  مصرفی  در بتن  مورد ملاحظه  قرار نداده است .

آن چه با عملکرد  بالا  یا پایین  وزود  مقاومت  رس در یک آلمان  بتنی  استفاده دمای  این المان  بسیار  متفاوت  تر از بتن  مرسوم  یک سازه بتنی  باشد

کنترل دمای بتن الزامی است ؟

حرارت  زایی  بتن  به علت  واکنش  شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی  می شد  بیشترین  مقدار حرارت  حاصل  در روزهای  اولیه  استقرار بتن  می باشد  مقاطع  بتنی  نازک  همچون سس روکش  کف ها تقریباً  به مجرد  ایجاد حرارت  بتن  به همان  سرعت  نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود  در  مقاطع  بتنی  ضخیم تر  (بتن حجیم  ) حرارت  بسیار آهسته  تر از تولید  آن در  اطراف  پراکنده می شود  در مقاطع  بتنی ضخیم تر  (بتن حجیم  ) حرارت  بسیار  آهسته تر از  تولید آن در  محیط اطراف پراکنده  می شود ودر نتیجه  گرم شدن  بتن  حجیم را باعث می گردد.

مدیریت  کنترل دما جهت جلوگیری  از صدمات  حاصل  از ترک خوردگی  ، به حداقل رساندن  تاخیر  برنامه کاری  ورعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد . به خاطر  کمبود تعریف استاندارد  متحد هر المانی  بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر  باشد به عنوان  بتن حجیم  مورد ملاحظه  قرار می دهیم  ملاحظات مشابه  باید  درباره المانهای بتنی  که تحت  چنین  تعریفی  قرار نگرفته ولی دارای  سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی بیش از 355 کیلوگرم  در هر متر  مکتن می باشد  ، اعمال گردد .

در بسیاری  مواقع ، در المانهای بتنی  غیر حجیم  نیز مقدار  قابل  ملاحظه ای حرارت  تولید می شود .

2-1-حداکثر دمای بتن واختلاف دمای آن

اغلب اوقات  جهت اطمینان  بهتر  وبرنامه ریزی مناسب  قبل از استقرار  بتن  حداکثر دمای  مجاز بتن  واختلاف  دمای آن مشخص می شود . در بسیاری  مواقع  گستره های  مشخص شده به طور  اتفاقی وخود به خود انتخاب  شده ومشخصات فنی  پروژه  را شامل نمی گردد . برای مثال ، مشخصات  فنی خاص  از پروژه  حداکثر  دمای بتن را به C75 (135₄(ودمای بتن را به (35₄) C19 محدود  می نماید . محدودیت های دیگر  اغلب  شامل  مواردی  مثل  محدودیت های  حداکثر  وحداقل  دمای بتن  در زمان  تحویل باشد .

حداکثر دمای بتن

دمای  بتن  به دلایل  بسیاری محدود شده  است . دلیل اصلی آن برای جلوگیری  از صدمه دیدن  بتن می باشد . مطالعات  نشان داده است  که چنان چه حداکثر  دمای بتن از  استقرار آن صورت گیرد  وبیش از اندازه محدوده 7تا 68 درجه  سانتیگراد 165به 155 باشد  دوام  طولانی  مدت بتن های  خاصی  مورد  سازش قرار می گیرد . مکانیزم صدمه اولیه ، شکل گیری اترینگایت تاخیر  افتاده DFF  می باشد ، که باعث  انبساط  داخلی وترک خوردگی  بتن می شود  که امکان مشاهده آن در سالهای متمادی  پس از استقرار بتن موجود می باشد .

از دلایل  دیگر  محدود کننده  حداکثر  دمای بتن  شامل کاهش زمان خنک کردن ، تاخیرهای مرتبط وبه حداقل  رساندن  پتانسیل ترک خوردگی  مربوط  به انقباض  وانبساط  حرارتی  است . درجه حرارت  بالای تراز c88 سانتی گراد  (F1950 ) می تواند  سبب کاهش  مقاوم  فشاری  مورد نظرشود .

حداکثر اختلاف دما

حداکثر اختلاف دمای مجاز  بتن  اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل  ترک خوردگی  حرارتی  می باشد . این  اختلاف دما ، تفاوت  بین  دمای گرم ترین  بخش  بتن  وسطح آن می باشد . ترک خوردگی  حرارتی  وفنی  که انقباض  مربوط به خنک شدن  در سطح بتن  باعث تنشهای  کششی بیش از  مقاومت  کششی بتن باشد ، ایجاد شود .

حداکثر  اختلاف  دمای  مجاز  c 19 سانتی گراد  (f35)  اغلب  اوقات در اسناد  پیمانکار  مشخص شده  است  . این اختلاف  دما یک  راهنمای  تجربی  بر اساس  بتن  حجیم  غیر  مسلحی که در حدود 50 سال پیش  در اروپا  اجرا شده ، تعیین  گردیده است . در  بسیاری موارد ، محدودیت  اختلاف دمای  C19 سانتی گراد( f35) بیش از  اندازه  محدود شده است وترک خوردگی  حرارتی ممکن است  حتی در اختلاف  دمای  بالا تر بوجود نیابد .

حداکثر  اختلاف دمای  مجاز  تابعی  از خواص  مکانیکی  بتن  همچون انبساط حرارتی  ، مقاومت کششی  ، مادول الاستیسیته  ونیز اندازه  تنش های  المانهای  بتنی می باشد .  کمیته  R/2/207/AC مهیا  کننده  دستور العمل  جهت  محاسبه حداکثر  اختلاف  دمای مجاز برای  جلوگیری  ترک خوردگی  حرارتی  مبتنی  بر خواص  بتن  برای سازه های  مشخص می باشد .

در زمانیکه  بتن  به مقاومت  طراحی  شده خود  می رسد ، حداکثر  اختلاف  دمای  مجاز  محاسبه  شده بسیار  بیشتر  از C19 سانتی گراد  (F35) می باشد . کاربرد  حداکثر  اختلاف  دمای مجاز  محاسبه شده می تواند  سبب کاهش  قابل ملاحظه  مدت  زمان  تمهیدا  محافظتی  ، همچون ایزوله  کردن  سطوح  ونگهداری  آن باشد .

2-5- پیش بینی  دمای بتن

اغلب  اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن  حجیم  به نوع  سیمان  خاص ، حداقل  مقدار سیمان مصرفی  وحداکثر  مواد سیمانی  جایگزین  سیمان  نیاز  دارد به مجرد  اینکه  این اطلاعات جمع آوری  شدند . فرآیند  پیش بینی  لازم  جهت حداکثر  دمای بتن  وحداکثر  اختلاف دمای آن شروع  می شود . چندین  روش پیش بینی  حداکثر دماهای  بتن  موجود می باشد .

یک روش ساده آن که به طورخلاصه  در اسناد  موسسه  سیمان  آمریکا (PCA) یافت می شود  از این قرار است

نوشته شده توسط : فرشید احمدی