‏✳️ ‌انرژی تجدید پذیر — از صفر تا صد

‏وقتی بنزین خودرویمان تمام می‌شود، به پمپ بنزین می‌رویم و مخزن را پر می‌کنیم. این کار ساده است. اما این ترس وجود دارد که تا ابد نمی‌توانیم این کار را انجام دهیم، زیرا سوخت زمین در حال اتمام است. اغلب انرژی مورد استفاده ما از سوخت‌های فسیلی مانند نفت، گاز و زغال سنگ حاصل به دست می‌آید که به تدریج در حال از بین رفتن هستند. علاوه بر این، این سوخت‌ها موجب آلودگی هوا و تولید دی اکسید کربن می‌شوند که مهم‌ترین عامل در گرمایش جهانی یا همان گرم شدن زمین است. اگر بخواهیم حیات خود را به همان شیوه قبل ادامه دهیم، باید به منابع سوخت تمیزتر و سبزتر که «انرژی تجدید پذیر» (Renewable Energy) نامیده می‌شوند روی بیاوریم. در این آموزش، مطالب خلاصه و عمومی را درباره انرژی تجدید پذیر بیان می‌کنیم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ انرژی تجدید پذیر چیست؟
‏ ○ تفاوت سوخت‌های فسیلی و انرژی تجدید پذیر چیست؟
‏ ○ انواع مختلف انرژی تجدید پذیر
‏ ○ چگونه می‌توانیم از انرژی تجدیدپذیر بیشتر استفاده کنیم؟


‏🔸 انرژی تجدید پذیر چیست؟

‏به طور کلی، منابع انرژی (کل انرژی در دسترس برای استفاده) به دو دسته سوخت‌های فسیلی و انرژی تجدید پذیر تقسیم می‌شوند:

‏– سوخت‌های فسیلی منابعی مانند نفت، گاز، زغال سنگ و.. هستند. این منابع طی صدها میلیون سال از وقتی گیاهان و موجودات دریایی پوسیده، فسیل و زیر زمین دفن شده و سپس با فشار و گرمای درونی زمین فشرده شده‌اند به دست آمده‌اند. سوخت های فسیلی حدوداً ۸۰ تا ۹۰ درصد از انرژی جهان را تأمین می‌کنند.

‏– انرژی تجدیدپذیر به معنای انرژی حاصل از باد، امواج اقیانوس، انرژی خورشیدی، زیست‌توده (گیاهانی که به ویژه برای انرژی پرورش می‌یابند) و غیره است. این انرژی به این دلیل تجدیدپذیر نامیده می‌شود که در تئوری، هرگز به پایان نمی‌رسد. منابع تجدیدپذیر در حال حاضر حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از انرژی جهان را تأمین می‌کنند.


‏🔸 تفاوت سوخت‌های فسیلی و انرژی تجدید پذیر چیست؟

‏در تئوری، مقدار سوخت‌های فسیلی محدود و انرژی تجدیدپذیر بی‌پایان است. با این حال، این کل داستان نیست. خوشبختانه سوخت‌های فسیلی دائماً تشکیل می‌شوند. هر روز یک بار نفت جدید از گیاهان قدیمی و موجودات مرده ساخته می‌شود. اما متأسفانه ما از سوخت‌های فسیلی بسیار سریع‌تر از آنچه که ایجاد می‌شوند، استفاده می‌کنیم. تقریباً ۴۰۰ میلیون سال طول کشیده است تا سوخت‌های فسیلی یک سیاره تشکیل شود. اما بشر چیزی در حدود ۸۰ درصد از کل سوخت‌های فسیلی زمین را تنها در ۶۰ سال از ۱۹۶۰ تا ۲۰۲۰ استفاده کرده‌ است. وقتی می‌گوییم سوخت‌های فسیلی، مانند نفت، «تمام می‌شوند»، در واقع منظورمان این است که تقاضا از عرضه بیشتر خواهد شد. نقطه‌ای که در آن استفاده از نفت بسیار گران‌تر از منابع سوخت‌های تجدیدپذیر جایگزین خواهد شد.

‏همان‌طور که منابع سوخت فسیلی دقیقاً محدود نیستند، انرژی تجدید پذیر نیز کاملاً نامحدود نیست. بدین صورت که تقریباً تمام اَشکال انرژی تجدیدپذیر در نهایت از خورشید به وجود می‌آیند و این منبع عظیم انرژی، خود روزی از بین می‌رود. خوشبختانه، این اتفاق تا چند میلیارد سال رخ نخواهد داد، بنابراین به اندازه کافی منطقی است که بتوان از انرژی تجدید پذیر به عنوان انرژی نامحدود نام برد.

‏کشورهای مختلف انرژی خود را از سوخت‌های متفاوت دریافت می‌کنند. همان‌طور که انتظار می‌رود، در خاورمیانه، اعتماد بیشتری به نفت وجود دارد، در حالی که در آسیا، زغال سنگ از اهمیت بیشتری برخوردار است.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 انرژی تجدید پذیر — از صفر تا صد — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌کوپل در استاتیک | به زبان ساده و از صفر تا صد

‏کوپل حالت خاصی از ممان یا گشتاور نیرو است. در علم مکانیک، یک کوپل شامل دو نیروی موازی است که دارای اندازه‌های مساوی بوده اما در خلاف جهت یکدیگر هستند. این نیروها در واقع هیچ انتقالی ایجاد نمی‌کنند بلکه باعث چرخش می‌شوند. برآیند نیروی دو بردار در کوپل صفر است اما برآیند کلی کوپل صفر نیست، بلکه یک گشتاور نیروی خالص است.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ جمع‌بندی مبحث کوپل در استاتیک


‏🔸 جمع‌بندی مبحث کوپل در استاتیک

‏تا اینجا با مفهوم کوپل آشنا شدیم و دانستیم که کوپل چیست. به طور خلاصه، کوپل حاصل اثر دو نیروی هم اندازه است که جهت‌هایشان در خلاف یکدیگر بوده و از دو نقطه متفاوت اعمال می‌شوند. حاصل عملکرد این نیروها انتقال و جابجایی نیست، بلکه باعث چرخش مجموعه حول محور مرکزی می‌شوند.

‏کوپل‌ها در علم فیزیک و مهندسی مکانیک بسیار مهم هستند. همین‌طور در ساختارها و سازه‌های محیط اطراف ما نیز به وفور یافت می‌شوند. ساده‌ترین و آشناترین مثال کوپل، چرخاندن فرمان اتوموبیل است. نیروهای مساوی که با جهت‌های متفاوت از دو نقطه به فرمان وارد شده و باعث چرخش آن می‌شوند.

‏همچنین دانستیم که اندازه کوپل فارغ از نقطه مرجع است و کوپل را می‌توان در دسته بردارهای آزاد دسته‌بندی کرد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 کوپل در استاتیک | به زبان ساده و از صفر تا صد — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌تولید همزمان برق و حرارت (CHP) | به زبان ساده

‏ما در جهانی زندگی می‌کنیم که ذخایر نفت و گاز و زغال‌سنگ آن در حال اتمام است. این گفته شاید ناراحت کننده باشد، اما از این جهت خبر خوبی است که مصرف زیاد این سوخت‌‌ها روند گرمایش زمین را سریع‌تر کرده است. متأسفانه از آنجا که حدوداً ۸۰ تا ۹۰ درصد انرژی مورد نیاز در کل دنیا از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود، نمی‌توان یک‌شبه مصرف آن‌ها را کاهش داد. اما یک پرسش وجود دارد: اکنون که انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی یا بادی نمی‌توانند نقش اصلی را در زمینه تأمین انرژی بازی کنند، چه می‌توان کرد؟ یک راه‌حل موجود این است که برخی از نیروگاه‌های خود را به سمت سیستم‌های متفاوتی به نام نیروگاه‌های ترکیبی برق و حرارت (Combined Heat and Power) یا CHP سوق دهیم. تولید همزمان برق و حرارت، امکان بهره‌وری‌ بهتر از سوخت‌های فسیلی را برای تأمین انرژی با ذخیره‌ حدوداً ۱۵ تا ۴۰ درصد انرژی مهیا می‌کند. این نیروگاه‌ها هم از نظر کاهش هزینه و هم برای کاهش اثرات زیست‌محیطی عملکرد مناسبی دارند. در این آموزش با نیروگاه‌های تولید همزمان برق و حرارت آشنا می‌شویم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ تولید همزمان برق و حرارت چیست؟
‏ ○ بازده نیروگاه CHP
‏ ○ CHP چگونه کار می‌کند؟
‏ ○ مزایا و معایب واحدهای تولید همزمان


‏🔸 تولید همزمان برق و حرارت چیست؟

‏نیروگاه‌های متداول معمولاً از طریق یک فرایند ناکارآمد برق تولید می‌کنند. یک سوخت فسیلی مانند بنزین، زغال سنگ یا گاز طبیعی در یک کوره‌ بزرگ و طی فرایند احتراق، انرژی گرمایی آزاد می‌کند. این گرما برای جوشیدن و تبخیر آب استفاده می‌شود تا بخار حاصل یک توربین را بچرخاند، توربین ژنراتور را به حرکت در بیاورد و ژنراتور با چرخش خود برق تولید کند.

‏مشکل این چرخه این است که در هر مرحله میزان زیادی انرژی هدر می‌رود. آبی که جوشیده و به بخار تبدیل شده و قرار است توربین را به حرکت در بیاورد، باید در برج‌های خنک‌کننده بسیار بزرگی در هوای آزاد خنک شود که خود باعث از بین رفتن میزان زیادی انرژی می‌شود.

‏اکنون به این فکر کنید که به جای اینکه به گرمای تولید شده اجازه دهیم بدون هیچ فایده و کاربردی از برج‌های خنک‌کننده خارج شود، به عنوان آب گرم آن را به اماکن مسکونی، تجاری و صنعتی منتقل کنیم. ایده‌ اصلی در پس تولید همزمان (CHP) همین است: بازیابی گرمای تولید شده در فرایند تولید برق و استفاده از آن برای ساختمان‌های محلی. در واقع، در حالی که نیروگاه‌های معمولی گرمای اضافی تولید شده را هدر می‌دهند، یک نیروگاه‌ CHP، همزمان برق و آب گرم برای مصرف‌کننده تأمین می‌کند.


‏🔸 بازده نیروگاه CHP

‏بهره‌وری واقعی یک نیروگاه CHP به این بستگی دارد که چطور گرمای تولید شده را عرضه می‌کند. بازده نیروگاه CHP در حالتی بیشینه خواهد بود که نیروگاه به ساختمان‌های مصرف‌کننده نزدیک باشد. به بیان دیگر، نیروگاه CHP به عنوان نوعی منبع تأمین انرژی غیرمتمرکز با تعداد بالا و نزدیک به منابع مصرف‌کننده محلی، بهترین عملکرد را خواهد داشت. همچنین، از آنجا که برق در سیم‌ها جریان می‌یابد تا به دست مصرف‌کننده برسد، با کاهش مسافت میان نیروگاه و مصرف‌کننده، اتلاف انرژی به دلیل کاهش مقاومت کاهش می‌یابد. بدین ترتیب، ادارات، مدارس، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و حتی ساختمان‌های مسکونی می‌توانند با احداث یک نیروگاه CHP در مقیاس کوچک یا به اصطلاح micro-CHP آب گرم و برق مورد نیاز خود را تأمین کرده و حتی برق اضافی تولیدی را به شبکه تزریق کنند.

‏از دیدگاه نظری، می‌توان به آسانی با فرستادن گرمای هدررفته از یک نیروگاه به ساختمان‌های مصرف‌کننده محلی، یک نیروگاه CHP احداث کرد، اما در عمل نیروگاه‌های CHP به طور کاملاً متفاوتی و با استفاده از ماشین‌های حرارتی متفاوت انرژی تولید می‌کنند. معمولاً در نیروگاه‌های CHP کوچک‌تر از موتورهای درون‌سوز (مانند موتور بنزینی در خودرو و موتور دیزلی در کامیون‌ها) برای چرخاندن ژنراتورهای برق و از مبدل‌های حرارتی برای استفاده از گرمای تولیدی در گرم کردن آب مصرفی استفاده می‌شود. اما در نیروگاه‌های بزرگ‌تر، از توربین‌های گازی و توربین‌های بخار با بازدهی بالا استفاده می‌شود. نیروگاه‌های CHP آینده احتمالاً از پیل‌های سوختی بهره می‌برند که سوخت آن‌ها گاز هیدروژن است.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 تولید همزمان برق و حرارت (CHP) | به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌تابع حالت ترمودینامیکی — از صفر تا صد

‏در علم ترمودینامیک، یک تابع حالت به تابعی تعریف شده در سیستم می‌گویند که مقادیر مختلف متغیرهای حالت را به یکدیگر مرتبط می‌کند. تابع حالت به مسیر فرآیند طی شده توسط سیستم ارتباطی ندارد. این تابع، حالت تعادلی یک سیستم و نوع آن‌را توصیف می‌کند. به طور مثال، یک تابع حالت، اتم یا مولکول را در گاز، مایع یا جامد توصیف می‌کند. همچنین می‌تواند به توصیف مخلوط همگن یا غیرهمگن و مقدار انرژی مورد نیاز برای ایجاد چنین سیستمی بپردازد. در مثالی دیگر می‌توان به انرژی درونی، آنتالپی و آنتروپی اشاره کرد که هر سه، توابع حالت هستند چراکه به صورت کمی، حالت تعادل یک سیستم ترمودینامیکی را توصیف می‌کنند. در مقابل، کار و گرما، مقادیر فرآیندی یا تابع مسیر هستند زیرا مقدار آن‌ها به مسیر ویژه گذر بین دو حالت تعادلی وابسته است.


مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 تابع حالت ترمودینامیکی — از صفر تا صد — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌مکانیک سیالات دوفازی | به زبان ساده

‏پیش‌بینی گرادیان فشاری یا افت فشار در لوله، «ماندگی مایع» (Liquid Holdup) و الگوهای جریانی به هنگام جریان همزمان گاز و مایع در لوله‌ها، از جمله موارد مهم به هنگام طراحی تاسیسات در صنایع نفتی و شیمیایی است. برای اطلاع از این فرآیندها باید با مکانیک سیالات دوفازی و اصول جریان دوفازی در لوله‌ها آشنا باشیم. مهندسان نفت به طور معمول در لوله‌مغزی‌های چاه و خطوط لوله به این جریان‌های دوفازی برمی‌خورند که می‌توانند به شکل عمودی، شیبدار یا افقی باشند و روش‌های مختلفی در مکانیک سیالات دوفازی برای پیش‌بینی افت فشار در لوله‌های شامل این جریانات در نظر گرفته می‌شود.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ معادله عمومی انرژی
‏ ○ روابط پایه در مکانیک سیالات دوفازی
‏ ○ تعریف متغیرهای مورد استفاده از مکانیک سیالات دوفازی
‏ ○ روابط مربوط به خواص سیالات
‏ ○ الگوهای جریان دوفازی
‏ ○ روابط مربوط به جریان عمودی در لوله
‏ ○ دسته بندی روابط مربوط به افت فشار در جریان عمودی
‏ ○ فیلم آموزش مکانیک سیالات دوفازی


‏🔸 معادله عمومی انرژی

‏پایه نظری مکانیک سیالات دوفازی و بسیاری از معادلات جریان سیال بر مبنای معادله عمومی انرژی پایه‌گذاری شده‌اند. این رابطه، عبارتی برای موازنه یا بقای انرژی بین دو نقطه در یک سیستم به شمار می‌آید. در ابتدا سعی می‌کنیم این رابطه را اثبات کنیم و در ادامه، از آن برای محاسبات گرادیان فشار استفاده می‌کنیم.

‏موازنه انرژی به طور ساده بیان می‌کند که انرژی یک سیال وارد شده به حجم کنترل، به علاوه کار محور (شفت)، به علاوه انرژی حرارتی (داده شده یا گرفته شده) سیال، به علاوه هرگونه تغییر انرژی با زمان در حجم کنترل باید با انرژی خارج شده از حجم کنترل، برابر باشد. تصویر زیر این مفهوم را به خوبی توضیح می‌دهد. ‍

‏با در نظر گرفتن یک سیستم «حالت پایا» (Steady-State)، موازنه انرژی را به صورت زیر می‌نویسیم:


‏🔸 روابط پایه در مکانیک سیالات دوفازی

‏در ادامه قصد داریم تا به بررسی برخی روابط پایه در مکانیک سیالات دوفازی بپردازیم چراکه به ما در محاسبات روابط نهایی افت فشار لوله‌ها کمک می‌کنند.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 مکانیک سیالات دوفازی | به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌توربین بادی — به زبان ساده

‏توربین‌های بادی شبیه پروانه‌های هواپیما هستند که حول یک نقطه می‌چرخند، با این تفاوت که توربین بادی ثابت است. در واقع، توربین‌ها انرژی محبوس در باد را گرفته و آن را به برق تبدیل می‌کنند.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ توربین بادی چگونه برق تولید می‌‌کند؟
‏ ○ اجزای اصلی توربین بادی
‏ ○ استحصال بیشترین انرژی توربین بادی
‏ ○ مزایا و معایب توربین‌‌های بادی
‏ ○ عدم وجود باد
‏ ○ ذخیره انرژی بادی
‏ ○ آینده انرژی بادی
‏ ○ میکروتوربین‌‌ها


‏🔸 توربین بادی چگونه برق تولید می‌‌کند؟

‏توربین، ماشینی است که در یک سیال (مایع یا گاز) متحرک می‌‌چرخد و بخشی از انرژی آن را می‌‌گیرد. همه انواع ماشین‌‌ها از نوعی توربین استفاده می‌‌کنند؛ از موتور جت تا نیروگاه‌‌های برق‌‌آبی و از لوکوموتیوهای دیزلی تا آسیاب‌‌های بادی و حتی آسیاب‌‌های بادی اسباب‌‌بازی.

‏پره‌‌های بزرگ روتور که در جلوی توربین بادی قرار گرفته‌‌اند، یک شکل منحنی مانند شبیه ایرفویل بال هواپیما دارند. زمانی که باد از روی این پره‌‌ها عبور می‌کند، نیرویی به سمت بالا به آن وارد خواهد کرد که به این نیرو نیروی «بَرآر» یا «لیفت» (Lift) گفته می‌‌شود. باد بخشی از انرژی جنبشی خود را از دست می‌‌دهد و توربین آن را به دست می‌‌آورد.

‏همان‌‌طور که احتمالاً حدس می‌‌زنید، میزان انرژی تولیدی توربین به مساحت جاروب شده توسط پره‌‌های روتور بستگی دارد. به بیان دیگر، هرچه طول پره‌‌های روتور بیشتر باشد، توربین انرژی بیشتری تولید می‌‌کند. واضح است که سرعت باد نیز تأثیر زیادی بر تولید این انرژی دارد؛ به طوری که اگر سرعت باد دو برابر شود، انرژی قابل استحصال موجود برای توربین هشت برابر می‌‌شود، زیرا انرژی باد با مکعب سرعتش ارتباط مستیم دارد.


‏🔸 اجزای اصلی توربین بادی

‏اگرچه این ماشین را که از انرژی بادی برق تولید می‌کند توربین بادی می‌‌خوانیم، اما در واقع توربین یک بخش از آن است. برای اغلب (و نه همه) توربین‌‌ها جعبه‌‌دنده یک بخش اساسی است که چرخ‌‌دنده‌‌های آن چرخش آهسته‌‌ پره‌‌‌‌های روتور را به چرخش پرسرعت شفت تبدیل می‌‌کنند، به طوری که برق تولید شود.

‏ژنراتور یک بخش مهم از همه توربین‌‌ها است و می‌‌توان آن را یک نسخه بسیار بزرگ‌تر و حجیم‌‌تر از یک دینام دوچرخه تصور کرد. وقتی سوار دوچرخه هستید، دینام با چرخش چرخ عقب می‌‌چرخد و برق لازم برای روشنایی چراغ دوچرخه را تولید می‌‌کند. مشابه همین اتفاق در توربین بادی می‌‌افتد، با این تفاوت که ژنراتور به جای چرخ عقب دوچرخه با پره‌‌های روتور می‌‌چرخد و لامپ روشن، لامپی است در یک خانه که شاید کیلومترها دورتر قرار گرفته است. اما در عمل، توربین های بادی از ژنراتورهایی ساخته می‌‌شوند که هیچ شباهتی به دینام ندارند.

‏عملکرد توربین بادی به صورت زیر است:



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 توربین بادی — به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌نیروگاه گازی — از صفر تا صد

‏در سال ۱۷۹۱، «جان باربر» (John Barber)، مخترع انگلیسی، ماشینی ساخت که کارکرد آن مشابه توربین‌های گاز امروزی بود. در سال ۱۹۰۴، «فرانتس استولز» (Franz Stolze) یک توربین گاز را در برلین ساخت که شامل نخستین کمپرسور محوری جهان بود، اما این طرح به موفقیت نرسید. بعدهای افراد زیادی در زمینه توربین گاز به فعالیت پرداختند و نخستین توربین گازی مولد برق، در سال ۱۹۳۹ میلادی توسط شرکت «براون، باوری و سی» (Brown, Boveri & Cie) در سوئیس ساخته شد و ظرفیت آن ۴ مگاوات بود. امروزه شرکت جنرال الکتریک بزرگ‌ترین تولیدکننده توربین گاز نیروگاه گازی در جهان است.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ چرخه استاندارد برایتون
‏ ○ تجهیزات نیروگاه گازی


‏🔸 چرخه استاندارد برایتون

‏نیروگاه گازی براساس «چرخه برایتون» (Brayton Cycle) کار می‌کند. در توربین گازی سیال یک گاز است و به همین دلیل به آن توربین گازی می‌گویند. به بیان بهتر، عامل انتقال و تبدیل انرژی، گازی مانند هوا است. هوا به صورت بی‌دررو یا آدیاباتیک فشرده شده، احتراق در فشار ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ، به صورت بی‌دررو انجام می‌شود و هوا به فشار اولیه می‌رسد. در چرخه استاندارد برایتون، به جای تحول احتراق، یک تحول انتقال حرارت در نظر گرفته می‌شود. همچنین با هدایت گازهای خروجی به یک مبدل حرارتی فرضی، دمای آن را به شرایط محیط می‌رسانند تا به این ترتیب، چرخه بسته در نظر گرفته شود.

‏هوای این چرخه گازی را کامل (با گرمای ویژه و دبی جرمی ثابت) و تحول‌های تراکم و انبساط را برگشت‌پذیر و آدیاباتیک فرض می‌کنیم. با این شرایط، می‌توان گفت که سیال گاز، یک چرخه ترمودینامیکی بسته را طی می‌کند. شکل ۱ نمودارهای P-V (فشار-حجم) و T-S (دما-آنتروپی) این چرخه را نشان می‌‌دهد. اهمیت این چرخه استاندارد آن است که می‌توان اثر بعضی از متغیرها را روی عملکرد چرخه به طور کمی و کیفی مطالعه کرد. البته با اعمال اصلاحاتی می‌توان چرخه برایتون را بهبود داد.


‏🔸 تجهیزات نیروگاه گازی

‏در این بخش، تجهیزات یک نیروگاه گازی را معرفی می‌کنیم. مهم‌ترین بخش یک نیروگاه گازی توربین گاز است.

‏توربین‌های گاز صنعتی مولد توان الکتریکی، که «توربو ژنراتور» (Turbo Generator) گاز نیز نامیده می‌شوند، توربین‌هایی‌اند که توان تولید شده آن‌ها، به طور مستقیم یا پس از تغییر سرعت دوران در جعبه دنده، به ژنراتور منتقل شده و در آنجا به توان الکتریکی تبدیل می‌شود. این توربین گاز به دو صورت سیکل ساده یا سیکل ترکیبی است. در سیکل ساده، گازهای خروجی که تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد دما دارند، از اگزوز توربین مستقیماً وارد هوا شده و انرژی باقیمانده در آن هدر می‌رود.

‏اما در سیکل ترکیبی، یک یا دو توربین گاز با یک توربین بخار کوپل می‌شوند و گازهای خروجی از توربین گاز در بخشی به نام «بویلر بازیاب» (Regenerative Boiler)، آب بازگشتی از کندانسور توربین بخار را که توسط پمپ فشرده شده، به بخار تبدیل می‌کنند. در نتیجه، در سیکل ترکیبی، از انرژی موجود در گازهای خروجی از اگزوز توربین گاز استفاده شده و بویلر توربین بخار بدون نیاز به سوخت، بخار آب تولید می‌کند. بنابراین، با استفاده از این روش، بازده سیکل زیاد می‌شود. از توربو ژنراتورها می‌توان به صورت مولد همزمان برق و حرارت استفاده کرد که در این ترکیب، گاز خروجی برای تولید آب گرم و یا هوای گرم ساختمان‌ها و کارخانه‌ها استفاده می‌شود.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 نیروگاه گازی — از صفر تا صد — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌آکومولاتور چیست ؟ | انواع آکومولاتور ، طرز کار، وظیفه و کاربردها

‏«آکومولاتورها» (Accumulators) به طور معمول در سیستم‌های هیدرولیکی برای ذخیره انرژی و کاهش ارتعاش سیستم نصب می‌شوند. یک سیستم هیدرولیکی در صورت استفاده از آکومولاتور می‌تواند از پمپ کوچک‌تری استفاده کند چرا که آکومولاتور انرژی پمپ را در مدت زمان عدم استفاده (کاهش بار)، ذخیره می‌کند. این انرژی ذخیره شده را می‌توان به سرعت مورد استفاده قرار داد. در حقیقت، زمانی که به این انرژی نیاز باشد، با سرعت بیشتری نسبت به بکارگیری پمپ به تنهایی، می‌توان از آن بهره گرفت. در این مطلب به طور اجمالی مروری بر انواع آکومولاتر و طرز کار آن‌ها خواهیم داشت.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ انواع آکومولاتور
‏ ○ وظیفه آکومولاتور و کاربردهای آن
‏ ○ طرز کار آکومولاتور
‏ ○ راهنمای بکارگیری آکومولاتورها
‏ ○ فشار در آکومولاتورها
‏ ○ نکات ایمنی در خصوص آکومولاتورها


‏🔸 انواع آکومولاتور

‏همانطور که گفته شد، از آکومولاتورها جهت ذخیره انرژی استفاده می‌شود. علاوه بر این، بمنظور کاهش ضربه در پمپ‌های دوار و پیستون‌ها از آن بهره می‌گیرند. در مدارهای هیدرولیکی، وجود آکومولاتور سبب کاهش ضربه ناشی از عمل سریع استارت در سیلندرهای قدرت خواهد بود. آکومولاتورها را می‌توان در ۳ دسته عمده قرار داد. که از میان آن‌ها، آکومولاتورهای گازی، انواع دیگری را نیز شامل می‌شوند که در ادامه به طور جداگانه به هریک از آن‌ها پرداخته می‌شود.

‏– آکومولاتور گازی

‏– آکومولاتور وزنه‌ای

‏– آکومولاتور فنری

‏از بین آکومولاتورهای بالا، آکومولاتورهای گازی به چهار نوع تقسیم می‌شوند که در زیر آورده شده‌اند.

‏– «بدون جداکننده» (non-separator Type)

‏– «حبابی» (Bladder) یا بالنی

‏– دیافراگمی

‏– پیستونی

‏این که از کدم نوع دستگاه‌های بالا استفاده شود به فشار و حجم مورد نیاز سیستم بستگی دارد. نمونه‌های حبابی و دیافراگمی در فشار‌های متوسط و حجمی بین ۰/۵ تا ۵۰۰ لیتر مورد استفاده قرار می‌گیرند اما زمان پاسخ‌دهی آن‌ها کوتاه است. در طرف دیگر،‌ انواع پیستونی در حجم‌ها (بیش از ۵۰۰ لیتر) و فشارهای کاربرد دارند اما زمان پاسخ‌دهی آن‌ها به دلیل جرم زیاد پیستون، طولانی است.


‏🔸 وظیفه آکومولاتور و کاربردهای آن

‏در ابتدای متن، توضیح مختصری در خصوص کاربرد آکومولاتورها داده شد. در ادامه، توضیحات کامل‌تری را در خصوص وظیفه آکومولاتور مطرح می‌کنیم.

‏آکومولاتورهای هیدرونیوماتیک از یک گاز به همراه سیال هیدرولیکی استفاده می‌کنند. این سیال توانایی ذخیره انرژی پایینی دارد. حجم سیالات معمول هیدرولیکی را تحت فشاری در حدود $$۵۰۰۰ psi$$ تنها می‌توان در حدود ۱/۷ درصد کاهش داد. بنابراین، زمانی که تنها ۲ درصد از کل حجم، آزاد شود، فشار باقی‌مانده در کل سیستم به صفر می‌رسد.

‏در طرف دیگر، گاز، یعنی بخش همراه سیال هیدرولیک در آکومولاتور را به کمک فشارهای بالا، می‌توان فشرده کرد. در اثر این تراکم، انرژی پتانسیلی ذخیره می‌شود که در مواقع لزوم، قابلیت آزادسازی دارد. در آکومولاتورهای پیستونی، انرژی گاز متراکم بر پیستون، نیرو وارد می‌کند و به این ترتیب، نیروی وارد شده به پیستون و اعمال آن به سیال هیدرولیکی سبب انتقال سیال به سیستم در محل مورد نظر برای انجام کار خواهد شد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 آکومولاتور چیست ؟ | انواع آکومولاتور ، طرز کار، وظیفه و کاربردها — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌انواع پمپ ها — جامع و به زبان ساده

‏پمپ وسیله‌ای است که به کمک عمل مکانیکی، سبب حرکت سیالات از یک بخش به بخشی دیگر می‌شود. پمپ‌ها از انواع ماشین‌های اولیه بشر هستند که قدمت آن‌ها به دوران مصر باستان می‌رسد که از جمله آن‌ها می‌توان به تلمبه‌های دستی اشاره کرد. امروزه نیز از انواع پمپها در صنعت به منظور جابجایی و انتقال سیالات مختلف استفاده می‌شود. در این مطلب، نحوه عملکرد انواع پمپها در صنعت را یاد می‌گیریم و طبقه‌بندی انواع پمپها را نیز بیان می‌کنیم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ طبقه بندی انواع پمپها
‏ ○ پمپ های دینامیک
‏ ○ معرفی فیلم آموزش پمپ های سانتریفیوژ (طراحی، عملکرد و تعمیر)
‏ ○ پمپ جابجایی مثبت


‏🔸 طبقه بندی انواع پمپها

‏در تصویر زیر می‌توانید طبقه‌بندی انواع پمپها را مشاهده کنید. به طور کلی پمپ‌ها را به دو دسته اصلی پمپ‌های دینامیک و پمپ‌های «جابجایی مثبت» (Positive Displacement) تقسیم می‌کنند که در ادامه بررسی نحوه عملکرد هریک از این پمپها در صنعت خواهیم پرداخت.


‏🔸 پمپ های دینامیک

‏همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، پمپ‌های دینامیک را می‌توان به انواع زیر طبقه‌بندی کرد:

‏– پمپ‌های سانتریفیوژ

‏– پمپ‌های سانتریفیوژ عمودی

‏– پمپ‌های سانتریفیوژ افقی

‏– پمپ‌های شناور

‏– سیستم‌های آتش‌نشانی

‏«پمپ‌های سانتریفیوژ» (Centrifugal Pump) یا پمپهای گریز از مرکز، پراستفاده‌ترین پمپ در دنیا به شمار می‌آیند چراکه عملکرد بسیار ساده‌ای دارند و تولید و ساخت آن‌‌ها هزینه بسیار پایینی را شامل می‌شود به طور معمول، عمر بالایی دارند. نحوه عملکرد این پمپ‌ها به این صورت است که افزایش فشار از ورودی به سمت خروجی پمپ، سبب حرکت سیال می‌شود. این نیروی ایجاد کننده این فشار به کمک یک موتور الکتریکی تامین می‌شود که پروانه‌ای را به حرکت وادار می‌کند. سیال به مرکز پروانه وارد و از لبه‌های آن خارج می‌شود. نیروی گریز از مرکز سبب افزایش سرعت و انرژی جنبشی سیال می‌شود.

‏پمپ‌های سانتریفیوژ، خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه، آورده شده‌اند که البته این تقسیم‌بندی در منابع مختلف ممکن است کمی متفاوت باشد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 انواع پمپ ها — جامع و به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌آموزش برش زدن در اتوکد | راهنمای جامع تصویری | با مثال

‏نرم افزار اتوکد، یک نرم افزار پرکاربرد در زمینه نقشه کشی و طراحی‌های مهندسی است. قابلیت‌های متنوع و ابزارهای کاربردی اتوکد، باعث سهولت طراحی و محبوبیت آن نزد کاربران شده است. یکی از قابلیت‌های این نرم افزار، تهیه مقطع از ترسیمات سه بعدی و دو بعدی است. این قابلیت با عنوان برش زدن در اتوکد یا مقطع زدن در اتوکد نیز شناخته می‌شود. به منظور ایجاد یک برش در ترسیمات سه بعدی اتوکد، دستورها و روش‌های مختلفی وجود دارد. معمولا دستوراتی نظیر SECTIONPLANE و SLICE به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، نحوه برش زدن در اتوکد را توسط این دستورات آموزش می‌دهیم. در ابتدای آموزش، به معرفی گزینه‌ها و نحوه عملکرد هر دستور می‌پردازیم. سپس، به منظور آشنایی بهتر با عملکردهای معرفی شده، چند مثال را تشریح می‌کنیم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ برش زدن در اتوکد با دستور SECTIONPLANE چگونه انجام می شود؟
‏ ○ مثال برش زدن در اتوکد با دستور SECTIONPLANE
‏ ○ معرفی مجموعه فیلم آموزش‌ اتوکد فرادرس
‏ ○ برش زدن در اتوکد با دستور SLICE چگونه انجام می شود؟


‏🔸 برش زدن در اتوکد با دستور SECTIONPLANE چگونه انجام می شود؟

‏دستور SECTIONPLANE، امکان برش زدن ترسیمات سه بعدی را فراهم می‌کند. این دستور به منظور تهیه مقطع از اجسام سه بعدی، مش و «ابر نقطه ای» (Point Cloud) مورد استفاده قرار می‌گیرد. SECTIONPLANE گزینه‌های متعددی را به منظور برش زدن در اختیار کاربران قرار می‌دهد. برای شروع کار با ابزارهای سه بعدی اتوکد و دسترسی راحت‌تر به این ابزارها، ابتدا محیط مدلسازی سه بعدی اتوکد را فعال کنید.

‏با کلیک بر روی آیکون چرخ دنده در پایین صفحه و انتخاب گزینه ۳D Modeling، منو سه بعدی اتوکد در نوار ابزار فعال می‌شود.

‏آیکون Section Plane در بخش Section قرار گرفته است.


‏🔸 مثال برش زدن در اتوکد با دستور SECTIONPLANE

‏به منظور آشنایی بهتر با دستور SECTIONPLANE، عملکرد گزینه‌های مختلف این دستور را در قالب هشت مثال مورد بررسی قرار می‌دهیم. تمام این مثال‌ها، بر روی جسم سه بعدی نمایش داده شده در تصویر زیر انجام می‌شود.

‏در پایین صفحه، یک نوار ابزار با عنوان Model وجود دارد. آیکون نمایش داده شده در این نوار، به منظور گیر کردن یا اصطلاحا اسنپ (Snap) نشانگر ماوس بر روی نقاط مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آیکون به صورت پیش فرض در حالت فعال (آبی رنگ) قرار دارد.

‏برای رسم بهتر و راحت‌تر مقطع، با کلیک بر روی این آیکون، حالت اسنپ را غیرفعال کنید.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 آموزش برش زدن در اتوکد | راهنمای جامع تصویری | با مثال — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌پنوماتیک چیست ؟ | راهنمای جامع و کاربردی به زبان ساده

‏پنوماتیک که تلفظ صحیح آن «نیوماتیکس» (Pneumatics) است به جنبه‌ای از علم فیزیک و مهندسی اشاره دارد که در مواردی همچون بکارگیری انرژی موجود در گاز فشرده جهت حرکت یا انجام کار، استفاده می‌شود. در این مطلب یاد می‌گیریم که پنوماتیک چیست و با اجزای سیستم‌های پنوماتیک آشنا می‌شویم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ پنوماتیک چیست؟
‏ ○ سیستم پنوماتیک چیست؟
‏ ○ یک سیستم پنوماتیک از چه اجزای مهمی تشکیل شده است؟
‏ ○ اجزای سیستم پنوماتیک
‏ ○ سیستم پنوماتیک چطور کار می‌کند؟
‏ ○ از پنوماتیک در چه مواردی استفاده می شود؟
‏ ○ معرفی فیلم آموزش نرم افزار FluidSIM جهت شبیه سازی مدارهای هیدرولیکی و پنوماتیکی (نیوماتیک)
‏ ○ پنوماتیک و هیدرولیک کدامیک بهتر هستند؟


‏🔸 پنوماتیک چیست؟

‏پنوماتیک به فناوری هوای فشرده می‌گویند اما در برخی موارد باید آن‌را نوعی سیستم کنترل خودکار به شمار آورد. گاز فشرده که به طور معمول، هوای خشک یا غیرخشک است که بمنظور راه‌اندازی یک عملگر، انجام کار و متوقف کردن آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. پنوماتیک در گذشته به سادگی سیستم تنفسی انسان یعنی فشردن هوا در شش‌ها بود. این هوای فشرده می‌توانست در ادامه آتشی را شعله‌ور کند یا یک تیر را رها سازد. کلمه پنوماتیک ریشه‌ای یونانی به معنای «دمیدن» دارد.


‏🔸 سیستم پنوماتیک چیست؟

‏سیستم پنوماتیک به سیستمی می‌گویند که از هوای فشرده برای انجام کار استفاده می‌کند. این سیستم، هوا را جذب و به مدار منتقل می‌کند تا انرژی مورد نیاز تامین شود. به این ترتیب، سیستم‌های پنوماتیکی کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارند.

‏سیستم پنوماتیکی را می‌توانید در صنایع و حتی زندگی روزمره مشاهده کنید. به طور مثال، دریل‌های دندان‌پزشکی از نیروی پنوماتیکی برای جرم‌گیری دندان‌ها بهره می‌گیرند. برخی از سازها در موسیقی نیز جهت عملکرد مناسب خود از هوا کمک می‌گیرند.

‏با توجه به این‌که آشنایی با نحوه شبیه‌سازی سیستم‌های هیدرولیکی و پنوماتیکی از جمله مباحث مهم در طراحی سیستم‌های مکانیکی به شمار می‌آید،‌ «فرادرس» اقدام به انتشار فیلم آموزش نرم افزار FluidSIM جهت شبیه سازی مدارهای هیدرولیکی و پنوماتیکی (نیوماتیک) کرده که لینک آن در ادامه آمده است.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 پنوماتیک چیست ؟ | راهنمای جامع و کاربردی به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌فن کویل — انواع، ساختار و نحوه کار عملی | به زبان ساده

‏در این مطلب، با فن کویل یا به اختصار FCU آشنا می‌شویم. FCU مخفف Fan Coil Unit به معنای واحد فن کویل است که مهندسان، اغلب از آن به عنوان فن کویل یاد می‌کنند. استفاده واحدهای فن کویل برای تهویه مطبوع ساختمان‌های مختلف اداری، رستوران‌ها و مکان‌های این‌چنینی بسیار متداول است. حتی در بعضی خانه‌ها و آپارتمان‌ها نیز از واحد فن کویل استفاده می‌شود. در این آموزش، با فن کویل آشنا می‌شویم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ ساختار و نحوه کار عملی فن کویل
‏ ○ انواع فن کویل
‏ ○ چند نکته درباره فن کویل
‏ ○ معرفی فیلم آموزش آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی (چیلرهای توربوکر و دیگ های چگالشی)
‏ ○ معرفی فیلم آموزش اصول طراحی، نصب و سرویس سیستم های تهویه مطبوع حجم متغیر VRF
‏ ○ معرفی فیلم آموزش برق و کنترل های تاسیسات
‏ ○ معرفی فیلم آموزش مبحث ۱۴ مقررات ملی ساختمان


‏🔸 ساختار و نحوه کار عملی فن کویل

‏از واحدهای فن کویل برای تهویه هوای محل متناسب با نیاز دمایی آن محیط استفاده می‌شود. در این بخش، عملکرد سیستم فن کویل را توضیح می‌دهیم.

‏همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده است، دو کانال اصلی «رفت» (Supply) و «برگشت» (Return) وجود دارد که برای تأمین سرما یا گرمای اتاق‌های مختلف در گرداگرد ساختمان تعبیه شده‌اند. واحدهای فن کویل به یک کویل گرمایشی یا یک کویل سرمایشی و یا هر دو کویل گرم‌کننده و خنک‌کننده متصل می‌شوند و هوا را مطبوع می‌کنند. سپس یک فن موتوری در داخل فن کویل، هوا را به فضای مورد نظر هدایت می‌کند تا هوا را در داخل اتاق توزیع شود.

‏در این مدل می‌توانید «واحد هواساز» (Air Handling Unit) یا AHU اصلی را مشاهده کنید که هوای مطبوع ساختمان را از طریق مجرای اصلی تأمین می‌کند. هواسازها به گونه‌ای در ساختمان نصب می‌شوند که کمترین مسیر را طی کنند تا سیستم بازدهی بیشتری داشته باشند.


‏🔸 انواع فن کویل

‏فن کویل کاربردهای فراوانی دارد و همانند انتخاب هر سیستم تهویه مطبوع دیگری، استفاده از این سیستم تابع ارزیابی و مقایسه مزایای نسبی آن با سایر سیستم‌های متمرکز و غیرمتمرکز و همچنین سیستم‌های ترکیبی، تهویه طبیعی و سیستم‌های پسیو است.

‏در انگلستان در دهه ۱۹۸۰، فن کویل برای تهویه مطبوع دفاتر کار مورد توجه قرار گرفت و اگرچه در ابتدا برای نصب به عنوان واحدهای مستقل و محفظه‌دار طراحی شده بود، امروزه معمولاً در سقف‌های کاذب نیز نصب می‌شود. امروزه، فن‌کویل‌ها در انواع مختلفی موجود هستند.

‏فن‌کویل‌ها انواع مختلفی دارند. فن کویل افقی یا سقفی (Chassis Unit) به طور معمول به صورت واحدهای افقی برای نصب در فضای خالی سقف موجود است. شکل زیر یک فن کویل سقفی را نشان می‌دهد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 فن کویل — انواع، ساختار و نحوه کار عملی | به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌ظرفیت کولر آبی چیست ؟ | نحوه انتخاب کولر آبی با ظرفیت مناسب

‏احتمالاً هنگام بحث راجع به کولر آبی، شنیده‌اید که افراد عددی را برای بیان قدرت و ظرفیت آن بیان می‌کنند. مثلاً می‌گویند ما در محیط کار از یک کولر گازی ۱۴۰۰۰ استفاده می‌کنیم یا کولر آبی خانه‌مان ۴۵۰۰ است. اما منظور از این عدد چیست و چه چیزی را بیان می‌کند؟ این عدد در واقع مربوط به ظرفیت هوادهی کولر است که به ظرفیت کولر آبی یا گازی یا هر نوع دیگری مصطلح شده است. در این آموزش، با ظرفیت کولر آبی آشنا می‌شویم. البته مفاهیم ظرفیت کولر آبی را می‌توان به انواع دیگر کولر نیز تعمیم داد و تنها اعداد هستند که متفاوت خواهند بود.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ ظرفیت کولر آبی چیست؟
‏ ○ CFM کولر چیست؟‌
‏ ○ چگونه می‌توان ظرفیت کولر را تعیین کرد؟‌
‏ ○ محاسبه ظرفیت کولر آبی بر اساس فضا
‏ ○ مثال تعیین ظرفیت کولر آبی
‏ ○ راه ساده تعیین ظرفیت کولر آبی بر اساس متراژ
‏ ○ چه عواملی بر ظرفیت کولر آبی تأثیر دارند؟‌
‏ ○ معرفی فیلم آموزش آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی (چیلرهای توربوکر و دیگ های چگالشی)
‏ ○ معرفی فیلم آموزش اصول طراحی، نصب و سرویس سیستم های تهویه مطبوع حجم متغیر VRF
‏ ○ معرفی فیلم آموزش برق و کنترل های تاسیسات
‏ ○ معرفی فیلم آموزش مبحث ۱۴ مقررات ملی ساختمان


‏🔸 ظرفیت کولر آبی چیست؟

‏ظرفیت کولر آبی معادلی است برای بیان اصطلاح علمی «جریان هوا» یا «هوادهی» یا «دبی هوا» (Airflow) که با واحد فوت مکعب در دقیقه (Cubic Feet Per Minute) با CFM یا متر مکعب در ساعت و مشابه این‌ها بیان می‌شود. وقتی می‌گوییم ظرفیت کولر آبی مثلاً ۴۰۰۰ است، یعنی جریان هوایی که تولید می‌کند، برابر با ۴۰۰۰ فوت مکعب در دقیقه یا ۴۰۰۰CFM است. بنابراین، برای آنکه با ظرفیت کولر آبی آشنا شویم، مطالبی را درباره CFM بیان می‌کنیم.


‏🔸 CFM کولر چیست؟‌

‏عبارت CFM مخفف Cubic Feet Per Minute است و متداول‌ترین واحد برای بیان اندازه‌ جریان هوا است. همان‌طور که می‌دانیم، مساحت با واحد مربع اندازه‌گیری می‌شود (مانند فوت مربع) و حجم (مانند اتاقی پر از هوا) را با واحد مکعب اندازه‌گیری می‌کنند. بنابراین، CFM تعیین می‌کند که هر دقیقه چه مقدار فوت مکعب هوا را می‌توان جابه‌جا کرد یا تعویض کرد. بنابراین، اگر حجم فضای یک اتاق ۱۰۰۰ فوت مکعب (ft۳) باشد، به یک سیستم ۱۰۰۰CFM نیاز داریم تا هوای داخل اتاق را در یک دقیقه تعویض کنیم. همچنین، وقتی می‌گوییم یک ظرفیت کولر آبی ۴۰۰۰ است، یعنی توانایی جابه‌جاکردن ۴۰۰۰ فوت مکعب هوا را در یک دقیقه دارد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 ظرفیت کولر آبی چیست ؟ | نحوه انتخاب کولر آبی با ظرفیت مناسب — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌موتور پالس جت ؟ — به زبان ساده

‏موتور پالس جت نوعی از موتورهای جت به شمار می‌آید که احتراق در آن‌ها به صورت پالسی (پله‌ای) رخ می‌دهد. موتور پالس جت بدون کمپرسور با جریانی «ناپایدار» (Unsteady) است و به دلیل پیچیدگی کمی که در ساخت آن وجود دارد، تولید آن توسط افراد علاقه‌مند به علم حتی با ابزار ساده نیز امکان‌پذیر است. به بیان ساده، موتور پالس جت مانند لوله‌ای با دو سر باز است که سوخت از یک طرف وارد می‌شود و با مشتعل شدن و انفجار، در نهایت از بخش اگزور (خروجی) خارج می‌شود. در این مطلب قصد داریم موتورهای پالس جت را معرفی و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی کنیم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ موتور پالس جت چیست ؟
‏ ○ نحوه کار موتور پالس جت بدون دریچه
‏ ○ اثر کادناسی
‏ ○ مزایا و معایب موتور پالس جت
‏ ○ چرخه پالس جت


‏🔸 موتور پالس جت چیست ؟

‏پالس جت از جمله موتورهای جت با «جریان ناپایدار» (Unsteady Flow) است که در آن هیچ پیش‌تراکمی برای چاشنی صورت نمی‌گیرد. به لحاظ مکانیکی، این موتور جت بسیار ساده است و از یک دیفیوزر ورودی کوتاه، چندین «سوپاپ یک‌طرفه» (Check Valve)، محفظه احتراق و لوله ونتوری‌شکل تشکیل شده که در تصویر زیر نمایش داده شده است.

‏یک سیستم تزریق سوخت در پایین‌دست سوپاپ‌ها قرار دارد. هوای ورودی به موتور با عبور از طریق سوپاپ‌ها با افشانه‌های سوخت ترکیب و مخلوط حاصل مشتعل می‌شود. در نتیجه افزایش فشار حاصل از انفجار، سوپاپ‌های جریان ورودی بسته خواهند شد و گازهای خروجی با انبساط، از طریق لوله اگزوز خارج می‌شوند. خروج این گازها موج‌هایی انبساطی تولید می‌کند که سبب کاهش فشار در پشت سوپاپ‌های یک‌طرفه شده و این چرخه بار دیگر تکرار می‌شود.

‏تنها در لحظه شروع کار (استارت) موتور پالس جت به جرقه نیاز داریم زیرا گازهای داغ از چرخه‌های قبل سبب مشتعل شدن چاشنی انفجاری می‌شوند. معمول‌ترین نوع موتور پالس جت از نوع سوپاپ‌دار است اما انواع «بدون سوپاپ» (Valve Less) نیز وجود دارد.


‏🔸 نحوه کار موتور پالس جت بدون دریچه

‏در شکل زیر، نوعی موتور پالس جت بدون دریچه (بدون سوپاپ) نشان داده شده که شامل محفظه‌ای با دو بخش لوله‌ای با قطرها و طول‌های متفاوت است. بخش خمیده، لوله ورودی و بخش دیگر، لوله اگزوز (خروجی) را تشکیل می‌دهند. در برخی از موتورهای بدون سوپاپ، این لوله اگزوز است که بخش خمیده را تشکیل می‌دهد.

‏زمانی که مخلوط هوا-سوخت در محفظه احتراق، منفجر می‌شود، فشار داخل به سرعت افزایش پیدا می‌کند. این فشار سبب انبساط و خروج گاز با سرعت بالا خواهد شد. با خروج این گاز داغ، «رانش» (Thrust) بوجود می‌آید. به دلیل وجود اینرسی، انبساط حتی بعد از افت فشار و رسیدن به فشار اتمسفریک ادامه می‌یابد، در پایین‌ترین نقطه، خلائی جزئی در محفظه رخ می‌دهد که تکانه گاز انبساطی به صفر می‌رسد و انبساط متوقف می‌شود. این فرآیند به طور خودکار خود را معکوس می‌کند و هوای تازه از دو بخش به داخل محفظه خلا وارد می‌شود.

‏در بخش ورودی، هوا به سرعت از میان لوله کوتاه عبور می‌کند و با ورود به محفظه احتراق، با سوخت ترکیب می‌شود. لوله اگزوز اما طول بیشتری نسبت به لوله ورودی دارد در نتیجه مدت زمان بیشتری طول می‌کشد تا به محفظه احتراق برسد. یکی از دلایل طول بیشتر این است که در زمان شروع مکش، بخشی از گازهای داغ در داخل باقی مانده باشند. این گازهای داغ باقیمانده در این مرحله به داخل محفظه رانده و با مخلوط-هوا سوخت جدید مخلوط می‌شوند. گرما و رادیکال‌های آزاد در گاز سبب شعله‌ور شدن و تکرار مراحل قبل خواهند شد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 موتور پالس جت ؟ — به زبان ساده — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌کولر سلولزی چیست ؟ | مزایا، معایب و عملکرد — هر آنچه باید بدانید

‏در آموزش‌های پیشین مجله فرادرس، با انواع کولر آبی و روش محاسبه ظرفیت کولر آبی آشنا شدیم. در این آموزش، با یکی از انواع کولر آبی، به نام کولر سلولزی آشنا می‌شویم که در واقع به جای پوشال از پد سلولزی استفاده می‌کند.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ پد کولر چیست و چه عملکردی دارد؟
‏ ○ انواع پدهای کولر چه هستند؟
‏ ○ کولر سلولزی چیست؟
‏ ○ مزایای کولر سلولزی چیست؟
‏ ○ معایب کولر سلولزی چیست؟
‏ ○ تفاوت کولر سلولزی و کولر معمولی چیست؟
‏ ○ معرفی فیلم آموزش آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی (چیلرهای توربوکر و دیگ های چگالشی)
‏ ○ معرفی فیلم آموزش اصول طراحی، نصب و سرویس سیستم های تهویه مطبوع حجم متغیر VRF
‏ ○ معرفی فیلم آموزش برق و کنترل های تاسیسات
‏ ○ معرفی فیلم آموزش مبحث ۱۴ مقررات ملی ساختمان


‏🔸 پد کولر چیست و چه عملکردی دارد؟

‏کولر آبی جدا از اینکه این یک گزینه اقتصادی برای تهویه مطبوع است، یک دستگاه مناسب و بسیار کارآمد است که به روش‌های مختلف کیفیت هوای فضای مورد نظر را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، کولر آبی را می‌توان یک دستگاه سازگار با محیط‌زیست دانست.

‏کولر آبی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که برای اطمینان از دوام روند خنک‌کنندگی به صورت هماهنگ در کنار یکدیگر کار می‌کنند. این قطعات باید بهترین کیفیت را داشته باشند تا کار در مسیر درست پیش برود و نتیجه مطلوب حاصل شود.

‏پدهای خنک‌کننده کولرهای آبی از مهم‌ترین قسمت‌های دستگاه هستند. در واقع، پدها بخشی از کولر هستند که خنک‌کنندگی در آن‌ها اتفاق می‌افتد. هوای گرم که به داخل کولر کشیده می‌شود و از پدهای خنک‌کننده عبور می‌کند. در حین عبور از پدهای خنک‌کننده است که از انرژی گرمایی موجود در هوا برای تبخیر آب روی پدها که دائماً مرطوب هستند، استفاده می‌شود.


‏🔸 انواع پدهای کولر چه هستند؟

‏پدهای کولر آبی را معمولاً می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: پدهای پوشالی و پدهای سلولزی. هرکدام از این پدها دارای مزایا و معایبی هستند.

‏در ادامه، در مورد هر یک از این پد‌های خنک‌کننده به طور جداگانه بحث خواهیم کرد. جدول زیر اطلاعات اساسی مورد نیاز در مورد این پدهای کولر را ارائه می‌دهد.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 کولر سلولزی چیست ؟ | مزایا، معایب و عملکرد — هر آنچه باید بدانید — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌دستگاه CNC چیست؟ | آموزش اپراتوری CNC — ساده و رایگان

‏‌دستگاه CNC یکی از مهم‌ترین و پراستفاده‌ترین دستگاه‌ها در صنعت است که برای ساخت قطعات با شکل‌های مختلف از آن استفاده می‌شود. در این مطلب، با دستگاه CNC، نحوه کار آن و روال آموزش اپراتوری CNC آشنا می‌شویم.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ دستگاه CNC چیست؟
‏ ○ نمودار بلوکی دستگاه CNC
‏ ○ بخش‌های یک دستگاه CNC
‏ ○ دستگاه CNC چگونه کار می‌کند؟
‏ ○ انواع ماشین‌آلات CNC
‏ ○ مراحل مهم آموزش اپراتوری CNC
‏ ○ مزایا و معایب دستگاه CNC
‏ ○ کاربرد دستگاه CNC
‏ ○ معرفی فیلم آموزش ماشین کاری CNC با CATIA
‏ ○ معرفی فیلم آموزش برنامه ‌نویسی ماشین ‌های کنترل عددی (CNC) با نرم‌ افزار SSCNC
‏ ○ معرفی فیلم آموزش ماشین کاری CNC با نرم افزار EDGECAM


‏🔸 دستگاه CNC چیست؟

‏قبل از آشنایی با دستگاه CNC و روال آموزش اپراتوری CNC ابتدا لازم است بدانیم که CNC مخفف “Computer Numerical Control” به معنای «کنترل عددی کامپیوتری» است. هنگامی که از کامپیوترها برای کنترل یک ابزار «کنترل عددی» (NC) استفاده می‌شود، آن ابزار یا دستگاه را CNC می‌نامیم. به عبارت دیگر، اگر برای کنترل ابزارهای ماشینی مانند تراش، آسیاب، شیار، شکل‌دهنده و غیره از کامپیوتر استفاده کنیم، به آن‌ها دستگاه CNC گفته می‌شود.

‏عملیات برش انجام شده توسط CNC را ماشین‌کاری CNC می‌نامند. خدمات مختلف ماشین‌کاری که در آن‌ها از دستگاه CNC استفاده می‌شود به عنوان خدمات ماشین‌کاری CNC شناخته می‌شوند. معمولاً در دستگاه CNC ابتدا برنامه‌ها طراحی یا تهیه می‌شوند و سپس به دستگاه CNC داده می‌شوند. طبق این برنامه‌ها، CNC حرکت و سرعت ابزارهای ماشین را کنترل می‌کند.


‏🔸 نمودار بلوکی دستگاه CNC

‏شکل زیر نمودار بلوکی دستگاه CNC را نشان می‌دهد که واحدهای مختلف آن در کنار یکدیگر کار می‌کنند. آشنایی با این نمودار بلوکی اولین گام نظری در آموزش اپراتوری CNC است.

‏برای آشنایی بیشتر با موضوعات مرتبط با طراحی مکانیکی، پیشنهاد می‌کنیم به مجموعه آموزش‌های طراحی مکانیکی مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه و لینک آن در ادامه آورده شده است.

‏– برای مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزش طراحی مکانیکی (Mechanical Design) None



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 دستگاه CNC چیست؟ | آموزش اپراتوری CNC — ساده و رایگان — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‏✳️ ‌معادلات ناویر استوکس (Navier Stokes) — از صفر تا صد

‏در مطالب قبلی وبلاگ فرادرس، مفاهیم پایه‌ای مکانیک سیالات مانند قوانین بقای جرم، معادلات پیوستگی و مومنتوم مورد بررسی قرار گرفتند. همانطور که اشاره شد در اکثر کاربردهای علم مکانیک سیالات مانند آیرودینامیک و توربوماشین‌ها، برای تحلیل میدان سرعتِ جریان سیال از معادلات ناویر-استوکس استفاده می‌شود. معادلات ناویر استوکس اولین بار در سال ۱۸۲۲ توسط «ناویر» (Claude-Louis Navier) بیان و بعدها توسط «استوکس» (George Gabriel Stokes) در حالات خاصی تکمیل شدند. البته روش‌هایی همچون تابع جریان نیز در سیالات وجود دارد که با استفاده از آن می‌توان به صورت تحلیلی یک جریان را تحلیل کرد.

══ فهرست مطالب ══

‏ ○ بقای مومنتوم خطی
‏ ○ جریان لزج و معادلات ناویر استوکس


‏🔸 بقای مومنتوم خطی

‏برای توسعه فرم دیفرانسیلی معادلات مومنتوم ابتدا از معادله مومنتوم خطی شروع می‌کنیم که در بخش‌های قبل وبلاگ فرادرس به صورت کامل مورد بررسی قرار گرفت. این معادله را می‌توان به صورت زیر نمایش داد:

‏در رابطه بالا عبارت D()/Dt، عملگر مشتق مادی و F، نیروی وارد به جرم سیال را نمایش می‌دهند؛ همچنین P نشان‌دهنده مومنتوم خطی است که فرم انتگرالی آن برای یک سیستم به شکل زیر بیان می‌شود.

‏در مطلب مومنتوم خطی وبلاگ فرادرس، فرم انتگرالی معادله بالا برای یک حجم کنترل، به شکل زیر نشان داده شد.


‏🔸 جریان لزج و معادلات ناویر استوکس

‏با بررسی دقیق معادله‌‌های دیفرانسیلی حرکت که در قسمت قبل بیان شد، به این نتیجه می‌رسیم که تعداد مجهولات موجود در این معادلات بیشتر از تعداد خود معادلات هستند. بنابراین به کمک این سه معادله نمی‌توان مجهولات مسئله را محاسبه کرد و برای برطرف کردن این موضوع باید رابطه‌ای بین سرعت سیال و تنش وارد بر آن نوشته شود.

‏برای سیالات نیوتنی و غیر قابل تراکم، تنش را می‌توان به صورت خطی بر حسب مشتق سرعت نوشت. رابطه بین تنش عمودی و مشتق‌های سرعت در مختصات کارتزین به شکل زیر نمایش داده می‌شود.

‏همچنین رابطه بین تنش‌های برشی و مشتق‌های سرعت در مختصات کارتزین به صورت زیر است.



مطالعه ادامه مطلب 👇👇

‏🔗 معادلات ناویر استوکس (Navier Stokes) — از صفر تا صد — کلیک کنید (+)


📌 کانال اختصاصی آموزشی مهندسی مکانیک

آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید. 👇

@FaraMechanical — مطالب و آموزش‌های مهندسی مکانیک فرادرس

‌

‌
❇️ فیلم آموزشی «عدد ماخ» در ۸ دقیقه | به زبان ساده


📌 آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید.
‌
‌

‌
❇️ ویدئو «معرفی رشته مهندسی مکانیک - از تحصیل تا اشتغال» در ۱۶ دقیقه | به زبان ساده


🔗 آشنایی با ۷۶ رشته مهم دانشگاهی - [کلیک کنید]

📌 آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید.
‌
‌

‌
❇️ ویدئو «معرفی رشته مهندسی خودرو - گرایش‌ها، درآمد و بازار کار» در ۱۴ دقیقه | به زبان ساده


🔗 آشنایی با ۷۶ رشته مهم دانشگاهی - [کلیک کنید]

📌 آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید.
‌
‌

‌
❇️ ویدئو «معرفی رشته مهندسی مکاترونیک - گرایش‌ها و بازار کار» در ۱۵ دقیقه | به زبان ساده


🔗 آشنایی با ۷۶ رشته مهم دانشگاهی - [کلیک کنید]

📌 آخرین مطالب علمی، مقالات رایگان و ویدئوهای آموزشی مهندسی مکانیک را در کانال اختصاصی [@FaraMechanical] دنبال کنید.
‌
‌