تبلیغات
علم و دانش
آموختن علم و دانش بیشتر

مقدمه وبلاگ علم و دانش

تاریخ:چهارشنبه 28 تیر 1396-06:31

علم ، كلیدی كه تمام درها را می گشاید

دانش به معنای دانه ی اندیشه و دانشوری است که جای پاشیدن این دانه،در ذهن انسان است. هر داده دانشی, کلید رازی از چیستان های طبیعت است که پرده از روی پدیده پنهانی برمی دارد و ما را با پیوندی میان دو یا چند چیز آشنا می کند. برای نمونه، دانستن این نکته که آتش آب را گرم می کند و به جوش می آورد، دانه ای دانشی ست که در ذهن کسی که برای نخستین بار با آن آشنا می شود، کاشته می شود. این دانه اندک اندک در ذهن پرورش می یابد و بارور می شود و پیوندهای تازه ای میان آب و آتش آشکار می کند؛ این که با اتش می توان یخ را آب کرد و آب را بجوش آورد و میکروب ها و باکتری های آن را کشت و آن را بی خطر ساخت و نیز گوشت ها، میوه ها و سبزیجات سفت را در آن آب نرم کرد و یا پخت و هم با آب آتشناک، آلودگی ها را زدود و نیز فضای بسته ای را گرم کرد و با کاربرد آب و آتش، ماشین بخار ساخت و هزار و یک.......

 این گونه، دانش، ابزار پیروزی انسان برطبیعت می شود و سازگاری بیشتر او را با زیست بومش فراهم می کند. هر جا نیز که این زیست بوم سخت سری می کند و به نیازهای انسان گردن نمی نهد، وی آن را بازسازی و بازپردازی می نماید تا در راستای نیازهای خود شکل دهد.


     




مقایسه طیف پیوسته نشری وجذبی

تاریخ:چهارشنبه 19 تیر 1392-12:24





داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

واکنش هیدروژن دار کردن اتن در مجاورت کاتالیزگر پلاتین

تاریخ:پنجشنبه 23 خرداد 1392-15:40

توضیحات:یکی از واکنشهای مهم کاتالیز شده ناهمگن , واکنش هیدروژن دار کردن آلکن ها است . در این واکنش معمولا از فلز پلاتین , نیکل یا پالادیم به عنوان کاتالیزگر استفاده می شود .

تصویر واکنش هیدروژن دار کردن اتن در مجاورت کاتالیزگر پلاتین را نشان می دهد.
C2H4 + H2 ——> C2H6
ابتدا مولکولهای اتن و هیدروژن بصورت جذب شیمیایی , به سطح کاتالیزگر پیوند برقرار می کنند . پیوند کووالانسی بین دو اتم هیدروژن شکسته شده و اتمهای هیدروژن جدا بوجود می آیند. یکی از پیوندهای کووالانسی پیوند دوگانه بین دو اتم کربن در اتن باز شده و اتمهای هیدروژن با اتمهای کربن اتن پیوند کووالانسی ایجاد می کنند و مولکول اتان بوجود می آید که از سطح کاتالیزگر جدا می شود.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

تولید صابون

تاریخ:پنجشنبه 23 خرداد 1392-15:29

 

توضیحات:
صابونها , نمک سدیم یا پتاسیم اسید چرب هستند . جزء آنیونی صابون ساختار دوخشی دارد . بخش ناقطبی که زنجیر بلند هیدروکربنی است و در چربی محلول است ( آب گریز ) و بخش یونی که گروه کروکسیلات است و محلول در آب است ( آب دوست ) .

تصویر، صابون سدیم استئارات را نشان می دهد که در آب حل شده و قطرات چربی را به حالت امولسیون در آورده است . بخش ناقطبی آنیون استئارات در چربی و بخش یونی آن در آب حل شده است و مولکولهای آب ، بخش یونی را آبپوشی کرده اند . به این ترتیب قطره چربی به حالت امولسیون در آب در آمده و صابون نقش امواسیون کنندگی داشته است . با امولسیون شدن چربی در آب ، سطح چرب تمیز خواهد شد .




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

اصول کار تلسکوپ های رادیویی

تاریخ:شنبه 11 خرداد 1392-11:28

پیش
 فرض اصول کار تلسکوپ های رادیویی

در اوایل قرن هفدهم میلادی گالیله با ساختن تلسكوپ، چشم خود را به ابزاری مسلح نمود كه می‌توانست توانایی رصد او را افزایش دهد. هر چند امروزه تلسكوپهایی به مراتب قویتر و حساستر از آنچه گالیله ساخته بود، طراحی و تولید می‌شوند، اما اصل موضوع هنوز تغییر نكرده است. واقعیت این است كه باید نوری وجود داشته باشد تا تلسكوپ با جمع‌آوری و متمركز ساختن آن تصویری تهیه نماید.
جیمز كلارك ماكسول، فیزیكدان برجسته انگلیسی در قرن نوزدهم میلادی پی به ماهیت الكترومغناطیسی بودن نور برد. در واقع امواج الكترومغناطیسی تنها به نور محدود نمی‌شوند و طیف گسترده‌ای را در بر می‌گیرند، اما چشم ما فقط قادر به ایجاد تصویر از محدوده خاصی از این طیف گسترده‌ می‌باشد كه ما آن را نور می‌نامیم. برای مشاهده و درك سایر طول موجهای ارسال شده به جانب ما، احتیاج به ابزاری جهت جمع‌آوری، آنالیز و آشكارسازی آنها به شكل صوت یا تصویر داریم.
امواج الكترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار كوچك تا بسیار بزرگ را در بر‌می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت دسته‌ مختلف تقسیم‌بندی می‌كنند كه شامل امواج گاما با طول موجهایی كوچكتر از 9-10 سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از 10 سانتیمتر را شامل می‌شوند. همانطور كه در شكل بالا ملاحظه می‌شود محدوده امواج نوری كه قابل دیدن توسط چشم انسان می‌باشند، محدوده بسیار كوچكی از این طیف گسترده است. با حركت از سمت امواج رادیویی به سمت امواج گاما، همزمان با كاهش طول موج، فركانس آن و در نتیجه انرژی موج افزایش می‌یابد.
هنگامی كه رصد از سطح زمین انجام می‌گیرد، دریافت و آشكارسازی امواج الكترومغناطیسی با مشكلی روبرو می‌شود كه به اثرات جوّ غلیظ زمین مربوط می‌گردد. جوّ زمین تنها به محدوده امواج مرئی، مایكروویو و رادیویی، آن هم با جذب و پراكنده ساختن بسیار، اجازه عبور می‌دهد. از آن‌جاكه امواج مایكروویو بخشی از امواج رادیویی محسوب می‌شوند، مشاهده می‌شود كه با آشكارسازی محدوده وسیع امواج رادیویی گسیل شده از آسمان، راه دیگری برای رصد اجرام سماوی گشوده می‌شود.

اختر شناسان از سال ۱۹۳۱ كه كارل جانسكی ( K.Jansky ) به طور اتفاقی رادیو تلسكوپ را كشف كرد، بارها و بارها به این نكته پی برده‌اند كه جهان بسیار فراتر از آن چیزی است كه چشم انسان قادر به دیدن آن است. با استفاده از رادیو تلسكوپ‌ها، آشكارسازهای زیر قرمز و ماورای بنفش و تلسكوپهای اشعه X و اشعه گاما جزئیات بسیار دقیقی از كیهان آشكار شده است و معلوم شد كه كیهان مملو از اجرام عجیبی همچون سیاهچاله‌ها و تپ‌اختر‌ها است كه نمی توان آنها را از ورای عدسی چشمی یك تلسكوپ نوری مشاهده كرد. در حقیقت هر قسمت از طیف الكترومغناطیس چیز های عجیب و منحصر به فردی را به اخترشناسان ارائه داده است.



ابزاری كه برای مشاهده رادیویی آسمان مورد استفاده قرار می‌گیرد را تلسكوپ رادیویی می‌نامند كه از نظر ساختار كلی بسیار شبیه یك رادیوی معمولی عمل می‌كند، بدین معنی كه همانند رادیوهای معمولی از یك آنتن، یك آمپلی فایر و یك آشكار‌ساز تشكیل شده ا‌ست. آنتن‌ها می‌توانند از یك آنتن ساده و معمولی نیم موج دو قطبی، نظیر آنچه در گیرنده‌های تلویزیونی استفاده می‌شود، تا آنتن‌های مجهز به بشقابهای عظیم 300 متری باشند..

در تلسكوپهای رادیویی نیز همانند آنچه در مورد همتای نوری آنها صادق است، بزرگ بودن سطح جمع‌آوری كننده امواج از دو جنبه مفید می‌باشد.

اول آنكه توان جمع‌آوری امواج برای رصد منابع ضعیف و یا خیلی دور افزایش می‌یابد و دوم اینكه توان تفكیك نسبت مستقیمی با قطر بشقاب آنتن دارد. هر چه، قدرت تفكیك تلسكوپی بیشتر باشد، توانایی آن برای جداسازی جزییات تصویر افزایش خواهد یافت. قدرت تفكیك تلسكوپها رابطه تنگاتنگی با سطح جمع‌آوری كننده امواج و طول موج آنها دارد. هر جه سطح جمع‌آوری كننده بزرگتر و طول موج امواج الكترومغناطیسی كوچكتر باشند، قدرت تفكیك تلسكوپ افزایش می‌یابد. مشكل تلسكوپهای رادیویی از اینجا شروع می‌شود كه قدرت تفكیك یك تلسكوپ با طول موج دریافتی نسبت عكس دارد. تلسكوپهای رادیویی در مقابل همتایان نوری خود كه موظف به جمع‌آوری و آشكارسازی امواجی در محدوده طول موج 4-10 تا 5-10 سانتیمتر می‌باشند، می‌بایستی امواجی با دامنه وسیع طول موج، از یك میلیمتر تا چندین متر را جمع‌آوری نمایند. این امر باعث می‌شود كه توان تفكیك این گونه از تلسكوپها به شدت كاهش پیدا كند. برای مثال قدرت تفكیك یك تلسكوپ نوری 50 سانتیمتری، 2/0 ثانیه قوسی است، در حالی كه قدرت تفكیك یك تلسكوپ رادیویی به خصوص، با همین قطر دهانه 138 درجه خواهد بود. اگر بدانیم كه قرص كامل ماه در آسمان تنها 5/0 درجه قوسی است می‌فهمیم كه چنین تلسكوپی عملاً كارایی ندارد. چنین تلسكوپی ماه را اصلاً نمی‌تواند ببیند.


اما از سوی دیگر و باز هم به دلیل طول موجهای متفاوتی كه این دو گونه تلسكوپ در محدوده آنها رصد می‌نمایند، ساخت بشقابهای آنتن یك رادیو تلسكوپ بسیار ساده‌تر از ساخت یك آینه و یا عدسی است. صاف بودن سطح یك بازتاب كننده خوب، رابطه مستقیمی با طول موجِ امواجی دارد كه باید از سطح آن بازتابیده شوند. می‌توان فرض كرد، زمانی بازتاب كننده‌ای مورد قبول خواهد بود كه قطر یا ضخامت هیچكدام از خُلَل و فَرجهای روی آن از 05/0 طول موج مورد نظر بیشتر نباشد، بنابراین بشقاب آنتنی كه قرار است برای امواجی به طول موج حداقل 20 سانتیمتر، ساخته شود، مجاز به داشتن ناهمواریهایی تا قطر 1 سانتیمتر است. این مقدار ناهمواری كه برای بشقاب تلسكوپ رادیویی مجاز به شمار می‌رود، برای آینه یك تلسكوپ نوری فاجعه به حساب آمده و عملاً آن را غیر قابل استفاده می‌نماید.


به دلیل گفته شده است كه می‌توان رادیوتلسكوپهایی با یك بشقاب 300 متری ساخت، كاری كه در مورد تلسكوپهای نوری به یك معجزه شباهت دارد. برای اینكه مقایسه‌ای كرده باشیم، بد نیست بدانید كه اگر می‌شد یك تلسكوپ نوری، با آینه 300 متری ساخت، قادر بودیم ستاره شعرای یمانی را به وضوح و پرنوری یك قرص ماه كامل مشاهده نماییم.


مزیت عمده استفاده از امواج رادیویی برای مشاهده آسمان، این است كه حتی در نور روز و هوای ابری نیز می‌توان رصد را ادامه داد. در طول روز پخش نور خورشید توسط مولكولهای گازیِ جوّ زمین باعث می‌شود كه لایه‌ای روشن و آبی اطراف ما را احاطه كند. شدت روشنایی جوّ زمین در روز به حدی است كه از میان آن قادر به دیدن ستاره‌های كم فروغ بالای سرمان نمی‌شویم. تنها جرم پرنوری مانند خورشید و یا در بعضی زمانهای خاص، ماه نسبتاً كامل را می‌توان در طول روز رؤیت كرد. همچنین نور مرئی قادر به گذر از لایه‌های ضخیم و متراكم بخار آب نمی‌باشد. این موضوع به طول موج كوچك نور وابسته است. هیچكدام از مواردی كه یاد شد برای امواج رادیویی با طول موجهای بزرگی كه دارند مانع و یا مزاحم شناخته نمی‌شوند و عملیات رصد رادیویی پیوسته ادامه دارد.



در مورد تلسكوپهای رادیویی بسیار عظیم، نظیر رادیو تلسكوپ 305 متری آرسیبو واقع در كشور پورتوریكو، یك مشكل اساسی وجود دارد و آن، این است كه حركت دادن چنین مجموعه عظیمی برای تنظیم روی سوژه مورد نظر، غیر ممكن می‌باشد. از این رو دانشمندان برای رصد یك جرم سماوی خاص، باید آنقدر صبر كنند تا در اثر چرخش زمین به دور خودش و یا خورشید، هدف در راستای دید این بشقاب بزرگ قرار گیرد..
برای رفع این مشكل و همچنین به دلیل نیاز به دستیابی به قدرت تفكیك بیشتر، روش دیگری در ساخت و استفاده از رادیو تلسكوپها به وجود آمده است كه مبتنی بر تداخل‌سنجی رادیویی است.

در این روش مجموعه‌ای از چند رادیو تلسكوپ به نسبت كوچكتر، با كمك هدایت كننده‌های كامپیوتری در جهت خاصی تنظیم شده و سیگنالهای دریافتی از آنها آنالیز می‌شود تا تصویر واحد و واضحی به دست آید. اخترشناسان رادیویی با استفاده از روش تداخل‌سنجی قادر به رصد آسمان با دقتی افزون بر 001/0 ثانیه قوسی هستند. در این روش آنتن‌ها را روی خطی كه خط مبنا نامیده می‌شود، به دنبال هم نصب می‌كنند. معمولا نصب آنتن‌ها روی ریلی عمود بر خط مبنا صورت می‌گیرد تا در صورت لزوم بتوان زاویه خط را نسبت به نصب مرجع تغییر داد. حال چنانچه امواج دریافتی عمود بر خط مبنا نباشند، تلسكوپها در فواصل زمانی متفاوتی، موج یكسانی را دریافت می‌كنند.



با استفاده از الگوریتمهای ریاضی و توجه به فواصل زمانی دریافت سیگنالها، می‌توان موقعیت منبع رادیویی را با دقت بسیار خوبی تخمین زد. هر چه فاصله تلسكوپها از یكدیگر بیشتر باشد، اختلاف زمانی و در نتیجه دقت اندازه‌گیری افزایش خواهد یافت. در این روش، فاصله اولین تا آخرین تلسكوپ، معادل قطر بشقاب تلسكوپ واحد در نظر گرفته می‌شود. .

نمونه‌ای از این گونه تلسكوپها، مجموعه‌ای با نام "آرایه خیلی بزرگ" (VLA) می‌باشد كه در نیومكزیكوی آمریكا قرار دارد و طول خط مبنای آن 36 كیلومتر است.

این مجموعه عظیم از 27 عدد تلسكوپ با قطر بشقاب 25 متر تشكیل شده است. آنتنها روی ریلهایی قرار گرفته‌اند كه به دانشمندان اجازه می‌دهد بتوانند آنها را در انواع چیدمانهای مختلف تنظیم نمایند.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

کربن فعال

تاریخ:شنبه 21 اردیبهشت 1392-09:58

بسیاری از مواد مایع و گازها دارای مقادیری مواد ناخواسته و ناخالصی هستند.در برخی موارد این ناخالصی ها شامل میکروب ، باکتری ، مواد سمی و آلوده کننده های دیگر می باشند که باوجود درصد بسیار کم ، عملا شرایط نامطلوبی را ایجاد می کنند، بطوریکه طعم ، بو ، رنگ و خواص دیگر را تغییر می دهند. برای رسیدن به شرایط دلخواه در این گو نه مایعات و گازها بایستی ناخالصیها حذف شوند. یکی از بهترین روشهای حذف ناخالصیها ، حذف آنها به شیوه جذب سطحی می باشد. حتی در بسیاری مواقع تنها شیوه موثر نیز می باشد.زغال فعال یک نوع جاذب قوی با جذب سطحی فوق العاده می باشد و در هیچ حلال شناخته شده ای حل نمی شود و برجسته ترین مشخصه آن حذف انتخابی آلاینده هاست و در برخی موارد برای بازیافت مواد نیز بکار می رود.میزان جدب زغال فعال به اندازه ساختار منافذ کربن و توزیع اندازه منافذ و همچنین اندازه و شکل مولکولهای آلاینده بستگی دارد. را نشان می دهد.
شکل مقابل پدیده جذب و ساختار درونی زغال فعال را نشان می دهد.


کربن فعال به عنوان یک ماده جاذب ، دارای کاربردهای مهم و حیاتی است . بعد از پیرولیز مواد سلولزی گیاهی تحت عملیات فعال سازی با بخار آب قرار گرفته و بدست می آید.
پدیده جذب و ساختار 
درونی زغال فعال
ساختار درونی کربن فعال :

کاربردهای عمده کربن اکتیو در صنایع آب برای از بین بردن رنگ ، بو و مزه غیردلخواه از آب در تصفیه فاضلاب کارخانه ها و در پالایشگاههای گاز, برای شیرین سازی گاز و در پتروشیمی ها و پالایشگاههای نفت ، در خالص سازی داروها و روغن های خوارکی و صنعتی ، صنایع قند ، صنایع دفاع و درتصفیه هوا و گازها بکار می رود. بازیافت حلالها و مواد شیمیائی نیز از کاربردهای عمده کربن اکتیو است.

با توجه به تنوع مصرف و تنوع مواد اولیه انواع زیادی با مشخصات خاص کربن فعال تولید می شود که هر کدام برای مصارف خاصی ساخته می شوند.

پدیده جذب در سطوح داخلی سوراخهای کربن اکتیو بدلیل وجود انرژی موازنه نشده ای است که بین اتمهای سطحی و اتمهای داخلی سطوح سوراخها وجود دارد ، می باشد. این انرژی به کمک جاذبه مولکولی واندروالس بر اثر شکسته شده پیوند C-C ایجاد شده است و سطح داخلی سوراخها برای موازنه انرژی مولکولهای ناخالصی را جذب می کنند.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

اوزون

تاریخ:شنبه 21 اردیبهشت 1392-09:43

اوزون گازی است با رنگ آبی روشن وبوی خاص كه هر ملكول آن از 3 اتم اكسیژن تشكیل شده است.

چگالی آن 5/1 برابر گاز اکسیژن است ونقطه جوش نرمال آن 112- درجه سانتی گراد و نقطه ذوب عادی

 آن 193- درجه می باشد . انحلال پذیری گاز اوزون کمی بیشتر از گاز O2 است

از نظر واکنش پذیری اوزون بسیاز فعال تر از اکسیژن بوده ودر دمای 300 درجه سانتی گراد و یا در مجاورت

 کاتالیز گرها واکنش آن انفجاری است

 

لایه اوزون :

لایه اوزون ناحیه ای از فضااست که به عنوان محافظ طبیعی زمین در برابر نور خورشید قلمداد می شود

 زیرا این لایه پرتو فرابنفش مضر نور خورشید را پیش از این که پرتو به سطح زمین برسد و به انسانها

وسایر موجودات صدمه بزند صاف میکند

مقدار کل اوزون بالای سر ما ودر هرمکانی برحست یکای دابسون بیان میشود . یک یکای دوبسون معادل

 با صخامت ۰۱/۰میلی متر  اوزون خالص با توجه به چگالی آن در فشار سطح زمین atm 1 اختیار

میشود . ضخامت اوزون در نقاط مختلف اطراف کره زمین متفاوت است . مقدار عادی اوزون در بالای سرما

 در عرض های جغرافیایی معتدله در حدود 350Du است . به علت باد های استراتوسفری اوزون از مناطق

 گرمسیری به سمت مناطق قطبی منتقل میشود بنابراین هراندازه به خط استوا نزدیک تر باشبد مقدار

 اوزونی که شما را درمقابل اشعه فرابنفش محافظت میکند کمتر است .غلظت اوزون در مناطق تزدیک به

خط استوا 250Du ودر مناطق قطبی 450Du  است البته به جز هنگامی که در مناطق قطبی حفره لایه

اوزون مشاهده میشود

 

اثرات ناشی از ازبین رفتن لایه اوزون  :

از آنجایی كه لایه اوزون دراستراتوسفر, قسمت اعظم تابش های ماورای بنفش را كه برای حیات انسان

زیانبار است را می گیرد، بنابراین، دراثر كاهش ضخامت لایه اوزون میزان تابش اشعه UV به سطح زمین

افزایش می یابد و موجب تاثیرات نامطلوب زیست محیطی میشود.

از اثرات منفی ناشی از نازک شدن لایه اوزون میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

1) آفتاب سوختگی والتهاب و ایجادخشکی در  پوست و ودرنوع شدید آن ایجادسرطان پوست

2) ایجاد عقیم شدگی در پرندگان

3) کاهش باردهی درگیاهان بخصوص در محصولاتی مانند برنج ،گندم و جو

4)ایجاد تغییرات درسیستم ایمنی بدن انسانها و حیوانات

5) ایجادعفونت های چشمی مانند آب مروارید در انسانها و برخی از حیوانات

6) افزایش آلودگی هوا و افزایش واكنشهای  فتو شیمیایی

7) ایجاد باران های اسیدی

8) گرم شدن دمای کره زمین ومتعاقب آن ایجاد خشکسالی ، شیوع بیماری ، جاری شدن سیلهای

شدید در اثر ذوب شدن یخچالهای قطبی

 

اثر محافظتی گاز اوزون :

هرمولکول اوزون موجود در استراتسفر بر اثر رویاروئی با تابش فرابنفش خورشید شکسته میشود وبه یک

 مولکول O2  ویک اتم O   تبدیل میشود باید توجه داشت که گاز اوزون با نور UV  طول موج های کوتاهتر از

 320nm  تخریب میشود


O*  اتم اکسیژن را در حالت برانگیخته نشان میدهد که نسبت به اتم معمولی O که در سطح پایه قرار

دارد ،مقداری انرژی اضافی دارد ودر صورتی که اتم یا مولکول برانگیخته با سرعت با اتم یا مولکول دیگری

 وارد واکنش نشود این انرژی اضافی معمولا تلف میشود

چون در استراتوسفر غلظت O2  نسبتا زیاد است وغلظت O   اتمی خیلی کم است محتمل ترین

سرنوشتی که برای اتم های O   وجود دارد این است که با مولکولهای دو اتمی اکسیژن برخورد کنند به

 این ترتیب اوزون حاصل میشود

در واقع این واکنش منبع تمام اوزون موجود در استراتوسفراست . به هنگام روز اوزون به طور پیوسته

بوسیله این فرایند در حال تشکیل است و سرعت تشکیل آن به مقدار نور UV  و غلظت اکسیژن در یک

ارتفاع معین بستگی دارد . درپائین استراتوسفر فراوانی O2  خیلی بیشتر از فراوانی آن در دمای بالای

 استراتوسفر است زیرا چگالی هوا با نزدیک شدن به سطح زمین به طور چشمگیری افزایش می یابد اما

 در این سطح بدلیل اینکه تقریبا تمام UV پر انرژی ، پیش از رسیدن به سطح زمین حذف شده است

تعداد کمی اوزون تشکیل می شود لذا گسترش اوزون در بخش های پائینی استراتوسفر چندان اتفاق

نمی افتد برعکس در بالای اوزون شدت uv زیاد است واتم های اکسیژن به جای برخورد با مولکولهای O2

  که غلظت کمی دارند با یکدیگر برخورد میکنند از این رو شانس تشکیل O3   کم است

فرایند های تولید وتخریب اوزون را می توان درچرخه زیر نمایش داد

 

   

تخریب اوزون بوسیله کلر اتمی :

اتم های کلر طبق واکنش زیر موجب تخریب لایه اوزون میشوند :

 

 

.هر اتم کلر می تواند بطور کاتالیزی هزار ها مولکول اوزون را نابود کند . این واکنش ها را میتوان بصورت

 چرخه ای نشان داد که چرخه نابودی اوزون بوسیله اتم های کلر نام دارد

 

منابع کلر :

کلر موجود در استراتوسفر از طریق منابع زیر تامین می شود:

الف ) کلر ناشی از کلرومتان :کلر در نتیجه مهاجرت کند گاز کلرومتان یا متیل کلرید (CH3Cl ) به سمت

 بالا ، همواره در استراتوسفر وجود داشته است . کلرومتان در سطح زمین وبه طور عمده در اقیانوس ها

در نتیجه ی برهم کنش یون کلرید با گیاهان در حال فساد به وجود می آید . این گار در ترو پوسفر به طور

 جرئی تخریب می شود ، اما وقتی مولکولهای دست نخورده متیل کلراید به استراتوسفر می رسند ، این

 مولکولها به طور فتوشیمیایی بوسیله اشعه فرابنفش یا حمله بوسیله رادیکال های OH  تجزیه

 میشوند . در پایان رادیکال کلر ( .Cl )  حاصل می شود .

 

 

ب )کلر ناشی از CFC   : افزایش غلظت گاز کلر در استراتوسفر به طور عمده به مصرف کلرو فلوئورو

 کربن ها و رها شدن آنها در فضا مربوط میشود . این ترکیب ها فقط کلر ، فلوئور وکربن دارند وبه طور

 معمول آنها را CFC  می نامند .

 غلظت کلر در حال حاضر ، در استراتوسفر در حدود ppb  5/3 است که دو برابر این مقدار در دهه 1970 و

شش برابر حد مجاز ppb    6/0 می باشد . مطالعات دانشمندان نشان داده که این افزایش به موازات

رشد CFC ها صورت گرفته است . در دهه 1980 سالیانه حدود یک میلیون تن CFC   در فضا رها شده

 است . این ترکیب ها عیر سمی ، غیر قابل اشتعال و غیر فعال هستند ولی اثرات تخریبی چشمگیری در

 لایه اوزون دارند

کلر غیر فعال :

بیشتر کلر موجود در لایه استرانوسفر به طور معمول به صورت .Cl   و یا  .ClO   وجود ندارد ، بلکه به شکل

 غیر رادیکالی است و به عنوان بک کاتالیزگر ، برای تخریب اوزون غیر فعال است . دو مولکول اصلی غیر

 فعال کلر در  استراتوسفر گازهای  هیدروزن کلرید (HCl)   و کلرونیترات (ClONO2)   می باشد

کلرونیترات بر اثر برهمکنش کلرو مونواکسید ونیتروژن دی اکسید تشکیل می شود . پس از یک دوره ، یک

 مولکول   ClONO2   ، به طور فتو شیمیایی دوباره به اجزای سازنده خود تجزیه میشود . از این رو .ClO

  که از لحاظ کاتالیزی فعال است دوباره تشکیل میشود

.                                                                                      

   HCl که از نظر کاتالیزی ، غیر فعال است نیز ، از واکنش کلر اتمی با متان در استراتوسفر حاصل

 میشود :

این واکنش تنها به مقدار کمی گرماگیر است ، از این رو به طور آهسته پیش می رود ، اما پیشرفت قابل

توجهی دارد  . هر مولکول HCl از طریق واکنش با رادیکال هیدروکسیل می تواند به شکل فعال ، یعنی

 رادیکال کلر برگردد  :

 

تعیین مقدار تجربی .ClO   و  O3   ورسم مقادیر این دو ماده بر حسب عرض جغرافیایی روند های متضادی

 را به نمایش میگذاردبه هنگام بهار در فواصل با اندازه کافی دور از قطب جنوب ، غلظت اوزون به نسبت

زیاد است ولی غلظت .ClO  کم است ، زیرا کلر به طور عمده به شکل های غیر فعال ، درگیر شده است .

اما وقتی به سمت قطب نزدیک میشویم غلظت O3   به سرعت تنزل پیدا میکند که نشان میدهد ،

بیشتر کلر به صورت غیر فعال در آمده است ودر نتیجه آن بیشتر اوزون ، تخریب شده است در آن عرض

جغرافیایی که غلظت های هردو به طور ناگهانی تغییر میکند ، نقطه شروع ایجاد حفره اوزون را مشخص

 میکند که تاقطب جنوب ادامه می یابد

حفره اوزون :

دانشمندان در سال 1985 کشف کردند که در چندین ماه از سال در بالای قطب جنوب غلظت گاز اوزون

استراتوسفری در حدود 50 در صد کاهش می یابد .وقتی این اتفاق می افتد در اصطلاح گفته میشود ، در

 لایه اوزون حفره ایجاد شده است.

 وقتی شکل های غیر فعال کلر یعنی HCl  ، ClONO2  به طور موقت به شکل های فعال.Cl   و یا    .ClO

 تبدیل می شوند در نتیجه غلظت بالای آنها واثرات تخریب این گازها بر گاز اوزون غلظت اوزون بشدت

کاهش می یابد ودر لایه اوزون حفره ایجاد میشود

حفره اوزون به طور معمول در قطب جنوب ودر فصل بهار اتفاق می افتد علت تشکیل حفره اوزون در قطب

 جنوب در ماه های خاصی از سال را می توان چنین توضیح داد :

تبدیل کلر غیر فعال به کلر فعال در سطح بلورهای تشکیل شده بوسیله از محلول آب ونیتریک اسید

 صورت میگیرد . نیتریک اسید نیز از ترکیب گازهای .OH   و  .NO2  تشکیل میشود

در شرایط عادی تراکم گازها وتبدیل آنها به قطره های مایع یا بلور های جامد صورت نمی گیرد اما در

استراتوسفر بالای قطب جنوب در ماه های بدون خورشید ، دما تاحد 80- در جه سانتی گراد کاهش

 می یابد بنابراین تراکم گازها نیز صورت میگیرد ودر سطح بلورهای تشکیل شده تبدیل کلر غیر فعال به

 کلر فعال ممکن میشود

از طرفی دیگر درتاریکی کامل در فصل زمستان استراتوسفر قطبی بسیار سرد میشود . کاهش دمای هوا

 سبب کاهش فشار میگردد زیرا طبق قانون گازهای ایده ال فشار با دمای کلوین متناسب است .کاهش

 فشار همراه باچرخش زمین موجب ایجاد یک توده چرخان هوا یا همان گرداب میگردد . از آنجا که سرعت

باد در این شرایط از km  300در ساعت تجاوز میکند هیچ ماده ای نمی تواند به درون آن نفوذ یابد به

همین دلیل هوای داخل آن مجزا شده وبرای چندین ماه سرد باقی می ماند در قطب جنوب این گرداب به

 طور کامل تا فصل بهار ادامه می یابد

بلور های تولید شده بوسیله تراکم گازها در درون گرداب ، ابر های قطبی استراتوسفر یا psc ها را

تشکیل میدهند . در این شرایط مولکولهای غیر فعال HCl  به سطح ذره های یخ می چسبند و به صورت

بخشی از جامد در می آیند وقتی مولکولهای گازی کلرو نیترات (ClONO2) با این مولکولهای HCl برخورد

 میکنند مولکولهای کلر گازی تشکیل میشوند

 

بنابراین در طول ماه های تاریک زمستان ، گازکلر مولکولی جمع میشود ودر فصل بهار هنگامی که مقدار

کمی نور خورشید در قطب جنوب ظهور میکند Cl2  بوسیله جزء uv  نور خورشید به رادیکال کلر تجزیه

 می شود

                                        

علاوه براین آب هم میتواند در تولید رادیکال کلر سهیم باشد آب در واکنش با مولکولهای  ClONO2   تولید

 HOCl  میکند که این ماده تحت تابش uv  به رادیکالهای  .Cl   و  .OH  می شکند . واین چنین کلر غیر

 فعال به کلر اتمی ورادیکالی تبدیل میشود  

تنها زمانی که ابرهای فطبی استراتوسفر و گرداب از بین رفته اند آن موقع  است که کلر به طور عمده به

شکل های غیر فعال برمیگردد . رها شدن نیتریک اسید از بلورها به فاز گاز ، سبب میشود که براثر

نورخورشید به .NO2  تبدیل شود

 

افزون براین با ازهم پاشیدن گرداب در اواخر بهار ، هوای دارای .NO2   با هوای قطبی مخلوط میشود .

نیتروژن دی اکسید به سرعت با کلر مونواکسید ترکیب شده ، کلر نیترات تشکیل میشود که غیر فعال

 است .درنتیجه کار چرخه های تخریب کاتالیزگری متوقف میشود وغلظت اوزون افزایش مییابد . آنگاه

 درعرض چند هفته پس از ناپدید شدن ابرهای قطبی استراتوسفر وتوقف گرداب ، به سطح عادی آن

 می رسد . به این ترتیب حفره اوزون برای سال دیگر بسته می شود .

تخریب لایه اوزون در قظب شمال

با آنکه لایه اوزون در قطب شمال نیز در معرض تخریب قرار دارد ولی تخریب لایه اوزون بیشتر در قطب

جنوب صورت می‌گیرد ، چونكه در سمت قطب جنوب به نسبت قطب شمال خشكیهای بیشتری وجود

 دارد به عنوان مثال در عرض جفرافیایی 90 درجه شمال اقیانوس منجمد شمالی واقع است ، درحالیكه

در همین عرض جغرافیایی جنوب استرالیا وجود دارد كه از نظر صنعتی خیلی هم فعال و آلوده كننده هم

هست . تخریب لایه اوزون در سالهای اخیر به علت آنكه كشورهای صنعتی تدابیر خاصی برای جلوگیری از

 ورود آلاینده‌ها به جو داشته‌اند ، روند رو به بهبودی داشته است . اما در تابستانها كه جلبكها رشد و نمو

بیشتری دارند ( همانطور كه می‌دانید مقداری C FC طبیعی از تجزیه جلبكها حاصل می‌شود. ) یا هوا

جریان بیشتری دارد و آلاینده‌ها بیشتر وارد جو می‌شود( در زمستان ممكن است به علت بارشهایی كه

وجود دارد مقادیر زیادی از آلاینده‌ها وارد زمین شوند كه البته آن هم اثرات سوء خودش را دارد ممكن

است این تخریب بیشتر صورت گیرد )


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

پمپ هیدرولیکی

تاریخ:چهارشنبه 11 اردیبهشت 1392-15:32

پمپ هیدرولیکی


با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.

نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از 10 متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از 10 متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.

پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :

پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250psi تا3000si محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.

پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi)

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :

1- پمپ های دنده ای

2 - پمپ های پره ای

3- پمپ های پیستونی


پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر میزان جابه جایی :

1- پمپ ها با جا به جایی ثابت

در یک پمپ با جابه جایی ثابت (Fixed Displacement) میزان سیال پمپ شده به ازای هر یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپ های با جابه جایی متغیر (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد کردن است. به این پمپ ها ، پمپ ها ی دبی متغیر نیز می گویند.

باید بدانیم که پمپ ها ایجاد فشار نمی کنند بلکه تولید جریان می نمایند. در واقع در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت در مقابل خروجی پمپ است اگر خروجی در فشار یک اتمسفر باشد به هیچ وجه فشار خروجی پمپ بیش از یک اتمسفر نخواهد شد .همچنین اگر خروجی در فشار 100 اتمسفر باشد برای به جریان افتادن سیال فشاری معادل 100 اتمسفر در سیال بوجود می آید.

پمپ های دنده ای Gear Pump

این پمپ ها به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.

پمپ ها ی دنده ای :

1- دنده خارجی External Gear Pumps

2– دنده داخلی Internal Gear Pumps

3- گوشواره ای Lobe Pumps

4- پیچی Screw Pumps

5- ژیروتور Gerotor Pumps

 1- دنده خارجی External Gear Pumps

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.

لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm می باشد.

افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور های بالای پمپ که تا rpm 2700 می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از 750 rpm تا 1750 rpm متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (کیلوگرم بر سانتی متر مربع200 ) 3000 psi طراحی شده اند که البته اندازه متداول آن 1000 psi است.

این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از 1000 psi استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود 4000 psi نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.

پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت کا با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنکاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.

عملکرد این پمپها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به حرکت در می آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای درگیر با خود می شود.

در نتیجه این مکانیزم درگیری ، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو ژیروتور دارای یک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.

حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک ، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید.

پمپ های پره ای :

به طور کلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm نیز میرسد. بازده حجمی این پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده کلی آنها به دلیل نشت های موجود در اطراف روتور پایین است ( حدود 75% تا 80% ). عمدتا این پمپها آرام و بی سر و صدا کار می کنند ، از مزایای جالب این پمپ ها این است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله های ورودی و خروجی قابل تعمیر است.

فضای بین روتور و رینگ بادامکی در در نیم دور اول چرخش محور ، افزیش یافته و انبساط حجمی حاصله باعث کاهش فشار و ایجاد مکش می گردد، در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم با کم شدن فضای بین پره ها سیال که در این فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجی رانده می شود. همانطور که در شکل می بینید جریان بوجود آمده به میزان خروج از مرکز(فاصله دو مرکز) محور نسبت به روتور پمپ بستگی دارد و اگر این فاصله به صفر برسد دیگر در خروجی جریانی نخواهیم داشت.

پمپ های پره ای که قابلیت تنظیم خروج از مرکز را دارند می توانند دبی های حجمی متفاوتی را به سیستم تزریق کنند به این پمپ ها ، جابه جایی متغییر می گویند. به خاطر وجود خروج از مرکز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبی وارد بر یاتاقان ها افزایش می یابد و در فشار های بالا ایجاد مشکل می کند.

برای رفع این مشکل از پمپ های پره ای متقارن (بالانس) استفاده می کنند. شکل بیضوی پوسته در این پمپ ها باعث می شود که مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر رو به روی هم قرار گیرند و تعادل هیدرولیکی برقرار گردد. با این ترفند بار جانبی وارد بر یاتاقان ها کاهش یافته اما عدم قابلیت تغییر در جابه جایی از معایب این پمپ ها به شمار می آید .( چون خروج از مرکز وجود نخواهد داشت)

حداکثر فشار قابل دستیابی در پمپ های پره ای حدود 3000 psi است.

پمپ های پیستونی

پمپ های پیستونی با دارا بودن بیشترین نسبت توان به وزن، از گرانترین پمپ ها هستند و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها می تواند بالا ترین بازدهی را داشته باشند. معمولا جریان در این پمپ ها بدون ضربان بوده و به دلیل عدم وارد آمدن بار جانبی به پیستونها دارای عمر طولانی می باشند، اما به خاطر ساختار پیچیده تعمیر آن مشکل است.

از نظر طراحی پمپ های پیستونی به دو دسته شعاعی و محوری تقسیم می شوند.

پمپ های پیستونی محوری با محور خمیده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :

در این پمپ ها خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در موقعیت زاویه ای مشخصی قرار دارد میله پیستون توسط اتصالات کروی (Ball & socket joints)به فلنج محور محرک متصل هستند به طوری که تغییر فاصله بین فلنج محرک و بلوک سیلندر باعث حرکت رفت و برگشت پیستون ها در سیلندر می شود. یک اتصال یونیورسال ( Universal link) بلوک سیلندر را به محور محرک متصل می کند.

میزان خروجی پمپ با تغییر زاویه بین دو محور پمپ قابل تغییر است.در زاویه صفر خروجی وجود ندارد و بیشینه خروجی در زاویه 30 درجه بدست خواهد آمد.

پمپ های پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر (Axial piston pumps(Swash plate)) :

در این نوع پمپ ها محوربلوک سیلندر و محور محرک در یک راستا قرار می گیرند و در حین حرکت دورانی به خاطر پیروی از وضعیت صفحه زاویه گیر پیستون ها حرکت رفت و برگشتی انجام خواهند داد ، با این حرکت سیال را از ورودی مکیده و در خروجی پمپ می کنند. این پمپ ها را می توان با خاصیت جابه جایی متغیر نیز طراحی نمود . در پمپ های با جابه جایی متغییر وضعیت صفحه زاویه گیر توسط مکانیزم های دستی ، سرو کنترل و یا از طریق سیستم جبران کننده تنظیم می شود. حداکثر زاویه صفحه زاویه گیر حدود 17.5 درجه می باشد.

پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps)

در این نوع پمپ ها ، پیستون ها در امتداد شعاع قرار میگیرند.پیستون ها در نتیجه نیروی گریز از مرکز و فشار سیال پشت آنها همواره با سطح رینگ عکس العمل در تماسند.

برای پمپ نمودن سیال رینگ عکس العمل باید نسبت به محور محرک خروج از مرکز داشته باشد ( مانند شکل ) در ناحیه ای که پیستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبی بوجود آمده در نتیجه مکش انجام میگیرد ، در ادامه دوران روتور، پیستون ها به محور نزدیک شده و سیال موجود در روتور را به خروجی پمپ می کند. در انواع جابه جایی متغییر این پمپ ها با تغییر میزان خروج از مرکز رینگ عکس العمل نسبت به محور محرک می توان مقدار خروجی سیستم را تغییر داد.

پمپ های پلانچر (Plunger pumps)

پمپ های پلانچر یا پمپ های پیستونی رفت و برگشتی با ظرفیت بالا در هیدرولیک صنعتی کاربرد دارند. ظرفیت برخی از این پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقیقه می رسد.

پیستون ها در فضای بالای یک محور بادامکی (شامل تعدادی رولر برینگ خارج از مرکز) در آرایش خطی قرار گرفته اند. ورود و خروج سیال به سیلندر ها از طریق سوپاپ ها(شیر های یک ترفه) انجام می گیرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):

بازده یک پمپ بطور کلی به میزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت ، وضعیت مکانیکی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه می شود:

1- بازده حجمی که مشخص کننده میزان نشتی در پمپ است و از رابطه زیر بدست می آید

( دبی تئوری که پمپ باید تولید کند /میزان دبی حقیقی پمپ )=بازده حجمی

= بازده مکانیکی

(قدرت حقیقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نیاز جهت کار پمپ )


نوع مطلب : مکانیک(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

یکا های دما

تاریخ:چهارشنبه 11 اردیبهشت 1392-15:17

اندازه گیری دما یکی از مهمترین مسائل چه در زندگی روزمره و چه در علوم است. بخاطر همین اهمیت در طول تاریخ روشهای مختلفی برای اندازه گیری دما ابداع شده است و به علت وجود نارسائیهایی در آنها همواره به تکامل آن اهتمام ورزیده شده است. در اینجا می‌خواهیم در مورد انواع یکاهای‌دما ، نارسائیهای آن و فرم تکامل یافته امروزی آنها بحث کنیم. مسیر تحولی و رشد در تمام وسایلی که در سده ۱۸ برای اندازه گیری دما طراحی شد، در واقع اندازه گیریها عبارت بودند از پیدا کردن طول ستون آب – الکل و یا جیوه.

بدیهی است که می‌شد دو دماسنج یکسان ساخت و آنها را طوری تنظیم کرد که همواره قرائتهای یکسان داشته باشند، اما این دماسنجها فقط در گستره دمایی محدودی کار می‌کردند. مایعی که با آن دماسنج را پر می‌کردند یخ می‌بست یا به جوش می‌آمد. با چنین دماسنجهایی نمی‌توانستند دماهای خیلی بالا یا خیلی پایین را اندازه بگیرند. از طرفی رابطه میان درجات بین دماسنجها متفاوت بود پس نخستت لازم بود نقطه‌های مرجع ، یعنی شرایط متناظر با نقاط انتخابی معین روی مقیاس دماسنج ، مانند مبدا مقیاس ، انتخاب شوند. دوم آن که ضریبی برای درجه که به انتخاب دما بستگی نداشته باشد و بتوان برای بازسازی مقیاس در هر زمان و در هر نقطه از زمین ، استفاده کرد.

چگونه می‌توان دما را به طرز دقیقتر تعیین کرد، تا اینجا هنوز بدون پاسخ مانده است. اگر دما کمیتی فیزیکی است باید روشی برای تعیین آن وجود داشته باشد، روشی که حداقل در اصل مستقل از ماده‌ای باشد که در طراحی دماسنج بکار رفته است. این مساله بعد از ابداع ترمودینامیک حل شد. راه حل را در سال ۱۲۲۷/۱۸۴۸، رودلف ژولیوس امانوئل کلوزیوس ، با بهره گیری از نظریه کارنو درباره گرما پیدا کرد.

اندازه گیری دما

بسیاری خواص فیزیکی سنجش پذیر وجود دارند که همچنانکه ادراک فیزیولوژیکی ما از دما تغییر می‌کند، آنها هم تغییر می‌کنند. از جمله این خواص می‌توان از حجم یک مایع ، طول یک میله ، فشار یک گاز در حجم ثابت ، حجم یک گاز در فشار ثابت ، مقاومت الکتریکی یک سیم نام برد. هر یک از این خواص را می‌توان در ساختن یک دماسنج ، یعنی به وجود آوردن یک مقیاس “خصوصی دما” بکار برد. پس ابتدا باید یک ماده دماسنجی بخصوص با یک خاصیت دماسنجی خاصی از این ماده انتخاب کنیم.

سپس این مقیاس دمایی را توسط یک رابطه فرضی یکنوا و پیوسته بین خاصیت دماسنجی انتخاب شده و دمای اندازه گیری شده با مقیاس خصوصی ، تعریف کنیم. باید توجه کنیم که هر نوع انتخاب ماده و خاصیت دماسنجی ، همراه با رابطه‌های مفروض بین خاصیت و دما ، منجر به یک خاصیت دمایی خاص می‌شود که اندازه گیریهای آن الزاما با اندازه گیریهای حاصل از هر مقیاس دمایی دیگری که مستقلا تعریف شده است، توافق نخواهد داشت. فرض کنیم ماده دماسنجی را انتخاب کرده باشیم، خاصیتی از این ماده را که می‌خواهیم از آن در تدوین مقیاس دمایی استفاده کنیم بالا نشان می‌دهیم. به دلخواه ، یک تابع خطی از ، X را به عنوان دمای دماسنج مورد نظر و هر سیستمی که با آن در تعادل گرمایی است انتخاب می‌کنیم:

T(X) = ax

در این رابطه a مقدار ثابتی است که باید آنرا تعیین کنیم. با انتخاب این مشکل خطی برای (T(X ، آنرا طوری ترتیب داده‌ایم که اختلاف دماهای مساوی یا بازه‌های دمایی مساوی ، متناظر با تغییرات مساوی در X باشند. به این معنی که مثلا هر گاه طول ستون جیوه در لوله دماسنج جیوه‌ای به اندازه یک واحد تغییر کند، دما نیز به اندازه ثابت و معینی تغییر خواهد کرد و فرقی نمی کند که دمای شروع کار چه باشد. پس نسبت در دمای اندازه گیری شده توسط یک دماسنج ، مساوی با نسبت X های متناظر آنهاست. یعنی:

T(X1)/T(X2) = X1/X2

تعیین ثابت دماسنجی

برای تعیین ثابت a و در نتیجه درجه بندی کردن دماسنج ، نقطه استاندارد ثابتی را مشخص می‌کنیم که در آن تمام دماسنجها برای دمای T مقدار یکسانی را نشان بدهند این نقطه ثابت را نقطه سه گانه آب انتخاب می‌کنیم که در آن یخ ، آب و بخار آب باهم در حال تعادل هستند. این حالت فقط در فشار معینی حاصل می شود و یگانه است. فشار بخار آب در نقطه سه گانه ۴٫۵۸ میلیمتر جیوه است. دما در این نقطه ثابت استاندارد ، به دلخواه مساوی با ۲۷۳٫۱۶ درجه کلوین اختیار شده است که در ابتدا به صورت K273.16˚ نوشته می‌شد. بعدا نام کلوین (با نماد K) جای درجه کلوین (با نماد K˚) را گرفت.

واحد دمای ترمودینامیکی

کلوین واحد دمای ترمودینامیکی است. کلوین یعنی واحد دمای ترمودینامیکی عبارت است از: ۲۷۳٫۱۶/۱ دمای ترمودینامیکی نقطه سه گانه آب.

دماسنجهای گوناگون را بسازیم؟

اگر مقادیر مربوط به نقطه سه گانه را با شاخص tr مشخص کنیم، در مورد هر دماسنجی داریم:

T(X)/T(XXtr)=X/XXtr

که برای تمام دماسنجها T(XXtr) = 273.16K است و در نتیجه:

T(X) = 273.16K X/TXtr

پس هر گاه مقدار خاصیت دماسنجی X باشد، با قرار دادن مقدار X و Xtr در سمت راست معادله فوق ، دمای (T(X در مقیاس خاصی که انتخاب کرده‌ایم، برحسب K بدست می‌آید. در مورد یک گاز با فشار ثابت ، X متناظر است با V یعنی حجم گاز و:

(P ثابت ۲۷۳٫۱۶V/VXtr = T(V

در مورد یک گاز با حجم ثابت X متناظر با P، یعنی فشار گاز؛

(V ثابت ۲۷۳٫۱۶K P/PXtr = T(P

در یک دماسنج مقاومتی پلاتینی ، X همان R یعنی مقاومت الکتریکی است.

T(R) = 273.16K R/RXtr

دماسنج استاندارد

دماسنجهایی که در مورد آنها صحبت کردیم همه در نقطه ثابت استاندارد یعنی سه گانه آب باهم توافق دارند، ولی مشکل آنجاست که آزمایش نشان می‌دهد که دماسنجها دمای یک سیستم معین را با مقادیر متفاوتی نشان می‌دهند. حتی هنگامی که دماسنجهایی از یک نوع ، مثلا دماسنجهای گازی ولی با گازهای متفاوت بکار برده می‌شوند باز هم مقادیر متفاوتی را برای یک سیستم اندازه گیری می‌کنند.

بنابراین، برای داشتن یک مقیاس دمایی قطعی باید یک دماسنج استاندارد انتخاب کرد. این انتخاب بر پایه تسهیلات تجربی صورت نمی گیرد، بلکه با تحقیق این نکته به عمل می اید که مقیاس دمایی تعریف نشده به وسیله یک دماسنج بخصوص، تا چه حد می تواند در فرمول بندی قوانین فیزیک مفید باشد. کوچکترین اختلالها در مقادیری مشاهده می‌شود که توسط دماسنجهای مختلف “گاز با حجم ثابت” خوانده شده اند، و این ما را بر آن می‌دارد که یک گاز را به عنوان ماده استاندارد دماسنجی انتخاب کنیم.

هر چه فشار گاز را کم کنیم، اختلاف مقادیر خوانده شده توسط دماسنجهایی که در آنها از گازهای متفاوت استفاده شده است نیز کلاهش می یابد. پس دماسنج گازی با حجم ثابت معیار خوبی خواهد بود.

مقیاس دمایی سیلسیوس

در مقیاس دمایی سیلسیوس ، از یکای “درجه سیلسیوس” (با علامت C˚) استفاده می‌شود. در این مقیاس نقطه سه گانه آب (طبق تعریف مساوی با ۲۳۷٫۱۶K) مطابق است با C 0.01˚. نقطه پایینی در مقیاس سیلسیوس دمایی است که در آن یخ و آب اشباع شده از هوا در فشار جو باهم در تعادلند و نقطه ذوب یخ نامیده می‌شود. که ۰٫۰۰ درجه سیلسیوس است و دمایی که در آن بخار و آب در فشار یک اتمسفر در حال تعادلند و نقطه بخار نامیده می‌شود و ۱۰۰,۰۰ درجه سسلسیوس است. بین این دو نقطه به صد قسمت مساوی تقسیم می‌شود که هر یک ، یک درجه سیلسیوس با یک درجه سانتیگراد نام دارد. اگر Tc دمای سیلسیوس باشد، معادله Tc =T – 273.15 ارتباط دمای سیلسیوس (Tc(˚C را با دمای کلوین (T(K بیان می‌کند.

مقیاس دمای فارنهایت

در درجه بندی فارنهایت مایع دماسنجی جیوه اختیار می‌شود. نقطه پایینی دمای مخلوط یخ و نشادر و حد بالای آن دمای بدن انسان سالم اختیار می‌شود و آن را عدد ۹۶ در نظر می‌گیرند و از صفر تا ۹۶ را به ۹۶ قسمت مساوی تقسیم می‌کنند و هر یک ، یک درجه فارنهایت نامگذاری می‌شود. از مقیاس فارنهایت که هنوز هم در بعضی از کشورهای انگلیسی نیز استفاده می‌شود، در کارهای علمی استفاده نمی‌شود (خود انگلیسیها در سال ۱۹۶۴ مقیاس سیلسیوس را برای استفاده‌های تجاری و غیر نظامی پذیرفتند). رابطه مقیاسهای فارنهایت و سیلسیوس به این صورت است:

Tf = 32 + 9/5Tc

از این رابطه می‌توان نتیجه گرفت که نقطه یخ (C 0.00˚) معادل با ۳۲٫F 0˚ و نقطه بخار (۱۰۰٫C 0˚) معادل با ۲۱۲٫F 0˚ و هر درجه فارنهایت دقیقا ۵٫۹ برابر یک درجه سیلسیوس است.

مقیاس عملی بین المللی دما

دماسنج استاندارد عبارتست از دماسنج گازی با حجم ثابت. نقطه ثابت استاندارد در دماسنجی ، نقطه سه گانه آب است که برای آن به دلخواه مقدار۲۷۳٫۱۶ K در نظر گرفته شده است. مقیاس گازی برای تعریف دمای گاز کامل از رابطه (T= 273.16 K (limp/P + r بکار می‌رود. این مقیاس در گستره‌ای که یک دماسنج گازی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد، با مقیاس کلوین (تومودینامیکی مطلق) یکسان است.


نوع مطلب : دما و گرما(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

هوانوردی

تاریخ:شنبه 24 فروردین 1392-23:49

هوانوردی علم ساخت و پرواز وسایل پرنده است؛ این کلمه شامل طراحی علمی و تکنولوژیک انواع مختلف وسایل پرنده ی سبکتر از هوا ( Airships ) و سنگین تر از آن ( Airplanes ) می شود. لازمه ی پیشرفت و توسعه ی صنعت هوانوردی، همکاری طیف وسیعی از شاخه های علمی و مهندسی با نظم و تدبیری خاص است. ایرودینامیک و پیشرانش به همراه تکنولوژی مواد و مصالح، سازه، سیستم های کنترل و محاسبات از اهمیت بسزایی برخوردار است.


کایت و بال های اولیه
تاریخ هوانوردی به زمانی باز می گردد که انسان ها درکی از مبانی پرواز نداشتند. مکتشف ایتالیایی مارکو پولو ( Marco Polo ) از اولین اروپاییانی بود که به سرزمین چین سفر کرد و هنگام بازگشت در سال ۱۲۹۵ میلادی به نقل گفته هایی مبنی بر پرواز با کایت توسط مردمان چین پرداخت. در واقع اینگونه استنباط می شود که برای اولین بار کایت در حدود هزار سال قبل از میلاد توسط چینی ها ساخته شده است و آنها اولین وسایل پرنده ی ساخت دست بشر بوده اند.

سالیان متمادی بشر اینگونه می اندیشید که اگر کمبود بال خود را با نصب بال هایی از جنس بال پرندگان مرتفع کند، می تواند همانند پرندگان به پرواز در آید. آنها ایده های خود را بارها و بارها با پریدن از برج ها و تپه ها به بوته ی آزمون گذاشتند و هربار بدون درک صحیحی از پرش، جاذبه و ویژگی های هوا با شکست مواجه و مجروح می شدند. یکی از مشهورترین آنها عباس ابن فیرناس ( Abas Ebn Firnas ) است که در سال های ۸۱۰ تا ۸۸۷ پس از میلاد می زیست. فیرناس یک مخترع، فیزیکدان، شیمیدان، و ستاره شناس بود که شیفته ی پرواز نیز شده بود، او در سن شصت و پنج سالگی یک گلایدر ( هواسر ) ساخت و با آن به پرواز در آمد و توانست با آن مسافتی را در مقابل چشم ناظران در هوا سر بخورد ( Gliding )، اما در پایان به شدت بازمین برخورد کرد و پاهایش مجروح شد؛ این رویداد مربوط به بیش از هزار سال قبل از ساخت گلایدرهای مدرن پیشتازان پرواز بود!

در سال ۱۰۱۰ میلادی راهبی انگلیسی به نام ایلمر ( Eilmer ) با بستن بال به دست و پاهایش در صدد پرواز از بالای یک برج برآمد و توانست حدود ۶۵۰ فوت ( دویست متر) در هوا سر بخورد، اما در نهایت به شدت با زمین برخورد کرد و پاهایش مجروح شد. علاقه مندان به پرواز بارها و بارها به تقلید از پرندگان انواع بال ها را به خود می بستند بلکه شاید آرزوی دیرینه شان محقق شود، اما تقریباً در همه ی موارد با شکست مواجه می شدند! در حدود پانصد سال پیش هنرمند و مخترع بزرگ ایتالیایی، لئوناردو داوینچی ( ۱۴۵۲-۱۵۱۹ ) با ارائه ی طرح هایی از ماشین های پرنده اعلام کرد که انسان برای پرواز به ماشینی که به بال مجهز شده نیاز دارد.


بالون و کشتی های پرنده
عده ای نیز به فکر طراحی وسایلی که از هوا سبکتر باشد افتادند، زیرا می دیدند که حباب در آب و دود در آتش به بالا صعود می کند، بنابراین می بایست از این نکته استفاده کرد. بر همین اساس دو تن از پیشگامان هوانوردی یعنی برادران مونگولفیه ( Jacques-Etienne و Joseph-Michel ) ایده ی مذکور را به کار بستند و در سال ۱۷۸۳ میلادی اولین بالون حاوی هوای داغ را با موفقیت به پرواز در آوردند. مسافران آن یک گوسفند، یک اردک و یک مرغ بودند!، آنها توانستند از این پرواز جان سالم به در برند و اولین موجودات زنده ای باشند که با وسیله ای ساخت دست بشر به پرواز در آیند. علت صعود بالون هوای داغ، سبکتر بودن آن نسبت به هوای پیرامون بالون بود. همچنین دو ماه بعد در همان کشور یعنی فرانسه، ژان فرانسیس پیلاته دو روزیه ( Jean-Francois Pilatre de Rozier ) و مارکوس د آرلاندس ( Marquis d’Arlandes ) توانستند اولین پرواز با سرنشین انسان را با موفقیت به انجام برسانند. در همان کشور و همان سال ژاک شارل ( Jacques Charles ) بالونی مملو از گاز هیدروژن ساخت و با آن به پرواز در آمد. گاز هیدروژن به مراتب از هوا سبکتر است. اما مشکل عمده ی بالون ها آن بود که باد آن را به این سو و آن سو می برد و کنترلی بر آن وجود نداشت. بنابر این چالش بعدی مخترعین، کنترل پرواز بود. هنری گیفارد ( Henri Giffard ) مهندس و مخترع فرانسوی که در سال های ۱۸۳۸ تا ۱۹۱۷ می زیست، با ساخت بالون مجهز به موتور بخار توانست بر این مشکل غلبه کند. موتور بخار درست در زیر بالون بسته و ملخی به آن وصل شده بود. در حقیقت گیفارد برای اولین بار کشتی هوایی را اختراع کرده بود.

کشتی های هوایی به مرور پیشرفته تر می شدند. در آلمان فردیناند ون زپلین ( Ferdinand Von Zeppelin ) کشتی های هوایی بزرگ و بزرگتری ساخت، آنها بدون زحمت زیاد به پرواز در می آمدند و نسبت به هواپیماهای هم عصرشان راحت و تجملی تر بودند. چنان به نظر می رسید که آینده ی کشتی های هوایی کاملاً روشن است، اما در سال ۱۹۳۷ بزرگترین کشتی هوایی با نام هیندنبورگ، در ایالت نیوجرسی آمریکا به شدت دچار حریق شد و از بین رفت. اخبار این حادثه سریعاً در سراسر جهان مخابره شد و به دنبال آن پایان عصر طلایی کشتی های هوایی رقم خورد. البته امروزه کشتی های هوایی به دنیای ما بازگشته اند، با این تفاوت که به جای هیدروژن از گاز بی خطر و بدور از اشتعال هلیوم پر می شوند و برای مقاصد تحقیقاتی و فیلم برداری های هوایی پایدار و طولانی مورد استفاده قرار می گیرند.


اولین هواپیما
در مقابل کشتی های هوایی این هواپیما بود که مسیر پیشرفت و آتیه اش روشن می نمود. همزمان با گیفارد مخترع کشتی هوایی، مخترع و محققی انگلیسی بنام جورج کیلی ( George cayley ) در انگلستان بر روی جریان هوا و نیروهای آن روی اجسام متحرک کار می کرد؛ امروزه به این شاخه از علم ایرودینامیک گفته می شود. کیلی مجذوب مطالعاتش مبنی بر استفاده از نیروی جریان هوا برای به پرواز در آوردن وسایل پرنده ی سنگین تر از هوا شده بود. او در جایی نوشت: ” چالش اصلی ساختن سطحی است که بتواند از مقاومت هوا برای خنثی کردن وزن شی پرنده استفاده کند “. او از نیروهای ایرودینامیکی برا ( Lift ) و مقاومت در حرکت رو به جلو ( Drag ) صحبت می کرد که مستقیماً بر روی حرکت وسایل پرنده تاثیر می گذارد. نتایج مطالعات و آزمایشات او ساخت اولین گلایدر سرنشین دار در اواسط قرن ۱۹ بود. اختراع موتور بخار در قرن ۱۹ ذهن طراحان را متوجه ساخت هواپیما با موتور بخار کرد. اما در آن زمان موتورهای بخار بسیار سنگین بودند، راندمان پائین این موتورها آنها را به اندیشه ی ساخت نوع متفاوت و سبکتری از موتور ترقیب کرد.سرانجام موتور نسبتاً سبک و قدرتمند دیزل در اواخر قرن ۱۸ پا به عرصه ی صنعت نهاد و بلافاصله جایگزین موتورهای قبلی هواپیماها شد. اما هنوز کار تمام نشده بود، دغدغه ی بعدی طراحان پایداری و کنترل پرواز بود. دو برادر بنام های ویلبر و اورویل رایت ( Orville and Wilbur Wright ) با کایت و گلایدر بارها با برنامه ریزی به تمرین پرواز می پرداختند و هربار نتایج کار خود را یادداشت می کردند. آنها هر روز با چالشی جدید بر سر راه خود مواجه بودند اما با درایت از عهده ی حل آن بر می آمدند، سرانجام یک روز کلید حل معما را پیدا کردند. در سال ۱۹۰۳ پس از اقدام به ساخت موتور دیزل دست ساز خود، آن را بر روی یکی از گلایدرها نصب کرده و با برنامه ریزی های معین شده آن را با موفقیت به پرواز و کنترل در آوردند! اینک پرواز با هواپیما و کنترل آن برای بشر میسر شده بود، سپس مهندسان بسیاری ایده های مختلفی را روی هواپیماها پیاده کرده و آن ها را دائم نسبت به گذشته ارتقا می دادند و با این ایده پردازی های تکمیلی بود که عصر مدرن هوانوردی آغاز شد.

بالون گیفارد با قدرت موتور بخار، که اولین پرواز موفقیت آمیز با قدرت موتور با آن انجام شد. موتور، ملخ و محفظه ی خلبان در زیر بالون ۴۴ متری مملو از هیدروژن قرار دارد. این تصویر مربوط به بالون گیفارد واقع در موزه ی علوم لندن است.


عمدتاً موتورهای بخار بسیار سنگین تر از آن بودند که بتوان از آنها برای راندن هواپیماها استفاده کرد. با این حال در سال ۱۸۹۰ هواپیمایی با استفاده از نیروی بخار توانست به پرواز در آید و با ارتفاع فقط هشت اینچ از سطح زمین مسافت ۱۵۶ فوت ( ۵۰ متر ) را بپیماید. سازنده ی آن کلمنت ادر ( Clement Ader ) بود. او بعداً مدل بزرگتری از آن را ساخت (Avian III ) و ادعا کرد که با آن ۳۰۰ متر پرواز کرده است. تصویر آن را در بالا مشاهده می کنید.
ورود به جهان مدرن

هواپیماهای با باله ی ثابت، تنها هواپیماهای پروازی نبودند. عده ای از مهندسان هوانوردی تلاش می کردند تا هواپیماهای با باله ی متحرک ( چرخان ) را نیز به عرصه ی نوین هوانوردی وارد کنند. تلاش های آنها مسیر پیشرفت اوتوگیرو ( Autogiros ) و هلیکوپتر ( Hellicopter ) را هموار کرد. انواع پیشرفت های تکنولوژیک دنیای ساخت وسایل پرنده را متحول کردند، فرم باله ها تغییر کرد، موتورهایی با تکنولوژی نوین عرضه شدند، بدنه های سست و چوبی جای خود را به انواع فلزی آن دادند، هواپیماهای تک باله جایگزین مدل های دو باله شد، ملخ های با راندمان بالاتر طراحی و ساخته شدند، به ایرودینامیک هواپیما بیشتر و بیشتر توجه شد و مواردی از این دست.. . پیشرفت قطعه به قطعه و توسعه ی مداوم عملکرد ایرودینامیک هواپیماها سبب جایگزینی نسل نوین فلزی و مقاوم هواپیماها به جای انواع شکننده و ساخته شده از چوب و کابل شد.


توسعه در زمان جنگ
در دو جنگ جهانی، صنعت هوانوردی ارزشی دوچندان یافت. طراحان و مهندسین ملت های درگیر جنگ با پشتیبانی از نیروهای نظامی خود، به طراحی مستمر ایده های نو ترقیب شدند. هواپیماهای جاسوسی اسپاتر ( Spotter ) که برای تشخیص مواضع نیروهای دشمن در جنگ جهانی اول طراحی شده بودند به نوع بمب افکن ارتقا داده شدند. سرعت هواپیماها نیز مد نظر قرار گرفت، تا پیش از جنگ سرعت هواپیماها حداکثر ۵۶ تا ۷۲ کیلومتر در ساعت بود و در پایان، هواپیماهایی نظیر ساپویت کمل ( Sopwith Camel ) می توانستند به سرعت ۱۸۲ کیلومتر در ساعت برسند. در طول جنگ جهانی دوم ( ۱۹۴۵-۱۹۳۹) سرعت حداکثری هواپیماهای ملخی به بیش از ۳۷۰ مایل ( ۵۹۵ کیلومتر ) در ساعت رسید. هواپیماهای جت در طول جنگ جهانی طراحی و ساخته شدند. هواپیمای آلمانی Messerchmitt Me-262 با سرعت ۵۴۰ مایل ( ۸۶۹ کیلومتر ) می توانست پرواز کند. هواپیماهای مسافربری نیز از این پیشرفت ها بی بهره نماندند و خطوط حمل نقل هوایی به سرعت پیشرفت کرد. از اولین هواپیماهای مسافربری با موتور جت، دیهاویلند کامت ( De Havilland Comet ) و بوئینگ ۷۰۷ ( Boeing 707 ) بودند. سیستم رادار در طول جنگ جهانی و برای تشخیص مواضع هواپیماهای دشمن با استفاده از بالا و پائین رفتن امواج رادیویی توسعه یافت؛ سیستمی که بعدها اساس سیستم های کنترل ترافیک هوایی و ناوبری شدند و امروزه نیز به خدمت مشغول هستند.


هوانوردی امروز
در یک قرن اخیر صنعت هوانوردی پیشرفت و توسعه ی بسیار وسیعی داشته است، تنها ۷۲ سال بعد از پرواز تاریخی برادران رایت، پروازهای راحت و لوکس هواپیماهای کنکورد با سرعتی معادل دو برابر سرعت صوت و در ارتفاع ۱۱ مایلی ( ۱۸ کیلومتری ) مسافران را به نقاط مختلف جهان جابجا می کرد. در حال حاضر هواپیماهای نظامی وجود دارند که بدون خلبان به پرواز در می آیند. آخرین هواپیماهای بدون سرنشین ( UAV ) قابلیت پرواز خودکار از ابتدا تا انتهای عملیات را در خود دارند.

هواپیمای بدون سرنشین Global Hawk با یک بار برنامه ریزی می تواند به صورت خودکار به پرواز در آید، ماموریتش را انجام دهد و دوباره به پایگاه باز گردد. مسئولان هدایت بر روی زمین می توانند در صورت لزوم مسیر تعریف شده برای آن را تغییر دهند.

امروزه نیز روند تحقیقات هوانوردی در کشورهای توسعه یافته با جدیت و کیفیت هرچه بیشتر پیگیری می شود. آژانس هوا و فضایی ( NASA ) تحت نظارت ایالات متحده به عنوان پیشرو در طراحی و توسعه ی وسایل پرنده در سطح بین المللی و با همکاری کشورهای مختلف انجام وظیفه می کند. کارخانجات طراحی و ساخت هواپیماهای غول پیکر نیز هم گام با دانشگاه ها به تحقیق و پیشبرد اهداف خود مبنی بر طراحی، ساخت و عرضه ی وسایل پرنده ی ایمن و پیشرفته حرکت می کنند.



نوع مطلب : مکانیک(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

باکتری‌ها الکترون‌ها را در فواصل سانتی‌متری هدایت می‌کنند.

تاریخ:جمعه 9 فروردین 1392-18:38

به تازگی گونه‌ای باکتری در اعماق دریا کشف شده است که الکترون‌ها را در طی فواصل سانتی‌متری هدایت می‌کند تا بتواند در محیطی با اکسیژن کم، با استفاده از سولفید هیدروژن تغذیه کند. این ادعای دانشمندانی در دانمارک و آمریکاست. آن‌ها نشان داده اند که هزاران میکرو ارگانیسم از یک رشته که یک سر آن‌ها به رسوبات اقیانوس و سر دیگرشان به آب شور می‌رسد، این کار را انجام می‌دهند. فهم این موضوع که این موجود زنده چگونه الکترون‌ها را انتقال می‌دهد، می‌تواند منجر به تکنولوژی جایگزینی برای تولید انرژی شود.

زیست شناسان می‌دانستند که خانواده دی‌سولفو‌بولباکی از باکتری‌ها با مصرف ترکیبات سولفور در اقیانوس خود را تقویت می‌کنند. این موجب تولید سولفید هیدروژن می‌شود که در غلظت‌های بالا سمی است. زمانی‌که این باکتری سولفید هیدروژن مصرف می‌کند باید در حضور اکسیژن باشد که طی این واکنش انتقال الکترون صورت گیرد. رسوبات اقیانوس معمولاً سطح اکسیژن خیلی پایینی دارند و مطالعات نشان داده است زمانی که دی‌سولفو‌بولباکی وجود دارد، سطح سولفید به طور یکنواخت و پیوسته افزایش می‌یابد. اما سپس اتفاق پیش‌بینی نشده‌ای می‌افتد. سطح سولفید به سرعت افت پیدا می‌کند انگار که رسوبات یک هجوم ناگهانی از اکسیژن را تجربه کرده‌اند. مسئله اینجاست که این افت به قدری سریع است که با نظریه‌ی پخش مولکول‌های هیدروژن قابل توجیه نیست. در عوض دانشمندان اندیشیده‌اند که نمونه‌های متفاوت بسیاری از این نوع باکتری در رسوبات وجود دارند و به طریقی الکترون‌ها را از نواحی با اکسیژن پایین به سمت آب شور که میزان اکسیژن موجود در آن زیاد است انتقال می‌دهند.

باکتری‌های منفرد

اکنون تیمی از فیزیک‌دانان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و دانشگاه آرهیوز از جمله محمد الناگر نگاه دقیق‌تری به باکتری‌های موجود در رسوبات داشته‌اند و کشف شگفت‌انگیزی کرده‌اند مبنی بر اینکه انتقال الکترون تنها به وسیله یک گونه از این باکتری‌ها انجام می‌شود. این باکتری‌ها، رشته‌هایی با ابعاد سانتی‌متر به وجود می‌آورند که از هزاران میکرو ارگانیسم به هم پیوسته تشکیل‌ شده‌اند. بعلاوه آزمایش‌هایی روی این رشته‌های کوچک نشان داده است که انتقال الکترون در طول ساختارهایی ریسمان‌‌مانند درون باکتری صورت می‌گیرد. خواص الکتریکی این رشته‌ها اولین بار با انجام اندازه‌گیری‌های تخلیه منبع مورد مطالعه قرار گرفت. باکتری رشته‌ای روی یک سطح عایق از جنس اکسید سیلیکون حاوی الکترود طلا رسوب داده شده بود. آن‌ها روی رشته‌هایی متمرکز شدند که دو الکترود را به یکدیگر متصل می‌ساختند. به این رشته‌ها ولتاژی اعمال می‌شد و سپس جریان الکترون اندازه گیری می‌شد. اما زمانی که ولتاژ به مقدار 10 ولت افزایش داده شد، هیچ جریان قابل اندازه‌گیری مشاهده نشد. این منجر شد تا گروه به این نتیجه برسد که باکتری‌ها مانند سیم هادی بدون روکش عمل نمی‌کنند بلکه فرآیند رسانش درون ورقه‌ای عایق مانند کابل الکتریکی صورت می‌گیرد.

ظرفیت بسیار بالا

برای فهمیدن این موضوع که کدامیک از بخش‌های درونی باکتری در انتقال الکترون مشارکت دارند، الناگر و همکارانش از میکروسکوپ نیروی الکترواستاتیک استفاده کردند. روش کار به این صورت است که یک الکترود بسیار کوچک در مجاورت سطح یک باکتری قرار داده می‌شود. این وسیله میزان تغییرات ظرفیت را با نوسان الکترود به سمت بالا و پایین اندازه گیری می‌کند. با پویش نوک میکروسکوپ روی سطح، دریافته شد که ساختارهای ریسمان‌مانندی که دقیقاً زیر غشای بیرونی باکتری هستند، ظرفیت بسیار بالایی یرای ذخیره ‌سازی بار الکتریکی دارند و هدف مطالعات آینده نیز هستند. فرآیندی که طی آن رسانش اتفاق می‌افتد هنوز به صورت یک راز است. گروهی معتقدند این رسانش مشابه رسانش نواری در فلزات و نیمه‌رسانا‌هاست. اما الناگر معتقد است تحرک الکترونی مشاهده شده بسیار کمتر از آن است که با این نظریه توضیح داده شود. در عوض او بر این باور است که الکترون‌ها از مدل پرشی تبعیت می‌کنند که طی آن در باکتری از مکانی به مکان دیگر پرش می‌کنند. او می‌گوید با کشف چگونگی انجام این فرآیند دری برای استفاده از تکنولوژی‌های جدیدی نظیر انرژی‌های تجدید پذیر گشوده می‌شود. این مطالعات در مجله Nature به چاپ رسیده است.



نوع مطلب : ساختار اتم(شیمی) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

جا‌به‌جایی اجسام با سیستم فراصوت

تاریخ:دوشنبه 5 فروردین 1392-12:51

دانشمندان دانشگاه داندی به تقلید از پیچ گوشتی صوتی "دکتر هو" دست به ساخت یک دستگاه با نیروی فراصوت زده‌اند که می‌تواند اجسام را با استفاده از صوت بلند کرده، چرخانده و دست‌کاری کنند.

به گزارش ایسنا، این دستگاه به نوعی بازتاب دستگاه چند منظوره دکتر هو، نقش اول سریال علمی تخیلی بوده که از آن به عنوان قفل بازکن، یک اسکنر پزشکی و حتی سلاح استفاده می‌کند.

فیزیکدانان دانشگاه داندی از تجهیزایی که برای جراحی فراصوت با استفاده از ام‌آرآی بکار رفته، برای ساخت ابزاری با قابلیت بلند کردن و پیچاندن یک صفحه لاستیکی 10 سانتیمتری با یک پرتو فرا صوت استفاده کردند.

به گفته محققان، این پرتو به انتقال مقدار جنبش آنی پرداخته که می‌تواند یک جسم را در مسیر آن حرکت داده و باعث چرخیدن آن به شکل مارپیچ یا گردباد شود.

به گفته محققان، این تجربه نه تنها به تائید یک نظریه فیزیک پایه پرداخته، بلکه همچنین سطح جدیدی از کنترل را بر پرتوهای فرا صوت نشان داده که می‌توان بر جراحی مافوق صوت غیرتهاجمی، انتقال داروی هدفدار و دستکاری مافوق صوت سلول‌ها اعمال کرد.

دانشمندان بر این باورند که دستگاه آنها می‌تواند با ارائه امکان هدایت امواج فراصوت به نقاط دقیق مورد نیاز، به دقیق‌تر و کارآمدتر شدن جراحی‌ها با استفاده از شیوه‌های فراصوت کمک کند.

امواج فراصوت به جراحان کمک می‌کند تا بدون نیاز به جراحی، بیمارهای مختلفی را درمان کنند.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 


  • تعداد صفحات :33
  • ...  
  • 3  
  • 4  
  • 5  
  • 6  
  • 7  
  • 8  
  • 9  
  • ...