|
تصفیه الکترونی آب تصفيه آب به روش يون سازی يکی از شيوه های نوين جهت حذف ميکرو ارگانيزم های موجود در آب مانند ميکروب ها، ويروس ها و باکتری ها است. هر چند خاصيت ميکرب زدايی فلزاتی چون نقره و مس از زمان های قديم بر انسان ها پوشيده نبوده است ولی از ظهور اولين سيستم های تجاری تا کنون زمان زيادی نمی گذرد. اين روش ها برای اولين بار توسط موسسات تحقيقات فضايی به عنوان روشی جهت جايگزينی کلر در تصفيه آب استفاده شده ولی به مرور زمان و با توجه به مزايای فراوانی که نسبت به روش های معمولی گندزدايی در اين تکنولوژی وجود دارد، جايگاه مناسبی در بازار تجاری برای آن لحاظ شده و به سرعت در حال گسترش می باشد. هم اکنون از کلر به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود که اين ماده علاوه بر مضر بودن برای سلامتی انسان توانايی حذف همه ميکرو ارگانيزم ها را دارا نمی باشد. به عنوان مثال کلر بر روی ويروس ها تقريبا هيچ اثری ندارد. لذا استفاده از روشی که اولا توانايی حذف تمامی ميکرو ارگانيزم ها از جمله ميکروب ها، ويروس ها و باکتری ها را دارا باشد و ثانيا کمترين ضرر را برای سلامتی انسان داشته باشد و ثالثا بتوان آن را به آسانی نگهداری و راه اندازی نمود قاعدتا روش نوين و برتر خواهد بود. به نظر می رسد روش تصفيه الکترونيکی آب علاوه بر دارا بودن محاسن کلر از برتری هايی چون حذف تمامی ميکرو ارگانيزم ها، سازگاری با محيط زيست، نصب و راه اندازی و نگهداری آسان، کنترل دقيق عملکرد و هزينه های اقتصادی کمتر نسبت به روش های معمول نيز برخوردار است. در اين مقاله ابتدا به مبانی عملکرد روش آيونايزر اشاره شده سپس مزايای آن با معمول ترين روش مقابله با ميکرو ارگانيزم ها در آب يعنی کلر مقايسه می شود که اين بررسی از جهات مختلف مانند ميزان ميکروب زدايی، تاثير آن بر انسان و دقت عملکرد می باشد. مقدمه گندزدايی و تصفيه الکترونيکی آب مزايای گندزدايی الکترونيکی آب | ||||
|
| ||||
|
| ||||
|
| ||||
خازن وانواع آن
خازن وسیلهای الکتریکی است که در مدارهای الکتریکی اثر خازنی ایجاد میکند. اثر خازنی خاصیتی است که سب میشود مقداری انرژی الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیک ذخیره شود و بعد از مدتی آزاد گردد. به تعبیر دیگر ، خازنها المانهایی هستند که میتوانند مقداری الکتریسیته را به صورت یک میدان الکترواستاتیک در خود ذخیره کنند. همانگونه که یک مخزن آب برای ذخیره کردن مقداری آب مورد استفاده قرار میگیرد. خازنها به اشکال گوناگون ساخته میشوند و متداولترین آنها خازنهای مسطح هستند.
این نوع خازنها از دو صفحه هادی که بین آنها عایق یا دی الکتریک قرار دارد. صفحات هادی نسبتا بزرگ هستند و در فاصلهای بسیار نزدیک به هم قرار میگیرند. دی الکتریک انواع مختلفی دارد و با ضریب مخصوصی که نسبت به هوا سنجیده میشود، معرفی میگردد. این ضریب را ضریب دی الکتریک مینامند. خازنها به دو دسته کلی ثابت و متغیر تقسیم بندی میشوند. خازنها انواع مختلفی دارند و از لحاظ شکل و اندازه با یک دیگر متفاوتاند. بعضی از خازنها از روغن پر شده و بسیار حجیماند. برخی دیگر بسیار کوچک و به اندازه یک دانه عدس میباشند. خازنها بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت به دو گروه تقسیم میشوند: خازنهای ثابت و خازنهای متغیر.
|
خازنهای ثابت
این خازنها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمیکنند. خازنهای ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام گذاری میکنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده میشود. از جمله این خازنها میتوان انواع سرامیکی ، میکا ، ورقهای ( کاغذی و پلاستیکی ) ،الکترولیتی ، روغنی ، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازنهای روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار میروند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.
خازنهای متغیر
به طور کلی با تغییر سه عامل میتوان ظرفیت خازن را تغیییر داد: "فاصله صفحات" ، "سطح صفحات" و "نوع دی الکتریک". اساس کار خازن متغیر بر مبنای تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک است، ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه خازن دارد. خازنهای متغیر عموما ازنوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی که به وسیله دسته متحرک (محور) عمل تغییر ظرفیت انجام میشود "واریابل" نامند و در نوع دیگر این عمل به وسیله پیچ گوشتی صورت میگیرد که به آن "تریمر" گویند. محدوده ظرفیت خازنهای واریابل 10 تا 400 پیکو فاراد و در خازنهای تریمر از 5 تا 30 پیکو فاراد است. از این خازنها در گیرندههای رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده میشود.
|
|
خازنهای سرامیکی
خازن سرامیکی (Ceramic capacitor) معمولترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی الکتریک بکار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی الکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها بوجود آورده ، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولا بین 5 پیکو فاراد تا 1/0 میکرو فاراد است. این نوع خازن به صورت دیسکی (عدسی) و استوانهای تولید میشود و فرکانس کار خازنهای سرامیکی بالای 100 مگاهرتز است. عیب بزرگ این خازنها وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر میکند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی ، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده میشود.
خازنهای ورقهای
در خازنهای ورقهای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف پذیری آنها ، برای دی الکتریک استفاده میشود. این گروه از خازنها خود به دو صورت ساخته میشوند:
خازنهای کاغذی
دی الکتریک این نوع خازن از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکیل شده که یک دی الکتریک مناسب درون آن تزریق میگردد تا مانع از جذب رطوبت گردد. برای جلوگیری از تبخیر دی الکتریک درون کاغذ ، خازن را درون یک قاب محکم و نفوذ ناپذیر قرار میدهند. خازنهای کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی الکتریک عایق آنها دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند، اما از مزایای این خازنها آن است که در ولتاژها و جریانهای زیاد میتوان از آنها استفاده کرد.
خازنهای پلاستیکی
در این نوع خازن از ورقههای نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده میشود. ورقههای پلاستیکی همراه با ورقههای نازک فلزی (آلومینیومی) به صورت لوله ، در درون قاب پلاستیکی بسته بندی میشوند. امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار میروند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده میکنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از انواع دی الکتریکهایی که در این خازنها به کار میرود پلی استایرن (Polystyrene) است، از این رو به این خازنها "پلی استر" گفته میشود که از جمله رایجترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم فرکانس کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگا هرتز است.
خازنهای میکا
در این نوع خازن از ورقههای نازک میکا در بین صفحات خازن (ورقههای فلزی – آلومینیوم) استفاده میشود و در پایان ، مجموعه در یک محفظه قرار داده میشوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازنهای میکا تقریبا بین 01/0 تا 1 میکرو فاراد است. از ویژگیهای اصلی و مهم این خازنها میتوان داشتن ولتاژ کار بالا ، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد.
|
|
خازنهای الکترولیتی
این نوع خازنها معمولاً در رنج میکرو فاراد هستند. خازنهای الکترولیتی همان خازنهای ثابت هستند، اما اندازه و ظرفیتشان از خازنهای ثابت بزرگتر است. نام دیگر این خازنها، شیمیایی است. علت نامیدن آنها به این نام این است که دی الکتریک این خازنها را به نوعی مواد شیمیایی آغشته میکنند که در عمل ، حالت یک کاتالیزور را دارا میباشند و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن میشوند. برخلاف خازنهای عدسی ، این خازنها دارای قطب یا پایه مثبت و منفی میباشند. روی بدنه خازن کنار پایه منفی ، علامت – نوشته شده است. مقدار واقعی ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل آنها نیز روی بدنه درج شده است .خازنهای الکترولیتی در دو نوع آلومینیومی و تانتالیومی ساخته میشوند.
خازن آلومینیومی
این خازن همانند خازنهای ورقهای از دو ورقه آلومینیومی تشکیل شده است. یکی از این ورقهها که لایه اکسید روی آن ایجاد میشود "آند" نامیده میشود و ورقه آلومینیومی دیگر نقش کاتد را دارد. ساختمان داخلی آن بدین صورت است که دو ورقه آلومینیومی به همراه دو لایه کاغذ متخلخل که در بین آنها قرار دارند هم زمان پیچیده شده و سیمهای اتصال نیز به انتهای ورقههای آلومینیومی متصل میشوند. پس از پیچیدن ورقهها آن را درون یک الکترولیت مناسب که شکل گیری لایه اکسید را سرعت میبخشد غوطهور میسازند تا دو لایه کاغذ متخلخل از الکترولیت پر شوند. سپس کل مجموعه را درون یک قاب فلزی قرار داده و با یک پولک پلاستیکی که سیمهای خازن از آن میگذرد محکم بسته میشود.
خازن تانتالیوم
در این نوع خازن به جای آلومینیوم از فلز تانتالیوم استفاده میشود زیاد بودن ثابت دی الکتریک اکسید تانتالیوم نسبت به اکسید آلومینیوم (حدودا 3 برابر) سبب میشود خازنهای تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی درحجم مساوی دارای ظرفیت بیشتری باشند. محاسن خازن تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی بدین قرار است:
1. ابعاد کوچکتر
2. جریان نشتی کمتر
3. عمر کارکرد طولانی
از جمله معایب این نوع خازن در مقایسه با خازنهای آلومینیومی عبارتند از:
1. خازنهای تانتالیوم گرانتر هستند.
2. نسبت به افزایش ولتاژ اعمال شده در مقابل ولتاژ مجاز آن ، همچنین معکوس شدن پلاریته حساس ترند.
3. قابلیت تحمل جریانهای شارژ و دشارژ زیاد را ندارند.
4. خازنهای تانتالیوم دارای محدودیت ظرفیت هستند (حد اکثر تا 330 میکرو فاراد ساخته می شوند).
اختراع «ترانزيستور» تغييراتى عمده را در فرآيند ساخت و شكل ظاهرى دستگاه هاى گيرنده راديويى پديد آورد و كاربرد آن را در ميان مردم بسيار گسترش داد. به دليل اهميت اين اختراع و تحولات ناشى از آن، در اين بخش به خود ترانزيستور مى پردازيم و هفته آينده نقش آن را در صنعت راديو مرور خواهيم كرد.
«ترانزيستور» يكى از مهم ترين اختراعات دوران معاصر است كه از لحاظ اهميت و نقش در پيشبرد دانش بشرى، هم پايه اختراعاتى نظير ماشين چاپ، اتومبيل و تلفن شناخته مى شود. اين قطعه الكترونيكى، ابزارى نيمه رسانا است كه براى تقويت يا تغيير جريان، تثبيت ولتاژ، نوسان سيگنال و بسيارى از كاركردهاى ديگر مورد استفاده قرار مى گيرد. عملكرد آن همانند يك شير كنترل متغير است كه بر مبناى ولتاژ ورودى از يك منبع توليد برق، جريان عبورى از خود را كنترل مى كند. اولين درخواست براى ثبت اصول كاركرد دستگاهى با اين مشخصات، در سال ۱۹۲۸ توسط يوليوس ادگار ليلينفلد در آلمان ارائه شد. اما اولين ترانزيستور واقعى را جان باردين، والتر براتين و ويليام شاكلى در ۲۳ دسامبر ۱۹۴۷ در آزمايشگاه هاى بل ساختند. براى توليد انبوه، تغييراتى در شكل ظاهرى اين ترانزيستور داده شد و با جاى دادن محتويات آن درون يك استوانه فلزى كوچك، توليد آن در شركت «وسترن الكتريك» واقع در آلن تاون پنسيلوانيا آغاز شد. اين اختراع در زمان خود آن قدر مهم بود كه هر كدام از ترانزيستورها در بسته بندى جداگانه با شماره سريال و مشخصات كامل نگهدارى مى شد. توليد ترانزيستورهاى بدنه فلزى تا سال ۱۹۵۰ ادامه داشت اما پس از آن ترانزيستورهاى جديد با پوشش پلاستيكى براى هميشه جايگزين آن شدند.
اما نام «ترانزيستور» از كجا آمده است؟ آزمايشگاه هاى تلفن بل براى اختراع جديد خود نياز به يك نام عمومى (ژنريك) داشت. «تريود نيمه رسانا»، «تريود جامد»، «تريود كريستالى»، «تريود حالات سطحى» و «يوتاترون» از جمله نام هاى پيشنهادى بودند. اما نامى كه جان آر. پيرس پيشنهاد كرده بود در نهايت در راى گيرى داخلى بيشترين نظرات موافق را به دست آورد و واژه «ترانزيستور» را براى اين قطعه الكترونيكى كوچك جاودانه كرد. علت اين نام گذارى در بخشى از يادداشت هاى فنى شركت بل مربوط به ۲۸ مى ۱۹۴۸ (همان كه در جريان رأى گيرى نيز خوانده شد) اين گونه بيان شده: «ترانزيستور تركيبى از كوتاه شده دو واژه «رسانايى متقابل» (Transconductance) يا «انتقال» (Transfer) و «مقاومت الكتريكى» (Resistor) است»، و البته در ادامه، ارتباط معنايى اين واژه ها با نحوه كاركرد ترانزيستور نيز شرح داده شده است.
تا پيش از اختراع ترانزيستور، لامپ هاى خلأ (صفحه رسانه اول آبان را ببينيد) اصلى ترين جزء هر دستگاه الكترونيكى بودند. اما مزاياى متعدد ترانزيستور جاى آن را به سرعت در صنعت الكترونيك باز كرد و لامپ خلأ را جز در برخى كاربردها، از دور خارج كرد. از ميان اين مزايا مى توان به اين موارد اشاره كرد: اندازه كوچك، توليد كاملاً خودكار، قيمت پايين (در توليد انبوه)، قابليت كار با ولتاژهاى پايين، عدم نياز به زمان گرم شدن (اغلب لامپ هاى خلأ به ۱۰ تا ۶۰ ثانيه زمان براى گرم شدن نياز دارند)، استهلاك انرژى كم تر، قابليت اطمينان بالاتر و مقاومت بيشتر در برابر ضربه هاى فيزيكى، عمر طولانى تر (لامپ هاى خلأ در نهايت تخليه مى شوند) و قابليت كنترل جريان هاى زياد (ترانزيستورهاى قدرتمند مى توانند جريان هاى چندصد آمپرى را نيز كنترل كنند اما حتى كنترل جريان يك آمپرى هم براى لامپ هاى خلأ زياد و بسيار هزينه بر است).
با اين كه امروزه هم چنان ميليون ها قطعه ترانزيستور به صورت مجزا ساخته و استفاده مى شوند، اما بخش عمده آن در ريزتراشه ها و همراه با ابزارهاى الكترونيكى ديگرى نظير ديود، مقاومت، خازن و... به صورت مدارهاى يكپارچه ساخته مى شود. در ريزپردازنده هاى كنونى بعضاً تا حدود ۳۰۰ ميليون ترانزيستور موجود است.
جوشكاري در زير آب
مقدمه:
بيش از يك صد سال است كه قوس الكتريكي در جهان شناخته شده و بكار گرفته مي شود. اما اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد- در آن زمان يك كارخانه كشتي سازي براي آب بند كردن نشت هاي موجود در پرچ هاي زير كشتي كه در آب واقع شده بود از جوشكاري زير آبي بهره گرفت. در كارهاي توليدي كه در زير آب انجام مي پذيرد، جوشكاري زير آبي يك ابزار مهم و كليدي به شمار مي آيد. در سال 1946 الكترود هاي ضد آب ويژه اي توسط وان در ويليجن1 در هلند توسعه يافت. سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دكل هاي حفاري چاه هاي نفت، خطوط لوله و سكوهاي ويژه اي كه در آب ها احداث مي شوند، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند. بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشكيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند كرد. در اين ميان هرگونه روش بازسازي و مرمت در اين گونه سازه ها مستلزم استفاده از جوشكاري زير آبي است.
جوشکاري زير آب از زمان جنگ جهاني دوم هنگامي که کشتي هاي خسارت ديده بايد سريعاً در آب تعمير مي شدند به وجود آمد. بيرون آوردن کشتي براي تعمير کردن آن، هم اکنون هم بسيار هزينه بر است و صرفه اقتصادي ندارد.
شايد بسياري از مردم جوشکاري زير آب را بسيار عجيب مي پندارند چون ماهيت آن را از آتش مي دانند. ولي جوشکاري ماهيت قوس الکتريکي دارد و روشن شدن آن زير آب کار عجيبي نيست. براي جوشکاري در خشکي، هوا يونيزاسيون مي شود و در آب، بخار آب يونيزاسيون مي شود.
طبقه بندي:
جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد:
1. جوشكاري مرطوب
2. جوشكاري خشك
در روش جوشكاري مرطوب، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. اثرات منفي جوشکاري مرطوب عبارتنداز ترک خوردگي هيدروژني، افت شديد دما که باعث تغييرات ساختاري و متالورژيکي مي شود و همچنين اکسيژن با عناصر آلياژي ترکيب مي شود و اکسيد اين آلياژها در آب حل مي شوند.
جوشکاري خشک در يک اتاقک در داخل آب انجام مي گيرد و داخل اتاقک هواي فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس مي کند. اتاقک ها را دو تکه مي سازند و داخل آب، و روي قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل مي کنند. يک لوله رابط بين کشتي و اتاقک است و وسايل مورد نياز را به وسيله اين لوله به اتاقک مي فرستند. اين روش براي اولين بار در آمريکا انجام گرفت اما چون بسيار پرهزينه و وقت گير است دانشمندان سعي مي کنند مشکلات جوشکاري مرطوب را حل کنند چون سريعتر و ارزانتر است.
× جوشكاري مرطوب:
نام جوشكاري مرطوب حاكي از آن است كه جوشكاري كه در زير آب صورت مي پذيرد، مستقيماً در معرض محيط مرطوب قرار دارد. در اين روش از جوشكاري از نوعي الكترود ويژه استفاده مي شود و جوشكاري به صورت دستي درست مانند همان جوشكاري كه در فضاي بيرون آب انجام مي شود، صورت مي گيرد. آزادي عملي كه جوشكار در حين جوش كاري از اين روش دارد، جوشكاري مرطوب را موثر تر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است. تامين كننده نيرويجوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود.
در جوشكاري مرطوب MMAجوشكاري قوس فلزي دستي2 دو مشخصه زير بكار گرفته مي شود:
تامين كننده نيرو: dc
قطبيت: قطبيت منفی
× جوشكاري بيش فشار4(جوشكاري خشك)
جوشكاري بيش فشار در اتاقك هاي پلمپ شده در اطراف سازه يا قطعه اي كه مي خواهد جوشكاري شود، استفاده مي شود. اين اتاقك در يك فشار معمولي پر از گاز مي شود (كه معمولاً از هليوم حاوي نيم بار5 اكسيژن است). اين جايگاه روي خطوط لوله قرار گرفته و با هوايي مخلوط از هليو و اكسيژن كه قابل تنفس باشد پر شده و در فشاري كه جوشكاري آنجا صورت مي پذيرد و يا فشاري بيشتر از آن اجرا مي شود. در اين روش در اتصالات جوش بسيار با كيفيتي ايجاد مي شود به طوري كه با اشعه ايكس و ديگر تجهيزات لازم ايجاد مي شود. فرايند جوشكاري قوس گاز تنگستن در اين قسمت بكار گرفته خواهد شد. محوطه زير جايگاه در معرض آب قرار دارد. بنابراين جوشكاري در محل خشكي صورت گرفته ولي در فشار هيدرو استاتيكي آب دريا كه در محيط مجاور آن قرار دارد.

در جوش آرگون یا تیگ (TIG) برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که این الکترود برخلاف دیگر فرایندهای جوشکاری حین عملیات جوشکاری مصرف نمی شود.
حین جوشکاری گاز خنثی هوا را از ناحیه جوشکاری بیرون رانده و از اکسیده شدن الکترود جلوگیری
می کند.در جوشکاری تیگ الکترود فقط برای ایجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش قوس فلزی الکترود در جوش مصرف می شود. در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سیم جوش شبیه جوشکاری با اشعه اکسی استیلن(MIG/MAG)در جوش تغذیه می شود.
در بین صنعتکاران ایرانی این جوش بانام جوش آلومینیوم شناخته می شود.نامهای تجارتی هلی آرک یا هلی ولد نیز به دلیل معروفیت نام این سازندگان در خصوص ماشینهای جوش تیگ باعث شده بعضا این نوع جوشکاری با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جدید این فرایند G.T.A.W و نام آلمانی آن WIG می باشد. همانطور که از نام این فرایند پیداست گاز محافظ آرگون میباشد که ترکیب این گاز با هلیم بیشتر کاربرد دارد.
علت استفاده از هلیم این است که هلیم باعث افزایش توان قوس می شود و به همین دلیل سرعت جوشکاری را میتوان بالا برد و همینطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش میشود.
کاربرد این جوش عموما در جوشکاری موارد زیر است:
1- فلزات رنگین از قبیل آلومینیوم...نیکل...مس و برنج(مس و روی) است.
2- جوشکاری پاس ریشه در لوله ها و مخازن
3- ورقهای نازک(زیر1mm)
مزایای TIG :
1- بعلت اینکه تزریق فلز پرکننده از خارج قوس صورت میگیرد.اغتشاش در جریان قوس پدید نمی آید.در نتیجه کیفیت فلز جوش بالاتر است.
2- بدلیل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رویت است.
3- امکان جوشکاری فلزات رنگین و ورقهای نازک با دقت بسیار زیاد.
انواع الکترودها در TIG :
1- الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومینیوم استفاده می شود و حین جوشکاری پت پت می کند.
2- الکترود تنگستن توریم دار که دو نوع دارد الف-1% توریوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توریم دار که زرد رنگ می باشد.
3- الکترود تنگستن زیرکونیم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفید است.
4- الکترود تنگستن لانتان دار که مشکی رنگ است.
5- الکترود تنگستن سزیم دار که طلایی رنگ است.
این دو نوع آخر جدیدا در بازار آمده اند.
چند نکته در مورد مزایای تنگستن:
1- افزایش عمر الکترود
2- سهولت در خروج الکترونها در جریان DC
3- ثبات و پایداری قوس را بیشتر می کند
4- شروع قوس راحت تر است.
نوع قطبیت مناسب در جوشکاری TIG :
جریان DCEN برای جوشکاری چدن-مس-برنج-تیتانیوم-انواع فولادها
جریان ACبرای جوشکاری آلومینیوم و منیزیوم و ترکیبات آن
خصلت اصلی فولادهای استنلس مقاومت در برابر زنگ خوردگی است (داشتن کرم بیش از 12% موید همین مطلب است).نیکل موجود در این فولادها حتی به مقدار زیاد هم نمیتواند به تنهایی مقاومت در برابر خوردگی را زیاد کند.ولی با حضور کرم میتواند تا حد زیادی این وظیفه را بخوبی انجام دهد.مزیت اصلی نیکل تسهیل ایجاد فاز آستنیت و بهبود خاصیت مقاوم به ضربه فولادهای کرم نیکل دار است. مولیبدن شرائط خنثی سازی این فولاد را تثبیت می کند و عموما عامل افزایش مقاومت به خوردگی موضعی(Pitting) است.
به منظور اطمینان از تشکیل کاربیدهای پایدار که باعث افزایش مقاومت به خوردگی بین دانه ای میشود افزودن Ti و Nb به انواع معینی از فولادهای کرم-نیکل دار ضروری است.
1-فولادهای ضد زنگ
کرم و کربن عناصر اصلی اینگونه از فولادها را تشکیل میدهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثیر کرم بر استحکام کششی حتی در مقادیر 13 و 17و 20درصد بسیار ناچیز است. در حالیکه در مقادیر زیادتر کربن با عملیات حرارتی مناسب امکان دستیابی به استحکام کششی منایب و عملیات مکانیکی مورد نظر فراهم میشود.
با توجه به ریزساختار فولادهای کرم دار را به شرح زیر میتوان دسته بندی کرد:
الف-فولادهای کرم دار-فریتی(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)
ب- فولادهای کرم دار-نیمه فریتی(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)
ج-فولادهای کرم دار-مارتنزیتی(12 تا 18 درصد کرم و بیش از 3/0 درصد کربن)
د- فولادهای کرم دار-قابل عملیات حرارتی(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)
این دسته بندی را در مورد جوش پذیری نیز میتوان تکرار کرد.
تحت شرایط حرارتی نامناسب فولادهای فریتی(گروه الف) تمایل به تشکیل دانه های درشت نشان میدهند. انرژی حرارتی ناشی از جوشکاری منجر به رشد دانه بندی میشود که نمیتوان آنرا با پس گرمایش برطرف نمود.در نتیجه کاربید رسوب میکند و در مرز دانه های فریت باعث شکنندگی و کاهش شىيى مقاومت به ضربه فلؤ جوش ميشود.برای غلبه بر این حالت باید از الکترود آستنیتی تثبیت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نیکل استفاده نمود.فلز جوشی که بدین ترتیب حاصل میشود دارای خاصیت آستنیتی و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشی که بدین طریق حاصل میشود از نظر مقاومت به خوردگی مطابق فولددهای ضدزنگ فریتی میباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتیکه اجبار در یکرنگی باشد باید از فیلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمی Ti)استفاده شود.Tiدر مقادیر جزیی نقش موثر در ریز دانه کردن فلز جوش دارد.
بعلت رابطه گریز ناپذیر بین رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه ای چاره ای جز کاستن از تنش های حرارتی ناشی از عملیات جوشکاری وجود ندارد و برای نیل به این منظور تمهیداتی نظیر الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاری بیشتر و پیش گرمایش 200تا 300 درجه سانتیگراد باید به کار رود.
پس گرمایش در حدود 700 تا 800 درجه سانتیگراد خاصیت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود میدهد.
همچنین آنیلینگ(Annealing)به مدت کم نیز باعث تجمع کاربید شده و تا حدی شکنندگی فلز جوش را جبران میکند و همینطور به تنش گیری نیز کمک میکند. ولی هرگز باعث رفع کامل درشت دانگی HAZنمیشود.
اقدامات مشابهی حین جوشکاری فولادهای نیمه فریتی و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نیز ضروری است. میدانیم که سرد کردن سریع باعث تشکیل فاز شکننده مارتنزیتی میشود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حین انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پیش گرم میشود.درجه حرارت بین پاسی(Inter pass) 300 درجه مناسب است و از این کمتر نباید شود.ضمنا قطعه کار باید بلافاصله در دمای 700 تا 760 درجه پس گرم شود.این سیکل حرارتی در مجموع باعث ایجاد فلز جوشی با ساختار یکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش مسشود و خطر شکنندگی و رشد دانه ها را تا حدود زیادی مرتفع میکند.
فولادهای کرم دار مارتنزیتی (دسته ج)معمولا قابل جوش نیستند و صرفا به منظور تعمیر و اصلاح عیوب جوشکاری بر روی آنها انجام میپذیرد. برای جوشکاری فولادهای کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فیلر متال نباید از 25/0درصد تجاوز کند.این نوع فولاد در هوا سخت میشود.از اینرو هیچ اقدام پیشگیرانه موثری به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پیش گرم زیاد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد میتوان تاحدودی مشکل را برطرف کرد و سختی نامطلوب را در حد پایینی نگاه داشت.دمای پس گرم 750 تا 800 توصیه میشود و کمتر از این دما ممکن است باعث تاثسر منفی در مقاومت به خوردگی شود.
آنیلینگ در حرارتی بین650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربید و بروز خوردگی بین دانه ای شود.
2-فولادهای مقاوم به خوردگی
فولادهای آستنیتی مقاوم به خوردگی کرم-نیکل دار عموما دارای خواش جوشکاری مطلوبی هستند(جوش پذیرند). اما خصوصیاتی چند از این فلزات باید مدنظر قرار گیرد.
الف-ضریب هدایت حرارتی کم.
ب- ضریب انبساط حرارتی زیاد.
ج-سرشت انجماد اولیه این نوع فولادها که تاثیر مهم و تعیین کننده ای بر مکانیزم وقوع ترگ گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصی از فریت در فلز جوش بیانگر مقاومت ـن به ترک گرم است.
به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعیین ریز ساختار بر اساس ترکیبات فلز جوش ممکن است.
نمودار شفلر-دولانگ کمکی عملی در تعیین مقدار تقریبی فریت(فریت دلتا)و سرشت ریز ساختار تشکیل شده حین جوشکاری فولادهای آلیازی غیر همجنس اراوه میدهد.علاوه بر این برآوردی کلی از تاثیرات مقادیر کم فریت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنیتی را مقدور میسازد.تجربه ثابت کرده که روشهای متفاوت تعیین درصد فریت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهانی به جای درصد فریت تعداد فریت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار میدهند .
دوستانیکه احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقیقی نداشتند کاملا حق دارند و پیشنهاد میکنم به کتب و منابع معتبر برای فهم بهتر مطلب مراجعه کنند. و فرصت بهتر پرداختن به این مطالب مهم فعلا در توان بنده نیست.
3-فولادهای مقاوم به حرارت
الف-فولادهای فریتی یا فولادهای فریتی-پرلیتی از نوع (Cr یا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهای فریتی-آستنیتی
ب-فولادهای مقاوم به حرارت از نوع آستنیتی از نوع Cr-Ni-Si
در حالیکه در جوشکاری قطعات فولادی از نوع آستنیتی با الکترودها ی همجنس آن پیشگرم قطعه ضرورتی ندارد فولادهای مقاوم به حرارت از نوع فریتی کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پیش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنیل میکنند.علت اینکار هم غلبه بر درشت دانگی و تمایل به ترد شدن HAZ است.
قطعات ریختگی از جنش فریت_آستنیت را باید در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدریج سرد گردد.
جوشکاری فولادهای فریتی و فریتی-پرلیتی با الکترودهای هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ضربه ای فلز جوش را نشان میدهد لذا پیشنهاد میشود این نوع فولادها را باالکترودهای آستنیتی مقاوم به حرارت جوش داد.در این حالت نیز باید توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنیتی در محیط احتراق با گازهای اکسید کننده با هوا تقویت میشود و طبیعتا این مقاومت به حرارت در محیط گازهای احیا کننده به مقدار زیادی کاهش می یابد برای غلبه بر محیط احتراق با مقدار زیاد گاز گوگرد استفاده از الکترودهایی با کرم زیاد توصیه میگردد.
پیچیدگی وتغییرابعاد یکی ازمشکلاتی است که در اثراشتباه طراحی و تکنیک عملیات جوشکاری ناشی میشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک تنها به این مورد اشاره میکنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش انقباضی که میبایست در تمام قطعه پخش میشد به ناچار در همان محدوده خلاصه میشود و این انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاویه دار باشد منجر به اعوجاج زاویه ای(Angular distortion) میشود.در نظر بگیرید تغییر زاویه ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طویل چه ایراد اساسی در قطعه نهایی ایجاد می کند.
حال اگر خط جوش در راستای طولی و یا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمایان میشود.اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهایی قطعه میباشد. این موارد هم بسیار حساس و مهم هستند.
نوع دیگری از اعوجاج تاول زدن یا طبله کردن و یا قپه Bowing)) میباشد.
ذکر یکی از تجربیات در این زمینه شاید مفید باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال برای نصب بود که بنا به خواسته ناظرمیبایست چند پاس دیگر در تمام طول قطعه جوش داده میشد.تا ساق جوش 2-3میلیمتر بیشتر شود.بعد از انجام اینکارکاهش 27میلیمتری در قطعه بوجود آمد. واین یعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذیر نیست و اگر هم با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنیم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ایم و چه بسا حین استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد وایرادات بعدی نمایان شود.
بهترین راه برای رفع این ایراد جلوگیری ازبروز Distortion است. و(طراح یا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پیچیدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگیری از آن راهم پیشنهاد بدهد.
بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:
1- اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاریم هر چقدر که میخواهد در ضمن عملیات تغییر ابعاد و پیچیدگی در آن ایجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عملیات خاص نظیر ماشین کاری...حرارت دادن موضعی و یا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحیح ابعادانجام میگیرد.
2- حین طراحی و ساخت قطعه با تدابیر خاصی اعوجاج را خنثی کنیم.
3- از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد نیاز استفاده شود.
4- تشدید حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اینصورت نفوذ بهتری داریم و نیازی به جوش اضافه نیست.
5- ازدیاد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت دیدن قطعه میشود.
6- در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بیشتر نمود دارد.
7- تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی
8- طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحیح طراحی شده باشد میتواند فرضا مصالح جوش را در اطاف محور خنثی پخش کند و تاحد زیادی از میزان اعوجاج بکاهد.
9- بکار بردن گیره و بست و نگهدارنده باری مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه
عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
1- حرارت داده شده موضعی , طبیعت و شدت منبع حرارتی و روشی که این حرارت به کار رفته و همچنین نحوه سرد شدن
2- درجه آزادی یا ممانعت بکار رفته برای جلوگیری از تغییرات انبساطی و انقباظی. این ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و یا از طریق مکانیکی (گیره یا بست یا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.
3- تنش های پسماند قبلی در قطعات و اجزا مورد جوش گاهی اوقات موجب تشدید تنش های ناشی از جوشکاری شده و در مواردی مقداری از این تنش ها را خنثی میکند.
4- خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرایط مساوی طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاری مواردی مانندمیزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگی نرخ انتقال حرارت و ضریب انبساط حرارتی و قابلیت تغییر فرم پذیری و استحکام و بعضی خواص دیگر فلز مورد جوش تاثیر قابل توجهی در میزان تاب برداشتن دارد.مثلا در قطعات فولاد آستنیتی زنگ نزن مشکل پیچیدگی به مراتب بیشتر از فولاد کم کربن معمولی میباشد.
جوشکاری با گاز شعله یکی ازاولین روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی بوده و هنوز هم در کارگاههای کوچک در صنایع ظروف آشپزخانه و دکوراسیون و تعمیرات بکارمیرود.در این روش فلاکس یا روانساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی بکار میرود.
مزایا:سادگی فرایند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسایل
محدوده کاربرد:ورقهای نازک 8/0تا 5/1میلیمتر
محدودیتها:باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسریع خوردگی - سرعت کم –
منطقه H.A.Zوسيع است .
قطعات بالاتر از 5/2میلیمتر را به دلیل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بااین روش جوش نمیدهند.
حال می پردازیم به چگونگی تامین حرارت در این فرایند
حرارت لازم در این روش از واکنش شیمیایی گاز با اکسیژن بوجود می آید.
حرارت توسط جابجایی و تشعشع به كار منتقل مي شود.قدرت جابجایی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغببر اندکی در درجه حرارت شعله می تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زیادی تغییر دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم برای احتراق و گرمای ویژه و حجم محصول احتراق(گازهای تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار ازتی کهوارد واکنش سوختن نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابراین تنظیم کامل گاز سوختنی و اکسیژن لازمه ایجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی نیز قابل استفاده است کخمقدار حرارت احتراق و در نتیجه درجه حرارت شعله نیز متفاوت خواهد بود. در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است.
تجهیزات و وسایل اولیه این روش شاملسیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولدگاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار برای گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مسعل جوشکاری است.
استیلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپایدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نیازبه رعایت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سیلندر حدودpsi 2200است و رگولاتورها این فشار را تا زیر psi 15 پایین می آورند.و به سمت مشعل هدایت می شود.(در فشارهای بالا ایمنی کافی وجود ندارد).توجه به این نکته نیز ضروری است که اگر بیش از 5مترمکعب در ساعت ازاستیلن استفاده شود از سیلندر استن بیرون خواند زد که خطرناک است.
بعضی اوقات از مولدهای استیلن برای تولید گاز استفاده می شود. بر اساس ترکیب سنگ کاربید با آب گاز استیلن تولید میشود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
روش تولید گاز با سنگ کاربید به دو نوع کلی تفسیم میشود.
1-روشی که آب بر روی کاربید ریخته میشود.
2-روشی که کاربید با یطح آب تماس حاصل میکند و باکم و زیاد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغییرمی کند.
رگولاتورها(تنظیم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند.رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان میدهند. رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله ای و دومرحله ای تقسیم میشوند که این تقسیم بندی همان مکانیزم تقلیل فشار است. ذکر جزییات دقیق رگولاتورها در اینجا میسر نیست اما اطلاع از فرایند تنظیم فشار برای هر مهندسی لازم است(حتما پیگیر باشید).
کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن سپس مخلوط کردن آنها و هدایتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ایجاد کند.
اجزا مشعل: الف-شیرهای تنظیم گاز سوختنی و اکسیژن ب-دسته مشعل ج-لوله اختلاط د-نازل
قابل ذکر اینکه طرحهای مختلفی درقسمت ورودی گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزیمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسیر در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ای آرام بوجود آید.
در انتها یادآور می شود مطالب بسیار زیادی در این خصوص وجود داشت که بدلیل عدم امکان نمایش تصاویر که عمدتا اسکن هم نشده اند بیش از این به شرح و توضیح آنها نپرداختم.از جمله این مطالب شناسایی نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود.یا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نمای شماتیک و ... .
اما هیچکدام از این مطالب و عکسها جایگزین چند ساعت تمرین عملی در کارگاه نیست
با سمه تعالي
از : گروه آموزشي حرفه و فن شهرستان نيشابور
به : كليه مدارس راهنمايي
با سلام
احتراماً بدين وسيله تاريخ چهارمين كارگاه آموزش عمومي و سومين بازديد گروه آموزشي حرفه و فن به شرح ذيل اعلام مي گردد .
|
كارگاه آشپزي و شيريني پزي |
هنرستان |
موضوع |
تاريخ |
|
ويژه خواهران متخصص حرفه و فن |
كوشا فرح بخش |
كلاس آشپزي و شيريني پزي به مديريت رؤيا بيات ترك |
10/2/86 ساعت 17الي 45/20 |
|
بازديد از واحد دامپروري تشريح : مسائل دامپزشكي توسط دكتر دامپزشك ويژه برداران |
هنرستان كشاورزي |
گاورداري ـ اصلاح نژاد و توليد مثل ـ معاينه دام |
11/2/86 ساعت 30/15 الي 18 |
يادآوري
1ـ كارگاه آشپزي و شيريني پزي به تقاضاي گروهي از همكاران متخصص تشكيل مي شود و فاقد امتياز مي باشد لذا خواهشمند است فقط همكاران متخصص در رشته حرفه و فن شركت نمايند و از حضور همكاران غير متخصص بعلت كمبود فضا معذوريم .
2ـ. حركت وسيله نقليه از اداره جهت بازديد برادران از هنرستان رأس ساعت 15 مي باشد .
3ـضمن تقدير و تشكر از كليه همكاران شركت كننده در مسابقه توليد آموزشي اسامي افراد برتر به شرح ذيل اعلام مي گردد .
|
رديف |
نام و نام خانوادگي |
رشته |
|
1 |
احسان الله اماميان |
معرق |
|
2 |
غلامعلي تاجيك |
الكترونيك |
|
3 |
فرشته عليمرداني |
عروسك سازي |
4ـ با تشكر از همكاري و مساعدت مديريت مدرسه راهنمايي نظام و ديگر همكاران و مدارس شركت كننده در مسابقه هدف (دست سازههاي دانش آموزي سال دوم) اسامي دانش آموزان برتر به شرح ذيل اعلام مي گردد . (از افراد ذيل فقط سه نفر به مرحله استاني معرفي مي شوند )
|
رديف |
نام و نام خانوادگي |
آموزشگاه |
رشته |
|
1 |
حسين عجمي |
زكرياي رازي |
دلردستي ـچرخ سنگ |
|
2 |
علي يزدانيان |
شاهد 4 |
جوراب شور |
|
3 |
نيما عسگرآبادي |
عصمت قطن آباد |
چراغ خواب |
با تشكر گروه آموزشي حرفه وفن
کشت گلخانه ای
مقدمه
هر یک از گیاهان برای داشتن رشد مطلوب نیاز به شرایط خاصی از نظر شدت نور ، دمای روزانه ، دمای شبانه ، میزان رطوبت نسبی هوا و رطوبت خاک دارند . برای تولید و پرورش تجاری گیاهان با کیفیت بالا و در تمام طول سال باید شرایط محیطی مطلوب به همراه کنترل عوامل خسارت زا نظیر باد ، طوفان های ویرانگر ، سرما و یخبندان و ..... از طریق ساختمانی بنام گلخانه هستیم که به عنوان محیط کنترل شده مطرح می گردد و با توجه به نیاز روزافزون بازار ، چه از نظر تولید گل و گیاهان زینتی و چه از نظر سبزیجات و صیفی جات خارج از فصل این روش تولید امروزه به یکی از سود آورترین بخشهای کشاورزی تبدیل شده است که البته سرمایه گذاری اولیه فراوانی را نیز طلب می کند . با توجه به سرمایه گذاری زیادی که در این زمینه صورت می گیرد فقدان مدیریت صحیح در احداث گلخانه ، انتخاب مکان ، نوع گلخانه و پوشش آن باعث عدم بهره وری مناسب از سرمایه و امکانات خواهد شد .تعریف گلخانه
گلخانه یاGreen house به فضای محدودی اطلاق میشود که قابلیت کنترل شرایط محیطی مناسب را برای رشد گیاهان از نواحی مختلف در طی فصول مختلف یک سال داشته باشد. طبق این تعریف از جمله عملکرد گلخانه، فراهم کردن شرایط محیطی لازم و مورد نیاز محصولی معین است.گلخانهها بر حسب اینکه چه نوع مصالح ساختمانی در آنها بکار برده شده است به نوع ثابت و متحرک تقسیمبندی می شوند.گلخانههای ثابت، به گلخانههایی گفته میشود که مصالح ساختمانی بکار رفته در آنها از جنس پایدار و با دوام باشد. پس باید سالیان سال از آنها استفاده کرد.محل احداث گلخانه
یکی از اولین تصمیماتی که باید اتخاذ شود، این است که گلخانه به صورت یک واحد جداگانه، در تماس باساختمان های موجود و یا بصورت بخشی از ساختمانهای جدید ساخته شود. گلخانه های متصل به هم معمولاً هزینه های ساخت و گرمایش کمتری داشته و دسترسی آسانتری دارند، اما گیاهان نورکمتری دریافت می کنند. گلخانه های متصل به هم باید رو به جنوب ساخته شوند. یک گلخانه مستقل می تواند در محلی دورتر از ساختمانهای موجود ساخته شود. گیاهان در چنین گلخانه ای نور خورشید را از همه جهات دریافت می کنند. این گلخانه ها از لحاظ ساخت و سیستم حرارتی بسیار گران هستند و هزینه های فوق العاده ای برای خطوط آب و برق لازم دارند. یک گلخانه می تواند در هراندازه ای ساخته شود اما کوچکترین گلخانه ای که می توان در نظر گرفت چیزی در حدود 200 فوت مربع است (18.4 متر مربع ). گلخانه های کوچکتر به نسبت از لحاظ ساخت و عملکرد بسیار گران هستند .
مسائلی که باید برای احداث گلخانه در نظر داشت عبارتند از:
- دسترسی به راههای حمل و نقل که با احداث هر چه نزدیکتر به راههای اصلی این مشکل به حداقل می رسد .
- نوع سوخت مصرفی در گلخانه؛در مناطقی که امکان دسترسی به گاز طبیعی وجود دارد می توان با کاربرد این سوخت ارزان هزینه ها را به مقدار زیادی در تولید فصل سرما کاهش داد .
- دسترسی به منابع آب با کیفیت و کمیت مناسب .
- اثرات محیطی؛ جایی که دائماً دارای آب و هوای نامساعد ، بارانهای شدید ، سایه ناشی از واقع شدن در دامنه شمالی کوههای بلند و یا درختان سربه فلک کشیده می باشد مناسب احداث گلخانه نیست . شدت نور یکی از عوامل تعیین کننده محسوب می گردد .
- نوع محصولی که در برنامه تولید قرارمی گیرد . با توجه به اینکه گرایشها به سمت تولید اختصاصی محصولات است و دستور کار تولید پس از مطالعه ابتدایی بازار داخلی و خارجی مشخص می گردد قبل از احداث ، ابتدا بایستی تعیین کنند که چه محصولی تولید شود سپس تصمیم به احداث گلخانه در منطقه و اقلیمی مناسب آن محصول بگیرید . *در نظر داشتن قوانین مربوط به زمین محدوده های شهری و احداث و بهره برداری از گلخانه ها و ....
- محل احداث بایستی حتی الامکان مسطح باشد چرا که در صورت ناهمواری و شیبدار بودن ، ایجاد یک گلخانه بزرگ با مشکلات و هزینه های زیادی برای تسطیح همراه خواهد بود .
جهت گلخانه ها
اسکلت گلخانه سایه ایجاد می کند و با توجه به زاویه تابش این سایه ها متفاوت است لزوم توجه به این امر بویژه در تولید زمستانه حائز اهمیت است چرا که تغییرات اندکی دردرصد نور رسیده به گیاهان می تواند نقش بسزایی در کمیت و کیفیت تولید داشته باشد .موقعیت گلخانه باید به صورتی باشد که بیشترین مقدار نور را دریافت نماید. اولین انتخاب برای موقعیت گلخانه به صورت نمای جنوبی یا جنوب شرقی می باشد. نور تمام روز بهترین شرایط را برای گیاه فراهم می کند. البته نور تابیده شده ازجانب شرق، به هنگام صبح، برای گیاهان کافی می باشد. نور صبح بیشترین مطلوبیت را داراست، زیرا که به گیاهان اجازه داده می شود که فرایند تولید غذا را زودتر آغاز نمایند.واین موضوع منجر به حداکثر رشد می شود. بالطبع انتخابهای بعدی، نمای جنوب غربی و نمای غربی می باشد؛ چرا که دریافت نور دیرتر صورت می گیرد. نمای شمالی کمترین مطلوبیت را دارد و فقط برای گیاهانی که نور کمی احتیاج دارند مناسب می باشد .درختان برگ ریز مانند افرا و بلوط می توانند به طور مؤثری از نور شدید بعد ازظهر تابستانی با ایجاد سایه بکاهند. البته باید توجه داشت که درختان در هنگام صبح، بر روی گلخانه سایه نیاندازند. این درختان در زمستان اجازه می دهند که نور کافی به گلخانه برسد؛ چرا که در پاییز برگهای خود را از دست می دهند.
جریان هوا در گلخانه
گردش هوا در گلخانه ضروری است. وقتی که یک گیاه در معرض جریان هوای تازه درخارج از گلخانه باشد، هوای تازه در نزدیکی برگها تأمین شده و گیاه می تواند اکسیژن پس داده و از دی اکسید کربن تازه استفاده نماید. جریان هوا همچنین به پایین نگه داشتن رطوبت نسبی و کنترل دما در گلخانه کمک می نماید . گلخانه های تجاری به همه نیازمندی های اشاره شده در بالا و حتی بیشتر از آن وابسته اند. در یک گلخانه تجاری هدف اصلی سود دهی است؛ برای رسیدن به این هدف، گلخانه باید از لحاظ تأمین شرایط محیطی مطلوب کارآمد باشد. نور و دمای گلخانه باید به طور سخت و جدی کنترل شود. اخیراً کامپیوترها برای چنین کنترل هایی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. همچنین وجود گازهای سمی و گرد و غبار در گلخانه ممکن است یک مشکل جدی باشد. این گازها شامل مونو اکسید کربن، اکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن می باشند؛ که ممکن است از وسایل حرارتی متصاعد شوند .کنترل شرایط محیطی گلخانه
فعالیتهای شیمیایی صورت گرفته در فرآیند فتوسنتز گیاهان، مستقیماً متأثر از شرایط محیطی می باشد. فتوسنتز به عواملی مانند دما، شدت نور و وجود آب و مواد غذایی وابسته است. تنفس گیاه نسبت به دما ی محیطی متفاوت می باشد .محدوده دمایی توصیه شده برای بیشتر گیاهان گلخانه ای که منجر به بالاترین بازده فتوسنتزی می شود، چیزی بین 50 تا 85 درجه فارنهایت می باشد. بنابراین بدون توجه به اینکه گلخانه برای چه کاری مورد استفاده قرار می گیرد، باید محیط آن کنترل شده باشد؛ این کار برای سلامت گیاهان گلخانه ضروری می باشد.
درجه حرارت در گلخانه ها
تنظیم درجه حرارت در گلخانهها شرط اولیه برای رشد و نمو بسیاری از گیاهان است. نیاز گیاهان به درجه حرارت دامنههای مختلفی دارد. بعضی از گیاهان درجه حرارتهای بالاتری نیاز دارند مثل گیاهان مناطق گرمسیری. بعضی دیگر در درجه حرارتهای کمتر از 20 درجه سانتیگراد هم بخوبی رشد و نمو میکنند، مانند گیاهانی که از مناطق سردسیری منقل شدهاند نظیر پامچال که در جنگلهای شمال دیده میشود.اما چگونگی تنظیم درجه حرارت در گلخانهها بستگی به سیستم گرمایی دارد. انواع بخاریها یا سیستمهای گازی و ... میتوانند مورد استفاده قرار بگیرند. سیستم های حرارتی باید توان توزیع یکنواخت دما راداشته باشند و فاقد اثرات زیست محیطی باشند. دمای روزانه و شبانه توصیه شده برای چند محصول متداول گلخانه ای؛
محصول دمای شبانه ( F) دمای روزانه ( F)
گوجه فرنگی 66-60 80-70
کاهو 55 78-70
خیار 65 80
فلفل 62 80-70
گل داودی 63-62 80-75
گل شمعدانی 60-55 75-70
نیاز نوری گیاهان
همه گیاهان به یک اندازه به نور نیازمند نیستند. بعضی از گیاهان نیاز به نور فراوانی دارند و بعضی دیگر به نور کمتری نیاز دارند.گیاهان از نظر نیاز نوری به سه گروه تقسیم می شوند.گیاهان روز بلندLDP: Long Day Plants برای به گل رفتن بین 10 تا 14 ساعت به نور نیاز دارند، مانند گیاهان فصلی تابستانه نظیر آحار، اطلسی، ناز و میمون.
گیاهان روز کوتاه SDP: Short Day Plants برای به گل رفتن نیاز نوری کمتر از 12 ساعت دارند. که در نقطه مقابل گیاهان روز بلند قرار میگیرند، مثل گل داودی.
گیاهان بی تفاوت به طول روز NDP: Neutral Day Plants برای نگهداری در منزل بسیار مناسب و مطلوب هستند. مثل گل حنا یا بگونیا که حساسیتی نسبت به طول روز ندارند و در تمام طول سال گل دارند.
آبیاری گلخانه ها
تأمین رطوبت یکی از پارامترهای مهم برای رشد و نمو گیاهان است، البته باید نیازهای رطوبتی گیاهان را بشناسیم. بعد از شناخت نیاز رطوبتی گیاهان، آنها را در گلخانههای خاص خود جایگزین میکنیم یعنی همه گیاهان در یک نوع گلخانه نگهداری نمیشوند. در سطوح تخصصی و بزرگ، هر گلخانه برای یک محصول و یا تعدادی محصول مشابه با نیازهای یکسان در نظر گرفته میشود.انواع روش های آبیاری به طور خلاصه به شرح زیر است.
آبیاری سطحی(ثقلی) سیستم های آبیاری سطحی راندمان پایینی داشته و اتلاف آب در آن بالا است.در عین حال باعث شستشوی املاح افزایش رشد علف های هرز و بروز انواع بیماری های قارچی و انگلی و پوسیدگی می شود.این سیستم ها به صورت آبیاری کرتی و نواری اجرا می گردد.
آبیاری تحت فشار
1- آبیاری بارانی :هدف از آبیاری بارانی توزیع یکنواخت آب برای تمام گیاهان و کاهش دمای محیط و افزایش رطوبت است.راندمان مصرف آب 75در صد است.هزینه اولیه زیاد از معایب این سیستم است.
2- آبیاری قطره ای :در این روش آب،کودهای شیمیاییو سایر مواد مورد نیاز گیاه به صورت محلول توسط قطره چکان های نصب شده روی لوله های جانبی در اختیار گیاه قرار می گیرد.راندمان مصرف آب 90 در صد است و چون قطره چکان ها در کنار بوته یا ساقه گیاه قرار می گیرند امکان رشد و توسعه علف های هرز از بین می رود.
گاز کربنیک در گلخانهها
کاربرد Co2 تقریباً معادل استفاده از مواد غذایی، کاربرد پیدا کرده است. در کشور ما که گیاهان از لحاظ نوری در وضعیت مناسبی قرار دارند میتوان با بالا بردن مصرف Co2 راندمان محصول را نیز بالاتر برد.وجود Co2برای انجام عمل فتوسنتز ضروری است. این واکنش شیمیایی منجر به تولید محصول سبز میشود . در این واکنشCo2 عامل بسیار مهمی تلقی میشود.سالهای زیادی است که به منابع غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانه ها، برای افزایش رشد و تولید گیاهان پی برده شده است. دی اکسید کربن یکی از ضروری ترین اجزاء فتوسنتز می باشد.فتوسنتز یک فرآیند شیمیایی است که انرژی نور خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به مواد قندی در گیاهان سبز مورد استفاده قرار می دهد؛ سپس این مواد قندی در خلال تنفس گیاه برای رشد آن مورد استفاده قرار می گیرند. اختلاف بین نرخ فتوسنتز و تنفس، مبنایی برای میزان انباشتگی ماده خشک در گیاهان می باشد. در تولید گلخانه ای، هدف همه پرورش دهندگان، افزایش ماده خشک و بهینه سازی اقتصادی محصولات می باشد. دی اکسید کربن با توجه به بهبود رشد گیاهان، باروری محصولات راافزایش می دهد. بعضی از مواردی که باروری محصولات به وسیله غنی سازی دی اکسید کربن افزایش داده می شود عبارتند از : گلدهی قبل از موعد ،بازده میوه دهی بالاتر،کاهش جوانه های ناقص در گلها،بهبود استحکام ساقه گیاه و اندازة گل.بنابراین پرورش دهندگان گل و گیاه باید دی اکسید کربن را به عنوان یک مادة مغذی در نظر بگیرند.زهکشی گلخانه
از موارد مهمی که در احداث یک گلخانه توجه به زهکشی گلخانه است . در مناطقی با زمینهای دارای بافت سخت و با لایه تحت الارض غیر قابل نفوذ با قرار دادن لوله های سفالی منفذ دار زیربسترها و یا به طرق ابتکاری دیگر تمهیدات لازم را در جهت بهبود زهکشی می اندیشندبادکشن
در مناطق باد خیز ردیفی از درختان و یا یک مانع طبیعی مثل تپه برای کاهش خسارت باد استفاده می شود . حداقل فاصله درختان از گلخانه در شرق و غرب بایستی حدود 5/2 برابر ارتفاع درختان باشد . این فاصله در قسمت جنوبی بیش از یک ارتفاع درختان است .انواع پوششهای گلخانه ای
شیشهتا قبل از سال 1950 فقط گلخانه های شیشه ای وجود داشت امروزه این گلخانه هاپرهزینه ترین نوع گلخانه محسوب می گردد .چون مصرف سوخت در این گلخانه ها بالاست ، نیاز به اسکلت های محکم دارند . بسته به پهنای گلخانه از اسکلتهای مختلفی می توان برای بنای آن استفاده نمود . در پهنای کمتر از 6 متر اسکلت چوبی بدون نیاز به ستونهای میانی قابل استفاده است . برای گلخانه هایی با پهنای تا حدود 12 متر اسکلت لوله ای بدون نیاز به ستون های عمودی وسط قابل کاربرد هستند ولی بایستی برای استحکام به قاب پنجره ها متصل شوند .
پوششهای پلاستیکی
پوششهای پلاستیکی می تواند از جنس پلی استر ، پلیوینل کلراید (P.V.C) پلی وینل فلوراید(P.V.F) باشد . از مزایای این پوششها عدم نیاز به اسکلتهای سنگین وکاهش هزینه گرم کردن تا حدود 40% نسبت به گلخانه های
شیشه ای یک لایه است . امروزه گلخانه های پلاستیکی درصد بالایی از گلخانه های دنیا را به خود اختصاص می دهند . ولی در اروپای شرقی محبوبیت چندانی ندارد .عیب پوششهای پلاستیکی دوام کم آنهاست چرا که اشعه ماورای بنفش خورشید باعث شکنندگی و تیرگی پلاستیک می شود . اغلب پوششهای پلاستیکی از نوع پلیاتیلن بوده که معمولاً به ماده مفاوم کننده در مقابل UV( اشعه ماورای بنفش ) آمیخته شده اند که در این صورت طول عمر آنها تا حدود 3 سال قابل افزایش است . همچنین عیب دیگر این پوششها این است که در زمستان اگر هوای گلخانه سردتر بوده و با برخورد هوای مرطوب داخل گلخانه قطرات بخار آب بر روی آنها تشکژل می گردد که با پیوستن به هم بزرگ شده و با چکیدن قطرات بر سطح برگها باعث بالا رفتن رطوبت سطح برگ و ایجاد بیماری های قارچی می گردند و از طرفی با ریزش قطرات بر کف گلخانه ها باعث افزایش رطوبت بسترخاکها و کاهش میزان اکسیژن خاک می شوند . که تداوم این امر می تواند منجر به کاهش جذب عناصر غذایی و کاهش رشد عمومی گیاه شود . راه حل این مشکل استفاده از اسپری محلول مواد شوینده در آب است که بر روی سطح داخلی پوشش می پاشند که البته این مواد خیلی زود پاک می شوند . حسن این کار جلوگیری از بزرگ شدن قطرات است . امروزه در کشورهای پیشرفته پلی اتیلن و سایر پوششهای پلاستیک را به مواد نگهدارنده نور مادون قرمز (IR) آمیخته می کنند که تلفات دمای گلخانه را در شب 15 تا 25 درصد کاهش می دهند .
PVF نیز یکنوع پوشش پلاستیکی جدید است که تا ده سال دوام داشته و واکنش آن نسبت به نور و قیمت آن تقریباً معادل شیشه است . پوششهای دوبل پلاستیکی نیز کاهش هزینه سوخت تا یک سوم نقش موثری دارند . انجام پوششهای دولایه در اسکلت های سوله ای که ستون کمتری دارند راحت تر است . فاصله بین دولایه پایینی از 10-25/1 سانتی متر کمتر یا بیشتر نباشد.گلخانه های نیمه استوانه ای برای پوششهای دولایه ای مناسب می باشند .میزان کشیدگی پلاستیک بسیار مهم است . هنگامی که در یک روز سرد نصب شود می بایست آن را محکم کشید و در روز گرم کمتر کشیده شود با در هوای سرد منقبض و پاره نگردد . امروزه اکثر گلخانه های جدید در آمریکا چه به صورت دایم و یا موقت با پوششهای پلاستیکی ساخته می شوند.
سکوها و بسترهای کشت
سکو بخشی از فضای گلخانه است جایگاهی است برای قرار گرفتن گلدان ها یا کشت گیاهان در بستر های بالا تر از سطح زمین همانگونه که از نام آن پیدا است ، سکوها همواره در سطحی بالاتر از کف گلخانه ها قرار می گیرند . این عمل ضمن جلوگیری از گسترش عوامل آلوده کننده و بیماری زای گیاهی به تهویه بهتر و گرم شدن زودتر بستر کمک می کند . انتخاب شکل سکوها و مواد سازنده آنها به نوع گیاه ، گلخانه و سلیقه سازنده بستگی دارد . به طور کلی ویژگی های یک سکوی خوب عبارت است از:
الف _ از زهکشی مطلوبی برخوردار باشند .
ب_ پهنای آن طوری باشد که کارگران به آسانی به مرکز سکو دسترسی داشته باشند .
ج_ طوری نصب شده باشد که حداکثر نور را جذب کنند .
کارکردن با سکوها برای قرار دادن گلدان ها به کارگران این امکان را می دهد که بدون خم شدن کار خود را انجام دهند در صورتی که سکوها برای کشت گیاهان استفاده بهتر است 30-15 سانتیمتر عمق داشته و از زهکشی مناسبی برخوردار باشد . ارتفاع سکوها از سطح زمین می بایست به گونه ای باشد که اقدامات داشت با تسلط کارگر بر محصول امکانپذیر باشد که این امر به نوع محصول بستگی دارد . سکوها را می توان از جنس آلومینیوم ، ایرانیت ، الوار چوبی و یا مواد بتنی ساخت . آلومینیوم عمری طولانی دارد ولی گران قیمت است و چوب ارزان بوده ولی عمر کوتاهی دارد و احتمال پوسیدگی آن نیز زیاد است و همچنین عوامل بیماری زا نیز در آن نفوذ می کنند .
نحوه قرار گرفتن سکوها
بایستی سکوها را طوری نصب نمود که از حداکثر فضای گلخانه ای برای پرورش گیاهان استفاده شود . تعداد و عرض راهروها بستگی به نحوه استفاده از آنها و نوع محصول دارد .
ارتفاع سکوهای کشت 90-80 سانتیمتر است . پهنای سکوهای مجاور دیواره ها حدود 90سانتیمتر و پهنای سکوهای میانی که از دو طرف قابل دسترسی است حداکثر میبایست 180 سانتی متر باشد . سکوهای کشت گیاهان گلدانی نبایست دیواره داشته باشد و کف سکوها تا حد ممکن بایستی منفذدار باشد . تخته های چوبی سوراخدار به همراه تورسیمی محکم برای ساختن کف سکوها مناسبند .
در روش نوین به منظور استفاده موثر از حداکثر فضای گلخانه از سکوی متحرک استفاده می کنند . این سیستم فضای تولید را تا بیش از 90% مساحت گلخانه افزایش می دهد . راهروها توسط سکوهای متحرک اشغال شده که با حرکت سکو راهرو از یک سمت باز می شود و از طرف دیگر بسته می شود .
سکوها و بسترهای زمینی گلهای بریده
گلهای بریده را در شرایط گلخانه ای به هر دو شکل بسترهای سکوئی و زمینی کشت می کنند . گیاهانی مثل گل داوودی و میمون را می توان بر روی سکوها کشت نمود . ولی این سکوها بایستی نزدیک زمین قرار گیرند تا عملیات حذف جوانه ها ، محلول پاشی و برداشت امکان پذیر باشد ، میخک را نیز به علت حساسیت به بیماری پژمردگی باکتریایی برروی سکوهای کوتاه پرورش می دهند .
ضد عفونی کردن خاک سکوها راحت تر و موفقیت آمیز تر از بسترهای زمینی است . بسترهای زمینی باید به گونه ای باشند که خاک اطراف ریشه را از قسمتهای دیگر مجزا کنند . بتون برای بسترهای زمینی مناسب است .
تجهیزات و ادوات مورد نیاز در گلخانه ها
از تجهیزات و ادوات مورد نیاز گلخانه میتوان به سیستم گرمایشی, سرمایشی, ژنراتور و....... اشاره نمود.
الف- انواع سیستم گرمایشی:
1-سیستم مرکزی:سیستم شوفاژ(برای گلخانه های بالای 4/.هکتار) در این سیستم از بخار آب یا آب داغ استفاده می شود.
2-سیستم موضعی: بخاری شامل سه دسته, بخاریهای منفرد یا تراکمی– بخاریهای کنوکسیونی یا همرفتی– بخاریهای تابشی با انرژی پایین.
ب- انواع سیستم سرمایشی:
1- سیستم خنک کننده تابستانه:
1-1- سیستم خنک کننده فن وپد: متداولترین سیستم تابستانه در گلخانه ها به شمار می رود.
2-1- سیستم خنک کننده تبخیری(مه پاش)
2- سیستم خنک کننده زمستانه
2-1- سیستم تیوپ– پنکه
|
|
| مهندسی و فنآوری > مهندسی > مهندسی الکترومکانیک علوم طبیعت > فیزیک > الکتریسیته و مغناطیس > الکتریسیته |
(cached) |
دید کلی
باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است و پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر میرسد، به انرژی باد تبدیل میشود. گرم شدن زمین و جو آن بطور نامساوی سبب تولید جریانهای همرفت (جابجایی) میشود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است.با توجه به اینکه مواد قابل احتراق فسیلی در زمین رو به کاهش است، اخیرا پیشرفتهای زیادی در مورد استفاده از انرژی باد حاصل شده است. انرژی باد اغلب در دسترس بوده و هیچ نوع آلودگی بر جای نمیگذارد و میتواند از نظر اقتصادی نیز در دراز مدت قابل مقایسه با سایر منابع انرژی شود. در سالهای اخیر کوشش فراوانی برای استفاده از انرژی باد بکار رفته و تولید انرژی از باد با استفاده از تکنولوژی پیشرفته در ابعاد بزرگ لازم و ضروری جلوه کرده است.
|
تاریخچه
احتمالا نخستین ماشین بادی به توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانهها و مصریها ، رومیها و چینیها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کردهاند. بعدها استفاده ار توربینهای بادی با محور قائم سراسر کشورهای اسلامی معمول شده و سپس دستگاههای بادی با محور قائم با میلههای چوبی توسعه یافت و امروزه نیز ممکن است در برخی از کشورهای خاورمیانه چنین دستگاههایی یافت شوند.در قرن 13 این نوع توربینها به توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی مبذول داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود 9 هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار میگرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال 1854 شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد.
بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد. در شوروی سابق در سال 1931 ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار میرفت 100 کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج 23 متر و قطر پرهها 30.5 متر بود.
|
باد مخرب است یا مفید؟
گهگاه توفانها و گردبادهای سهمگینی در گوشه و کنار جهان پدیدار میشود که اگر نیروی آنها بطور صحیح بکار گرفته شود، میتواند به جای مخرب بودن ، مفید باشد. اصول بهره برداری از انرژی باد از نخستین کوششهای انسان تا کنون تغییر نکرده است. با وزش باد ، قایقها و کشتیها به حرکت در میآیند و یا پره آسیاب بادی از طریق دندهها گردانده میشود. امروزه مولدهای الکتریسیته بادی به نحوی طراحی شدهاند که از حداکثر نیروی باد بهره برداری شود و انرژی باد بجای آسیاب کردن غلات ، بوسیله یک ژنراتور توربینی تبدیل به الکتریسیته میشود.مزایای انرژی بادی
یکی از مزایای انرژی باد آن است که وزش باد در زمستانها سریعتر است و هنگامی که نیاز بیشتری به برق داریم، الکتریسیته بیشتری تولید میشود. این انرژی بدون ایجاد آلودگی ، دارای منبع انرژی پایان ناپذیر و فن آوری آزموده شده است. پیشرفتهای اخیر در صنعت ، همواره سبب کاهش هزینه الکتریسیته تولید شده توسط مولدهای بادی میباشد؛ این مبلغ کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده توسط زغال سنگ و شکافت هستهای است و از نظر اقتصادی قابل رقابت با سایر موارد میباشد.همچنین مانند دیگر انرژیهای قابل تجدید و ادامه دار مخالفان زیادی ندارد. بریتانیا دارای موقعیتهای خوبی از نظر منبع باد در اروپا است. دانمارک در مقایسه با انگلستان که فقط 25% درصد الکتریسیته مورد نیاز خود را از نیروی باد تأمین میکند، 3.7 درصد (600 میلیون وات) الکتریسیته مورد نیاز را از انرژی باد تهیه میکند؛ در صورتی که منبع باد انگلستان 28 برابر بیش از دانمارک است.
ناکار آمدیهای انرژی بادی
گفته میشود که یکی از بزرگترین موانع بهره برداری از نیروی باد در بریتانیا ، مسأله تأثیر زیست محیطی آن است. بسیاری از مردم میگویند مولدهای بادی از نظر ظاهری ناخوشایند بوده و پر سر و صدا میباشند؛ بخصوص چون در نواحی زیبای خارج از مناطق شهری قرار دارند. اما باید گفت مولدی که سوخت آن زغال سنگ است، مسلما پر سر و صداتر و زشت تر از دکلهای آسیاب بادی خواهد بود. صدای متوالی توربینهای دکلهای آسیاب بادی برای کسانی که در نزدیکی آنها میباشند، یک موضوع مهم به شمار میرود. اکنون صدای این مولدها به کمک فناوری چرخ دندهها و توربینهای سه تیغهای قابل کنترل میباشد. |
نیروگاه ساحلی
یک راه پیشگیری از شکایات مذکور ، بنا کردن مجموعه دکلهای بادی در پایگاههای ساحلی است که هیچ کس نه آنها را میبیند و نه صدایشان را میشنود؛ همچنین در آنجا اغلب وزش باد دو برابر خشکی میباشد. با اینکه هوای دریا طبیعتی تباه کننده دارد و سبب کاهش عمر مولدها میگردد، اما در عوض احتمال تخریب و خرابکاری در آنها کاسته میشود.نیروگاههای جدید بادی
امروزه ارتفاع برجهای مخصوص انرژی باد به 70 متر میرسد، میتوانند 1.5 مگاوات برق تولید کنند. اما نصب روتورهای (چرخندهها) قویتر در این تأسیسات میتواند بهای الکتریسته حاصل از این منبع غیر سنگوارهای را تا حد قابل ملاحظهای کاهش دهد. در حال حاضر یک شرکت آلمانی در صدد است تا با تولید نسل جدیدی از تأسیسات بادی هزینه این منبع انرژی جایگزین را تا حد الکتریسیته هستهای کاهش دهد. برج جدید که 90 متر ارتفاع دارد، قادر است 5 مگاوات الکتریسیته تولید کند، از آنجا که مجموعه چرخ دندهها و مواد در یک واحد جای دارند، بخش محرک بسیار سبکتر از نمونههای قبلی است. این ویژگی امکان استفاده از این تأسیسات را در دریاهای آزاد که در آنها بادهای قویتری میوزد، آسانتر میسازد.از اطلاعات مربوط به صنعت هواپیمایی ، آیرودینامیک ، الکترونیک و ... در ساخت این ماشینها بهره گیری میشود. به این ترتیب پروانههایی ساخته میشود که برای بادهای تند بطور سریع کار میکند. ماشینهای دیگر غیر از پروانه نیز مورد نظر بوده و در حال توسعه است. دو درصد از انرژی خورشید که به زمین میرسد به باد تبدیل میگردد، 35 درصد انرژی باد در ضخامت یک کیلومتری از سطح زمین موجود است. محاسبات نشان میدهد که برای تمام سیاره زمین این انرژی 20 برابر انرژی مصرفی دنیا است.
نیروگاه بادی در آسمان
بهرهگیری از نیروی باد به عنوان یکی از منابع انرژی نو روز به روز بیشتر میشود. توان کنونی جهان ، حدود 50 هزار مگاوات است؛ یعنی چیزی در حدود توان 50 نیروگاه هستهای. اما هنوز مشکلاتی بر سر راه بهرهبرداری از این الکتریسیته سبز وجود دارد. توربینهای چرخان باعث تداخل در دریافت تلویزیونی میشوند و به نظر میرسد وقتی باد نمیوزد، منظره ناخوشایندی از چیزهایی بیمصرف را به نمایش میگذارند.اما برایان رابرت ، مهندس استرالیایی ، راه حل جالبی برای این کار دارد: به جای برافراشتن توربینها روی زمین ، آنها را در جریان تند باد در ارتفاع 15 تا 45 هزار پایی شناور میسازیم. او با همکاری سه مهندس دیگر دستگاهی را ساختهاند که ژنراتور الکتریکی پرنده (FEG) نام گرفته است. این دستگاه مانند بادبادک در هوا شناور میماند و بادهایی با سرعت 200 مایل بر ساعت ، پرههای آن را میچرخانند. جریان الکتریکی تولید شده از راه رشته بسیار محکمی به ایستگاه زمینی فرستاده میشود. به نظر این مهندس استرالیایی میتوان 600 عدد از این دستگاهها را در هوا داشت که هر کدام 20 مگاوات برق تولید میکنند.
محاسبه سرعت میانگین باد
بادها از یک قانون کلی تبعیت میکنند، ولی از لحاظ شدت روزانه و مدت وزش در هر نقطه از زمین بطور قابل ملاحظهای تغییر میکند. سرعت باد نسبت به ارتفاع از سطح دریا تغییر میکند. با آزمایشهایی که انجام یافته ، نسبت توان تولیدی در ارتفاع 1500 متری به توان تولیدی در ارتفاع 50 متری برابر 25 و در ارتفاع 300 متری این نسبت برابر 10 میباشد.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مسائل اقتصادی ماشینهای بادی
امروزه تکنولوژی استفاده از انرژی باد در بسیاری از کشورها در دسترس بوده و ارزانترین راه برای تهیه الکتریسیته از مشتقات انرژی خورشیدی تشخیص داده شده است. بهای انرژی تولید شده به عوامل محیطی و عملی و نیز نوع ماشین بکار گرفته شده بستگی دارد. با بررسیهای مختلفی که در زمینه قیمت استفاده از انرژی باد انجام گرفته است، نشان میدهد که گر چه هزینه ماشینهای بادی با بزرگی و نیز ازدیاد توان تخمینی آنها افزایش مییابد، ولی بهای هر کیلو وات انرژی آنها کاهش پیدا میکند.وقتی کاربردهای جمعی ماشینهای بادی مورد نظر باشد، هزینههای کاربردهای جمعی ماشینها در ابعاد کوچک است. لازم به یاد آوری است که در انتخاب دستگاههای بزرگ محدودیتهایی وجود دارد. مثلا اگر سرعت انتهایی پره ماشین بادی به حد سرعت صوت و یا بیشتر برسد تولید موج ضربه کرده و سبب گرم شدن و فرسودگی و از کار افتادن سریع ماشین میشود.
علاوه بر اینکه باید سعی شود تا ماشینهای بادی هزینه اصلی (هزینه ساخت روتور ، دکل و ..) کمتری داشته باشند و بایستی در محلهایی نیز که باد قابل ملاحظهای دارند نصب شوند و ماشین برای سرعت باد عملی تنظیم شده باشد. تهیه ماشینی که برای تمام سرعتهای باد کار کند، گرانتر تمام میشود. ماشینهای معمولی بادی اصولا برای جلوگیری از مصرف سوختهای دیگر در ایام وزش باد بکار میروند و همراه با سایر دستگاههای تولید انرژی نیز ار آنها استفاده میشود.
اگر از ماشین بادی بصورت تنها منبع انزژی استفاده شود، باید دستگاههای ذخیره انرژی در کنار ماشینهای بادی نظیر انبارهها ، ذخیره هیدروژن به توسط الکتریسیته ، دستگاههای ذخیزه حرارتی ، دستگاههای ذخیره انرژی جنبشی (چرخ طیار ، دستگاههای الکترومغناطیسی فوق هادی) ، دستگاههای ذخیره انرژی پتانسیل (نظیر دستگاههای سیالی پمپی با دستگاههای ذخیره فشاری) بکار گرفته شوند. با اضافه کردن دستگاههای دخیره ، بهای برق تولیدی ممکن است به مراتب افزایش یابد.
مباحث مرتبط با عنوان
- ارتباط تکنولوژی با انرژی
- انرژی
- انرژی الکتریکی
- انرژی خورشید
- انرژی هستهای
- برق هستهای
- تولید انرژی
- ذخیره انرژی
- ضرورت مطالعه انرژی
- منابع انرژی آینده
مقاله مورد نظر را انتخاب کنید
| ردیف | عنوان مقاله | خلاصه مقاله |
| 1 | سرمقاله: صنایع کوچک و هزار توی اعتبارات بانکی | |
| 2 | جهت گیری های صنعت آهنگری در اروپا | توجه به توسعه جارت قطعات آهنگری ، در واقع مستلزم توجه به توسعه بازار آن می باشد. مشتری های اصلی صنعت آهنگری ، تولیدکنندگان خودروهای سبک و سنگین هستند، به طوری که تقریبا 60% تولید قطعات آهنگری بوسیله این شاخه از صنعت مورد استفاده قرار می گیرد . این موضوع نه تنها در اروپا بلکه در کل جهان صادق است، اما شرایط خاصی بر اروپا حاکم است که هنگام مطالعه و بررسی توسعه صنعت خودرو و صنعت آهنگری، باید تاثیر این شرایط بر توسعه آهنگری و مشتری اصلی آن، صنعت خودرو در نظر گرفته شوند. معمولا در مراسم گشایش کنفرانس بین المللی آهنگری، میزان تولید همه کشورها ارائه می شود، اما احساس می شود ارائه دورنمای صنعت آهنگری مهمتر باشد، بنابراین در این مقاله فقط مهمترین اطلاعات تولیدی سال 2001 کشورهای اروپایی عضو یوروفورج ارائه شده و در مقابل بخش اعظم مقاله بر روی توسعه واقعی در تجارت قطعات خودرو می باشد متمرکز می شود. در ابتدا یک نگاه اجمالی جهت گیری و توسعه در جارت قطعات آهنگری در اروپا و اقتصاد وابسته به آن مورد بررسی قرار می گیرند. |
| 3 | ایزو 9001 سال 2000 چیست- بخش اول | بسیاری از شما تا به حال از خود پرسیده اید که ایزو 9001 سال 2000 چیست؟ در این مقاله سعی بر آن شده است تا در قالب پرسش و پاسخ به سوالاتی که در مورد ایزو 9000 در ذهن متبادر می شود، پاسخی مناسب ارائه شود. |
| 4 | اسکن لیزری سه بعدی را بشناسیم | آیا می دانید، در کشورهای پیشرفته مدل CAD قطعات در زمان بسیار کوتاهی تهیه می شود؟ آیا می دانید، کنترل ابعادی قطعات یا پنل های بدنه خودرو و نظایر آن می تواند خیلی سریع انجام شود ؟ آیا می دانید، قالبسازان اروپایی و یا تایوانی در زمان اندکی قالب می سازند؟ از خود سوال نمی کنید چگونه و چطور ممکن است؟ و آیا تا بحال به عوامل موثر بر این سرعت و دقت توجه کرده اید؟ امروزه تصور تجهیزات اندازه گیری دقیق بدون لیزر امری غیر ممکن است. این همان نکته ای است که تولیدکنندگان و قالبسازان پیشرو درک کرده اند. فکر می کنید دیجیتایز کردن یک پنل بدنه خودرو چقدر طول می کشد ؟ و اگر بگوییم با کمک فن آوری لیزر می توانید سرعت دیجیتایز کردنCMMهای معمولی را تنها با یک پراب ساده لیزری به 1000 برابر برسانید، حتما بهت زده خواهید شد. با این سرعت درست مثل این است که از قطعه فیلم برداری می کنید. |
| 5 | ساخت و تولید در اینترنت | امروزه ضرورت استفاده از اینترنت بی نیاز از هرگونه توضیح است.هر یک از سایت های این فضای بی کران دری است به سوی یک علم، فن، هنرو... این ستون گردشی است در اینترنت برای معرفی سایت های مربوط به ساخت و تولید.پیشنهادات سازنده خوانندگان ما را در هر چه پر بار تر کردن این سطور راهنمایی خواهد کرد. |
| 6 | براده برداری قطعات ساخته شده از متالوژی پودر | قطعات ساخته شده به روش متالوژی پودر جهت ماشینکاری و رسیدن به شکل نهایی نیاز به روش ها و تکنیک های خاص خود می باشدکه اینروش ها کاملا با روش هایی که برای قطعات کار شده و ریخته گری شده به کار می رود متفاوت است زیرا اینگونه قطعات دارای خلل و فرج می باشند. ساختار قطعات متالوژی پودر شده به گونه ای است که در هنگام ماشینکاری تولید مسائلی می کنند که مهمترین دلایل آن ... |
| 7 | تحقیقی بر تکنولوژی اتصالات پرسی در ورق های فلزی خودرو | اتصال پرسی روش جدید و متفاوت از روش های رایج در اتصال ورق های فلزی می باشد. در این روش فرآیند اتصال ورق های فلزی با استفاده از یک قالب و پانچ صورت می گیرد.این روش در 10 سال گذشته توسعه داده شده و به تدریج در زمینه تولیدات خودرو به کار گرفته شده است. در مقایسه با فرآیند رایج نقطه جوش، مزیت مهم این روش، اتصال ورق با جنس و ضخامت های متفاوت است. از این روش می توان در فرآیند اتصال ورق فلزی به ورق غیر فلزی نیز استفاده کرد. از دیگر مزیت های آن سادگی ابزار تولید، راحتی اجرای فرآیند، قابلیت تولیدبالا، قیمت پایین و تولید مطابق با استاندارد زیست محیطی دانست. |
| 8 | ایجاد سوراخ های بزرگ با استفاده از سنتر ماشین های گلویی ISO40 | در این مقاله یک ابزار جدید برای سوراخکاری معرفی شده است که سنتر ماشین گلوییISO40 را قادر به ایجاد سوراخ های بزرگ می سازد بدون اینکه فشار یا نیرویی بیش از حد مجاز متوجه ماشین شود. اگر چه می توان از این ابزار برای سوراخکاری روی ماشین هایی از قبیل فرزها، بورینگ ها و سنتر ماشین ها استفاده کرد اما در اینجا سنترماشین هایی مورد بحث هستند که در آنها سیستم فرمان Urma Inter Max پیاده سازی شده است . یکی از ویژگی های جالب این ابزار خارج شدن ابزار از سوراخ بعد از اتمام سوراخکاری بدون خط افتادن روی سطح سوراخ ذکر شده است. |
| 9 | راهنمایی صنعت | |
| 10 | انتخاب مواد برای قالب های کشش عمیق | کشش عمق فرآیندی است که جهت شکل دادن ورق های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند بلانک مسطح فشرده می گردد بصورتی که قسمت مرکزی ورق فلزی به سمت یک ماتریس توسط یک سنبه فشار داده می شودو یک قطعه بدون هیچ چروکیدگی در لبه ها ایجاد می گردد. |
| 11 | تولید رزوه به روش رولینگ | در این روش هیچگونه براده برداری از روی کار صورت نمی گیرد بلکه یک عمل فرم دهی سردمی باشد لذا استحکام اینگونه پیچ ها نسبت به پیچ هایی که تراشکاری یا سنگ زنی شده اند به مراتب بیشتر است. ابزار از دو یا سه غلتک یا به عبارتی قرقره به همراه یک نگهدارنده که به Head معروف است تشکیل شده است. |
| 12 | مهندسی سطح و کاربرد لیزر در آن | سطوح به بیان ساده دنیای فیزیکی اطراف ما را تشکیل می دهند. در اغلب محصولات اجزائ ساختاری که زیر سطح واقع شده اند مورد حفاظت سطح قرار می گیرند. خصوصیات سطح نه تنها تعیین کننده ظاهر و زیبایی محصول است بلکه واکنش با محیط به همراه اثرات مکانیک مثل اصطکاک و سایش و اثرات شیمیاییچسبندگی،خوردگی و اثرات نور و گرما مثل انتقال یا بازتاب و همچنین اثرات الکتریکی در این میان دارای اهمیت هستند. علم مهندسی سطح شاخه مهمی از علم مواد است که بیش از آنچه انتظار می رود مورد توجه است. مهندسی سطح باعث جلب توجه شاخه های مدیریت، بازاریابی، خرید و فروش تضمین کیفیت نیز اشاره شده است زیرا می تواند منافع اقتصادی به بار آورد. اگرچه زمینه علوم مهندسی بسیار گسترده است ولی در ابتدا سعی ما بر این استکه یک دسته بندی از روش های عملیات سطحی برای شما ارائه کنیم و به مقایسه خصوصیات سایش و چسبندگی و خوردگی این روش ها بپردازیم. همچنین به معرفی روش های صنعتی و کاربردی مختلف در مهندسی سطح پرداخته و پس از آن به بیان کاربردهای تکنولوژی لیزر در مهندسی سطح می پردازیم. |
| 13 | ریخته گری کوبشی | ریخته گری کوبشی که تحت عنوان فورجینگ فلز-مایع نیز نامیده می شود عبارت است از فرآیندی که در آن فلز - مایع تحت فشار داخل قالب های بسته ای که در بین صفحات یک پرس هیدرولیک قرار دارند منجمد می شوند... |
| 14 | ریخته گری تحت فشار جهت تولید روتور مسی موتورهای الکتریکی | هدف این طرح، طراحی، ساخت ونشان دادن قالب هایی است که بتوانندمحیط ریخته گری تحت فشار ، روتور مسی موتور را تحمل کرده و بتواند حد اقل تا 1000 قطعه را به خوبی تولید نماید. آزمایشات نشان داده است که موادی از جنس تنگستن و مولبیدن برای ساخت این قالب ها مفید و مقرون به صرفه است. |
| 15 | شکل دهی با المان های منفک | شکل دهی با المان های منفک یک روش تولید انعطاف پذیر است.این روش برای شکل دهی ورق های فلزی بزرگ و مختلف به صورت سطوح سه بعدی مناسب است. این مقاله اصول پایه شکل دهی ورق، ویژگی های دفرمه شدن شکل دهی با المان های منفک و بعضی معایبی که در طول پروسه شکل دهی بوجود می آید را توضیح می دهد. این مقاله همچنین چهار نوع روش پایه شکل دهی با المان های منفک و شکل دهی بدون داشتن خاصیت فنری بر اساس اصول فرم دادن تکراری و گام به گام که می تواند برای فرم دادن ورق های بزرگ مورد استفاده قرار گیرد را ارائه دهد. |
| 16 | فرم دهی بهتر فلزات با استفاده از ضربات مغناطیسی | در اوهایا ، کلمبوس، یک روشی در دانشگاه ایالت اوهایا جهت شکل دهی فلزات ابداع شده است. در این روش با استفاده از مغناطیس قطعات فرم داده شده و ضمن کاهش در قیمت تولید در حفاظت محیط زیست از آلودگی های ناشی از تولید نیز کمک می نماید. این فرآیند همچنین سازندگان را قادر می سازد تا در استفاده از فلزات موجود و در دسترس بهتر عملکرده و بتوانند ورق های خیلی نازک مثل ورق های نازک آلومینیومی را به راحتی فرم دهی دقیق نماید. |


