کوچکترین وبگاه ايرانيان

توربین کاپلان

توربین کاپلان با محور عمودی و درفت تیوب زانویی
نیروگاه‌های برق آبی کوچک –
چینش‌های متفاوتی برای واحدهای کوچک کاپلان با محور عمودی وجود دارد. معمولاً از رانرهایی استفاده می‌کنند که نسبت به سطح آب پایین دست در ارتفاع بالاتری قرار می‌گیرند. بنابراین نیازی به دریچه ای برای درافت تیوب وجود ندارد .
محل نیروگاه، شکلی نیمه کروی دارد. همان طور که در شکل دیده می‌شود، برای دسترسی به هدکاور توربین، فضای کمی وجود دارد. این مساله، محدودیت اساسی را در این چینش نشان می‌دهد. بنابراین از روی احتیاط، ارتفاع ژنراتور و شفت توربین را بیشتر می گیرند تا فضای کافی برای تعمیرات به‌وجود آید. بنابراین بیرون آوردن توربین، نیازمند بیرون آوردن ژنراتور و همچنین افزایش‌دهنده‌ی سرعت خواهد بود که سبب افزایش هزینه‌ها خواهد شد. بنابراین اولویت با چینش هایی با شفت افقی خواهد بود که از واحدهای S شکل استفاده می‌کنند. ولی در هر صورت، نحوه‌ی نصب به آسانی مشابه شکل زیر خواهد بود.
نیروگاه های برق آبی کوچک -
ژنراتور در یک حباب تخم‌مرغی(بالب) و یا یک Pit و در مسیر آب بالادست قرار می‌گیرد. نصب به صورت Pit، همان حالت بالب است که قسمت بالای آن باز شده باشد و امکان دسترسی به ژنراتور را ساده‌تر می‌سازد. به این دلیل برای حفظ اندازه‌ی ژنراتور، نیاز به گیربکسی است که سرعت ژنراتور را بین 600 تا 1000 rpm افزایش دهد. اگر دور رانر توربین، بیش از 275 rpm باشد، نیازی به گیربکس نیست. این حالت را در شکل می‌توان دید.
پایین‌دست بالب یا pit ، تجهیزاتی مانند پره‌های ثابت، پره‌های متحرک(ویکت گیت)، رانر کاپلان و در نهایت یک درفت تیوب مخروطی وجود دارد. همان‌طور که گفتیم، برای تعمیرات، دستیابی راحتی به اطراف توربین وجود دارد. بنابراین مانند همه‌ی واحدهای با شفت افقی، بدون درآوردن ژنراتور، می‌توان رانر را برای تعمیرات بیرون آورد. واحدهای بالب فقط در قطرهای زیاد وجود دارند و با توجه به مشکل " دسترسی محدود" به بالب، باید تا حد ممکن، کمتر استفاده شوند. واحدهای pit type از این جهت، مطلوب‌ترند.
Turbine selection for small low-head hydro developments. By:J. L. Gordon, P. Eng - Hydropower consultant
نیروگاه های برق آبی کوچک -
توربین کاپلان S- type با محور افقی
این توربین‌ها معمول‌ترین توربین با هد پایین هستند که در نیروگاه‌های برق آبی کوچک استفاده می‌شوند که توسط بسیاری از سازندگان به‌صورت از پیش طراحی شده‌ای، ساخته می‌شوند. قطر این توربین‌ها از 1 متر تا 4 متر ساخته می‌شود و در محدوده‌ی هدهای از 5 متر تا 25 متر و همچنین در محدوده‌ی توان‌های حداکثر تا12MW به‌کار گرفته می شوند.
نیروگاه های برق آبی کوچک -
این مدل توربین در محلهایی با زوایای شیب 15 تا 45 درجه نسبت به افق و در سایت‌های به‌کار می روند که هد بسیار کمی با ارتفاع خالص بین 2 تا 8 متر دارند. این توربین‌ها در محدوده‌ی توان‌های حداکثر تا 2.6MW به‌کار گرفته می‌شوند.
محل کاربرد هیدروتوربین‌های کوچک:
1. Inclined axis, very low head Kaplan gear turbine
این مدل توربین در محلهایی با زوایای شیب 15 تا 45 درجه نسبت به افق و در سایت‌های به‌کار می روند که هد بسیار کمی با ارتفاع خالص بین 2 تا 8 متر دارند. این توربین‌ها در محدوده‌ی توان‌های حداکثر تا 2.6MW به‌کار گرفته می‌شوند.
2. Horizontal axis “S” type Kaplan turbine
این توربین‌ها در محدوده‌ی هدهای از 5 متر تا 25 متر وهمچنین در محدوده‌ی توان‌های حداکثر تا12MW به‌کار گرفته می شوند.
5. Horizontal axis “S” type propeller turbine.
6. Horizontal axis pit type propeller turbines.
از مدل‌های 5 و 6 که در فهرست بالا آورده شده‌اند به‌خاطر مشخصه‌ی بسیار حساس راندمان این توربین‌ها نسبت به تغییرات هد و فلو به ندرت استفاده می‌شود و این توربین‌ها تنها در سایتهایی به‌کار گرفته می‌شوند که کمترین تغییر در میزان هد و فلوی آب را دارند.
7. Unit #7. Horizontal axis Francis turbine
این توربین‌ها عمدتاٌ با رانرهایی با قطر کمتر از 1.8 متر بکار می روند. برای به‌کارگیری این توربین‌ها به هد خالص بین 20 تا 100 متر نیاز دارند و در محدوده‌ی توانی حداکثر تا 12MW به‌کار گرفته می‌شوند. در بیشتر کاربردهایی که از این نوع توربین استفاده شده است، توان خروجی کمتر از 5MW بوده است.
8. Unit #8. Horizontal axis, double runner Francis turbine
در برخی از سایت‌ها که هد نیروگاه برای نصب یک رانر بسیار کم است، برای افزایش سرعت رانر از این نوع توربین استفاده می شود. در بیشتر کاربردهای به‌کار رفته، توان این نوع توربین کمتر از 5MW بوده است . اصولاٌ این نوع توربین در محدوده‌ی توان 1MW تا 15MW و ارتفاع یا هدهای 15 تا 100 متر به‌کار می‌روند.
9. Unit #9. Vertical axis “Saxo” axial flow Kaplan turbine
تا کنون تعداد بسیار کمی از این نمونه توربین ساخته شده‌اند. در این نمونه توربین، با افزایش میزان فلو، راندمان توربین افت می کند که در نتیجه باید از رانری با قطر بزرگ‌تر در این موارد استفاده شود

یک شنبه 22 آذر 1388

4:44 AM

نظرات(0)

سد های پلاستيکی

مقدمه :

تكنولوژي نسبتاً جديدي كه براي مهار آبهاي سطحي به كار گرفته شده است تكنولوژي ساخت سدهاي لاستيكي مي باشد . قبل از اين نوع سدها براي مهار و هدايت آب به سوي زمينهاي وسيع و آبروها ، از دريچه هاي فولادي و تخته هاي چوبي استفاده مي شد كه در جلوي دريچه ها قرار مي گرفت تا آب با فشار بيشتري جريان داشته باشد . در اين كار نيز به نيروي انساني نياز بود و اگر در باز كردن اين دريچه ها تأخيري روي مي داد سيل ايجاد مي شد و دريچه را با خود مي برد .
ايدة استفاده از سدهاي لاستيكي اولين بار در سال 1950 توسط «ايمبرسون» مطرح شد . در سال 1965 اولين سد لاستيكي بادي در ژاپن براي ذخيره سازي آب به بهره برداري رسيد .
هم اكنون در حدود 100 سد لاستيكي در آمريكاي شمالي ، بيش از 1000 سد لاستيكي در ژاپن و خاور دور ، و در مجموع 2600 سد در نقاط مختلف جهان به طور موفقيت آميز در دست بهره برداري ميباشند.

كاربرد ها و مزاياي سدهاي لاستيكي

۱:كنترل سيلابها و تنظيم جريان رودخانه :

اين كار نوسط دستگاههاي الكترونيكي در اتاق كنترل و به طور خودكار انجام مي گيرد . پايي آمدن رقوم سطح آب از يك سطح مشخص به معناي پايان سيلاب است ، كه در اين صورت دستگاه الكترونيكي كنترل ، دستور افراشتن سد را اعلام مي دارد كه با اين اعلام كمپرسور هوا به كار افتاده و سد را باد ميكند .

۲:كنترل رسوب رودخانه :

از آن جا كه سكوي بتني محل استقرار سد لاستيكي ، در كف رودخانه و هم تراز با بستر آن كار گذاشته مي شود ، در هنگام خواباندن سد ، شرايط رودخانه مانند شرايط قبل از احداث سد لاستيكي است . اين ويژگي باعث مي شود كه پشت سدهاي لاستيكي را رسوب پر نكند ، زيرا در هنگام وقوع سيل كه بيشترين بار رسوب گذاري رودخانه است ، سد به صورت اتوماتيك به حالت خوابيده در مي آيد و رودخانه شرايط طبيعي پيدا مي كند .

موارد استفاده از سدهاي لاستيكي :

1. كنترل سد و حفاظت ساحلي در برابر فرسايش .
2. نصب بر روي بندها و سدها به منظور افزايش ارتفاع آنها و كمك به توليد برق .
3. كاهش آلودگي آب .
4. افزايش ظرفيت ذخيرة سدها .
5. مسائل تفريحي از قبيل شنا ، قايق راني ، ...
6. جلوگيري از نفوذ آب شور دريا به هنگام مد به ساحل .
7. ...

مزاياي اقتصادي سدهاي لاستيكي نسبت به موارد جايگزين

از جمله مزاياي اقتصادي اين سد ها نسبت به موارد جايگزين شده عبارتند از :
1. سدهاي لاستيكي به فونداسيون پيچيده اي نياز ندارند .
2. اين سد ها مي توانند تا دهانه اي به طول 100 متر اجرا شوند .
3. اين سدها به حداقل حفاظت و نگهداري نياز دارند . قسمت عمدة تعميرات مربوط به سيستمهاي مكانيكي سد مي باشد . تعمير و نگهداري بدنة سد نيز شباهت بسياري به تعمير لاستيك اتومبيل دارد و در صورت سوراخ شدن بدنة سد آن را مانند لاستيك اتومبيل پنچر گيري مي كنند .
4. انعطاف پذيري سد در مقابل زلزله .
5. نصب و ساختن بسيار سريع .

اجراي سدهاي لاستيكي :

سدهاي لاستيكي از يك تيوپ هوا كه به يك بستر متصل مي شود تشكيل شده است ، انواع قديم سدهاي لاستيكي FABRI DAM ناميده مي شد كه به در آنها مخلوط آب و هوا براي متورم كردن تيوپ استفاده مي شد ، در حال حاضر از سدهايي به نام INFLATABLE DAM استفاده مي گردد يعني سدهايي كه قابل باد شدن مي باشند .
ساختمان سدهاي لاستيكي را مي توان متشكل از سه بخش دانست :
1. بدنة سد ( RUBBER DAM BODY )
2. بستر سد و تجهيزات مهار
3. سيستم كنترل و بهره برداري

شنبه 21 آذر 1388

5:31 AM

نظرات(0)

بمب هسته اي چگونه كار مي كند؟

شما احتمالاً در كتابهاي تاريخ خوانده‌ايد كه بمب هسته‌اي در جنگ جهاني دوم توسط آمريكا عليه ژاپن بكار رفت و ممكن است فيلم‌هايي را ديده باشيد كه در آنها بمب‌هاي هسته‌اي منفجر مي‌شوند. درحاليكه در اخبار مي‌شنويد، برخي كشورها راجع به خلع سلاح اتمي با يكديگر گفتگو مي‌كنند، كشورهايي مثل هند و پاكستان سلاح‌هاي اتمي خود را توسعه مي‌دهند.

ما ديده‌ايم كه اين وسايل چه نيروي مخرب خارق‌العاده‌اي دارند، ولي آنها واقعاً چگونه كار مي‌كنند؟ در اين بخش خواهيد آموخت كه بمب هسته‌اي چگونه توليد مي‌شود و پس از يك انفجار هسته‌اي چه اتفاقي مي‌افتد؟

فيزيك هسته‌اي

انرژي هسته‌اي به 2 روش توليد مي‌شود:

1- شكافت هسته‌اي: در اين روش هسته يك اتم توسط يك نوترون به دو بخش كوچكتر تقسيم مي‌شود. در اين روش غالباً از عنصر اورانيوم استفاده مي‌شود.

2- گداخت هسته‌اي: در اين روش كه در سطح خورشيد هم اجرا مي‌شود، معمولاً هيدروژن‌ها با برخورد به يكديگر تبديل به هليوم مي‌شوند و در اين تبديل، انرژي بسيار زيادي بصورت نور و گرما توليد مي‌شود.

در شكل نمونه اي از شكافت هسته اتم اورانيوم نمايش داده شده است:

و در شكل گداخت هسته‌اي اتم‌هاي هيدروژن و تبديل آنها به هليوم 3 و الكترون آزاد نمايش داده شده است:

طراحي بمب‌هاي هسته‌اي:

براي توليد بمب هسته‌اي، به يك سوخت شكافت‌پذير يا گداخت‌پذير، يك وسيله راه‌انداز و روشي كه اجازه دهد تا قبل از اينكه بمب خاموش شود، كل سوخت شكافته يا گداخته شود نياز است.

بمب‌هاي اوليه با روش شكافت هسته‌اي و بمب‌هاي قويتر بعدي با روش گداخت هسته‌اي توليد شدند. ما در اين بخش دو نمونه از بمب هاي ساخته شده را بررسي مي كنيم:

بمب‌ شكافت هسته‌اي :

1- بمب‌ هسته‌اي (پسر كوچك) كه روي شهر هيروشيما و در سال 1945 منفجر شد.

2- بمب هسته‌اي (مرد چاق) كه روي شهر ناكازاكي و در سال 1945 منفجر شد.

بمب گداخت هسته‌اي : 1- بمب گداخت هسته‌اي كه در ايسلند بصورت آزمايشي در سال 1952 منفجر شد.

بمب‌هاي شكافت هسته‌اي:

بمب‌هاي شكافت هسته‌اي از يك عنصر شبيه اورانيوم 235 براي انفجار هسته‌اي استفاده مي‌كنند. اين عنصر از معدود عناصري است كه جهت ايجاد انرژي بمب هسته‌اي استفاده مي‌شود. اين عنصر خاصيت جالبي دارد: هرگاه يك نوترون آزاد با هسته اين عنصر برخورد كند ، هسته به سرعت نوترون را جذب مي‌كند و اتم به سرعت متلاشي مي‌شود. نوترون‌هاي آزاد شده از متلاشي شدن اتم ، هسته‌هاي ديگر را متلاشي مي‌كنند.

زمان برخورد و متلاشي شدن اين هسته‌ها بسيار كوتاه است (كمتر از ميلياردم ثانيه ! ) هنگامي كه يك هسته متلاشي مي‌شود، مقدار زيادي گرما و تشعشع گاما آزاد مي‌كند.

مقدار انرژي موجود در يك پوند اورانيوم معادل يك ميليون گالن بنزين است!

در طراحي بمب‌هاي شكافت هسته‌اي، اغلب از دو شيوه استفاده مي‌شود:

روش رها كردن گلوله:

در اين روش يك گلوله حاوي اورانيوم 235 بالاي يك گوي حاوي اورانيوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.

هنگامي كه اين بمب به زمين اصابت مي‌كند، رويدادهاي زير اتفاق مي‌افتد:

1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر مي‌شوند و گلوله به پائين مي‌افتد.

2- گلوله به كره برخورد مي‌كند و واكنش شكافت هسته‌اي رخ مي‌دهد.

3- بمب منفجر مي‌شود.

در بمب هيروشيما از اين روش استفاده شده بود. نحوه انفجار اين بمب در شكل نمايش داده شده است:

روش انفجار از داخل:

در اين روش كه انفجار در داخل گوي صورت مي‌گيرد، پلونيم 239 قابل انفجار توسط يك گوي حاوي اورانيوم 238 احاطه شده است.

هنگامي كه مواد منفجره داخلي آتش گرفت رويدادهاي زير اتفاق مي‌افتد:

1- مواد منفجره روشن مي‌شوند و يك موج ضربه‌اي ايجاد مي‌كنند.

2- موج ضربه‌اي، پلوتونيم را به داخل كره مي‌فرستد.

3- هسته مركزي منفجر مي‌شود و واكنش شكافت هسته‌اي رخ مي‌دهد.

4- بمب منفجر مي‌شود.

بمبي كه در ناكازاكي منفجر شد، از اين شيوه استفاده كرده بود. نحوه انفجار اين بمب، در شكل نمايش داده شده است.

بمب‌ گداخت هسته‌اي: بمب‌هاي شكافت هسته‌اي، چندان قوي نبودند!

بمب‌هاي گداخت هسته‌اي ، بمب هاي حرارتي هم ناميده مي‌شوند و در ضمن بازدهي و قدرت تخريب بيشتري هم دارند. دوتريوم و تريتيوم كه سوخت اين نوع بمب به شمار مي‌روند، هردو به شكل گاز هستند و بنابراين امكان ذخيره‌سازي آنها مشكل است. اين عناصر بايد در دماي بالا، تحت فشار زياد قرار گيرند تا عمل همجوشي هسته‌اي در آنها صورت بگيرد. در اين شيوه ايجاد يك انفجار شكافت هسته‌اي در داخل، حرارت و فشار زيادي توليد مي‌كند و انفجار گداخت هسته‌اي شكل مي‌گيرد.در طراحي بمبي كه در ايسلند بصورت آزمايشي منفجر شد، از اين شيوه استفاده شده بود. در شكل زير نحوه انفجار نمايش داده شده است.

اثر بمب‌هاي هسته‌اي:

انفجار يك بمب هسته‌اي روي يك شهر پرجمعيت خسارات وسيعي به بار مي آورد . درجه خسارت به فاصله از مركز انفجار بمب كه كانون انفجار ناميده مي‌شود بستگي دارد.

زيانهاي ناشي از انفجار بمب هسته‌اي عبارتند از :

- موج شديد گرما كه همه چيز را مي‌سوزاند.

- فشار موج ضربه‌اي كه ساختمان‌ها و تاسيسات را كاملاً تخريب مي‌كند.

- تشعشعات راديواكتيويته كه باعث سرطان مي‌شود.

- بارش راديواكتيو (ابري از ذرات راديواكتيو كه بصورت غبار و توده سنگ‌هاي متراكم به زمين برمي‌گردد)

دركانون زلزله، همه‌چيز تحت دماي 300 ميليون درجه سانتي‌گراد تبخير مي‌شود! در خارج از كانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ايجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسيسات خراب مي‌شوند. در بلندمدت، ابرهاي راديواكتيو توسط باد در مناطق دور ريزش مي‌كند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محيط زندگي مي‌‌شود.

دانشمندان با بررسي اثرات مواد راديواكتيو روي بازماندگان بمباران ناكازاكي و هيروشيما دريافتند كه اين مواد باعث: ايجاد تهوع، آب‌مرواريد چشم، ريزش مو و كم‌شدن توليد خون در بدن مي‌شود. در موارد حادتر، مواد راديواكتيو باعث ايجاد سرطان و نازايي هم مي‌شوند. سلاح‌هاي اتمي داراي نيروي مخرب باورنكردني هستند، به همين دليل دولتها سعي دارند تا بر دستيابي صحيح به اين تكنولوژي نظارت داشته باشند تا ديگر اتفاقي بدتر از انفجارهاي ناكازاكي و هيروشيما رخ ندهد.

شنبه 21 آذر 1388

5:29 AM

نظرات(0)

تعداد صفحات :89 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 >