پروژه طراحی، ساخت و نصب بویلر های صنعتی. doc

اختصاصی از فی گوو پروژه طراحی، ساخت و نصب بویلر های صنعتی. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 85 صفحه

مقدمه:

انسان همواره برای گرم کردن محل زندگی خود در فصل سرما ، به دنبال ساخت وسایل گرمازا بوده است . در ابتدا با سوزاندن موادی مانند گیاهان و چوب و بعدها با کشف و استخراج معادن انواع سوختهای فسیلی ، از وسایلی مانند بخاری و آبگرمکن استفاده کرده است . ولی به تدریج با گسترش شهر نشینی وفرهنگ آپارتمان نشینی و ایجاد انواع ساختمانهای مسکونی و تجاری و اداری و همچنین لزوم توجه بیشتر به مصرف بهینه و اقتصادی سوخت ، باعث گردید سیستمهای مختلف گرمایشی مانند : سیستم حرارت مرکزی ، انواع پکیج یونیت های آپارتمانی ، سیستمهای حرارت تشعشعی و ...مورد توجه بیشتری قرار گرفته و در زمینه بهبود کیفیت و سهولت بهره برداری و نگهداری از آنها اقدامات موثری انجام شده است که از آن جمله می توان تولید و ساخت انواع دیگهای حرارت مرکزی که در ساختمانها و مراکز مختلف صنعتی بسته به شرایط اقتصادی وفنی مورد استفاده قرارمی گیرند ، را نام برد .

دیگهای آب گرم که تولید و بهره برداری ازآنها قدمتی چندین ساله دارد ، در انواع مختلف به صورت عمده با استفاده از فولاد و یا چدن ساخته شده است و برای تولید آب گرم مورد نیاز ، در محلی به نام موتورخانه نصب و بکار گرفته می شوند .

ب - دیگ بخار و جایگاه آن دریک نیروگاه حرارتی :

کلمه بویلر از فعل به معنی جوشاندن استخراج شده و بویلر به معنی جوشاننده است . درواقع بویلرها نوعی مبدل حرارتی هستند که با گرفتن انرژی حرارتی سوخت و انتقال آن به آب سرد ، باعث تبدیل آب به بخار می شوند .

نیروگاه بخاری از نظر ترمودینامیک یک ماشین حرارتی است که در آن دیگ بخار ، به عنوان منبع گرما کار می کند . گرفتن کار از ماشین حرارتی تنها با منابع دمای بالا و پایین میسّر است . انتقال و افزایش انرژی سیال عامل که عمدتاً آب خالص است ، در دیگهای بخار صورت می گیرد . پس دیگهای بخارنیروگاه ها با متعلقات خود نقش اساسی و بارزی در سیکل حرارتی نیروگاه ها ایفا می کنند . در واقع می توان گفت که دیگ بخار قلب هر نیروگاه است . لذا شناخت انواع ، عملکرد ، اجزا و نقش تک تک اجزای این سازه بزرگ و مهم ، کمک شایانی به به بهره برداری و تعمیرات آن خواهد کرد .در اینجا بایستی با یک واژه درباره بویلرها آشنا شویم و آن سطح تبادل حرارتی یک بویلر است .

سطح گرمایش یا سطح تبادل حرارتی یک بویلر عبارت است از مساحت سطحی که در معرض محصولات احتراق قرار دارد .

در این پروژه ابتدا طبقه بندی انواع بویلرها را ذکر خواهیم کرد . بویلرها طبقه بندی های گوناگونی دارند. بویلرها را می توان بر اساس جنس ، فشار،درجه حرارت ، شکل ، نوع سوخت و ... طبقه بندی کرد

فهرست مطالب:

الف - مقدمه

ب - دیگ بخار و جایگاه آن در نیروگاه حرارتی

فصل اول : طبقه بندی بویلرها

1-1- بقه بندی از نظر مصارف بویلر

1-2- طبقه بندی از نظر فشار سیکل آب و بخار

1-3- طبقه بندی از نظر مصالح صنعتی و متالوژیکی

1-4- طبقه بندی از نظر سطوح تبادل حرارتی

1-5- طبقه بندی از نظر محتوای لوله ها

1-6- طبقه بندی از نظر فشار کوره بویلر

1-7- طبقه بندی از نظر نوع احتراق

1-8- طبقه بندی از نظر منبع انرژی بویلر

1-9- طبقه بندی از نظرنوع سیال عامل

1-10- طبقه بندی از نظر نوع سیرکولاسیون سیال عامل

1-11- طبقه بندی از نظر نام سازنده بویلر

1-12- طبقه بندی از نظر شکل و موقعیت لوله های بویلر

1-13- تشخیص پارامترهای یک بویلر از روی نمودار

فصل دوم : انواع بویلر ها و عملکرد آنها

2-1- دیگ های چدنی

2-2- دیگ های فولادی

2-2-1- تاریخچه و عملکرد بویلرهای فایرتیوب

2-2-1-1- انواع بویلرهای فایرتیوب

2-2-2- تاریخچه و عملکرد بویلرهای واتر تیوب

2-2-2-1- انواع بویلرهای واترتیوب

2-3- بویلرهای نیروگاهی و انواع آنها

2-3-1- دیگ های بخار با سیرکولاسیون طبیعی

2-3-2- دیگ های بخار با سیرکولاسیون اجباری

2-3-2-1- بویلر با سیرکولاسیون اجباری و زیر نقطه بحرانی با درام

2-3-2-2- بویلر با سیرکولاسیون اجباری و زیر نقطه بحرانی و یکبار گذر

2-4- دیگ های پکیج

2-5- نحوه انتخاب دیگ بخار

فصل سوم : تشریح اجزای دیگ بخار

3-1- مدارهای عملکرد دیگ های بخار

3-1-1- مدار آب و بخار و اجزای آن

3-1-1-1- کوره

3-1-1-2- لوله اصلی تغذیه آب بویلر

3-1-1-3- پمپ تغذیه آب بویلر

3-1-1-4- ری هیترها

3-1-1-5- اکونومایزر

3-1-1-6- پیش گرم کن دوار یا یانگستروم

3-1-1-7- دی سوپرهیترها

3-1-1-8- شیرهای اطمینان

3-1-2- مدار سوخت و هوا و اجزای آن

3-1-2-1- تعریف سوخت و انواع آن

3-1-2-2- ارزش حرارتی

3-1-2-3- احتراق و تعریف آن

3-1-2-4- محصولات احتراق

3-1-2-5- راندمان احتراق

3-2- مشعل ها و انواع آنها

3-2-1- مشعل های تبخیری

3-2-2- مشعل های پودر کننده

3-2-3- مشعل های گریز از مرکز

3-3- بازده حرارتی دیگ های بخار

فصل چهارم : رسوبات و خورندگی در دیگ های بخار

4-1- رسوبات و خورندگی در دیگ های بخار

4-2- شستشوی دیگ های بخار

4-3- روش های تعیین میزان آلودگی سطوح حرارتی دیگ های بخار

4-3-1- روش دستی

4-3-2- روش کاتدیک

فصل پنجم : نصب ، راه اندازی و بهره برداری از دیگ های بخار

5-1- نحوه نصب دیگ های حرارت مرکزی

5-2- راه اندازی و بهره برداری از دیگ های بخار

5-2-1- بازدیدهای قبل از راه اندازی

5-2-2- پرکردن دیگ های بخار

5-2-3- سیستم کنترل وزش دیگ بخار

5-2-4- مشعل های سوخت سبک ( آتش زا )

5-2-5- تخلیه از زیر دیگ و تخلیه معمولی

5-2-6- خواباندن عادی جهت ذخیره نگاه داشتن واحد

5-2-7- خواباندن عادی به منظور کار تعمیراتی

5-2-8- خواباندن اضطراری واحد

5-2-9- راه اندازی دیگ های بخار گازسوز

5-2-10- خواباندن دیگ بخار گازسوز

فصل ششم : کنترل و بازرسی دیگ های بخار

6-1- کنترل دیگ های بخار

6-1-1- کنترل فشار

6-1-2- کنترل درجه حرارت بخار

6-1-3- کنترل سوخت و هوا

6-1-4- کنترل آب تغذیه

6-2- بازرسی اساسی سالیانه دیگ های بخار

فصل هفتم : طراحی و ساخت دیگ های بخار

7-1- طراحی دیگ های بخار

7-2- نحوه ساخت دیگ های بخار

7-3- مراحل ساخت دیگ های چدنی شرکت ایرفو

7-3-1- تهیه مواد اولیه

7-3-2- تایید مواد اولیه توسط کارشناسان

7-3-3- آزمایشگاه و خدمات لازم جهت تایید مواد اولیه

7-3-4- انبار و توزیع مواد

7-3-5- آزمایشگاه و کنترل آنالیز ذوب

7-3-6- تهیه ذوب دیگ ها و عملیات ذوب ریزی

7-3-7- قالبگیری و ماهیچه گیری دیگ ها

7-3-8- ورقکاری و نقاشی

7-3-9- تخلیه دیگ ها از ماسه و مراحل تکمیلی

7-3-10- تست هیدرواستاتیک پره ها

7-3-11- ماشینکاری پره ها و مونتاژ

7-3-12- بسته بندی و تحویل به انبار

7-3-13- تحویل دیگ چدنی به مصرف کننده

7-3-14- بازرسی و آزمایش در حین فرآیند و فنون آماری در شرکت ایرفو

فصل هشتم : تعمیر و نگهداری دیگ های بخار

8-1- نگهداری دیگ های بخار غیر فعال

8-1-1- نگهداری دیگ بخار به روش خشک

8-1-2- نگهداری دیگ بخار به روش تر

8-2- نگهداری ناحیه احتراق در دیگ های بخار

8-3- رفع عیوب در دیگ های بخار

میهمانی نهار درون یک دیگ بخار

منابع و مراجع

منابع و مأخذ:

1. دیگهای بخار – مهندس خلیل جنت دوست – ناشر : سازمان سازندگی و آموزش وزارت نیرو
2. دیگهای بخار – وزارت نیرو – قسمت آموزش – اردیبهشت 1359
3. بهسازی شیمیایی آب دیگهای بخار – جیمز دبلیو ، مک کوی – ترجمه : مهندس محمد رضا نفری – انتشارات سرسبز
4. راهنمای تجزیه و تحلیل از کار افتادگی دیگهای بخار –رابرت. د. پرت ، هاروی. ام . هرو- ترجمه : مهندس محمد رضا نفری
5. مهندسی تهویه مطبوع و حرارت مرکزی- دکتر محمد مقیمان – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد
6. تاسیسات حرارت مرکزی کاربردی –مهندس مجید سلطانی ، مهندس داوود پارسا ، مهندس عباس قلی زاده پاشا ، مهندس محمد قلی زاده پاشا
7. نیروگاههای حرارتی – محمد محمدالوکیل – مرکز نشر دانشگاهی

پروژه روش های آماری برای احتمال پذیری سیستم های تعمیرشدنی. doc

اختصاصی از فی گوو پروژه روش های آماری برای احتمال پذیری سیستم های تعمیرشدنی. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 335 صفحه

مقدمه:

اعتمادپذیری نقش مهمی در بهبود کیفیت محصولات و افزایش رقابت ایفا می کند.برای بیشتر محصولات، مصرف کننده ها ، اعتمادپذیری را به عنوان یکی از مهمترین مشخصه های کیفیت در نظر می گیرند. در دهه های اخیر،تحقیقات بیشتری درباره نظریه ها و کاربرد های اعتماد پذیری انجام شده است.با این وجود بیشتر این مقالات متوجه سیستم های تعمیر ناپذیر-سیستم هایی که بعد از اولین شکست از کار انداخته می‌شوند-می باشد. این کتاب تنهااعتمادپذیری سیستم های تعمیر پذیر را تحت پوشش قرار می دهد وو سعی دارد که تعریف گذرایی از مطالب زیر ارائه دهد:

مدلهای احتمالاتی برای اعتماد پذیری سیستم های تعمیر پذیرو

روشهای آماری، شامل روش های نموداری برای تجزیه داده های سیستم های تعمیر پذیر .

بخش اول کتاب بیشتر مشابه کتاب های فرآیند های تصادفی است.اما با این وجود عنوان های گزیده شدهای از موضوع ،ارائه شده اند. این بخش از کتاب معرفی نسبتأ گذرایی از فرآیند های نقطه ای تصادفی است.بخش دوم کتاب در مورد تجزیه و تحلیل داده های سیستم های تعمیر پذیر است که شامل روشهای نموداری،برآوردهای نقطه ای،فاصله ای ،آزمون فرض ها،آزمون های نیکویی برازش و پیش بینی های اعتماد پذیری می باشد.

این کتاب برای متخصصین روایی،مهندسین کیفیت،آماردانان،مدیران کیفیت و تمام کسانی که در تولید سیستم های روایی دخالت دارند نوشته و تدوین شده است.و همچنین می توان از آن به عنوان منبع مفیدی برای شاغلین و مهندسین در این زمینه استفاده کرد.به علاوه،این کتاب می تواند به عنوان کتاب درسی سطوح عالی یا ابتدائی اعتمادپذیری به کار برده شود. برای این منظور ما مثال های متنوعی،بیشتر با داده های واقعی،ارائه کرده ایم.خوانندگانی با پیش زمینه مدارک محاسباتی در احتمال و آمار قادر خواهند بود که بیشتر مطالب کتاب را درک کنند.با این وجود درک بعضی از اثبات ها مشکل خواهند بود.خوانندگانی با پیش زمینه متغیرهای تصادفی(گسسته و پیوسته)،توزیع احتمال های توأم وحاشیه ای،امید ریاضی،برآورد نقطه ای،فاصله اطمینان و آزمون فرض ها باید بتوانند تقریبأکل مطالب کتاب را درک کنند.بعضی از مطالب تعمیم یافته همانند مشتقات برآوردهای ماکسیمم درستنمایی،مشتقات برآوردهای بیزی و اثبات بعضی از قضیه ها اختیاری می باشند.

فهرست مطالب:

پیشگفتار

1 - اصطلاحات و نمادهای سیستم های تعمیرشدنی

1 – اصطلاحات پایه و مثال ها

2 - سیستم های تعمیرنشدنی

2.1 - توزیع نمایی

2.2 -توزیع پواسن

2.3 - توزیع گاما

3 - قضیه اساسی فرایندهای نقطه ای

4 - مروری بر مدل ها

5 - تمرین ها

2 - مدل های احتمالاتی : فرایندهای پواسن

1 - فرایند پواسن

2 - فرایند پواسن همگن

2.1 - طول وقفه ها برای HPP

3 - فرایند پواسن ناهمگن

3.1 - توابع درستنمایی

3.2 - نمونه شکست های بریده شده

4 - تمرین ها

3 - مدل های احتمالاتی : فرایندهای تجدیدپذیر و سایر فرایندها

1 - فرایند تجدیدپذیر

2 - مدل نمایی تکه ای

3 - فرایندهای تعدیل یافته

4 - فرایند شاخه ای پواسن

5- مدل های تعمیر ناقص

6 - تمرین ها

4 -تحلیل داده های یک سیستم تعمیرپذیر ساده

1 - روش های گرافیکی

1.1- نمودارهای دو آن

1.2- نمودارهای مجموع زمان بر آزمون

2 - روشهای ناپارامتری برای براورد

2.1- برآورد های طبیعی تابع شناسه

2.2- برآوردهای کرنل

2.3- برآورد فرضیه تابع شناسه مقعر

2.4- مثال ها

3 - آزمون برای فرایند پواسن همگن

4 - استنباط برای فرایند پواسن همگن

5 - استنباط برای فرایند قانون توان : حالت خرابی قطع شده

5.1- برآورد نقطه ای برای β.θ

5.2-برآوردهای فاصله ای و آزمون های فرض

5.3- برآورد تابع شناسه

5.4- آزمونهای نیکویی برازش

6 - استنباط آماری برای حالت زمان قطع شده

6.1 - برآورد فاصله ای برای β.θ

6.2- برآورد فاصله ای آزمونهای فرض

6.3- برآوردتابع شناسه

6.4- آزمونهای نیکویی برازش

7 - اثرفرضیه HPP ، وقتی فرایند درست یک فرایند قانون توان است

8 - براورد بیزی

8.1 - استنباط بیزی برای پارامترهای HPP

8.3 -استنباط بیزی برای پارامترهای فرایند کم توان

8.4 - استنباط بیزی برای پیش بینی تعداد خرابی ها

9 -استنباط یک فرایند مدل بندی شده به صورت کم توان

9.1 -براورد درستنمایی ماکسیمم برای

9.2 -آزمون فرض برای فرایند مدل کم توان

9.3- فاصله اطمینان برای پارامترها

9.4 – مثال

10 -استنباط برای مدلنمایی تکه ای

11 -استانداردها256

11.1-MIL-HDBK-189259

11.2 -MIL-HDBK-781 ,MIL-STD-781

11.3 -ANSI / IEC / ASQ / 61164

12 - فرایندهای استنباطی دیگر برای سیستم های تعمیرپذیر

13 -تمرین ها

5 - تجزیه و تحلیل مشاهدات سیستم های تعمیرپذیر چندگانه

1 -فرایندهای پواسن همگن همسان

1.1 -براورد نقطه ای برای

1.2-براورد بازه ای برای

1.3 - آزمون فرض برای

2 - فرایندهای پواسن همگن ناهمسان

2.1-دو سیستم خرابی قطع شده

2.2 - kسیستم

3 -مدل های پارامتریک تجربی و سلسله مراتبی بیزی برای فرایند پواسن همگن

3.1-مدل های پارامتری تجربی بیزی

3.2 -مدل های سلسله مراتبی بیزی

4-فرایند کم توان برای سیستم های همسان

5 -آزمون تساوی پارامترهای افزایش در فرایند کم توان

5.1 - آزمون تساوی ها برای دو سیستم

5.2- آزمون تساوی های k سیستم

6 -فرایند کم توان برای سیستم های ناهمسان

پروژه مدل سازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی. doc

اختصاصی از فی گوو پروژه مدل سازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 225 صفحه

چکیده:

از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوریمشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی ومحیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشندبیشتر توسعه یافته اند.

پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

در این پایان نامه از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاهمختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:

1. مدل انرژی- معادل
2. مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS
3. مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB

مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگدر جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.

درمدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی،نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.

درمدل اجزاء محدود سوم، کد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.

اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایهمورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. همچنین منحنیتنش-کرنش برای نانولوله تک دیواره صندلی راحتی پیش بینی و تغییرات رفتار آنها مقایسه شده است. نشان داده شده که خصوصیات صفحه ای در جهت محیطی و محوری برای هر دو نوع نانو لوله کربنی و همچنین اثرات قطر و ضخامت دیواره نانو لوله کربنی بر روی آنها یکسان می باشد. نتایج به دست آمده در مدل های مختلف یکدیگر را تایید می کنند، و نشان می دهند که هر چه قطر نانو لولهافزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.

نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده نشان می دهد.

واژه های کلیدی: نانولوله های کربنی ، خواص مکانیکی، محیط پیوسته ، تعادل- انرژی ، اجزاء محدود ، ورق گرافیتی تک لایه،ماتریس سختی.

مقدمه:

نانو فناوری عبارت ازآفرینش مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانو متر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس می باشد. به عبارت دیگر فناوری نانو، ایجاد چیدمانی دلخواه از اتم ها و مولکول ها و تولید مواد جدید با خواص مطلوب است. فناوری نانو، نقطه تلاقی اصول مهندسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی و شیمی است و به عنوان ابزاری برای کاربرد این علوم و غنی سازی آنها در جهت ساخت عناصر کاملاً جدید عمل می کند.

 ازلحاظ ابعادی، یک نانو متر اندازه ای برابر 9-10 متر است (شکل 1-1) . این اندازه تقریباً چهار برابر قطر یک اتم منفرد می باشد. خصوصیات موجی (مکانیک کوانتومی) الکترونها در درون مواد و اندرکنشهای اتمی، بوسیله ی تغییرات مواد در مقیاس نانو متری، تحت تأثیر قرار می گیرند. با ایجاد ساختارهای نانو متری، کنترل خصوصیات اساسی مواد مانند دمای ذوب، رفتار مغناطیسی و حتی رنگ آنها، بدون تغییر ترکیب شیمیایی ممکن خواهد بود. به کارگیری این پتانسیل، باعث ایجاد محصولات و فناوری های جدید با کارایی بسیار بالا خواهد شد که قبلاً ممکن نبوده است. سازمان دهی سیستماتیک ماده در مقیاس طولی نانو متر، مشخصه کلیدی سیستم های زیستی است.

ساختارهای نانو، نظیر ذرات نانو و نانو لوله ها، دارای نسبت سطح به حجم خیلی بالایی اند، بنابراین اجزای ایده آلی برای استفاده در کامپوزیت ها، واکنش های شیمیایی و ذخیره از انرژی هستند.ازآنجا که نانوساختارها خیلی کوچک اند، می توانند در ساخت سیستم هایی بکار برده شوند که چگالی المان خیلی بیشتری نسبت به انواع مقیاس های دیگر دارند. بنابراین قطعات الکترونیکی کوچک تر، ادوات سریع تر، عملکردهای پیچیده ترو مصرف بسیار کمتر انرژی را می توان با کنترل واکنش و پیچیدگی نانو ساختار، بطور همزمان بدست آورد.

در حال حاضر، نانو فناوری یک تکنولوژی توانمند است، اما این پتانسیل را دارد که تبدیل به یک تکنولوژی جایگزین شود. فناوری نانو نه یک فناوری جدید، بلکه نگرشی تازه به کلیه ی فناوری های موجود است و لذا روش های مبتنی بر آن، در اصل همان فناوری های قبلی هستند که در مقیاس نانو انجام می شوند.

مراکز علمی و دانشگاهی با آگاهیازتوانایی های وقابلیت های نانو فناوری به تحقیق و پژوهش در این زمینه می پردارند. تفاوت هایی که در سال های اخیر در زمینه ی نانو بوجود آمده است، حاکیازافزایش رغبت به این حوزه می باشد. در گذشته، تحقیقات بر اساس علایق و تخصص های محقق پیش می رفت، اما اکنون اغلب کشورها دارای برنامه های مدون و راهبردی مشخص در این زمینه هستند و مراکز علمی و تحقیقاتی خود را مامور پیش برد این برنامه ها کرده اند.

فهرست مطالب:

فهرست علائم

فهرست جداول      

فهرست اشکال

چکیده

فصل اول

مقدمه نانو           

مقدمه    

فناوری نانو         

معرفی نانولوله‌های کربنی    

ساختار نانو لوله‌های کربنی   

کشف نانولوله       

تاریخچه 

فصل دوم

خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی         

2-1 مقدمه          

2-2 انواع نانولوله‌های کربنی

2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)   

2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)  

2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی    

2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره

2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره        

2-4 خواص نانو لوله های کربنی       

2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن        

2-4-1-1 مدول الاستیسیته   

2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک

2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها          

2-5 کاربردهای نانو فناوری 

2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی 

2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد       

2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی      

2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی           

2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی           

فصل سوم           

روش های سنتز نانو لوله های کربنی

3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی          

3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی         

3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری 

3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)

3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )        

3-1-5 رشد فازبخار           

3-1-6 الکترولیز  

3-1-7 سنتز شعله 

3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی          

-2 تجهیزات        

3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی     

3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)   

3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)   

3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)          

3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)

3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)   

فصل چهارم

شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته      

4-1 مقدمه          

4-2 مواد در مقیاس نانو      

4-2-1 مواد محاسباتی        

4-2-2 مواد نانوساختار       

4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو      

4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد      

4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد 

4-4 روش های شبیه سازی  

4-4-1 روش دینامیک مولکولی         

4-4-2 روش مونت کارلو    

4-4-3 روش محیط پیوسته   

4-4-4 مکانیک میکرو       

4-4-5 روش المان محدود (FEM)      

4-4-6 محیط پیوسته مؤثر   

4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی    

4-5-1 مدلهای مولکولی      

4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)      

4-5-1-2 روش اب انیشو    

4-5-1-3 روش تایت باندینگ           

4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی      

4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها

4-5-2-1 مدل یاکوبسون     

4-5-2-2 مدل کوشی بورن  

4-5-2-3 مدل خرپایی        

4-5-2-4 مدلقاب فضایی     

4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته 

4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته       

4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل  

4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله

4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله

4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته  99

4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته    

4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته    

4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته          

فصل پنجم           

مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی

5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای         

5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن   

5-1 مقدمه          

5-2 نیرو در دینامیک مولکولی         

5-2-1 نیروهای بین اتمی    

5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی   

5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی

5-2-2 میدانهای خارجی نیرو

5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته       

5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی 

5-4-1 مدل انرژی- معادل   

5-4-1-1 خصوصیاتمحوری نانولوله های کربنی تک دیواره          

5-4-1-2 خصوصیاتمحیطی نانولوله های کربنی تک دیواره           

5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS         

5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود   

5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB

5-4-3-1 مقدمه    

5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته

5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی

5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان         

5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی      

5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه 

5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه

فصل ششم

نتایج

6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل

6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره     

6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره     

6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS     

6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [

6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره    

6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB 

فصل هفتم           

نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1 نتیجه گیری   

7-2 پیشنهادات     

فهرست جداول:

جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته

جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر

جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس

جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS .

جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل

جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS

جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS

جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده

جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی

جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ

جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع

فهرست اشکال:

شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد

شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن

شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد شکل 1-4 : تصویر TEMازنانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEMnm 36/0 می باشد

شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شدهازنانوپیپاد

شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991

شکل 2-2 : انواع نانولوله:(الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12)(ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10)

شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن

شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره

شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs

شکل 2-6 : نانو پیپاد

شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله کهازحلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است

شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوطه

شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی

شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطیازبردارهای پایه b , a

شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها

شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله

شکل 2-13: مراحلآزاد سازی نانو لوله کربن

شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششیالف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی

شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله

شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM.

شکل2-18 : نانودنده ها

شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس

شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری

شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD

شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTsرا که به روش PECVD رشد یافتهنشان می دهد شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف) 40–50 nmو (ب). 200–300 nm

شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM

شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی

شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته

شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول

شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی

شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش

شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه

شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله

شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی

شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل

شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته

شکل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف

شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی

شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی

شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.

شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی

شکل 4-16: وابستگی کرنش بحرانی نانولوله به شعاع با ضخامت های تخمینی متفاوت

شکل 5-1: نمایش نیرو وپتانسیل لنارد-جونز برحسب فاصله بین اتمی r

شکل 5-2 : نمایش نیرو وپتانسیل مورس برحسب فاصله بین اتمی r

شکل 5-3 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه

شکل5-4 : فعل و انفعالات بین اتمی در مکانیک مولکولی

شکل5-5 : شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ

شکل5-6 : شکل شماتیک یک نانولوله صندلی راحتی (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b

شکل5-7 : شکل شماتیک یک نانولوله زیگزاگ (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b شکل5– 8 :تصویر شماتیک توزیع نیروها برای یک نانولوله کربنی تک دیواره

شکل 5-9 : تصویر شماتیک توزیع نیرو در یک نانولوله کربنی زیگزاگ

شکل5- 10: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنی Armchair، (ب) مدل تحلیلی برای تراکم در جهت محیطی (ج) روابط هندسی

شکل 5-11: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنیZigzag(ب)مدل تحلیلی برای فشار در جهت محیطی...129

شکل 5-12: تعادل مکانیک مولکولی و مکانیک ساختاری برای تعاملات کووالانس و غیر کووالانس بین اتم های کربن (الف) مدل مکانیک مولکولی (ب) مدل مکانیک ساختاری

شکل 5-13: منحنی پتانسیل لنارد-جونز و نیروی واندروالس نسبت به فاصله اتمی

شکل5-14 : رابطه نیرو (بین پیوند کربن-کربن) و کرنش بر اساس پتانسیل بهبود یافته مورس

شکل 5-15 :استفاده از المان میله خرپاییبرای شبیه سازی نیروهای واندروالس

شکل5-16 : منحنی نیرو-جابجائی غیر خطی میله خرپایی

شکل 5-17: تغییرات سختی فنر نسبت به جابجائی بین اتمی

شکل 5-18: مدل های المان محدود ایجاد شده برای اشکال مختلف نانولوله (الف) :صندلی راحتی (7،7) (ب):زیگزاگ(7،0) (ج): نانولوله دودیواره (5،5) و (10،10)

شکل5-19 : المان های نماینده برای مدل های شیمیایی ، خرپایی و محیط پیوسته

شکل 5-20 : شبیه سازینانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان ساختار قاب فضایی

شکل5-21 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی تک دیواره: (الف) زیگزاگ (7،0) ، (ب) صندلی راحتی (7،7) ، (ج) زیگزاگ (0،10) ، (د) صندلی راحتی (7،7)

شکل5-22 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی چند دیواره: (الف) مجموعه 4 دیواره نانولوله زیگزاگ (5،0) (14،0) (23،0) (32،0) تحت کشش خالص ، (ب) مجموعه 4 دیواره نانولوله صندلی راحتی (5،5) (10،10) (15،15) (20،20) تحت پیچش خالص

شکل5-23 : نانولوله تحت کشش

شکل5-24 : یک نانولوله کربنی تک دیواره شبیه سازی شده به عنوان ساختار قاب فضایی

شکل5-25 : شکل شماتیک اتمهای کربن و پیوند های کربن متصل کننده آنها در ورق گرافیت

شکل 5-26 : نمودار Eωa بر حسب فاصله بین اتمی ρa

شکل 5-27 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و پیوندهای کواالانس و واندروالس

شکل5-28 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن که تنها پیوندهای کووالانس را نشان می دهد

شکل5-29 : سه حالت بارگذاری برای معادل سازی انرژی کرنشی مدل ها

شکل5-30 : شکل شماتیک از شش گوشه ای کربن و نیرو های غیر پیوندی

شکل5-31 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن

شکل5-32: یک مدل جزئی از ساختار شبکه ای رول نشده که نانولوله کربنی را شکل می دهد. شش ضلعی های متساوی الاضلاع نماینده حلقه های شش ضلعی پیوند های کووالانس کربن می باشد، که هر رأس آن محل قرار گیری اتم کربن می باشد

شکل5-33 : شکل یک حلقه کربن به صورت یک شش ضلعی متساوی الاضلاع و هر اتم کربن به عنوان گره با نامگذاری قراردادی

شکل 5-34 : شکل یک ذوزنقه

تحقیق کامل سنسورهای نوری و کاربرد آنها doc

اختصاصی از فی گوو تحقیق کامل سنسورهای نوری و کاربرد آنها doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پروژه سنسورهای نوری و کاربرد آنها به صورت کاملاً ویرایش شده مطابق با قوانین دانشگاهی و آماده چاپ، در قالب Word شامل 76 صفحه متن مفید همراه با فهرست و منابع

فهرست مطالب

مقدمه  

فصل اول: سنسورها و انواع آن

بخش 1-1: تعریف عبارت سنسور  

بخش 1-2 : تکنیک هایی درتولید سنسور       

فصل دوم : معرفی سنسور های نوری 

بخش 2-1: سنسور های نوری

بخش 2-2: مقاومت های نوری

بخش2-3: سایر مواد نیمه هادی برای سنسورهای نوری 

بخش 2-4 : فوتو ترانزیستور ، فوتودیود و فوتودارلینگتون 

فصل سوم : انواع مختلف آشکار ساز نوری  

بخش3-1 : انواع مختلف سنسور نور        

بخش 3-2: اشکال کاربردی سنسور های نور  

فصل چهارم : بررسی کاربرد سنسور نوری در زمینه های مختلف      

بخش4-1 : حسگر ها در رباتیک

بخش 4-2  : کاربرد سنسور در دوربین دیجیتال 

بخش 4-3 : کاربرد سنسور در کنترل سطح  

بخش 4-4 : کاربرد سنسور در خط کش های دیجیتال 

منابع و ماخذ  

تعریف عبارت سنسور :

واژه سنسور از سنس یعنی احساس کردن، گرفته شده است .سنسور یعنی چیزی که می تواند احساس کند. همیشه در علم الکتروینک این نکته وجود دارد که برای اینکه بتوانید الکترونیک را در هر جایی مورد استفاده قرار بدهید، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کنید .سنسورها هم برای همین ساخته شده اند؛ سنسورها در انواع مختلف بسته به نیاز مورد استفاده ساخته شده اند ، منتها همه ی سنسورها پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا اینکه بر سر راه یک مدار بسته می شوند؛ مثلا فتو سل ها یا سلولهای نوری که به نور حساسند : شما وقتی از سنسور نوری استفاده می کنید درحقیقت تاثیر نور را در یک فضا باآن قطعه مورد بررسی قرار می دهید .وقتی نور به فتوسل برسد یک سیگنال الکتریکی تولید می کند بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد مربوط می شود به جنس ماده ای که در این سلولها استفاده می شود منتها نتیجه اینکه این سیگنال توسط یک مدار الکترونیکی تقویت و یا کنترل می شود در نهایت می تواند یک پالس الکتریکی باشد

سنسور های نوری :

سنسورهای نوری بر اساس نیمه هادی دارای اهمیت زیادی در زمینه اندازه گیری و تکنولوژی اتو ماسیوت هستند .با وجود این، سنسورهای نوری تنها بندرت برای اندازه گیری خود نور مورد استفاده قرارمی گیرند .

در عوض، آنها عموما بعنوان ابزاری برای اندازه گیری سایر کمیت ها از قبیل موقعیت یا مسیرحرکت بکار برده می شوند، نور نقش محیط انتقال اطلاعات را در بسیاری از سنسورها ایفا می کند. مهمترین معیار برای استفاده صنعتی سنسورها عبارتند از عمومیت سنسورها، سادگی کاربرد آنها و سازگاری آنها با دستگاه های میکرو الکترونیک .به همین علت است که امروزه سنسورهای سیلیکانی تقریبا بطور انحصاری بکار برده می شوند .سنسورهای نیمه هادی نوری وجود حامل های ایجاد شده در حجم سنسور را توسط تاثیر متقابل بین نور و نیمه هادی آشکار می کنند .حامل های آزاد توسط یونیزاسیون تولید می شوند . این فرآیند به مقدار معینی انرژی احتیاج دارد که بایستی توسط کریستال جذب شود .در یک نیمه هادی ایده آل تنها فرآیند جذب که در درجه حرارت های کم امکان پذیر است عبارت از تحریک الکترون های والانس مقید می باشد.

پروژه قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع. doc

اختصاصی از فی گوو پروژه قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 70 صفحه

چکیده:

به منظور سنجش کیفیت عملکرد یک سیستم از نقطه نظر پیوستگی در سرویس‌دهی به مشتریکن از معیاری بنام قابلیت اطمینان استفاده می‌شود. یک سیستم قدرت هم، از نقطه نظر قابلیت اطمینان در هر سه بخش خود یعنی تولید، انتقال و توزیع قابل دسترسی می‌باشد.

در دهه‌های گذشته به مسأله قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع در مقایسه با سیستم‌های تولید و انتقال کمتر توجه شده است. عمده‌ترین دلیل این مسأله این است که سیستم‌های تولید و انتقال خود به تنهایی، بزرگ، پرهزینه و گسترده بوده و اختلال در کار آن آثار منفی گسترده و فراگیری بر خود آنها و محیط اطرافشان وارد می‌کند. به همین دلیل تأکید عمده بر مراقبت و بررسی مسائل این دو بخش از سیستمهای قدرت بوده است. در حالی که یک سیستم توزیع در مقایسه با سیستم‌های تولید و انتقال کم هزینه‌تر بوده و بروز وقفه در عملکرد آن پیامدهای محلی و کوچکی دارد.

اما از سوی دیگر بررسی آمار وقفه‌ها و قطعی‌های مشترکین نشان می‌دهد که بروز خطا در شبکه‌های توزیع بیشتر از خطاهای سیستم‌های تولید و انتقال باعث ایجاد این وقفه‌ها می‌گردد.

داده‌های جدول زیر مقادیر معمول قطعی مشترکین ناشی از بروز خطا در هر سه بخش یک سیستم قدرت خاص در مدت زمان یکسان را نشان می‌دهد.

مشاهده می‌کنیم که شبکه‌های 11kv و 6/6kv باعث وقوع 7/60% از کل عدم دسترسی مشترکین به انرژی الکتریکی می‌گردند. بنابراین لزوم اجرای طرحهایی جهت ارزیابی و بهبود قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع برای تأمین مطلوب انرژی الکتریکی مصرف‌کنندگان بیش از پیش مشخص می‌گردد.

لزوم ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع از جنبه‌های دیگری هم قابل توجه می‌باشد:

1- گرچه یک شبکه توزیع و طرحهایی پایداری داده شده برای آن نسبتاً ساده به نظر می‌رسند اما به لحاظ گستردگی این بخش، سهم عمده‌ای از کل سرمایه‌گذاری را به خود اختصاص می‌دهد. در نتیجه هر بهینه‌سازی و صرفه‌جویی به ظاهر کم اهمیت در این سیستم‌ها به علت گستردگی و وسعت آن صرفه‌جویی زیادی به دنبال خواهد داشت.

2- لازم است یک تعادل معقول بین قابلیت اطمینان بخشهای تشکیل‌دهنده یک سیستم قدرت یعنی تولید، انتقال و توزیع برقرار باشد.

3- برای تأمین رشد آتی بار و جوابگویی به تقاضای روزافزون مصرف انرژی الکتریکی، طراحان و مجریان طرحهای توسعه شبکه‌های توزیع با توجه به وضعیت شبکه و با هدف و بهینه‌سازی اقتصادی، ترکیبهای مختلفی از تجهیزات و خطوط را طراحی، شبیه‌سازی و اجرا می‌کنند. شناخت و بکارگیری روشهای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم‌های توزیع می‌تواند زمینه‌های لازم را برای انجام مطالعات اساسی و دستیابی به اهداف فوق فراهم آورد. با بکارگیری معیارهای مناسب قابلیت اطمینان می‌توان طراحی و توسعه شبکه را بطور بهینه هم از نظر اقتصادی و هم از نظر کیفیت سرویس‌دهی انجام داد. با مطالعات قابلیت اطمینان می‌توان به تخمین یا پیش‌بینی نرخ حوادث محتمل در شبکه، فرکانس خاموشی، میزان بار قطع شده، مدت خاموشی و اثرات آن پرداخت.

بنا به دلایل بالا مسأله ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع امروزه بطور جدی مورد توجه قرار گرفته و مطالعات زیادی در این زمینه صورت می‌گیرد و روشهای مختلفی برای این منظور ارائه می‌شود که با در نظر گرفتن نوع و مشخصات سیستم و دقت موردنیاز در محاسبات، یکی از این روشها برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه انتخاب می‌شود.

در این پایان‌نامه در دو فصل به بررسی قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع پرداخته شده است.

در فصل اول مبانی نظریه قابلیت اطمینان کلاسیک مورد بررسی قرار می‌گیرد و روشها و روابط لازم برای محاسبات قابلیت اطمینان در انواع سیستم‌های سری، موازی و ... بیان می‌شود مفهوم نرخهای خرابی و زمانهای تعمیر عناصر، توزیع‌های احتمال کاربردی، دیاگرام فضای حالت قابلیت اطمینان، احتمالات حالت ماندگار و فرآیند مارکوف به طور مفصل مطرح می‌گردد. در پایان روابط تقریبی مفید برای ارزیابی قابلیت اطمینان ارائه می‌شود.

در مفاصل دوم مفاهیم قابلیت اطمینان در سیستم‌های قدرت ارائه شده، آنگاه به مطالعه در ارتباط با شبکه توزیع پرداخته می‌شود که شامل بخشهای زیر است:

1. اهداف مطالعات قابلیت اطمینان در شبکه‌های توزیع
2. معرفی انواع سیستمهای توزیع
3. معیارهای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم توزیع
4. معرفی و شرح روشهای محاسبه قابلیت اطمینان سیستم توزیع

مقدمه:

مطالعه درباره قابلیت اطمینان بخش مهمی از فرایند طراحی مهندسی است که در آن عملکرد آینده یک سیستم مورد بررسی و قضاوت قرار می‌گیرد. از آنجا که پیش‌بینی آینده نمی‌تواند با قطعیت کامل همراه باشد طبیعی است در انجام محاسبات قابلیت اطمینان، روشهایی بکار می‌روند که امکان مدلسازی عدم قطعیت را فراهم می‌آورند. کمیت‌های ریاضی باید تعارف دقیقی داشته و توسط اعداد بیان کردنی باشند اما همین کمیتها معمولاً از مفاهیم ذهنی سرچشمه می‌گیرند که نمی‌توان تمام جنبه‌های آنها را به عدد درآورد. نیاز به قابلیت اطمینان عاملی است که کم و بیش همه ما را وادار به صرف وقت، انرژی و پول می‌کند. بطورکلی قابلیت اطمینان بیشتر معادل با هزینه بالاتر است. اما با یک هزینه معین قابلیت اطمینان سیستم را به چه سطحی می‌توان رسانید؟!

با انجام محاسبات قابلیت اطمینان می‌توان به موارد بالا پاسخ داد. به علاوه امکان مقایسه طرحهای مختلف و انتخاب مناسبترین آنها فراهم می‌گردد. پیشرفتهای اولیه در تکنیکهای محاسبه قابلیت اطمینان با تحقیقات مربوطه به صنایع فضایی و نظامی همراه بود. این تکنیکها سپس در صنایع هسته‌ای، کارخانه‌های با تولید مداوم نظیر کارخانه‌های ساخت مواد شیمیایی و فولاد، که با بروز خطا ضررهای زیادی متحمل می‌شوند و بالاخره در صنعت برق که موظف است نیاز مصرف‌کنندگان را در هر زمان برآورده سازد، جای خود را بسرعت باز کردند. باید بخاطر داشت اظهارنظر در مورد عملکرد مناسب یک سیستم مسأله پیچیده‌ای است و حتما باید با قضاوت مهندسی، که عمیقاً ریشه در تجربه دارد انجام پذیرد. بنابراین مجاسبه قابلیت اطمینان ابزاری در دست مهندس طراح می‌باشد نه جایگزین او. در زمانی هم که هنوز ارزیابی قابلیت اطمینان به صورت یک روال مستقل هویت پیدا نکرده بود مهندسان با استفاده از تجربه خود و با عنایت به مفهوم ذهنی قابلیت اطمینان، طراحی‌های برجسته‌ای انجام می‌دادند. انجام محاسبات قابلیت اطمینان بدون توجه به واقعیت فیزیکی، بیشتر به یک بازی ریاضی شبیه است تا یک کار جدی مهندسی.

نکته دیگر آنکه یک طرح با وجود داشتن قابلیت اطمینان بالا فقط وقتی در عالم واقعیت به همان میزان اعتبار خواهد داشت که با یک کنترل کیفیت خوب در مرحله ساخت، به قابلیت اطمینان ذاتی آن اجازه بروز داده شود. بنابراین قابلیت اطمینان و کنترل کیفیت کاملاً بهم وابسته‌اند. در ادامه مفاهیم اصلی تئوری قابلیت اطمینان بیان خواهد شد. سپس روشهای محاسبه قابلیت اطمینان تعریف شده در سیستم‌های گوناگون، مورد بررسی قرار خواهد گرفت تا بدین ترتیب زمینه برای مطالعه قابلیت اطمینان

در شبکه‌های توزیع انرژی الکتریکی که موضوع فصل دوم است فراهم گردد.

فهرست مطالب:

فصل اول:

مبانی نظریه و قابلیت اطمینان

1-1مقدمه

1-2مفاهیم اصلی قابلیت اطمینان

1-3تفکیک های محاسبه قابلیت اطمینان سیستم ها

1-3-1 سیستم سری

1-3-2 سیستم موازی

1-3-3 سیستم سری-موازی

‏1-3-4- سیستم ‏k‏ از ‏n

1-3-5 سیستم کمکی آماده باش

1-3-6 سیستم پیچیده

1-3-7 روش های بررسی قابلیت اطمینان سیستم های پیچیده

1-3-8 تکنیک های ارزیابی و توزیع های احتمال

1-3-9 دیاگرام فضای حالت قابلیت اطمینان

1-3-10 احتمالات حالت ماندگار

1-3-11 فرآیند مارکوف

1-4 روابط تقریبی برای محاسبه قابلیت اطمینان

فصل دوم:

2-1 مقدمه

2-2 اهداف مطالعات قابلیت اطمینان در سیستم های توزیع

2-3 مروری بر انواع تجهیزات شبکه توزیع

2-4 معیار های ارزیابی قابلیت سیستم های توزیع

2-5-1 روش فضای حالت

2-5-2 روش شبکه

2-5-3 روش کات ست مینیمال

2-5-4 روش تخمین

2-5-5 روش مونت کارلو

2-5-6 روش تحلیلی مبتنی بر RELRAD

2-6 ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع با روش کات ست مینیمال

2-6-1 اثرات تجهیزات حفاظتی

2-6-2 اثر انتقال بار

2-6-3 اثرات تعمیر و نگهداری

2-6-4 اثرات خرابی های موقت و گذرا

2-6-5 اثرات تغییرات آب و هوا

2-6-6 مدلسازی سوئیچینگ در محاسبات قابلیت اطمینان

2-6-7 از دست دادن پیوستگی به طور کامل و جزئی

2-6-8 خطا در مسیر های تغذیه اضطراری

فهرست جداول:

جدول 1-1 حالات موفقیت یک سیستم 2 از 3

جدول 1-2 کات ست های مینیمال

فهرست شکل ها:

شکل 1-1

شکل 1-2 سیستم سری دو عضوی

شکل 1-3 سیستم موازی دو عضوی

شکل 1-4 یک سیستم سری و موازی

شکل 1-5 سیستم کمکی آماده باش

شکل 1-6 سیستم پل

شکل 1-7 کات ست های مینیمال پل

شکل 1-8 تای ست های سیستم پل

شکل 1-9 دیاگرام فضای حالت سیستم تک عضوی

شکل 1-10 دیاگرام فضای حالت سیستم دو قطعه با قطعات متفاوت

شکل 1-11 دیاگرام فضای حالت سیستم دو قطعه ای یکسان

شکل 2-1 دیاگرام تک مدار یک سیستم توزیع نوعی

شکل 2-2 فیدر اولیه شعاعی با کلید های مانور و سکسیونرها

شکل 2-3

شکل 2-4 یک شبکه شعاعی ساده

منابع و مأخذ:

1. حاتمی ع . «کاربرد مجمعه های فازی در ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع الکتریکی» پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس ، تهران 1377 ، با راهنمایی دکتر محمود رضا حقی فام.
2. حقی فام م .، حاتمی ع .، ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم های توزیع و محاسبه هزینه های خروج بر اساس مجمعه های فازی ؛ نشریه دانشکده فنی ، جلد 33 ، شماره 3 ، آذر 78
3. R.Billinton and R.N.Allan,Reliability Evaluation of Engineering systems : concepts and Techniques, Plenum press, New York, 1983
4. R.Billinton and R.N.Allan,Reliability Evaluation of power systems, Plenum press, New York and London, 3rd edition 1994
5. R.Billinton and G.lian, “A New Technique for Active minimal cut set selection used in substation Reliability Evaluation”.Microelectron.Reliab., vol 35, No5, pp.797-805.1995.