دانلود مقاله-تحقیق-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیدانلود مقاله-تحقیق-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیتحقیق بررسی انرژی صوت
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 1 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 47 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 55 |
تحقیق بررسی انرژی صوت در 55 صفحه ورد قابل ویرایش
ماوراء صوت (Ultrasound)
پرتو X از لحظه کشف به استفاده عملی گذاشته شد, و در طی چند سال اول بهبود در تکنیک و دستگاه به سرعت پیشرفت کرد. برعکس, اولتراسوند در تکامل پزشکیش بطور چشمگیری کند بوده است. تکنولوژی برای ایجاد اولتراسوند و اختصاصات امواج صوتی سالها بود که دانسته شده بود. اولین کوشش مهم برای استفاده عملی در جستجوی ناموفق برای کشتی غرق شده تیتانیک در اقیانوس اطلس شمالی در سال 1912 بکار رفت سایر کوششهای اولیه برای بکارگیری ماوراء صوت در تشخیص پزشکی به همان سرنوشت دچار شد. تکنیکها, بویژه تکنیکهای تصویرسازی, تا پژوهشهای گسترده نظامی در جنگ دوم بطور کافی بسط نداشت. سونار, Sonar (Sound Navigation And Ranging) اولین کاربرد مهم موفق بود. کاربردهای موفق پزشکی به فاصله کوتاهی پس از جنگ, در اواخر دهة 1940 و اوایل دهة 1950 شروع شد و پیشرفت پس از آن تند بود.
اختصاصات صوت
یک موج صوتی از این نظر شبیه پرتو X است که هر دو امواج منتقل کننده انرژی هستند. یک اختلاف مهمتر این است که پرتوهای X به سادگی از خلاء عبور می‌کنند درحالیکه صوت نیاز به محیطی برای انتقال دارد. سرعت صوت بستگی به طبیعت محیط دارد. یک روش مفید برای نمایش ماده (محیط) استفاده از ردیفهای ذرات کروی است, که نماینده اتمها یا ملکولها هستند که بوسیله فنرهای ریزی از هم جدا شده اند (شکل A 1-20). وقتی که اولین ذره جلو رانده میشود, فنر اتصالی را حرکت می‌دهد و می فشرد, به این ترتیب نیرویی به ذره مجاور وارد می آورد (شکل 1-20). این ایجاد یک واکنش زنجیره ای میکند ولی هر ذره کمی کمتر از همسایه خود حرکت میکند. کشش با فشاری که به فنر وارد میشود بین دو اولین ذره بیشترین است و بین هر دو تایی به طرف انتهای خط کمتر میشود. اگر نیروی راننده جهتش معکوس شود, ذرات نیز جهتشان معکوس می‌گردد. اگر نیرو مانند یک سنجی که به آن ضربه وارد شده است به جلو و عقب نوسان کند, ذرات نیز با نوسان به جلو و عقب پاسخ می دهند. ذرات در شعاع صوتی به همین ترتیب عمل می‌کنند, به این معنی که, آنها به جلو و عقب نوسان می‌کنند, ولی در طول یک مسافت کوتاه فقط چند میکرون در مایع و حتی از آن کمتر در جامد.
اگر چه هر ذره فقط چند میکرون حرکت میکند, از شکل 1-20 می توانید ببینید که اثر حرکت آنها از راه همسایگانشان در طول خیلی بیشتری منتقل میشود. در همان زمان, یا تقریباً همان زمانی که اولین ذره مسافت a را می پیماید, اثر حرکت به مسافت b منتقل میشود. سرعت صوت با سرعتی که نیرو از یک ملکول به دیگری منتقل میشود تعیین می‌گردد.
امواج طولی
ضربانات اولتراسوند در مایع به صورت امواج طولی منتقل میشود. اصطلاح «امواج طولی» یعنی اینکه حرکت ذرات محیط به موازات جهت انتشار موج است. ملکولهای مایع هدایت کننده به جلو و عقب حرکت می‌کنند و ایجاد نوارهای انقباض و انبساط (شکل 2-20) می‌کنند. جبهه موج در زمان 1 در شکل 2-20, وقتی طبل لرزنده ماده مجاور را می فشارد آغاز میشود. یک نوار انبساط, در زمان 2, وقتی که طبل جهتش معکوس می‌گردد, پیدا میشود. هر تکرار این حرکت جلو و عقب را یک سیکل (Cycle) یا دوره تناوب گویند و هر سیکل ایجاد یک موج جدید میکند. طول موج عبارت است از فاصله بین دو نوار انقباض, یا دو نوار انبساط, و بوسیلة علامت نشان داده میشود. وقتی که موج صوتی ایجاد شد, حرکت آن در جهت اولیه ادامه می یابد تا اینکه منعکس شود, منکسر شود یا جذب گردد. حرکت طبل لرزان که برحسب زمان رسم شده است, یک منحنی سینوسی را که در طرف چپ شکل 2-20 نشان داده شده است تشکیل می‌دهد. اولتراسوند, برحسب تعریف, فرکانسی بیش از 20000 سیکل بر ثانیه دارد. صوت قابل شنیدن فرکانسی بین 15 و 20000 سیکل بر ثانیه دارد (فرکانس میانگین صدای مرد در حدود 100 سیکل بر ثانیه و از آن زن در حدود 200 سیکل بر ثانیه میباشد). شعاع صوتی که در تصویرسازی تشخیصی بکار می رود فرکانسی از 000/000/1 تا 000/000/20 سیکل بر ثانیه دارد. یک سیکل بر ثانیه را یک هرتس (Hertz) گویند. یک میلیون سیکل بر ثانیه یک مگاهرتس (مختصر شده آن (MHz) است. اصطلاح هرتس به افتخار فیزیکدان مشهور آلمانی Heinrich R.Hertz میباشد که در سال 1894 وفات یافت.
سرعت صوت
برای بافتهای بدن در محدودة اولتراسوند پزشکی, سرعت انتقال صوت مستقل از فرکانس میباشد و عمدتاً بستگی به ساختمان فیزیکی ماده ای دارد که از میان آن صوت عبور میکند. خواص مهم محیط منتقل کننده عبارتند از : (1) قابلیت انقباض (compressibility) و (2) چگالی (Density). جدول 1-20, سرعت صوت را در بعضی از مواد شناخته شده, از جمله چندین نوع بافت بدنی, نشان می‌دهد. مواد به ترتیب افزایش سرعت انتقال مرتب شده اند, و می توانید ببینید که صوت در گازها از همه کندتر, در مایعات با سرعت متوسط, و از همه تندتر در اجسام جامد حرکت میکند. ملاحظه کنید که تمام بافتهای بدن, جز استخوان, مانند مایعات رفتار می‌کنند و بنابراین همگی صوت را تقریباً با یک سرعت منتقل می‌کنند. یک سرعت 1540 متر بر ثانیه به عنوان میانگین برای بافتهای بدن بکار می رود.
قابلیت انقباض: سرعت صوت با قابلیت انقباض ماده منتقل کننده نسبت معکوس دارد, به این معنی که هرچه ماده کمتر قابل انقباض باشد, صوت در آن تندتر منتقل میشود. امواج صوتی در گازها آهسته حرکت می‌کنند زیرا ملکولها از هم دورند و به آسانی قابل انقباضند. آنها به گونه ای رفتار می‌کنند که گویی بوسیلة فنر سستی بهم بسته اند. یک ذره باید فاصله نسبتاً طویلی را بپیماید پیش از اینکه بوسیله یک همسایه تحت تأثیر قرار گیرد. مایعها و جامدها کمتر قابل انقباضند زیرا ملکولهایشان به یکدیگر نزدیکترند. آنها فقط نیاز به طی مسافت کوتاهی دارند تا در همسایه اگر گذارند, بنابراین مایعها و جامدها صوت را تندتر از گاز منتشر می‌کنند.
جذب (Absorption)
جذب اولتراسوند در مایع نتیجه نیروهای اصطکاکی است که با حرکت ذرات در محیط مقابله می‌کنند. انرژی که از شعاع اولتراسوند گرفته میشود تبدیل به حرارت می‌گردد. بطور دقیقتر, جذب یعنی تبدیل اولتراسوند به انرژی حرارتی, و تخفیف (Attenuation) یعنی کاهش کلی پیشرفت, از جمله جذب, پخش, و انعکاس.
مکانیسمهای درگیر در جذب نسبتاً پیچیده اند و توضیحات ما خیلی آسان گیری خواهد بود. سه عامل مقدار جذب را تعیین می‌کنند. (1) فرکانس صوت, (2) ویسکوزیته محیط منتقل کننده, و (3) زمان استراحت (Relaxation) محیط. ما درباره فرکانس در آخر بحث خواهیم کرد زیرا دو عامل دیگر در آن اثر دارند.
اگر ما صوت را تشکیل شده از ذرات مرتعش تصویر کنیم, اهمیت ویسکوزیته آشکار میشود. با افزایش ویسکوزیته آزادی ذره کم میشود و اصطکاک داخلی افزایش می یابد. این اصطکاک داخلی شعاع را جذب میکند یا شدت آن را با تبدیل صوت به گرما می کاهد. در مایعات که ویسکوزیته کمی دارند, جذب خیلی کمی صورت می‌گیرد. در بافتهای نرم ویسکوزیته بیشتر است و جذب متوسط صورت می پذیرد, درحالیکه استخوان جذب زیاد اولتراسوند نشان می‌دهد.
زمان استراحت زمانی است که ملکولها پس از اینکه جابجا شدند به وضعیت اولیه خود برمی گردند. این موضوع به حالت ارتجاعی (Resilience) ماده اشاره دارد. دو ماده با ویسکوزیته یکسان ممکن است زمانهای استراحت مختلف داشته باشند. زمان استراحت برای هر ماده بخصوص ثابت است.
وقتی یک ملکول با زمان استراحت کوتاه بوسیله یک موج طولی انقباضی فشرده میشود, قبل از اینکه موج انقباضی بعدی برسد زمان برای برگشت به حالت استراحت خود دارد. یک ملکول با زمان استراحت طولانی تر, ممکن است قادر نباشد پیش از اینکه موج بعدی برسد, کاملاً به حالت اول برگردد. وقتی این اتفاق افتد, موج انقباضی در یک جهت و ملکول در جهت دیگر حرکت میکند. انرژی بیشتری از آنچه که در ابتدا ملکول را حرکت داد لازم است تا جهت ملکول را برگرداند. انرژی اضافی تبدیل به گرما میشود.
در بافت نرم رابطه خطی بین جذب اولتراسوند و فرکانس وجود دارد. دو برابر کردن فرکانس تقریباً جذب را دو برابر میکند و تقریباً شدت شعاع منتقل شده را نصف میکند. آگاهی از جذب باعث گزینش ترانسدوسر درست برای کار ویژه مورد نظر میشود. فرکانسهای شایع موجود ترانسدوسر عبارتند از 1, 25/2, 5/3, 5, 7 و MHz 10. یک فرکانس درست توازنی است بین قدرت تحلیل (فرکانس بالاتر) و قابلیت رساندن انرژی به بافت (فرکانس پایین) میباشد.
تخفیف اولتراسوند همچنین با حرارت بافتها تغییر میکند, ولی این رابطه با بافتهای مختلف متغیر است. مثلاً, در محدوده حرارت 7 تا 35 و محدوده فرکانس 4/0 تا MHz 10, محلول فیزیولوژیک هموگلوبین کاهش تخفیف با افزایش حرارت نشان می‌دهد. در مقابل, بافتهای اعصاب مرکزی نشان داده شده است که با افزایش حرارت افزایش تخفیف نشان می دهند.
فرکانس صوت در مقدار جذب که بوسیله ویسکوزیته ماده ایجاد میشود مؤثر است. هرچه فرکانس بالاتر باشد, (یعنی اینکه در زمان معین یک ذره بیشتر به جلو و عقب برود), حرکتش بیشتر بوسیلة ماده پُر ویسکوزیته تحت تأثیر قرار می‌گیرد. فرکانس همچنین, بر مقدار جذب که بوسیله زمان استراحت ایجاد میشود اثر میکند. در فرکانسهای پایین, ملکولها زمان کافی برای استراحت بین سیکلها دارند ولی, درحالیکه فرکانس زیاد میشود, زمان استراحت بیشتر نسبت کل سیکل را اشغال میکند. این آثار در محدوده های پایینتر فرکانسهای تشخیصی (MHz 1) قابل ملاحظه اند و افزایش آنها با فرکانسهای بالاتر ادامه دارد.
فقط اطلاعات پراکنده برای تعیین مقدار جذب اولتراسوند در دسترس است. معمولاً یک ضریب جذب بکار برده میشود. این ضریب مشابه مفهوم ضریب تخفیف خطی است که در پرتو X تعریف شد. واحد ضریب جذب دسیبل بر سانتیمتر ضخامت در فرکانس MHz 1 است. تصریح MHz 1 ضروری است زیرا جذب بستگی به فرکانس دارد. در MHz 2, ضریب جذب در حدود دو برابر بزرگتر است. جدول 6-20 ضریبهای جذب را برای مواد مختلف نشان می‌دهد. یک برش یک سانتیمتری کلیه, با ضریب جذب /cm dB 1, شدت صوت را dB 1 می کاهد. جدول 2-20 نشان می‌دهد که dB 1- نشانگر جذب 21% شعاع است و اینکه 79% شعاع می ماند. یک برش cm 1 ضخامت ریه dB 41 جذب میکند, که شدت را با ضریب بیش از 10000 می کاهد و کمتر از 01/0 % شعاع را باقی می گذارد.
تصویر سازی جدول خاکستری
با بوجود آمدن تصویرسازی جدول خاکستری, اسکن حالت B در 1972 قدم بزرگی به جلو برداشت. منظور از تصویرسازی جدول خاکستری نشان دادن تغییرات زیاد بلندیهای اکوهایی که از بافتها می آیند به صورت سایه های خاکستری بر روی صفحه نمایشگر تلویزیون میباشد. این متضاد تصویر دورنگی یا تصویر جدول خاکستری محدود شده است که با تیوبهای اشعه کاتودیک ذخیره ای قابل انجامند. تصویر سازی جدول خاکستری با بوجود آمدن تیوب اسکن تبدیل حافظه (Scan conversion memory tube) ممکن شد (معمولاً آن را مبدل اسکن «Scan Conventer» گویند).
برخلاف تیوبهای پرتوکاتودیک ذخیره ای, تیوبهای مبدل اسکن ایجاد تصویر قابل رؤیت نمی‌کنند. درعوض, مبدل اسکن اطلاعاتی را که از یک ترانسدوسر می رسد ذخیره میکند, و سپس, اطلاعات ذخیره شده را برای تولید علائمی که برای ایجاد تصویر قابل رؤیت روی صفحه نمایش تلویزیون بکار می روند, بکار می برد. یک تیوب مبدل اسکن از این جهت که باعث میشود که یک شعاع الکترونی یک هدف را که قابلیت ذخیره اطلاعات دریافت شده را دارد اسکن کند شبیه تیوب اشعه کاتودیک است. شعاع الکترونی, بطور متناوب برای «نوشتن» اطلاعات بر روی هدف, «خواندن» اطلاعات, برای تولید علائم که برای تلویزیون فرستاده میشود, و پاک کردن هدف برای آماده کردن آن برای دریافت اطلاعات جدید بکار می رود. هدف مبدل اسکن یک وسیله پیچیده ای است که تشکیل شده است از صفحه پشتیبان سیلیکونی به قطر در حدود 25 میلیمتر که بر روی آن بیش از یک میلیون قطعات مربعی ریز (در حدود 10) قرار داده شده است. منطقی است که فرض کنیم که وقتی ترانسدوسر برای اسکن بیمار در روش اسکن تماسی مرکب بکار می رود. چندین اکوی برگشتی از یک نقطه بوسیله ترانسدوسر دریافت میشود. وقتی هدف مبدل اسکن علائم متعدد از یک نقطه دریافت میکند, فقط قویترین علامت را ضبط کرده, بقیه را دور می ریزد.
به این ترتیب, عکس نهایی فقط از قویترین اکو کشف شده از هر نقطه, و نه از جمع اتفاقی چندین علامت تشکیل شده است (این را «فرانویسی» «Overwriting» گویند). این دلیلی است که چرا امتحان کننده قادر است با حرکات مکرر ترانسدوسر در سطح هر تصویر, یک عکس قابل تشخیصتری بسازد. وقتی تصویر در هدف مبدل اسکن ذخیره شود می توان شعاع الکترونی را واداشت تا هدف را جاروب کند و ایجاد علامت قابل نشان دادن روی تلویزیون معمولی بنماید.
دوگونه تیوب اسکن مبدل حافظه وجود دارد. تیوب مبدل اسکن آنالوگ در 1972 درست شد. بعداً, مبدل اسکن دیژیتال جای آنالوگ را گرفت. اصطلاح های «آنالوگ» و «دیژیتال» نزد بیشتر پزشکان نسبتاً مبهمند. به سبب ورود انفجاری اجزای «دیژیتال» در کارهای تصویری تشخیصی, ما این عنوان را موضوع یک فصل تمام کرده ایم. بطور خلاصه, مبدل اسکن دیژیتال تغییرات بلندی اکوهای دریافتی بوسیله ترانسدوسر را به شماره های دوگانی (Binary) تبدیل میکند. این اطلاعات در 16 (4 بیت) یا 32 (5 بیت) و یا بیشتر از آن سطح خاکستری ذخیره میشود که می توان روی نمایشگر تلویزیون نشان داد.
مبدل اسکن آنالوگ در استفاده بالینی قدری اشکال بوجود می آورد زیرا سطوح جدول خاکستری که به هر بلندی اکو منسوب می شوند متمایلند جریان یابند, و باعث اختلال تصویر شود, و مقایسه بین اسکنهای انجام یافته در تاریخهای مختلف را مشکل کند.
همچنین, سوسو زدن نامطبوع تصویر که روی تلویزیون دیده میشود وجود دارد. این سوسو زدن مربوط به این واقعیت است که تیوب مبدل اسکن باید در عین حال تصویر را ذخیره کند (بنویسد) و آن را به نمایشگر تلویزیون بفرستد (بخواند). تیوب در زمانی که تصویر دریافت میشود متناوباً وضع خود را به حالت خواندن و نوشتن در می‌آورد. یک تیوب مبدل آنالوگ قادر است که این تبادل را با سرعت ده بار برای هر تصویر تلویزیونی انجام دهد. و ایجاد سوسو زدن قابل دید کند. تصویر وقتی بوسیله مبدل آنالوگ ذخیره شد, قبل از اینکه زوال تصویر شروع شود می تواند به مدت ده دقیقه دیده شود.
تیوبهای مبدل اسکن دیژیتال از جاری شدن (Drift) جدول خاکستری آزادند. آنها سرعت نوشتن خیلی سریعتر از واحد آنالوگ دارند, بنابراین سوسو زدن بر صفحه تلویزیون ندارند. تصویر وقتی ذخیره شود, بر تیوب ذخیره دیژیتال می تواند همیشه دیده شود. مبدلهای اسکن دیژیتال برای پردازش پیشرفته کامپیوتر مناسبند و قابل بکاربردن در تصویرسازی ریل تایم هستند. بنابراین به نظر می‌رسد تیوب حافظه ای مبدل اسکن دیژیتال جانشین دستگاه آنالوگ شود.
تحقیق بررسی امنیت انرژی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 12 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 15 |
تحقیق بررسی امنیت انرژی در 15 صفحه ورد قابل ویرایش
ژئواستراتژی کنونی در قفقاز جنوبی
مقدمه مترجم
اهمیت روز افزون منطقه قفقاز جنوبی به ویژه در مناسبات جدید جهانی و صف بندی قدرتهای منطقه ای و بین المللی، پژوهش و تحقیق پیرامون این منطقه، عوامل و پارامترهای موثر در آرایش قوا و اثرگذاری بر مناسبات آن را در دستور کار موسسات پژوهشی و مراکز مطالعات راهبردی قرار داده است.
ویژگی منحصر بفرد ارتباطی این منطقه بین اروپا و آسیای مرکزی به عنوان منبع بزرگ انرژی، رقابت ویژه روسیه و غرب در این منطقه که حیاط خلوت سنتی روسیه محسوب می شود، مناقشات دامنه دار قومی که بستر بسیاری از منازعات در این منطقه است و عواملی از این دست، اهمیت قفقاز جنوبی را در روابط منطقه ای و حتی بین المللی بیش ازگذشته ساخته است.
متنی که برگردان آن پیش روی شماست به قلم یکی از محققین و صاحبنظران برجسته مسائل ژئواستراتژیک جهانی و منطقه ای به رشته تحریر در آمده است.
بدیهی است ترجمه این مقاله به معنی تائید تمام ادعاهای نویسنده نبوده و هدف افزودن منابع اطلاعاتی به حوزه های کارشناسی مربوطه است.
ژئواستراتژی کنونی در قفقاز جنوبی
در ماههای اخیر روابط روسیه و گرجستان متلاطم شده است .تنش روی داده بین این دو کشور تنها یک نمونه ازصف بندی گسترده استراتژیک بین غرب وروسیه در منطقه قفقاز جنوبی است. در این عرصه، کشورها و سازمانهای مختلف در سطوح منطقه ای و فرامنطقه‌ای، در موضوع امنیت انرژی و ایفای نقش در معادلات قدرت در منطقه درگیر هستند. با در نظر گرفتن این دو عامل تعیین کننده، این سؤال مطرح می شود که موقعیت کنونی منطقه چیست و چه آینده ای برای آن پیش بینی می شود ؟
رویکردهای امنیتی و سیاسی- نظامی بازیگران منطقه ای، در ابعاد مختلف بر این منطقه تاثیر گذار است .این بازیگران شامل گرجستان، ارمنستان و آذربایجان و آتش مناقشات همچنان مشتعل آنان در آبخازیا، اوستیا و قره باغ کوهستانی است .افزون بر آن تاثیر و اعمال نفوذ قدرتهای منطقه ای چون ترکیه و ایران و قدرتهای جهانی مانند ایالات متحده، روسیه و چین، جزئی جدایی ناپذیر از آرایش قدرت در منطقه محسوب می شوند.
علاوه بر کشورها، سازمانهای بین المللی نیز در این بازی بزرگ درگیرند. این سازمانها در سطح منطقه ای عبارتند از سازمان همکاریهای اقتصادی دریای سیاه (B.S.E.C) ، سازمان نیروی دریای سیاه (BLACKSEAFOR)، سازمان نیروی دریای خزر (CASFOR)، سازمان همکاری بین گرجستان، اوکراین، آذربایجان و مولداوی (G.U.A.M)، و سازمان پیمان امنیت دست جمعی (C.S.T.O) همراه با سازمان کشورهای مستقل مشارک المنافع (C.I.S). در سطح بین المللی سازمان پیمان آتلانتیک شمالی (N.A.T.O) و اتحادیه اروپا از وزن مخصوصی در معادلات قدرت منطقه برخوردار می هستند.
رقابت روسیه و آمریکا در قفقاز جنوبی و خزر
اهمیت ژئو استراتژیک قفقاز جنوبی و خزر به عنوان کریدور ارتباطی اروپا به آسیای مرکزی ،به عنوان سرپلی برای کنترل و فشار بر ایران و همچنین به دلیل ذخائر انرژی و مقوله جنگ علیه تروریسم، دلایل اصلی حضور ایالات متحده در منطقه هستند. ایالات متحده با عملیات سنگین نظامی خود در عراق و افغانستان و درپی چرخش ازبکستان به سوی روسیه، متمایل به دستیابی نقاط اصلی قدرت در قفقاز و در راستای حمایت از ژئو استراتژی جهانی خود می باشد .
تحرکات اخیر ایالات متحده ممکن است مبتنی بر اصل تعادل قوا در این منطقه باشد که بعد از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی شکل گرفته است .هم اکنون کاملا مشخص است که ایران و روسیه به عنوان بزرگترین قدرتهای منطقه ای از این امر احساس تهدید می کنند. روسیه، قفقاز جنوبی را حیاط خلوت سنتی خود می داند و توجه روز افزون غرب به این منطقه را زیر نظر دارد. ایالات متحده، آذربایجان را به عنوان مهمترین متحد خود در حوزه دریای خزر برگزیده است و برنامه همکاریهای نظامی با این کشور را طراحی و اجرا می نماید. تحلیل گران نظامی روسیه بر این باورند که این برنامه تداعی کننده برنامه آموزش و تجهیز آمریکا – گرجستان است که از زمان آغاز در سال 2002 گرجستان را برخوردار از ارتشی توانمند، آموزش دیده و مجهز ساخته است.
تحلیل گران روسی از این بیم دارند که به زودی این امر در مورد آذربایجان نیز محقق شود که در اینصورت روسیه از تمام ابزارهای خود جهت نفوذ در آذربایجان محروم خواهد شد.
به نظر می رسد همکاری نظامی آمریکا با کشورهای قفقاز جنوبی و حاشیه دریای خزر به آرامی و بدون مخمصه در حال انجام است. هرچند ایالات متحده در منظر افکار عمومی تظاهر به بی میلی برای حضور نظامی در منطقه می نماید، اما آشکار است که این حضور نظامی در راستای دفاع از منافع این کشور در منطقه و از جمله امنیت انرژی است. علاوه بر پشتیبانی نظامی آمریکا، بودجه دفاعی فزاینده آذربایجان نیز در راستای تقویت قدرت نظامی این کشور است. مسئله ای مطرح شده این است که آیا ایالات متحده قادر به راضی کردن دیگر کشورها از قبیل قزاقستان جهت پیوستن به این پیمان همکاری نظامی خواهد بود؟
تحقیق بررسی الکترواستاتیک و کاربرد آن
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 1 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 41 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 23 |
تحقیق بررسی الکترواستاتیک و کاربرد آن در 23 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست
1- تاریخچه ------------------------------------------------------- 1
2- مقدمه --------------------------------------------------------- 5
3- زیانهای ناشی از الکتروستاتیک---------------------------------------- 9
3-1 محیط های غیرقابل اشتغال ----------------------------------------- 9
3-2 میحط های قابل انفجار -------------------------------------------- 13
3-3 پر کردن تانکرها ------------------------------------------------- 15
3-4 شستن نفت کش ها و مخازن سوخت ---------------------------------- 16
3-5 آسیب به قطعات الکترونیکی ---------------------------------------- 18
3-6 خطرات ناشی از حرکت پودرهای عایق --------------------------------- 20
4- اصول باردار کردن ذرات -------------------------------------------- 23
5- کاربردهایی از الکتروستاتیک ------------------------------------------ 37
5-1- زیروگرافی ---------------------------------------------------- 39
5-1-1- قسمتهای مختلف یک دستگاه زیروگرافی----------------------------- 43
5-1-2- مراحل چاپ زیروگرافی ---------------------------------------- 43
5-1- 3- عملکرد قسمتهای مختلف فرآیند زیروگرافی ------------------------- 44
5-2- پوشش های الکتروستاتیک----------------------------------------- 61
5-2-1- فرآیند بستر سیال پودر ----------------------------------------- 61
5-2-2- فرآیند بستر سیال الکتروستاتیک----------------------------------- 62
5-2-3- پوشش پودر بطریقه اسپری الکتروستاتیک----------------------------- 66
6- کاربرد الکتروستاتیک در جداسازی مواد معدنی----------------------------- 83
6-1- ساختمان جدا کننده های الکتروستاتیکی ------------------------------- 83
6-2- مکانیزهام باردار کردن ذرات معدنی در جداکننده ها------------------------ 84
6-3- باردار کردن در اثر تماس و مالش ------------------------------------ 85
6-4- باردار کردن بوسیله تخلیه کرونا (جدا کننده های فشار قوی) ------------------ 91
6-5- باردار کردن توسط اتصال ------------------------------------------ 99
7- اندازه‌گیری بار الکتروستاتیکی -----------------------------------------
7-1- ذرات باردار ---------------------------------------------------
7-2- سطوح باردار --------------------------------------------------
7-3- اندازه‌گیری بار در محیط‌گازی --------------------------------------
7-4- اندازه‌گیری بار در مایع -------------------------------------------
8- مراجع ---------------------------------------------------------
1- تاریخچه
از زمان کشف بارتک قطبی که به دورة یونانیان باستان بر می‌گردد پدیده باردار شدن اجسام فقط جنبه کنجکاوی داشته و کاربرد عملی نداشته مثال باردار کردن میله های کهربا با پوست خرگوش یکی از مثالهایی است که باردار شدن از راه مالش را بیان میکند . پدیده رعد و برق و یا شوکهای ناشی از تماس دست با دستگیره در محلهایی که مفروش میباشد نمونه هایی از پدیده الکتروستاتیک میباشد جالب این است که امروزه به این پدیده در فرآیندهای صنعتی بسیار بزرگی برمیخوریم و البته در بعضی از موارد پیامدهای خطرناک و زیان باری را نیز از این پدیده نظاره گر هستیم.
ماشین های مولد بارهای الکتریکی از سال 1600 میلادی ساخته شدند و پس از توسعه منجر به ساخت ماشین ویمشرست[1] wimsherst در سال 1878شدند این ماشینها امروزه هم وجود دارند ولی بصورت پیشرفته تر مثلاً ماشین تولدی ولتاژ بالای فلیسی[2] ، امروزه در بعضی سیستم های رنگ پاشی و در شتابدهنده ها بکار میرود نمونه دیگر مولدهای ولتاژ تسمه ای هستند که ماشین وندگراف از نمونه آن است.
پیشرفت بزرگ الکتروستاتیک عملی از زمانی شروع شد که کاترل[3] در سال 1906 ته نشین‌سازهای الکتروستاتیکی را در کارخانه‌های سیمان در آمریکا به کار برد در سال 1923 با نصب چنین دستگاهی روی دودکش یک کارخانه برق با سوخت زغال‌سنگ، از ورودی خاکستر زغال سنگ به داخل هوای محیط جلوگیری شد و بدین ترتیب از آلودگی محیط به میزان قابل ملاحظه‌ای کاسته گردید و در سال 1930 رنگ‌پاشی الکتروستاتیک پای به عرصه ظهور نهاد. [1]
چستر کارلسون[4] در 22 اکتبر سال 1938اولین فتوکپی به روش الکتروستاتیک را در نیویورک بدست آورد و در سال 1942 امتیازش را دریافت کرد و پنجره نوینی جهت کاربرد علم الکتروستاتیک گشود.
در سال 1976 اولین خط تولید لعاب پودر الکتروستاتیک در سپم فرانسه راه‌اندازی شد و از دهه 1970 به بعد شرکت‌های تولیدی در کشورهای استرالیا، اروپای شرقی ژاپن کانادا زلاندنو و بخصوص آمریکا با مقایسه مجموع هزینه‌های کاربرد لعاب پودر به روش الکتروستاتیک با سایر روشها بهره گیری از پوشش الکتروستاتیکی را انتخاب و این تأسیسات را در خط تولید خود بکار گرفتند . [9]
کاربرد الکتروستاتیک در جداسازی مواد نیز از جله مواردی بود که باعث توجه بیشتر به این علم شد در سال 1914 واتینگتون [5] از الکتروستاتیک جهت جداسازی مواد و در واقع جهت جداسازی خاکستر از زغال استفاده کرد . و در سال 1976 یک مخترع امریکایی از یک جداساز الکتریکی مالشی در این جهت استفاده کرد . در سال 1984[6] آلفان یک جداکننده گازی و شارژ سریع را طراحی کرد . و در سال 1993 کاپتا[7] جداسازی الکتروستاتیکی ترکیبات پودری را موردمطالعه قرار داد و دراین جهت قدمهای موثری برداشت . [3]
به تدریج علم الکتروستاتیک بجای آنکه جنبه تئوری یا کنجکاوی داشته باشد به یک ابزار صنعتی مفید بدل گشت وامروزه حضور گسترده این علم را در فرآیندهای مختلف صنعتی از جمله رنگ پاشی ، چاپ ، فیلترهای الکتروستاتیک و همچنین جداسازی الکتروستاتیکی مواد معدنی شاهد هستیم .
2- مقدمه :
الکتروستاتیک کاربردهای وسیعی در زندگی امروزی پیدا کرده است . چندین فرآیند مهم صنعتی بر دانش الکتروستاتیک بنا شده‌اند که از جمله میتوان رنگ پاشی الکتروستاتیکی ، صنعت زیروگرافی ، الکترو فیلترها و جداسازی الکتروستاتیکی مواد معدنی را نام برد . پدیده های الکتروستاتیکی به دو صورت با انسان مواجه میشوند ممکن است خطرناک و مزاحم جلوه دهند و سبب شوک و آتش سوزی و از کار انداختن بعضی قطعات الکترونیکی شوند ممکن است بسیار مفید و کارساز باشد . مزیت استفاده از الکتروستاتیک در این است که با وجوداستفاده از ولتاژهای بالا جریان الکتریکی بسیار کمیاز منبع ولتاژ کشیده میشود و در نتیجه توان مصرفی معمولاً بسیار اندک و غیر قابل ملاحظه است و این مطلب از نظر صرفه جوئی انرژی حائز اهمیت میباشد . [10]
در نزد کسانی که با مشکلات ناشی از الکتروستاتیک درگیرند شاید شگفت باشد که موضوع الکتروستاتیک از قوانین کاملاً شناخته شده فیزیک پیروی میکند و آگاهی عملی حتی نسبت به برخی ایده های اساسی آن میتواند در غلبه بر مشکلات و درک پیشامدهای رایجتر الکتروستاتیک کمک کند .
الکتروستاتیک اساساً علم بر هم کنش بارهای الکتریکی است . در اکثر فرآیندهای صنعتی بارهای الکتریکی در حال حرکتند . زیرا یا در داخل فراوردة تولیدی و یا بر روی سطح آن نگه داشته میشوند . بنابراین اندر کنشهای مورد نظر بیشتر در نتیجه توزیع فضایی بارهاست تا حرکت آنها .
بیشتر مشکلات ناشی از الکتروستاتیک در صنعت هنگامیرخ میدهند که الکتریسیته دار شدن ناخواسته و غیرقابل کنترلی رخ داده باشد و معمولاً به خاطر این واقعیت بوده که در یک مرحله فرآیند تولید ، مایع یا جامدی با مواد دیگر تماس پیدا کرده جدا شدن بارهای مثبت و منفی در سطح مشترک مواد به آسانی صورت می‌گیرد. در نتیجه یکی از مواد بار مثبت و دیگری بار منفی پیدا میکند اینکه این فرآیند به یک مشکل چشمگیر منجر شود به این بستگی دارد که بارهای جدا شده پس از جدائی دو جسم با چه سرعت بتواند پراکنده شوند هنگامیکه یکی یا هر دو جسم در حال تماس عایق الکتریکی خوبی باشند بار الکتریکی به آهستگی پراکنده میشود و بارهای ساکن در درون و یا روی عایق انباشته خواهند شد .
-4- شستن نفت کش ها و مخازن سوخت
تا قبل از سال 1970 شستن داخل تانکرها ، امری بی خطر تصور میشد بخصوص که در حین شستشو ، وسایل شستشو به زمین وصل میشدند و جو داخل تانکر نیز از نظر قابل انفجار بودن دقیقاً کنترل میگردید ولی انفجار سه نفت کش بزرگ (VLCC) در دسامبر 1969 توجه متخصصین را به خطرات مربوط به شستشوی تانکرها جلب نمود. در اینجا نیز شرکت شل وارد عمل شد و تحقیقات فشرده‌ای را در این مورد آغاز نمود . از بین چندین منبع احتمالی تخلیه الکتریکی در تانکر میتوان جرقه های تولیدشده در اثر برخورد قطعات فلزی به هم مثلاً افتادن آچاربه کف تانکر و نیز بارهای الکتریکی تولید شده در تانکر در اثر پاشیده شدن آب را نام برد با اندازه‌گیری‌هایی که در داخل یک تانکر بزرگ صورت گرفت معلوم شد که قطرات ریز آب میتوانند ابری از بار الکتریکی بوجود آورند . مکانیسم تولید بار اساساً همانند ریزش آبشارها و پرکردن مخازن است . جرقه های تولید شده در اثر سقوط قطعات فلزی همانند آچار به اندازه ای نبود که بتواند گاز موجود در تانکر را منفجر نماید لذا بیشتر توجه ها به ذخیره سازی بار ساکن در داخل معطوف شد و تلاش شد تا مکانیزمی جهت تولید جرقه از ذرات باردار آب پیدا شود .
تحقیق بررسی آزمایش حرارت
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 1 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 28 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 13 |
تحقیق بررسی آزمایش حرارت در 13 صفحه ورد قابل ویرایش
آزمایشگاه حرارت
- خطاهایی که در هر آزمایش وارد می شود :
1- خطای آزمایشگر
2- خطای وسایل آزمایش
3- خطای محیط
- اندازه گیری در آزمایش :
1- خطای مطلق : تفاوت اندازه واقعی جسم ، اندازه ای که در آزمایش بدست آمده است .
2- خطای نسبی =
3- در صد خطای نسبی : 100* خطای نسبی
- نکاتی که در تهیه یک گزارش برای آزمایش باید رعایت کرد :
1- موضوع آزمایش
2- تاریخ
3- اسامی افرادی که در یک گروه آزمایش انجام می دهند .
4- نام استاد
5- شرح آزمایش
6- نوشتن روابط و فرمولهای مربوطه
7- رسم جداول و نمودارهای لازم
8- نتیجه گیری
9- بدست آوردن خطاها
10- عوامل موثر در خطا
- تعیین ظرفیت گرمایی کالری متر (گرماسنج ) ، ارزش آبی گرماسنج A
- ظرفیت گرمایی جسم :
مقدار گرمایی که جسم می گیرد تا دمای آن یک درجه سانتی گراد افزایش (کلوین) افزایش یابد J/K
-ظرفیت گرمایی ویژه جسم :
مقدار گرمایی است که به یکای جرم داده می شود تا دمای آن یک درجه کلوین افزایش یابد J/kg k
m : جرم کالری متر
m1 :جرم آب سرد
m2 : جرم آب گرم
c : آب = C=4/2j/kg k
- تعیین میزان تغییرات
- هر پنچ درجه که آب سرد شد طول را اندازه گیری می کنیم .
شرح آزمایش :
ابتدا طول میله مخصوص را اندازه گیری می کنیم سپس آب را تا اندازه جوش گرم می کنیم هنگامیکه بخار آب بهمیله رسید حرارت را قطع می کنیم هنگامیکه افزایش طول متوقف شد طول میله را اندازه گیری می کنیم همراه میزان درجه آب ، به بعد هر 5 درجه که آب سرد شد میله را اندازه گیری کرده و اینکار را تا جایی که طول دیگر تغییر نکند تکرار می کنیم .
میزان خطای ساعت اندازه گیری = 05/0 میلی متر که هر عددی که بدست آمد باید منهای این عدد شود .
مرحله یک :
=20 c
77 c= /64 - 68 c=/45-63 c=/35-58 c=/26
3 c= /20 - 48 c= / 13 -43 c =/9- 38 c = 0/05
مرحله دوم :
=34 c
80 c= /65 -75 c=/50 - 70 c=/42 - 65 c= /35 - 60 c= /28
55 c= /22 -50 c=/ 17 - 45 c= /12 - 40 c =/09
نتیجه گیری :
از این آزمایش نتیجه می گیریم که با تغییر میزان دما تا حدی جسم انبساط یافته و بعد از آن دما تغییرطولی مشاهده نمی شود همین طور وقتی جسم سرد شود به همین صورت .
خطا های آزمایش :
عوامل موثر در خطا :
به دلیل عایق نبودن صحیح وسیله آزمایش با محیط خارج دمای محیط هم به اضافه دمای بخار آب روی جسم تغییر حاصل می کند. همچنین صحیح خواندن اندازه و درجه حرارت بخار آب و جسم در جواب تاثیر گذار است .
گرمای نهان تبخیر :
مقدار گرمایی به واحد جرم مایع در نقطه جوش داده می شود تا به بخار آب تبدیل شود . بدون آنکه دمایش تغییر کند .
موضوع : تعیین گرمایی نهان تبخیر
تحقیق بررسی احتراق (آتش)
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 117 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 44 |
تحقیق بررسی احتراق (آتش) در 44 صفحه ورد قابل ویرایش
احتراق
احتراق عبارت است از اکسیداسیون سریع مواد، همراه با آزاد شدن سریع انرژی.
یکی از تعاریف اکسیداسیون عبارت است از ترکیب شیمیایی یک ماده با اکسیژن. تعریف دیگر اکسیداسیون چنین است: واکنش شیمیایی که شامل اکسیژن باشد، به طوریکه یک یا تعداد بیشتری از مواد با اکسیژن ترکیب شوند.
افروزش
برای آغاز این فرآیند به یک منبع تولید گرما، مواد سوختی و هوا نیاز است. مواد از نظر قابلیت شعله وری متفاوت اند و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در این موضوع مؤثر است. مثلاً موادی که به شکل ورقه ای هستند، فوم ها و یا یک تکه پارچه خیلی ساده تر از بلوکهای ضخیم مواد جامد آتش می‌گیرند. طبق تعریف، آغاز فرآیند سوختن را افروزش می‌نامند. برای پایین آوردن قابلیت افروزش مواد در مقابل منابع کوچک تولید گرما میتوان کارهایی انجام داد اما اینها لزوماً بر روی سرعت سوختن این مواد مؤثر نخواهد بود.
آتش (حریق)
ساده ترین تعریف احتراق، چیزی است که به آن آتش اطلاق میشود و عبارت است از ترکیب شیمیایی سریع مواد با اکسیژن که هم نور و هم گرما تولید میکند. شعله ور شدن (مشتعل شدن) و سوختن همراه با دود (سوختن سطحی) دو نوع احتراق هستند که ممکن است اتفاق بیفتند.
برای انجام شدن عمل احتراق باید یک اکسید کننده موجود باشد. تقریباً همه آتشها با اکسیژن موجود در اتمسفر به عنوان عامل اکسیدکننده انجام می‌گیرد، اما اکسیدکننده های دیگری نیز موجود است.
بیشتر این اکسیدکننده ها زمانی که در معرض حرارت، فشار یا هر دوی آنها قرار می‌گیرند اکسیژن آزاد می‌کنند. علاوه بر آن اکسیدکننده های دیگری نیز وجود دارد مثل هالوژنها (فلوئور، کلر، برم و ید) که احتراق را تقویت می‌نماید، اما در اینجا فقط احتراق با اکسیژن هوا مورد بحث است.
سوختن و بیشتر انفجارها، نمونه هایی از واکنشهای شیمیایی هستند که از آنها به عنوان آتش (حریق) نام برده میشود و در واقع واکنشهای شیمیایی هستند که شامل اکسیداسیون سریع مواد است. با وجود این، سرعت این واکنشها ممکن است صدها یا هزاران مرتبه سریعتر از یک حریق باشد. به عبارت ساده تر، سوختن واکنش اکسیداسیونی است که به طور قابل توجهی سریعتر از حریق است، اما آهسته تر از انفجار است.
مثلث آتش
این تئوری به صورت یک مثلث ارائه گردیده است. به دلیل اینکه سه جزء (وجه) اصلی در آن وجود دارد و مثلث یک شکل بسته است که نمایانگر یک سیستم بسته میباشد. قسمتی از تئوری تأکید دارد که برای اینکه یک آتش موجود باشد بسته بودن سیستم الزامی‌است بدین معنی که اگر یکی از سه وجه مثلث در تماس با وجه بعدی نباشد وقوع حریق ممکن نیست. در شکل (1 ـ 1) مثلث آتش نشان داده شده است.
مقابله با آتش
معمولی ترین روش خاموش کردن آتش، خارج کردن وجه انرژی از مثلث آتش است. بهترین راه آن این است که گرما (انرژی) را، به وسیلة خنک کردن سوخت تا زیر درجه حرارت افروزش با استفاده از آب، از نزدیکی سوخت دور کنیم. راههای دیگری نیز برای خنک کردن آتش وجود دارد. در بعضی از مواقع، آب نمی‌تواند به عنوان یک عامل خاموش کنندة آتش به کار رود، مثل آتش (سیمهای الکتریکی باردار) یا آتشی که شامل موادی باشد که با آب واکنش دهد.
و برای خاموش کردن آتشهایی که شامل پلاستیکها است نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بعضی مواقع، گرمای جذب شده توسط پلاستیکها ممکن است باعث شود آنها به صورت مایع جاری درآیند. در این مواقع استفاده از قطره های ریز آب به صورت اسپری سریعاً مایع را سرد میکند و آن را به حالت جامد اولیه برمی‌گرداند، همچنین این آب باعث خاموش شدن آتش نیز میشود.
دومین روش خاموش کردن آتشها، براساس ضلع اکسیژن مثلث آتش است. کاربرد کف برای آتشهای مایع، یا استفاده از دی اکسیدکربن برای آتشهای مواد قابل احتراق که از رسیدن اکسیژن اتمسفر به آتش جلوگیری می‌نماید، معمول است. استفاده از آب برای محصورکردن یک مایع درحال سوختن (مایع سوختنی باید غیرقابل حل در آب و وزن مخصوص بیشتری از آب داشته باشد) نیز میتواند مانع رسیدن اکسیژن به آتش شود. به طور کلی یک مایع یا جامد را میتوان به هر طریقی پوشش داد که اکسیژن به آن نرسد. مثلاً انداختن شیء درحال سوختن، در آب و غرق شدن جسم در زیر آب باعث میشود سوخت سریعاً سرد شود و اکسیژن نیز به آن نرسد.
سومین روش خاموش کردن آتش، برمبنای تئوری مثلث آتش، خارج نمودن سوخت است. این کار ممکن است سریع و ساده باشد مثل خارج کردن یک مادة سوختنی از یک خانه. یک مثال پیچیده از دور نمودن سوخت، انتقال دادن مایعی است که درحال سوختن است از یک تانک به تانک دیگر به وسیلة لولة ارتباطی، همچنانکه سطح مایع در داخل تانک درحال سوختن کمتر میشود، سوخت کمتری در معرض سوختن خواهد بود تا جائیکه تمام مایع از تانک خارج و از طریق لوله ارتباطی وارد تانک دیگر میشود. در نتیجة این عمل آتش خاموش میشود چون چیزی برای سوختن باقی نمانده است.
پیرولیز
ریشه کلمه پیرولیز از دو کلمه یونانی پیرو به معنای آتش و کلمه لیز به معنای تجزیه کردن گرفته شده است. بنابراین ممکن است پیرولیز به صورت سادة زیر تعریف شود:
تجزیه و شکسته شدن مولکولها بر اثر حرارت
زمانی که یک ماده پیرولیز پیوندهای کووالانسی داخل مولکولها شکسته میشود و معمولاً گرمای زیادی نیز تولید میشود و در حقیقت عامل به وجود آورندة آتش همان شکسته شدن سوخت به مواد ساده تر است. پیرولیز کلاسیک (بهترین فرم پیرولیز) زمانی اتفاق می‌افتد که به یک ماده جامد مثل چوب و دیگر مواد سلولزی حرارت داده میشود. اغلب این کار در غیاب هوا صورت می‌گیرد اگرچه در حضور هوا نیز چوب پیرولیز میشود. در نتیجة چنین عملی محصولات پیرولیز شده موادی هستند که در واکنشهای احتراقی سهیم هستند. به عبارت دقیق تر، پیرولیز شکسته شدن پیوندهای کووالانسی ترکیبات بر اثر حرارت است. بنابرانی میتوان چنین استنباط کرد که مایعات گازهای قابل اشتعال ترکیباتی هستند که دارای پیوند کووالانسی هستند.
نکته قابل توجه در اینجا این است که مایعات نمی‌سوزند و زمانی که ترمهایی مثل «قابل اشتعال یا قابل احتراق» همراه مایعات می‌آید فقط به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد که بین دو گروه از مایعات با محدودة نقطه اشتعال متفاوت، فرقی قائل شده باشند. بسیاری از مردم معتقدند که مایعات قابل اشتعال می‌سوزند، ولی حقیقت این است که فقط بخار این گونه مایعات می‌سوزد. بنابراین مایع قابل اشتعال یا قابل احتراق مایعی است که بر اثر سوختن بخار تولید نماید.
مایع قابل اشتعال، مایعی است که نقطه اشتعال آن کمتر از 100 درجه فارنهایت و مایع قابل احتراق، مایعی است که نقطه اشتعال آن در حدود 100 درجه فارنهایت و یا بالاتر باشد. نقطه اشتعال به صورت زیر تعریف میشود:
می‌نیمم درجه حرارتی که در آن مایع، بخار کافی تولید نماید که بتواند یک مخلوط قابل افروزش در نزدیکی سطح مایع یا ظرف به وجود آورد.
مایعات در پایین تر از نقطه جوش خود با سرعت معینی تبخیر میشوند و سرعت تبخیر آنها در نقطه جوش به ماکزیمم مقدار خود می‌رسد. بخار تولید شده با هوا ترکیب و آماده سوختن میشود، اما اگر تئوری چهار وجهی آتش صحیح باشد باید یک مرحلة دیگر (تشکیل رادیکالهای آزاد) نیز اتفاق بیفتد. منبع افروزش باعث شکسته شدن مولکولها و تبدیل آنها به مواد ساده تر (رادیکالهای آزاد) میشود و زمانی که سوخت با درصد مناسب (در محدودة شعله وری) با هوا مخلوط میشود باید دمای مخلوط تا دمای افروزش سوخت افزایش یابد و در این مرحله است که حریق شروع میشود.
شرح دستگاه
دستگاه کالریمتر مخروطی از قسمتهای اصلی زیر تشکیل شده است.
1. هیتر (گرم کننده) الکتریکی به شکل مخروط ناقص (منبع انرژی تشعشعی سیستم) و ابزارآلات متصل شده به آن برای کنترل شدت جریان (کنترل درجه حرارت هیتر)
3. نگهدارنده تجزیه کننده (آنالیزور) اکسیژن و دیگر گازها
5. سیستم اندازه گیری غلظت دود
6. رادیومتر حرارتی (دستگاه اندازه گیری شار حرارتی)
2. سیستم دودکش و کانال خروجی گازها
4. جرقه زن الکتریکی و تایمر
1 ـ همان طور که اشاره شد هیتر به شکل مخروط ناقص درست شده است و این امر بدان علت است که در تست احتراق مشخص شده است که قابلیت تشعشعی (تابشی) آن در گسترة وسیعی قرار دارد. عامل فعال و گرم کنندة هیتر یک سیم مقاومت الکتریکی است که یک لایه از جسم نسوز (اکسید منیزیم)، آن را پوشانده و در نهایت در یک محافظ آلیاژی. مقاوم در درجه حرارتهای بالا، قرار گرفته است. این مجموعه در قسمت داخلی یک مخروط ناقص دوجدارة فولادی به صورت مارپیچ مطابق شکل (3 ـ 2) قرار گرفته است.
در ولتاژ 240 ولت که جریان الکتریکی مورد نیاز دستگاه است ماکزیمم بار حرارتی هیتر برابر kw5 است که این مقدار توان الکتریکی قادر است انرژی تا حد را به وجود آورد. انرژی تشعشعی مورد نیاز با یک کنترل کننده الکترونیکی قابل تنظیم است. یک ترموکوپل که در تماس مستقیم با المان حرارتی است متصل به یک کنترل کننده است که این کنترل کننده قادر است درجه حرارت را در محدودة صفر تا با خطای یا بهتر در درجه حرارت موردنظر تنظیم نماید.
2 ـ سیستم دودکش و کانال خروجی گازها
ابعاد دودکش و کانال خروجی طوری طراحی شده است که قادر باشد کل گازهای حاصل از احتراق (جریان تا حد35) را به راحتی از محفظه احتراق خارج نماید.
مطابق شکل (3 ـ 3) این سیستم شامل کلاهک دودکش (هود)، کانالهای ارتباطی، فن، حلقه نمونه گیر گاز برای تجزیه کننده اکسیژن و دیگر گازها، صفحه سوراخدار همراه با دریافت کننده های فشار برای اندازه گیری اختلاف فشار گاز در دو طرف این صفحه و ترموکوپل برای تعیین دمای گازهای خروجی است.
همانطور که در شکل مشاهده میشود بعد از هود یک صفحه سوراخدار (قطر سوراخ آن mm57 است) قرار دارد که کار ان اختلاط کامل گازهای حاصل از احتراق است. بعد از آن به فاصله 685 میلیمتری از هود یک حلقه نمونه گیر گاز قرار دارد که این حلقه دارای دوازده سوراخ است و این امر بدان علت است که نمونه گاز گرفته شده از نظر ترکیب درصد نشان دهنده ترکیب کل گازهای خروجی حاصل از احتراق باشد. برای تعیین دبی جرمی‌گازهای خروجی مطابق معادله (2 ـ 37) احتیاج به درجه حرارت این گازهاست که برای این منظور از یک ترموکوپل استفاده میشود که بعد از فن قرار دارد و موقعیت آن باید طوری باشد که حداقل mm100 قبل از صفحه سوراخدار قرار داشته باشد. بعد از ترموکوپل صفحه سوراخدار برای ایجاد فشار قرار دارد (قطر سوراخ آن mm57 است). فاصله صفحه سوراخدار از فن باید حداقل mm350 باشد.
3 ـ نگهدارنده نمونه و ترازو
نگهدارنده نمونه به شکل مکعب مستطیلی است که وجه بالایی آن کاملاً باز است جنس آن از فولاد ضدزنگ است و در ته آن (بین نمونه مورد آزمایش و نگهدارنده) یک لایه عایق حرارتی از جنس پشم با دانسیته کم(65) قرار داده میشود که ضخامت این لایه حداقل باید mm13 باشد و این کار بدین علت است که ترازو از تشعشع انرژی حرارتی محفوظ بماند (نوسانات حرارتی باعث میشود که وسیلة توزین دقت کافی را نداشته باشد).
موقعیت نگهدارنده نسبت به مخروط ناقص طوری تنظیم میشود که فاصله بین
پایین ترین قسمت مخروط و سطح رویی نمونه mm25 باشد. همچنین در حین آزمایش سطح زیرین نمونه و جوانب آن به وسیله فویل آلومینیومی‌پوشیده میشود. طرز
قرار گرفتن نگهدارنده نمونه در محفظه احتراق در دو حالت افقی و عمودی به ترتیب در شکلهای (3 ـ 5) و (6ـ3) نشان داده شده است.
نگهدارنده روی یک ترازو قرار می‌گیرد ک دقت آن g1/0 است و این ترازو برای تعیین کاهش جرم نمونه در محاسبات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4 ـ تجزیه کننده گازها
نمودار جریان این مجموعه در شکل (3 ـ 7) نشان داده شده است و مطابق این شکل قسمتهای مختلف آن عبارتند از: حلقه نمونه گیر گازها، فیلتر دودگیر، تله سردکننده، پمپ، ستونهای سیلیکاژل و قلیای آهکی تجزیه کننده گاز اکسیژن، تجزیه کننده گاز دی اکسیدکربن و منواکسیدکربن، تجزیه کننده گاز اکسیژن از نوع پارا مغناطیسی است و اکسیژن را در محدودة صفر تا 5/0 اندازه گیری می‌نماید. چون این تجزیه کننده به فشار حساس است قبل از اینکه گازها وارد آن شوند باید از یک تعدیل کننده فشار عبور نمایند.
5 ـ جرقه زن الکتریکی و تایمر
برای افروختن نمونه ها از یک شمع الکتریکی استفاده میشود که با برق 10 کیلوولت تغذیه میشود (با استفاده از ترانسفورماتور افزاینده) و بین دو سر شمع یک فاصله 3 میلیمتری وجود دارد. طول الکترود و طرز قرار گرفتن آن مطابق شکل (3 ـ 6) طوری انتخاب شده است که شمع درست در مرکز نمونه و به فاصله 13 میلیمتری از سطح نمونه قرار گرفته است.
شمع موردنظر با یک کنترل کننده دستی کنترل میشود و برای قراردادن شمع در مجاورت نمونه (همراه با جرقه زدن) و برگرداندن شمع به جای اولیه اش (همراه با قطع نمودن جرقه) مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ضمن برای تعیین زمان افروزش به یک زمان سنج (تایمر) احتیاج است که حداکثر خطای آن یک ثانیه در یک ساعت است.
6 ـ دستگاه اندازه گیری غلظت دود
روش صحیح و مناسب برای اندازه گیری ضریب تیرگی برمبنای استفاده از یک سیستم با منبع نور سفید و سیستم آشکارگری که در محدودة میانی طول موجهایی که چشم انسان به آنها حساس است قرار دارد.