11 ص
پمپ های هیدرولیکی
توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.
فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.
حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.
نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از ۱۰ متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از ۱۰ متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.
۱- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)
پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰psi تا۳۰۰۰si محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.
۲- پمپ های با جابه جایی مثبت
پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi)
الف)پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :
۱- پمپ های دنده ای
۲ - پمپ های پره ای
۳- پمپ های پیستونی
47 اسلاید
31 اسلاید
82 صفحه
ترمزهای اتومبیل
این فصل کاربرد و عملکرد انواع ترمزهای مورد استفاده در اتومبیل را تشریح می کند . از آنجائی که اکثریت ترمزهای امروزی بوسیلة هیدرولیک بکار می افتد ، در این فصل کاربرد ترمزهای هیدرولیکی و ساختمان آنها شرح داده شده است . دو نوع ترمز هیدرولیکی وجود دارد : دیسکی و کاسه ای . در نوع کاسه ای ، کفشکهای ترمز به سطح داخلی کاسه ترمز می چسبند و در ترمز نوع دیسکی ، لقمه های مسطح ترمز یا کفشکها به دیسک مسطح می چسبند .
1ـ1ـ کاربرد و انواع ترمزها:
ترمزها حرکت اتومبیل را کند و یا متوقف می سازند . ترمزها ممکن است توسط سیستمهای مکانیکی ، هیدرولیکی ، فشار هوا و یا وسائل الکتریکی بکار انداخته شوند. وقتی که راننده پدال ترمز را فشار می دهد ، کفشکهای ترمز یا لقمه ها بطرف کاسه ترمز یا دیسک ترمز حرکت می کنند .
اصطکاک بین کفشکها یا لقمه ها با کاسه باعث کاهش حرکت و یا توقف اتومبیل می شود . در شکل (1ـ1) مکانیزم ترمز چهارچرخ را که از نوع کاسه ای است ، نشان داده شده است .
شکل (2ـ1) مجموعه کاسه ترمز را اطراف کفشکها نشان می دهد . کفشکهای ترمز با یک ماده آسبست که می تواند در مقابل گرما مقاومت کند و اثر خوبی در مقابل کشش داشته باشد لنت کوبی می شود . موقعی که کفشکها به کاسه ترمز یا دیسک نیرو وارد می کنند ، گرما و کشش در آن زیاد می شود . در طول یک ترمز شدید کفشکها ممکن است با یک فشارPsi 1000 به کاسه یا دیسک فشرده شوند . وقتی که اصطکاک یا فشار افزایش می یابد ، یک کشش اصطکاکی قوی روی کاسه ترمز یا دیسک ایجاد میشود و یک اثر ترمزی قوی روی چرخها نتیجه می گردد .
همچنین یک مقدار زیادی از گرما بوسیلة اثر اصطکاک ایجاد می گردد . کاسه دیسک و کفشکها گرم می شوند . نهایتاً ممکن است درجه حرارت به 500 درجه فارنهایت یا 260 درجه سانتی گراد برسد . این گرما به طرق مختلف به کاسه یا دیسک منتقل می شود . بعضی کاسه های ترمز پره های خنک کننده دارند که یک سطح اضافی خنک کننده که گرما را بطور آسانتر به هوا منتقل کنند بوجود می آورند . حرارت های زیاد برای ترمزها خوب نیست زیرا حرارت لنت ممکن است آن را ذغال کند. بنابراین اثر ترمزی کم خواهد شد . در یعضی اتومبیلهای مسابقه ای از لنتهای آسبستی فلزی استفاده کرده اند . این ترمزها یک سری از بالشتک های فلزی که به کفشکهای ترمز وصل شدند ، دارند (شکل 3ـ1) این ترمزها می توانند درمقابل کارکرد ترمز و همچنین درجه حرارتهای بالا مقاومت بیشتری داشته باشند و تمایل کمتری به حالت (Fade) یا کم شدن دارند .
در ترمزهای دیسکی بعلت اینکه دیسک خنک می شود ، حالت Fade کمتری وجود دارد . بطور مثال در شکل (4ـ1) یک دریچة تهویه هوا یا پره های خنک کن برای کمک به انتقال حرارت وجود دارد . توجه کنید که فقط یک قسمت کوچک از دیسک در تماس با لقمه ها می باشد .
اصطکاک بین کفشکها یا لقمه ها با کاسه باعث کاهش حرکت و یا توقف اتومبیل می شود . در شکل (1ـ1) مکانیزم ترمز چهارچرخ را که از نوع کاسه ای است ، نشان داده شده است .
. کفشکهای ترمز با یک ماده آسبست که می تواند در مقابل گرما مقاومت کند و اثر خوبی در مقابل کشش داشته باشد لنت کوبی می شود . موقعی که کفشکها به کاسه ترمز یا دیسک نیرو وارد می کنند ، گرما و کشش در آن زیاد می شود . در طول یک ترمز شدید کفشکها ممکن است با یک فشارPsi 1000 به کاسه یا دیسک فشرده شوند . وقتی که اصطکاک یا فشار افزایش می یابد ، یک کشش اصطکاکی قوی روی کاسه ترمز یا دیسک ایجاد میشود و یک اثر ترمزی قوی روی چرخها نتیجه می گردد .
همچنین یک مقدار زیادی از گرما بوسیلة اثر اصطکاک ایجاد می گردد . کاسه دیسک و کفشکها گرم می شوند . نهایتاً ممکن است درجه حرارت به 500 درجه فارنهایت یا 260 درجه سانتی گراد برسد . این گرما به طرق مختلف به کاسه یا دیسک منتقل می شود . بعضی کاسه های ترمز پره های خنک کننده دارند که یک سطح اضافی خنک کننده که گرما را بطور آسانتر به هوا منتقل کنند بوجود می آورند . حرارت های زیاد برای ترمزها خوب نیست زیرا حرارت لنت ممکن است آن را ذغال کند. بنابراین اثر ترمزی کم خواهد شد . در یعضی اتومبیلهای مسابقه ای از لنتهای آسبستی فلزی استفاده کرده اند . این ترمزها یک سری از بالشتک های فلزی که به کفشکهای ترمز وصل شدند ، دارند (شکل 3ـ1) این ترمزها می توانند درمقابل کارکرد ترمز و همچنین درجه حرارتهای بالا مقاومت بیشتری داشته باشند و تمایل کمتری به حالت (Fade) یا کم شدن دارند .
در ترمزهای دیسکی بعلت اینکه دیسک خنک می شود ، حالت Fade کمتری وجود دارد . بطور مثال در شکل (4ـ1) یک دریچة تهویه هوا یا پره های خنک کن برای کمک به انتقال حرارت وجود دارد . توجه کنید که فقط یک قسمت کوچک از دیسک در تماس با لقمه ها می باشد .
چکیده :
یکی از مهمترین عوامل در شبکه های آبیاری که تأثیر تعیین کننده ای بر عملکرد هیدرولیکی کانال و سازه های وابسته دارد، وجود جریان های غیرماندگار است . وجود جریان های غیرماندگار باعث تغییرات دبی و عمق در زمان و مکان در سرتاسر شبکه و سازه های آبی موجود خواهد شد که تبعات گسترده هیدرولیکی در شبکه ایجاد می کند. همچنین از جمله عوامل تأثیرگذار بر بهبود عملکرد کا نال های آبیاری اجرای دقیق برنامه های تحویل و توزیع آب در کانال ها از طریق طراحی سازه های متعدد در طول شبکه می باشد . وظیفه تعین میزان تنظیمات سازه ها در شبکه کانال های آبیاری و عملکرد سازه بعهده سیستم کنترل است . جهت مطالعه و بررسی رفتار هیدرولیکی شبکه در مقابل با سیستم های کنترل و سازه ها و مطالعه و ارزیابی عملکرد جریانهای غیرماندگار، یکی از موثرترین روش ها، شبیه سازی ریاضی آنهاست . با توجه به طبیعت جریان غیرماندگار، و تعامل با این سیستم ها و استفاده از مدل های هیدرودینامیکی اجتناب ناپذیر است . برای تحقق این امر تهیه رابطه (دبی -اشل ) سیستم های کنترل و سازه های مربوطه به صورت تلفیقی با یک مدل هیدرودینامیکی ضروری است . اگر چه مدل های مذکور با امکان ارزیابی عملکرد کانالها اطلاعات مناسبی را برای مدیریت جریان غیر ماندگار فراهم می نمایند اما دستیابی به مناسبترین شیوه های مدیریتی نیازمند بهره گیری از روش های مؤثر و کارآمد بهینه سازی است .لذا در این تحقیق برای شبیه سازی کانال آبرسان و سازه های آن از مدل ۱۱ MIKE استفاده شد. برای آزمون و ارزیابی مدل، کانال خداآفرین از شبکه خداآفرین انتخاب شده است و با توجه به داده های محاسباتی پروفیل سطح آب مدل کالیبره شد و صحت آن مورد تأیید قرارگرفت. سپس با توجه به قابلیت مدل هیدرولیکی ۱۱ MIKE، ابتدا با حساسیت سنجی پارامترهای موثر در مدل درک صحیحی از رفتار جریان در شبکه بدست آمده و با شناسایی اجزای با حساسیت هیدرولیکی بیشتر پارامترهایی نظیر ضریب زبری مانینگ که معرف میزان افت انرژی و زبری کانال می باشد، بازه های مختلف شبکه کانال آبرسان به صورت مستقل یا وابسته با استفاده از روش های نوین بهینه سازی و الگوریتم بهینه سازی Shuffled تعیین شد. نتایج بدست آمده راهکارهای مدیریتی بهره برداری از جریانهای غیرماندگار در کانال های آبیاری و سازه های آن مورد بحث و بررسی قرار گرفت که در این پایان نامه ارائه شده است.
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات 3
1)تعریف مسأله 4 -1
2)ضرورت انجام تحقیق 6 -1
3)اهداف تحقیق 8 -1
فصل دوم :مروری بر تحقیقات گذشته 9
-1 مقدمه 10 -2
-2 بررسی سوابق مطالعات جریانهای غیر ماندگار در شبکههای آبیاری از -2
دیدگاه بهرهبرداری و کنترل
11
-3 مشخصات سیستمهای کنترل 12 -2
-4 نوع کنترل 14 -2
-1 کنترل پس خورد 14 -4 -2
-2 کنترل پیش خورد 15 -4 -2
-3 کنترل ترکیبی 17 -4 -2
-5 جهت کنترل 17 -2
-6 تکنیک های طراحی 19 -2
19 p -1-6 تکنیک -2
23 MIKE -7 مدل های هیدرودینامیک و مدل 11 -2
-8 مدلهای بهینه سازی با شبیهسازی هیدرودینامیک 24 -2
و معرفی AutoCal و معرفی مدل MIKE فصل سوم : معرفی مدل 11
منطقه طرح
31
32 MIKE 1معرفی مدل 11 -3
ز
-1 حالات جریان 33 -1 -3
-2 تئوریهای بکارگرفته در مدل 34 -1 -3
-3 روش حل معادلات 36 -1 -3
-4 شرایط مرزی 40 -1 -3
-1-4 وضوح 40 -1 -3
-2-4 انتخاب شرط مرزی 40 -1 -3
-3-4 توصیف شرایط مرزی 40 -1 -3
-5 مقاومت بستر 43 -1 -3
-1-5 نسبت مقاومتی 44 -1 -3
-2-5 فاکتور مقاومت 44 -1 -3
-3-5 شعاع مقاومت 44 -1 -3
-6 شرایط پایداری 46 -1 -3
-1-6 ملا ک کورانت 47 -1 -3
-2-6 ملاک سرعت 47 -1 -3
-7 گام زمانی 48 -1 -3
-8 نحوه تعریف مقاطع عرضی 48 -1 -3
-9 شرایط اولیه 50 -1 -3
-10 افت انرژی 51 -1 -3
52 AutoCal 2)بخش دوم معرفی نرمافزار کالیبراسیون و بهینهسازی -3
53 AutoCal -1 راه اندازی برنامه -2 -3
53 Simulation Specification -2 منوی -2 -3
58 Model Parameters -3 منوی -2 -3
60 Objective Function -4 منوی -2 -3
-5 بهینه سازی 63 -2 -3
ح
63 Optimization Method -1-5 منوی -2 -3
68 Save Output File -6 منوی -2 -3
-7 خروجی های برنامه 69 -2 -3
-3 بخش سوم معرفی منطقه طرح 69 -3
فصل چهارم : اجرای مدل کانال آبرسان 72
-1 تهیه مدل 73 -4
-2 تعریف سازه ها 78 -4
-1 دریچه کنترل بالادست آمیل 80 -2 -4
-1-1 کاربردها و فواید 81 -2 -4
-2-1 حذف سرریز آّب 81 -2 -4
-3-1 مفاهیم عملکرد 82 -2 -4
-4-1 مشخصات هیدرولیکی 82 -2 -4
-5-1 کاهش 83 -2 -4
-6-1 کنترل کانال از بالادست 83 -2 -4
-2 مدلسازی آبگیرها 88 -2 -4
-3 مدلسازی سرریزها 90 -2 -4
فصل پنجم : ارائه نتایج 93
مقدمه 94
-1-5 تعریف سناریو 94
-2-5 آنالیز حساسیت 99
-1-2-5 کاربرد حساسیت هیدرولیکی در تعین دقت مورد نیاز برای کنترل سطح
آب
99
-2-2-5 کاربرد حساسیت هیدرولیکی در بررسی عملکرد هیدرولیکی سیستم
آبیاری
100
-3-2-5 معرفی شیوه آنالیز حساسیت و بررسی آن بر اساس تحقیقات قبلی 100
ط
-4-2-5 روند حل در این تحقیق 104
-3-5 بهینه سازی 108
-1-3-5 مقدمهای بر مدلهای بهینهسازی 108
-2-3-5 روش های بهینه سازی 109
111 SCE -3-3-5 الگوریتم
112 SCE -4-3-5 پارامترهای الگوریتم
-5-3-5 معیارهای توقف 112
112 SCE -6-3-5 مکانیزم الگوریتم
114 CCE -7-3-5 مکانیزم الگوریتم
116 AutoCal -8-3-5 بهینهسازی با مدل
-9-3-5 روش مونت کارلو 123
-10-3-5 تجزیه و تحلیل نتایج بهینهسازی 126
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات 128
نتیجه گیری 129
پیشنهادات 130
پیوست ها 131