سوله سازهای فلزی با سقف شیبدار است که بر اساس محاسبات فنی خاص طراحی و ساخته میشود.
از این نوع سازه در کارخانهها، اسکلت ساختمان، انبارها، مرغداریها، آشیانههای هواپیما، تعمیرگاهها، فروشگاهها و سالنهای ورزشی که با قابهایی با دهانه یزرگ نیاز است استفاده میشود. بدلیل بزرگ بودن ابعاد تیرها و ستونها باید از تیرورق در پروفیلهای سوله استفاده کرد.
خصوصیات سوله
سوله سازی به دلیل کاربرد عمدتاً صنعتی از نظر طراحی با سایر سازهها متفاوت است خصوصاً آنکه قابها در این نوع سازهها کاملاً متفاوت بوده و دارای شیب می باشند و دهانه ها نیز نسبت به سایر سازهها بزرگتر است. به دلیل بزرگ بودن ابعاد تیرها و ستونها، جهت اجرای این سازه نمیتوان از پروفیلهای موجود در بازار استفاده نمود و باید اقدام به ساخت آنها کرد که اصطلاحاً به آن تیر ورق میگویند.
طراحی سوله
امر طراحی سوله کاریست تخصصی و بسیار دقیق، فاکتورهای مهمی در طراحی دخیل هستند که بی توجهی به آنها می تواند هم هزینه گزافی را به سازنده تحمیل کند که صرفه اقتصادی را زیر سوال می برد و هم ممکن است نتیجه معکوس داده و استحکام و پایداری سازه را تضعیف نماید وموجب ایجاد حوادث جبران ناپذیر گردد. برای طراحی یک سوله اطلاعات زیر مطلوب است:
کنترل کفایت اعضاء در برابر نیروهای موضعی وتعبیه سخت کننده در صورت نیاز راهنمایی جهت انتخاب صحیح مقاطع غیر منشوری با توجه کاربری سوله ساختمان سوله شامل ستون، رفتر، پرلین، استرات، وال پست، بادبند، سگراد، سینه بند، پیچ و مهره و سایبان میباشد.
بارگذاری سوله
ترکیبات بارگذاری دخیل در طراحی سوله(در سوله پرداز) به شرح زیر هستند:
نکاتی پیرامون طراحی سوله
سوله های سنگین طراحی شده یا ساخته شده
- با توجه به اینکه میزان جذب نیرو در قاب خمشی بر اساس ماتریس سختی بوده و ممکن است با قوی تر شدن یک قسمت، نیروی بیشتری هم جذب شود ، لازم است بر این اساس کنترل هایی صورت گیرد تا افزایش نیروی داخلی عضو نسبت به نیروی دیده شده در طراحی خطرساز نباشد . مثلا جذب لنگر بیشتر در انتهای تیر، نیازمند پیچ های بزرگتری دراتصال تیر به ستون می تواند باشد . با جوش دادن و تقویت بیش از حد پای ستون با استیفنرهای متعدد می توان باعث جذب لنگر در یک اتصالی که مفصلی فرض شده گردید و موجب گسیختگی در پای ستون یا ورق کف ستون یا بولتها و یا واژگونی فونداسیون شد .
پیش بینی سوله برای آینده:
1- اصولا تجربه نشان داده است اضافه شدن یک سوله (دوقلو یا بچه سوله و...) به سوله موجود یا در حال طرح معمولا نه تنها باری به آن اضافه نمی کند بلکه با توجه به مهار آن وایجاد لنگرهای برعکس در ستون آن هم از نظر تنش و هم از نظر جابجایی وضعیت آن را بهتر می کند . اما در مورد سوله هایی که قرار است به صورت دو قلو یا چند قلو یا با یک بچه سوله طراحی شوند ، اما فعلا کارفرما قصد دارد که یکی از آن ها را بسازد و بعدها در صورت تأمین مالی بخش دیگر را بسازد ، قضیه فرق می کند و از آنجا که در چند سالی که این سوله به صورت تنها استفاده می شود ، چنانچه مورد فشار بار باد ماکزیمم یا برف که برای آن طرح شده قرار گیرد ، ممکن است عملکرد دیده شده در طرح را نداشته و تخریب گردد.
2- در این موارد اولا بایستی سوله ای که فقط قرار است ساخته شود را نیز جداگانه مدل نمود و آن را مورد بررسی و ارزیابی قرار دارد . چنانچه تنش های این سوله به تنهایی بیشتر از حد مجاز است لازم است آن را تقویت نمود ، اما اگر صرفا در حالت تنها جابجایی آن قدری از حد مجاز فراتر رود به نظر می رسد می توان تا حدودی خاص که باید به تأیید دستگاه های زیربط برسد و این میزان بستگی به تعهد کارفرما در مورد ساخت قسمت نهایی سوله در مدت زمان محدود دارد می توان این جابجایی را نادیده گرفت.
تحلیل دو بعدی یا سه بعدی :
1- آقای دکتر ازهری روش دو بعدی را ترجیح داده اند .
2-آقای طاحونی تحلیل با تحلیل سه بعدی موافق تر هستند .
3- تحلیل سوله به صورت سه بعدی پیچیده می شود و به مهاربند های سقف بستگی پیدا می کند و حتی اعضای فشاری هم نیرو می گیرند.
4- برای کنترل جابجایی سوله و استفاده از ظرفیت به هم پیوستگی قابها نیاز به مدل سه بعدی هست.
10. در حا
در این کتاب کلیه اجزاء موتورهای احتراقی بصورت جزء به جزء شرح داده می شود
این کتاب بسیار جامع و کامل می باشد.
موتورهای درونسوز یا موتورهای احتراق داخلی به موتورهایی گفته میشود که در آنها مخلوطسوخت و اکسیدکننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) در داخل محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ با دما و فشار بالا حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند.[۱] هرچند غالباً منظور از بهکار بردن اصطلاح موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، با این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جتنیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
موتور درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز نخستین هواپیمای جت در سال ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد..[۲]
نخستین موتور درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو، مخترع آلمانی ویلیام وگنر و در سال ۱۸۷۶ ساختهشد
انواع
این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابهاست. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوتهای ساختاری اندکی متفاوت است.البته ازنوع امروزی تر باید به چهار زمانه اشاره کرد که حتی تاثیر کمتری بر روی الودگی هوا دارد.
موتور چهارزمانه: این موتورها برای هر انفجار (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، انفجار و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه: این موتورها در هر دور چرخش دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم بهعنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد.[۴]
راندمان موتورهای دو زمانه به مراتب از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.[نیازمند منبع]
موتور دیزل گونهای موتور درونسوز است که در آن از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده میشود. فرق اصلی آن با موتور اتو ایجاد احتراق در اثر تراکم است.یعنی انفجار بر اثر تراکم سوخت و هوابدون نیاز به جرقه زنی میباشد(سیستم احتراق داخلی دیزل).
موتور دورانی که مخترع آن دکتر فلیکس وانکل بود، گاهی موتور وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده می شود. اجزائ اصلی آن روتور، محفظه روتور، محور خروجی، شمع جرقه زنی، قطعات آبندی می باشد.در موتور وانکل مانند موتور های بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین وارد محفظه ی بزرگی از موتور می شود سپس با کو چک شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می شود، مولکول های گاز دراثر احتراق منبسط می گردند و فشار محفظه ی تراکم به شدّت بالا می رودو نیروی حاصل از آن به رو تور اعمال شده وبه علّت اختلاف مرکز دوران بین روتورومیل لنگ نیروی چرخشی درروتور ایجاد می گردد.این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت می رسد.
موتور درون سوزی که 2 فرایند اصلی دارد . (1- مکش سوخت + انفجار یا احتراق سوخت) .(2- تراکم سوخت+خروج دود.)
موتور درون سوزی با چهار فرایند اصلی 1-مکش سوخت 2- تراکم 3-احتراق 4- خروج دود است.
موتور درون سوزی بر اساس موتور چهار زمانه باافزایش فرایند و کارکرد نسبت به آن و با ۶ عمل در چرخه فرایند .
موتورهای دوار بدون پیستون
به موتورهایی که پیستون ندارند و بجای آن روتور دارند که بصورت دورانی حرکت می کند اطلاق می شود مانند موتور وانکل و موتور شبه توربین. این نوع موتور ها در پهپاد هایی استفاده میشود که در منطقه ای وسیع به شعاع 300km تا 500km مورد نیاز باشد استفاده میشود.
موتور شبه توربین
موتور شبه توربین خیلی شبیه موتور دورانی است، یک روتور درون بدنه ی تقریباً بیضی شکل می چرخد. موتور شبه توربین روتور چهار جزیی دارد. گوشه های روتور با بدنه به خوبی آب بندی شده اند و نیز گوشه های روتور نسبت به بخش داخلی آب بندی اند. در نتیجه چهار محفظه ی مجزا تشکیل می شود
موتورهای احتراق پیوسته
به موتور هایی که عمل احتراق به صورت منظم و پیوسته انجام میشود مانند موتور های راکت و انواع موتور جت و توربین گازی
موتورهای احتراق ناپیوسته
به موتور هایی گفته میشود که عمل احتراق به صورت متناوب انجام میشود مانند موتور های پیستونی و پالس جت و موتور وانکل
موتور جت (شامل توربوجت, توربوفن, توربوشفت, توربوپراپ, رمجت, موشک, ...)[ویرایش]
شیوهٔ کار
موشک یک موتور درونسوز است که برای کارکردن، نیازی به هوای بیرون ندارد. موشک هم سوخت و هم مادهٔ اکسیدکننده را با خود حمل میکند. این دو ماده با هم در اتاقک احتراق میسوزند و گازهای داغی تولید میکنند که از طریق دهانهٔ خروجی تخلیه میشوند. درون اتاقک احتراق، گازهای داغ بر تمام جهات فشار میآورند.
اگر اتاقک کاملاً مسدود باشد، فشار در تمام جهتها یکسان خواهدبود و موشک حرکت نخواهدکرد. اما اتاقک احتراق چنان ساخته میشود که این گازها با سرعت زیاد از دهانهٔ خروجی تخلیه شوند. این کار باعث میشود که فشار گاز در تمام جهتها یکسان نباشد؛ چون فشار واردشده به طرف جلو بسیار بیشتر از طرف عقب است، موشک به سمت جلو حرکت میکند. این حرکت، از قانون سوم نیوتن پیروی میکند:«برای هر عمل، عکسالعملی وجود دارد برابر و در جهت مخالف». در موشک، گازهای در حال فوران از دهانهٔ خروجی، عمل و فشار رو به جلو، یا پیشرانه، عکسالعمل است. چون موشک سوخت و اکسیدکننده را با خود حمل میکند، و از آنجا که قانون سوم نیوتن در همه جا صدق میکند، پس موشک میتواند هم در جو زمین و هم در خلاء فضا حرکت کند.
سامانه جرقهزنی موتور اتو
سامانه جرقهزنی وظیفه دارد در زمان معین یک جرقه الکتریکی برای سوختن آمیزهای از سوخت و هوا در موتورهای احتراقی ایجاد کند در موتور درونسوز نوع رفت و برگشتی یا همان پیستونی، جرقه در انتهای کورس تراکم کمی پیش از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا زده میشود. اجزا این سامانه شامل شمع، وایر شمع، دلکو، کویل، باتری میباشد.[۵]
ویژگیها
بر خلاف موتورهای خودروی برقی، موتور درونسوز دارای صدها قطعه متحرک است. مواد مصرفی موتورهای درونسوز نیز مانند روغن، روغن گیربکس و مایع خنککننده برای طبیعت موادی آلاینده هستند
موتور برون سوز
موتور برون سوز یا احتراق خارجی نوعی ماشین گرمایی میباشد که در آن سیال عامل داخلی توسط انرژی حاصل از احتراق یک سیال عامل دیگر گرم شده و در طی یک چرخه ترمودینامیکی کار توسط سیال عامل داخلی انجام میگردد[۱]. انرژی حاصل از احتراق توسط مبدل حرارتی از سیال خارجی به سیال عامل داخلی منتقل میشود. مانند موتور بخار، توربین بخار و موتور استرلینگ.
موتور استرلینگ
موتور استیرلینگ مدل آلفا. در این جا دو سیلندر وجود دارد. سیلندر منبسطشونده (قرمز) در دمای بالایی نگهداشته میشود درحالی که سیلندر متراکمشونده (آبی) سرد است. گذرگاه بین این دو سیلندر نیز شامل مولد است.
موتور استرلینگ یا موتور استیرلینگ (به انگلیسی: Stirling engine) که به آن ماشین استرلینگ هم گفته میشود یک موتور حرارتی است که در سال ۱۸۱۶ توسط دکتر رابرت استیرلینگ اختراع شد. موتور استیرلینگ قابلیت بازدهی بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی و دیزلی دارد اما امروزه موتورهای استیرلینگ فقط در برخی کاربردهای خاص مانند زیردریایی ها یا ژنراتورهای کمکی در قایقها (که عملکرد بی صدا مهم است) استفاده میشود. اگر چه موتورهای استیرلینگ به تولید انبوه نرسید اما برخی اختراعات پرقدرت با این موتور کار میکند.
موتورهای استیرلینگ از چرخه استیرلینگ استفاده میکند که مشابه چرخههای استفاده شده در موتورهای احتراق داخلی نیست.
گاز استفاده شده در داخل موتورهای استیرلینگ هیچ وقت موتور را ترک نمیکند و مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه میکند و محفظه احتراق وجود ندارد. به همین علت موتورهای استیرلینگ بسیار بی صدا هستند.
چرخه استیرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که میتواند هر چیزی از بنزین و انرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچ احتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمیدهد.
موتور بخار
نمونهای از یک موتور بخار
روش کار یک موتور بخار
موتور بخار به ماشین گرمایی گفته میشود که سیال سیکل گرمایی آن بخار میباشد.[۱]
ایده استفاده از بخار آب برای ایجاد نیروی حرکتی پیشینهای طولانی در حدود ۲۰۰۰ سال دارد. اما تا حدود ۳۰۰ سال پیش دستگاههای بخار تولیدکنندگان مهمی در حوزهٔ نیروی مکانیکی نبودند. توسعهٔ استفاده از بخارهای پر فشار و تبدیل آنها به نیروهای خطی و دورانی قادر به ایجاد نیروی مورد نیاز بسیاری از ماشینهای تولید بود. این دستگاهها در هر جایی که آب و سوخت چون زغال سنگ یا چوب فراهم باشد ایجاد کرد. ماشینهای بخار وسایل حمل و نقل اولیه چون تراکتورهای بخار و لوکوموتیوهای بخار را ممکن ساخت. امروزه توربینهای بخار مدرن حدود ۸۰ درصد برق تولیدی را در جهان بوسیلهٔ سوختهای متفاوت تولید میکنند.[۲]
اولین ماشین بخار را پاپن در سال ۱۶۹۰ اختراع کرد. قسمت اعظم ماشین کوچکی را که پاپن ساخته بود، سیلندرهاو پیستونها تشکیل میدادند. آب در داخل سیلندرها تبدیل به بخار شده، موجب بالا رفتن پیستونها میشدند. با بالا رفتن این پیستونها هوای قسمت فوقانی این سیلندرها فشرده میگردید. حال اگر بخار آب زیر پیستونها را ناگهان سرد کرد و تبدیل به آب نمود، هوای فشرده قسمت فوقانی سیلندرها، پیستونها را با قدرت به طرف پایین میراند و این حرکت پیستونها میتوانست مثلاً موجب حرکت کردن یک چرخ شود.
پس از پاپن عدهای کار او را دنبال کردند ولی نتیجه زیادی نگرفتند تا اینکه جیمز وات اسکاتلندی دست به تجاربی زد و موفق گردید با اختراع خود بزرگترین انقلاب را در صنایع انگلیس ایجاد کند.
منابع
توربین بخار
یک توربین بخار
توربین بخار نوعی توربین است که از بخار، انرژی گرمایی را میگیرد و تبدیل به حرکت دورانی میکند. نوع نوین آن در سال ۱۸۸۴ توسط چارلز الگرنون پارسونز ابداع شد.[۱]
حدود ۸۰ درصد برق دنیا از توربینهای بخاری که در نیروگاه هستهای و نیروگاه حرارتی و ... به کار میرود، تولید میشود
محتویات
انواع توربین
تقسیم بندیهای مختلفی برای توربینهای بخار وجود دارد، که عبارتند از:
تقسیم بندی بر اساس نوع طبقات توربین
براساس تعداد مراحل انبساط
اساس کار توربینهای بخار
توربینهای بخار برای کار کردن و تولید انواع انرژی باید از سیکل رانکین و شاخههای آن پیروی کنند.
مزایای توربینهای بخار
محدودیتهای استفاده از توربینهای بخار
موارد استفاده از توربینهای بخار