150-بررسی پدیده فلیکر ولتاژ بارهای نوسانی در واحد توربین بادی
با استفاده از شبیه سازی سیمولینک در نرم افزار مطلب
مقاله-دی ماه 1394-2016
تعداد صفحات : 24
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
فهرست مطالب :
کاویتاسیون (کلیات و تعاریف )
کاویتاسیون در لوله ها
کاویتاسیون در پمپ ها
ظریب کاویتاسیون
کاویتاسیون در توربین ها
روشهای جلوگیری از وقوع پدیده کاویتاسیون
سرریز سدها
سرریز لبه آب ریز
کنترل کاویتاسیون در سرریزهای بلند
سرریزهای آبرو
سرریزهای سیفونی
سرریز اُجی
سرریز نیلوفری
حوضچه آرامش
سرریزهای شیب شکن
فشار در آبروها
سرریزهای سیفونی
تونل
اشکال تبدیل های
تبدیل های ورودی
همگراها و واگراها
سرریز اُجی
کنترل کاویتاسیون
اختلاط هوا در آب
اثر هوا در کاویتاسیون
هوادهی طبیعی
روش bauer
روش wod
روش bor man
روش rico & ferrnndo
روش blaser & hager
مقایسه روشها
هوادهی مصنوعی
بخش های هوا ده
جریان هوا
بحث و نتیجه گیری
کاویتاسیون حاصل از ناهواری های سطح در سرعت بالا
مقدمه
برآمدگی های بستر جریان
شیارهای عرضی و سوراخ های بستر حریان
سیب های برامده و فرو رفته از بستر جریان
برامدگی بند ها در سطوح جریان
ناصافی های سطح بستر جریان
برآمدگی هادر گشودگی ناگهانی
راه چاره ناصافی های سطح بستر جریان
خلاصه ای از خرابی های سرریز سد شهید عباس پور ناشی از کاویتاسیون سرعت بالا
علل خرابی های سرریز سد
کاویتاسیون
1- کلیات وتعاریف
پدیده کاویتاسیون درجریان مایعات زمانی به وقعوع می پیوندد که فشار مطلق به طور موضعی در درجۀ حرارت موجود مایع،به مقدار فشار بخار مایعpvکاهش پیدا کند.
فشاربخارمایع تابع نوع مایع ودرجۀ حرارت آن است. در اثر کاهش فشار، مایع به طورموضعی تبخیرمی شود وگازهای محلول در آن نیز متصاعد گشته وحفره های مربوط به حباب های بخار گاز در بطن جریان مایع به وجود می آید ودر نتیجه باعث تغییر حالت در جریان مایع می شود(جریان مایع همگنی خود را از دست داده وازحالت یک فازه به دو فازه تبدیل می شود). حباب های ایجاد شده تا لحظه ای خیلی کوتاه خود رادرجریان مایع نگه داشته وحتی اگرتنزل فشارادامه یابد حباب های مذکوراتساع پیدا کرده وسپس درمنطقه ای که فشاردوباره افزایش می یابد به طورنا گهانی متراکم گشته، ترکیده وله می شوند.به دلیل غلیان موضعی وپیدایش همین حباب ها وحفره های ناشی ازخلاء دینامیکی است که این پدیده را کاویتاسیون(حفره زائی) یا گاهی خلاء زائی می نامند. عمل ایجاد بخارآب ویا متصاعد شدن گازهای محلول درآب یا مخلوط این دو، واتساع ومتراکم شدن واز بین رفتن آنها در مدت زمان بسیار کوتاهی در حدود یک صدم وحتی یک هزارم ثانیه انجام می گیرد، بنا بر این طول عمرحبابها بسیارکوتاه، وحالت کاویتاسیون نیز خیلی ناپایداراست.
حبابهای مذکوربه همراه جریان مایع منتقل شده ودر تماس با جدارهای جامد متراکم می گردد، ذرات مایع درجستجوی پرکردن یک چنین خلاءهای موضعی با سرعت زیاد به مرکزاین حفره ها برخورد کرده وبا ترکاندن وله کردن آنها موجب ایجاد پدیده ضربه قوچی موضعی می گردند. یعنی فشار به طورموضعی سریعاً وبه مقدار خیلی زیاد (تا 1000اتمسفر) افزایش می یابد که درنتیجه نیروی خیلی زیاد با فرکانس بیشتر فرسایش وتخریب جدارهای جامد را بدنبال خواهد داشت. گفتنی است که فرسایش جدارها نه درمحل تشکیل حبابها، بلکه درمحل متراکم وله شدن وترکیدن آنها انجام می گیرد. وقوع کاویتاسیون با صدا،ارتعاش وتکان همراه بوده وعملاً باید درلوله ها، ماشینهای آبی وسایر سیستمهای هیدرولیکی از بروز آن جلو گیری نمود. زیرا که وقوع کاویتاسیون در تماس با سطوح آنها انجام می گیرد ودرثانی ازقدرت وراندمان سیستم به مقدارقابل توجهی می کاهد، آثار کاویتاسیون دردستگاههایی که دارای قسمتهای همگرا- واگراهستند نظیرشیرها، دریچه ها، دیافراگم ها لوله وانتوری ونظایر آنها به چشم می خورد.
زیرا که در این قسمتها، سرعت جریان درجهت جریان به مقدارزیادی افزایش یافته ودرنتیجه طبق معادله انرژی، فشاردرآنجا کاهش میابد. دربعضی موارد حتی با ثابت ماندن مقطع لوله وقتی درامتداد جریان، ارتفاع لوله افزایش میابد فشار کاهش پیدا می کند.
کاویتاسیون درسرریزهای سدهای بلند نیزمخصوصاً در سطوح با شعاع انحناء کمتر(گفتنی است که در مناطق با شعاع انحناءبسیار کم Rشتاب گریز از مرکز
V2 / rبه مقدارزیادی افزایش و فشارموضعی به مقدارقابل توجهی کاهش میابد) و در محلهایی که به علت شرایط خاص، رگه جریان ازجدارجدا می شود بروزمی کند. ممکن است این پدیده درماشینهای آبی مخصوصاًدرورودی مایع به پروانه پمپ، ودرخروجی مایع ازچرخ متحرک توربینهای باعکس العمل نظیر توربین فرانسیس وکاپلان ظاهرمی شود. چنانچه پمپ چند طبقه باشد دراین صورت پدیده کاویتاسیون درطبقه اول آن بروزمی کند .
2- کاویتاسیون درلوله ها
وقوع این پدیده درلوله ها ممکن است در نتیجه افزایش سریع سرعت ویا افزایش ارتفاع با ثابت ماندن قطرلوله انجام پذیرد. درحین جریان مایع درداخل لوله شکل (1) درمقطع تنگ شده آن، سرعت V افزایش یافته، درحالی که فشارآن کاهش میابدs↓,v↑,p↓). (چنانچه فشار مطلق ( pv= pabs)، دراین منطقه از جریان حبابهای بخارآزاد شده وگازهای محلول درآن متصاعد می گردد. درقسمتی از لوله که مقطع گشاد می گردد، سرعت کاهش یافته وفشارافزایش میابد (s↓,v↑,p↓) ودرنتیجه تبخیرمتوقف شده، حبابهای بخارایجاد شده به طورکامل یا جزئی متراکم گردیده وگازهای متصاعد شده کم کم ازبین می روند.
کاویتاسیون در یک لوله همگرا- واگرا
اگربا ثابت ماندن مساحت مقطع جریان S، ارتفاع Z ، لوله درجهت جریان افزایش یابد، فشار Pکاهش پیدا می کندs=cte,z↑,p↓)).برای بیان مطلب، حالتهای مختلف وضعیت قرارگرفتن لوله نسبت به خط پیزومتریک را مطابق شکل (2) درنظرگرفته وچگونگی تغییرات فشار را درداخل لوله مورد بررسی قرارمی دهیم. فرض می کنیم که مایع ازمخزن بزرگ Rتوسط لوله ای با مساحت سطح مقطع ثابت به مخزن بزرگ R' جریان دارد، با صرف نظرازافت انرژی موضعی وارتفاع نظیرانرژی سینتیک، خط پیزومتریک نسبی تقریبی AA'را که دوسطح آزاد مایع مخازن مذکوررا بهم وصل می کند، ترسیم، ونیز خط پیزومتریک مطلق BB'را که به فاصله ارتفاع نظیرفشاراتمسفرm 33 /10=pa / γ = ha ازخط پیزومتریک نسبی قراردارد رسم کرده وحالتهای زیر را مورد بر رسی قرارمی دهیم :
الف-اگرمثل حالت یک، لوله R f R'کاملاً درزیرخط پیزومتریک نسبیAA'
قرارگیرد دراین صورت مقدارفشاردرتمام طول مسیرجریان مثبت بوده و
به مقدار h / γ = p بیشترازفشاراتمسفرخواهد بود.
ب- چنان چه وضعیت استقرارلوله مثل حالت دوم، یعنی به صورت RabcR'
باشد درقسمت abc لوله واقع بین خط پیزومتریک نسبیAA' وخط بارکل نسبی،فشارکمترازفشاراتمسفربوده ودراین منطقه خلاءوجود خواهد داشت.
ج- اگرلوله مثل حالت سوم، یعنی Ra'b'c'R'بوده وازخط بارکل نسبی مربوط به مخزن بالا دست Rبلندترولی ازخط پیزومتریک مطلق پایینترباشد دراین صورت لوله مثل سیفون عمل خواهد کرد ودر داخل لوله، مایع به شرطی جریان خواهد داشت که لوله قبلاً پرازمایع بوده باشد. دراین حالت نیزدرقسمت بالای خط پیزومتریک نسبی لوله یعنی a'b'c'خلاء ایجاد خواهد شد.
د- اگرلوله مثل حالت چهارم؛ یعنی به صورت Ra''b''c''R' بین خط پیزومتریک مطلق BB' وخط بار کل نسبی واقع می شود، دراین صورت بدون نیاز به عمل سیفون کردن، مایع یا قسمتی از سطح مقطع ترشده لوله با دبی مربوط به J' به طور نامنظم جریان یافته وخط پیزومتریک مطلق به صورت BEE'B'درمی آید. بنابراین فشارمطلق بین E' وE برابربا صفرمی شود.
چکیده:
نوسانات تناوبی در مشخصه IV افزاره های MOSFET زیر 100 نانومتر در دماهای پایین توسط برخی پژوهشگران در آزمایش های تجربی مشاهده شده است. برای توجیه نوسانات تناوبی، نظریه های مختلفی بیان شده است. همه ی این نظریه ها انتقال کوانتمی حامل ها در کانال را مطرح می سازند. از مقایسه نتایج تجربی با نظریه های موجود، به این نتیجه می توان رسید که برای توجیه علمی وجود این نوسانات، نظریه سد کولونی و ترانزیستور تک الکترونی مناسب می باشد. ما هم بر اساس نظریه سد کولونی و ترانزیستور تک الکترونی یک مدل اسپایس را شبیه سازی نم ودیم. نتایج بدست آمده از این شبیه سازی، تایید می کند که نظریه سد کولونی و ترانزیستور تک الکترونی توجیه بسیار مناسبی برای وجود نوسانات تناوبی در افزاره های نانومتری می باشد . بعلاوه هر چه خازن کل جزیره (که اساس کار ترانزیستور تک الکترونی است ) کوچکتر باشد، این ترانزیستور می تواند در دماهای بالاتری کار کند که این امر منطبق بر نظریه سد کولونی و ترانزیستور تک الکترونی می باشد. از طرفی، شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که هر چه خازن جزیره کوچکتر شود، جریان خروجی هم کمتر می شود که این خود ممکن است باعث مشکلاتی در کاربردهای ترانزیستور تک الکترونی شود.
فصل اول
1- مقدمه
قابلیت صنعت نیمه هادی برای فراهم کردن محصولاتی با کاهش مداوم قیمت و در عین حال افزایش کارآیی آنها، علت اصلی موفقیت آن بوده است. این موفقیت نتیجه کاهش ابعاد و به دنبال آن افزایش تعداد افزاره ها در یک تراشه می باشد.
در ابعاد زیر 100 نانومتر پدیده های جدیدی که در ساختارهای بزرگتر وجود نداشتند، رفتار MOSFET ها را تحت تاثیر قرار می دهند. SIA پیش بینی می کند که حداقل ابعاد افزاره ها در سال 2012 در حدود 35nm و 108 ترانزیستور بر سانتیمتر مربع برای فناوری CMOS شود.
کاملاً مشخص است که رفتار این افزاره ها که مدارات آینده با آنها ساخته می شود، با رفتار افزاره های امروزی با ابعاد بزرگتر متفاوت است. در این بین مدل سازی و بررسی خصوصیات این افزاره ها می تواند به بسیاری از بحث ها ی موجود در ارتباط با کوچک سازی بیشتر افزاره ها، پاسخ دهد. یعنی اینکه اگر نتوانیم افزاره ها را مدل سازی کنیم، مسئله کوچک سازی به عنوان سدی پیش روی توسعه ی صنعت نیمه هادی باقی خواهد ماند. هدف اصلی این پایان نامه بررسی و مدل سازی پدیده های محتمل در مورد MOSFET های زیر 100 نانومتر می باشد.
مهمترین هدف مدل سازی بدست آوردن روش های ممکن برای بررسی های عددی مورد نیاز درباره خصوصیات و رفتار افزاره ها می باشد.
در فصل دو ابتدا مختصری در مورد نظریه کلی MOS توضیح داده خواهد شد. سپس در فصل سوم مسئله توضیح داده خواهد شد. سپس در فصل سوم مسئله ID(VG که از نتایج تجربی ساخت افزاره ها ی زیر 100 نانومتر توسط برخی از پژوهشگران بدست آمده است نشان داده خواهد شد. چیزی که مهم است اینست که در آزمایش های تجربی پدیده هایی دیده شد که در MOS های با مقیاس بالاتر دیده نشده بود. یعنی اینکه این پدیده ها را نمی توان با نظریه کلاسیک موجود در مورد MOS یعنی نظریه “نفوذ – رانش” توجیه کرد. به همین علت مجبور هستیم که نظریه های جدیدی را بررسی کنیم تا شاید بتوان نتایج تجربی را به آنها نسبت داد. فصل چهارم به این موضوع می پردازد. وجود این نوسانات به عنوان یک پدیده جدید، بسیار جالب توجه بود که انگیزه ی اصلی کار روی این پایان نامه می باشد.
قوی ترین نظریه در مورد نوسانات تناوبی مشاهده شده در مشخصه ID (VG افزاره ها ی زیر 100 نانومتر، نظریه سد کولونی و ترانزیستور تک الکترونی می باشد. سد کولونی برای اولین بار در دهه 1950 و 1960 مشاهده شد. در سال 1975 کولیک و شختر در مورد اثرات شارژ کنندگی سد کولونی توضیحاتی ارائه کردند و پلکان کولونی را در حالت تونل زنی یک الکترون از طریق یک جزیره کروی بین دو اتصال تونلی نامتقارن پیش بینی کردند. شکل نهایی نظریه ترانزیستور تک الکترونی (SEM) در سال 1985 توسط آورین و لیخاریو در مسکو ارائه شد. اولین شکل واقعیٍ این نظریه ها توسط فولتن و دولان در آزمایشگاه های بل در سال 1987 ساخته شد.
در فصل پنجم به طور مفصل با این نظریه آشنا خواهید شد و کاربرد های آنرا بیان می کنیم. در فصل شش یک ترانزیستور تک الکترونی (SET) را شبیه سازی می کنیم. در فصل هفتم آینده نانوالکترونیک را بررسی می کنیم.
موضوع اصلی این پایان نامه پدیده های مزو سکوپیک می باشد که مشخصات و خصوصیات سیستم هایی را معرفی می کند که ابعاد آنها بین مقیاس میکروسکوپی و ماکروسکوپی است. مزو یک کلمه یونانی به معنای وسط می باشد. در این سیستم ها انتقال الکترون یا بار گسسته الکترونها اهمیت دارد.
تعداد صفحه : 92
فهرست مطالب:
چکیده ................................................................................................................................................... 1
فصل اول : مقدمه
مقدمه ......................................................................................................................................... 3
MOSFETs : فصل دوم
2-1 اصول عملکرد ...................................................................................................................... 6
2-1-1 وارونگی .................................................................................................................... 9
2-1-2 مشخصه ولتاژ- جریان ............................................................................................... 11
به دما ............................................................. 15 MOSFET 2-2 وابستگی مشخصه الکتریکی
فصل سوم : نتایج تجربی .
17................................................................................................................ ID(VG) 3-1 مشخصه
3-2 اثر ولتاژ سورس .................................................................................................................. 22
3-3 اثر میدان مغناطیسی .............................................................................................................. 28
فصل چهارم : نظریه نوسانات تناوبی
4-1 رسانایی جهش ها و تونل زنی تشدید ................................................................................. 30
4-2 اختلال ضعیف بین سورس و درین ..................................................................................... 36
4-3 مدل انتقالی کوانتمی ......................................................................................................... 37
4-4 سد کولونی در تک نقطه .................................................................................................. 40
4-5 سد کولونی در نقاط موازی .............................................................. ................................ 49
51............................................................................. (SET) فصل پنجم : ترانزیستور تک الکترونی
5-1 الکترونیک تک ذره ای .................................................................................................... 52
5-2 ترانزیستور تک الکترونی ................................................................................................... 56
5-3 پلکان کولونی ................................................................................................................... 60
5-4 مزایا و مشکلات ترانزیستورهای تک الکترونی ................................................................... 62
فصل ششم : شبیه سازی یک ترانزیستور تک الکترونی
6-1 مقدمه ....................................................................................................................... 65
6-2 مدل ............................................................................................................................ 65
6-3 تحلیل مدل .................................................................................................................. 66
6-4 نتایج شبیه سازی .......................................................................................................... 67
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات ........................................................................................... 76
فصل هشتم : آینده و نانوالکترونیک ............................................................................................... 79
منابع و مراجع ................................................................................................................................... 82
ضمیمه
86..................................................................................................................... Spice Sourse
چکیده انگلیسی
در بسیاری از سازمانها تعارض به صورت یک مساله جدی وجود دارد . شاید در همه جا این پدیده دارای چنان قدرتی نباشد که موجب انحلال شرکت گردد . ولی تردیدی نیست که می تواند بر عملکرد سازمان اثرات ناگوار بگذارد ، یا شرایطی پدید آورد که سازمان بسیاری از نیروهای کارآمد خود را از دست بدهد . ولی هر تعارضی بد نیست و این پدیده همان سکه ای است که دو رو دارد ، روی مثبت و روی منفی . برای روشن شدن مطلب لازم است تعریفی از تعارض و دیدگاههای مربوط به آن ارائه گردد .
بطور کلی عدم توافق بین دو یا چند عضو یا گروه سازمان را تعارض می گویند ، که این عدم توافق ریشه در این مساله دارد که آنها بایستی در منابع محدود شریک گردند و یا دارای ارزشها ، اهداف و وضیعیتهای متفاوتی هستند . یکی از دشواریهای موجود تفاوت موجود بین تعارض و رقابت است . وقتیکه اهداف گروههای درگیر ناسازگار است اما گروهها نمی توانند مانع یکدیگر شوند ، رقابت وجود دارد ، اما اگر فرصت برای مداخله باشد و از این فرصت استفاده هم بشود منجر به ایجاد تعارض می گردد . از طرفی همکاری زمانی است که دو گروه یا بیشتر برای کسب اهداف متقابل با یکدیگر کار می کنند . احتمال اینکه تعارض و همکاری در کنار یکدیگر باشند وجود دارد . نقطه مقابل همکاری ، تعارض نیست ولی فقدان همکاری موجب تعارض می شود . مدیران باید بکوشند راههایی بیابند که تعادلی بین تعارض و همکاری برقرار شود .
چکیده:
امروزه پدیده آب شستگی به عنوان یکی از مسائل مهم در طراحی پل ها و سازه های ساحلی مطرح می باشد. محققان به دنبال روش ها و مدل های مناسبی جهت تخمین عمق آب شستگی در اطراف این گونه سازه ها و نیز روش هایی جهت کاهش تبعات منفی این پدیده می باشند. این پدیده از آن جهت از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشد که اگر عمق آب شستگی در آنها با دقت تعیین نشده و تمهیدات لازم جهت مقابله با آنها اندیشیده نشود مستقیما سازه را مورد تهدید قرار می دهد. از آنجا که پل ها به عنوان یک عامل کلیدی در سیستم حمل و نقلی و ارتباطی یک کشور به شمار می روند از اهمیت بالایی برخوردار هستند. از این رو حفاظت از آنها نه تنها حمل و نقل ایمن را به دنبال دارد بلکه از هزینه های سنگین اقتصادی و اجتماعی ناشی از تخریب آنها جلوگیری می کند. اغلب مطالعات انجام شده در این زمینه از نتایج تجربی و آزمایشگاهی حاصل شده اند که نه تنها نمی توان یک مدل واقعی از محیط ایجاد نمود بلکه خود داری مشکلات فراوانی هستند. بدین جهت صحت روابط بدست آمده از مدل های آزمایشگاهی باید با مطالعات صحرایی تحقیق گردند. باید توجه داشت که آب شستگی مستقیما پی پایه های پل را تهدید می کند و از این رو تعیین دقیق عمق آب شستگی مسئله ای فوق العاده حیاتی است. به رغممطالعات زیادی که امروزه راجع به این پدیده انجام شده است به دلیل پیچیدگی پارامترهای موثر برآن به ویژه در سازه های دریای که در معرض امواج قرار دارند، هنوز مسائل مهمی در ارتباط با این پدیده وجود دارند که مطالعات وسیع تری را طلب می کنند. در این سمینار پس از یک معرفی کلی در مورد این پدیده، به بررسی چند روش جعن تعیین عمق آب شستگی که صحت آنها نیز با مطالعات صحرایی تایید شده و مورد استفاده وسیع قرار گرفته اند پرداخته شده است. پس از این قسمت راهکارهایی که توسط محققان مختلف جهت کاهش تبعات نامطلوب این پدیده ارائه شده اند مورد بررسی قرار گرفته و نهایتا در فصل آخر پیشنهاداتی جهت مقابله با این پدیده مخرب ارائه شده است.
مقدمه:
آب شستگی ها یکی از مهمترین مسائل مربوط به مهندسی رودخانه و سواحل می باشد. پایه های پل ها، اسکله ها، سکوهای نفتی و آب شکن ها و لوله های مدفون از جمله مهمترین سازه هایی هستند که خطر آب شستگی آنها را تهدید می کند. در این میان پل ها که به عنوان یک سازه بسیار در شریان هایی ارتباطی یک کشور به شمار می رود از اهمیت فوق العاده ای برخوردار هستتند. تخریب این سازه ها تبعات اقتصادی و اجتماعی زیادی به دنبال خواهد داشت. از این رو حفاظت از این سازه در برابر آب شستگی نیز اهمیت زیادی دارد. پدیده آب شستگی در پایه ی پل ها بر پایداری سازه ی پل تاثیر منفی دارد و اگر تمهیدات لازم برای پیش گیری از این پدیده و یا کاهش اثرات آن اندیشیده نشود سازه پل با خطر انهدام مواجه خواهد بود. آقای شفاعی بجستان پدیده آب شستگی را بصورت زیر تعریف نمود: به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب یا به فرسایش بستر در پایین دست سازه های هیدرولیکی به علت شدت زیاد جریان آب یا جریان های متلاطم و در نتیجه جریان های گردابی، آب شستگی می گویند. این پدیده در دهه های اخیر بسیار مرود توجه قرار گرفته و مطالعات زیادی راجع به آن انجام شده است هرچند که این مطالعات در پاره ای از مسائل هنوز کافی به نظر نمی رسد، لیکن وسعت این مطالعات خود گواهی براهمیت این پدیده می باشد. به عنوان مثال می توان گفت که آب شستگی در سازه های مرتبط با سواحل به دلیل پیچیدگی جهت انتشار موج نسبت به جریان هنوز مشکلی اساسی برای این سازه ها به شمار می آید. در این سمینار پس از تعاریف کلی مربوط به آب شستگی در پایه پل ها و مسائل و عوامل مرتبط آن، روابط مختلفی که توسط محققان مختلف به دست آمده مورد توجه قرار گرفته و نهایتا چند روش برای کاهش عمق آب شستگی پیشنهاد شده است.
تعداد صفحه : 65