تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی

تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی در 30 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی مواد و متالوژی
فرمت فایل doc
حجم فایل 38 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 30

تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی در 30 صفحه ورد قابل ویرایش

تعریف جذب

مفهوم جذب [1]در آكوستیك اتلاف انرژی به هنگام برخورد موج صدا به یك سطح و سپس انعكاس آن است. كلمة «جذب» رااغلب اشخاص عادی برای بیان عمل یك اسفنج هنگامی كه آب را به خود می كشد، به كار می گیرند، كه این معنا شامل آكوستیك نمی شود. آب جذب شده توسط اسفنج دوباره در دسترس خواهد بود، اما نوفه «جذب» شده توسط آكوستیك تایل را نمی توان دوباره به دست آورد. زیرا به صورت حرارت تلف شده است. مفهوم جذب آكوستیكی در درجه نخست شامل فضاهای داخلی می شود. اگر دیواری وجود نداشته باشد، صدا فقط در اثر افزایش فاصله منبع كاهش می یابد.

اگر فرض كنیم كه یك موج با انرژی تابشی معینی با زاویه ای تصادفی به سطحی برخورد كند، مقداری از انرژی تابشی به طرف محیطی كه سرچشمه شعاع تابشی در آن قرار گرفته است، منعكس می شود و بقیه انرژی تابشی به داخل مادة سطح مزبور نفوذ و غالباً از میان آن عبور می كند. با استفاده از روش شعاعی ضریب جذب به صورت زیر تعریف می شود

انرژی باز تابشی-1

انرژی تابشی

بنابراین ضریب جذب نمایانگر نسبتی از انرژی صوتی تلف شده به انرژی سرچشمه صداست كه مقدار آن از صفر تا یك متغیر است( یعنی از صفر تا صددرصد) بنابراین اگر ضریب جذب مساوی صفر باشد، به این معناست كه انرژی تلف شده و تمام صدا در فضایی كه سرچشمه در آن است باقی می ماند. این بدان معنی است كه تمام دیوارهایاز نظر آكوستیكی «سخت» هستند و انرژی باتابیده شده با انرژی تابشی برابر است. همان طور كه این ضریب به سمت 1.0 میل می كند، یعنی انرژی بیشتر و بیشتر تلف شده است و انرژی بازتابشی رفته رفته جزء كوچكتری از انرژی تابیده شده خوهد شد. از نظر آكوستیكی به چنین سطحی «نرم» گفته می شود.

به طریق مشابه ضریب عبوری را می توان به صورت زیر تعریف كرد:

انرژی عبور كرده – 1

انرژی تابشی

انرژی كلی از جمع ضریب جذب و ضریب عبوری به صورت زیر به دست می آید.

از اتلافی كه به علت اصطحكاك به وجود می آید (تبدیل به حرارت) صرفنظر شده است. این اتلاف بر اثر اصطحكاك، بسیار اتلاف ناچیزی است، حتی در بالاتری مقدارش. بعداً خواهیم دید.

مقدار عددی ضریب جذب همان طور كه قبلاً گفته شد، برای تمام موارد شناخته شده مقداری معین بین 1% (یك درصد) برای سطوح بسیار سخت مثل فولاد صیقلی یا بتن فشرده تا 99% برای مواد بسیار جاذب است. ضریب جذب یك پنجره باز 100 درصد در نظر گرفته می شود.

بعضی ازكارخانه ها مواد جاذب آكوستیكی با ضریب جذب بالاتر از یك (یعنی جذب بهتر از 100 درصد) را هم در فهرستهای خود گنجانیده اند كه البته این كار، سود بردن از فقدان دانش پایه ای در مورد مفهوم جذب است.

در مورد تولیداتی كه معمولاً با نام « یونیت جاذب » مشخص می شوند، ماده جاذب مثل جعبه كوچكی كه روی دیوار نصب شده باشد، نسبت به سطح دیواره برآمده است. سطح بیرون آمده از دیوار تماماً با مواد جاذب پوشیده شده است، ولی جعبه به اندازة یك وجه خود از سطح دیورار را اشغال می كند. بنابراین، در این حالت در هر فوت مربع دیوار جذب بیشتری نسبت به حالتی كه سطح دیوار به طور عادی پوشیده شده باشد، خوهیم داشت. بنابراین سازندگان ضریب جذب این تولیدات را بیشتر از صد درصد ذكر می كنند. حال اگر این یونیتها متصل به هم نصب شوند، به طوری كه صدا ب وجه های كناری برخورد نداشته باشد، ادعاهای سازندگان تحقق نخواهد یافت. برای اینكه یونیتهای جاذب موثر باشند، باید با فاصله از یكدیگر قرار بگیرند. در غیر اینصورت جذب در هر فوت مربع سطح دیوار به كمتر از صد درصد نزول می كند.

ضریب جذب همچنین تابعی از فركانس امواج صداست. طول موجهای كوتاهتر (فركانسهای بالا) نسبت به طول موجهای بزرگتر ( فركانسهای كمتر) خاصیت نفوذ بیشتری در دیوارها دارند و آسانتر به انرژی حرارتی تبدیل می شود. درفركانسهای بالاتر نسبت به فركانسهای پایین عموماً ضریب جذب بالاتری داریم.

یكی از خواص عمومی برای اینكه مواد جاذب موثر واقع شوند، داشتن سطح شفاف یا غیر حایل برای امواج صداست. همان طور كه شیشه برای نور شفاف محسوب می شود، مواردی هم برای عبور صدا شفاف هستند. دیگر اینكه مواد جاذب صدا باید دارای مكانیز می باشند كه امواج صوتی، هنگام عبور از آنها در اثر اصطحكاك به انرژی حرارتی تبدیل بشوند.

شفافیت برای صدا را می توان توسط سطوح پر منف، یا مواد سخت سوراخ سوراخ شده همراه با مواد متخلخل و یا به وسیلة پوشاندن مواد متخلخل با یك پرده خیلی سبك وزن، نازك، انحناپذیر و غیر قابل عبور برای هوا تأمین كرد. همة اینها اثر جذب كنندگی مشابهی دارند، اختلاف درنوع محیطی است كه در آن مورد استفاده قرار می گیرند. همة انواع ذكر شده كه مجموعه ای از جرمها هستند، به عنوان راكتانس آكوستیكی عمل می كنند و به هرحال همة آنها با افزایش فركانس نسبت به حالت مطلوب طرح، شفافیت كمتری در مقابل صدا از خود نشان می دهند

مقاومت جریانی [2]

ساختمان داخلی مواد یعنی تاروپود و بافت داخلی و فضاهای خالی ما بین آنها عامل ایجاد اصطحكاك و در نتیجه مقاومت در برابر حركت موجی است. پس از داخل شدن صدا به ماده، از دامنه آن كاسته می شود. این كاهش به دلیل وجود اصطحكاكی است كه موج در كوشش خود برای حركت از میان ماده با ان روبرو می شود. بنابراین، انرژی موج كاهش می یابد. كمیت اصطحكاك به وسیله مقاومت ماده در مقابل جریان هوا از میان آن توصیف و با نام مقاومت جریانی به صورت زیر بیان می شود.

افت فشار در دو طرف نمونه

= مقاومت جریانی

سرعت هوا در عبور از نمونه

آبسوربنت های پوسته ای (پانل)

چنانچه صفحات نازكی را كه دارای مقاومت نشت بسیار بزرگی نیز می باشند (نظیر تخته سه لائی و نئوپان و فیبر) بوسیله یك داربست چوبی بر روی دیوار نصب نمایند.

ملاحظه می شود كه این صفحات همانند آنچه كه در ابتدای بخش مصالح آبسوربنت (شكل 51) مورد بررسی قرار گرفت میتوانند در فركانسهای كم، ضریب آبسورپسیون نسبتاً زیادی بوجود آورند كه فركانس روزنانس fo (فركانسی كه در آن ضریب آبسورپسیون ماكزیمم می شود ) طبق رابطه تجربی.

تعیین می گردد كه در آن M جرم صفحه برحسب كیلوگرم در هر متر مربع و d فاصله هوائی پشت صفحه (ضخامت چوبهای داربست) برحسب سانتیمتر می باشند.

مثلاً برای یك صفحه نئوپان بوزن 10 كیلوگرم در متر مربع ؟؟ بستگی به تقسیمات داربست دارد و با بكار بردن مواد پوروز در پشت پوسته ها می توان ضریب آبسورپسیون را تا 50% الی 70% رسانید.

بدین سان با وجود صرفه جوئی در مصرف مواد آبسوربنت، میتوان ضریب آبسورپسیون قابل ملاحظه ای كه با مواد پوروز فقط با ضخامت خیلی زیاد میسر می گردید، بدست آورد.

از روند منحنی شكل 51 (D) دیده می شود كه آبسوربنت های پوسته ای را فقط در صورتی كه مواد آبسوربنت نوع دیگری نیز بكار برده شده باشد میتوان مورد استفاده قرار داد.

آبسوربنت های پوسته ای در منازل خود بخود وجود دارند – زیرا كلیه گنجه ها و كمدها و كلیه دیوارهای نازك (تیغه) و در و پنجره و غیره اثر جذب نغمه های بم را دارند.

در مكانهائی كه لوازمی از این قبیل وجود ندارد (تونل – زیرزمین – حمام – بناهای بتونی و نظایر آن ) اثر نامطلوب واخنش طولانی نغمات با فركانسهای بم را میتوان بخوبی احساس نمود.

در سال 1862 هلمهولتس دانشمند فیزیكدان آلمانی روابط مربوط به كاوكهای (محفظه) توخالی (رزوناتر) را بصورت قوانین فیزیكی رزوناترها وضع نمود كه امروزه از آن در فیزیك و معماری استفاده فراوان می شود. بدیهی است كه كاربرد رزوناتر برای جذب نغمه های بم می باشد و بعلت گرانی قیمت و اشكالات اجرائی فقط برای موارد خاص (از قبیل استودیوهای رادیو و تلویزیون ) قابل اجراء می باشد.

ساختن رزوناتر با مصالح عادی مشكل است و از این رو در عمل برای این منظور از آجرهای توخالی و همانند آن ها و یا از آكوستیك تایل و یا آبسوربنت های پوسته ای كه با فاصله ای از یكدیگر نصب گردند استفاده می گردد.

– دستگاه مولد امواج ساكن

(Standing Wave Apparatus Type 4002)

اصول این دستگاه بر اساس لوله كنت استوار شده است. به كمك این دستگاه با استفاده از خاصیت امواج ساكن (تداخل امواج) می توان میزان ضریب جذب و امپدانس اكوستیكی یك ماده را سریع و آسان (البته با تقریب) بدست آورد.

دو نوع لوله به قطرهای 3 و 10 سانتیمتر با جعبه بلندگو قابلیت اتصال دارد. ؟؟ لوله به قطر 10 سانتیمتر اندازه گیری را در رنج فركانسی 90 تا 1800 هرتز و لوله اندازه گیری را در رنج فركانسی 800 تا 6500 هرتز ممكن می سازد.

دستگاه اندازه گیری فوق مجموعاً از عناصر زیر تشكیل یافته است:

1- میكروفن

2- واگن متحرك حامل میكروفن

3- بلندگو

نحوه انجام عمل اندازه گیری بدین صورت است كه در وهله اول بوسیله یك نوسان ساز موجی به بلندگوی سیستم اعمال می شود. بلندگو بصورتی تعبیه شده كه ارتعاشات حاصل از آن به سمت انتهای لوله یعنی محل نصب ماده جذب رفته و پس از برخورد با آن قسمتی از موج جذب ماده شده و قسمتی دیگر بازتاب می شود. میله باریكی ارتعاشات لوله را به میكروفنی كه در روی ریل حركت می كند منتقل می سازد كه پس از دریافت ارتعاشات توسط میكروفن، اندازه گیری مقادیر حداكثر و حداقل میسر می شود.

تحقیق بررسی انفجار انرژی

تحقیق بررسی انفجار انرژی در 54 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 63 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 54

تحقیق بررسی انفجار انرژی

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی انفجار انرژی در 54 صفحه ورد قابل ویرایش

مبانی تئوری انفجار:

1- مقدمه:

در طول حداقل 200 سال گذشته، كاربرد واژه انفجار متداول بوده است. در زمانهای قبل از آن این واژه به تجزیه[1] ناگهانی مواد و مخلوطهای انفجاری با صدای قابل توجهی نظیر «رعد» اطلاق شده است. این مطلب از دیرباز شناخته شده است كه انفجار تجزیه سریع مقدار معینی ماده است كه به محض رخداد یك ضربه یا گرمایش اصطكاكی اتفاق می‌افتد. بنابراین تجزیه این مواد در شرایط مناسب می‌تواند بصورت ساكت و آرام رخ دهد.

كلمه انفجار[2] از نظر فنی به معنی انبساط ماده به حجمی بزرگتر از حجم اولیه است. آزاد شدن ناگهان انرژی كه لازمه این انبساط است. غالباً از طریق احتراق سریع، دتونیشن[3] (كه در فارسی همان انفجار معنی می‌شود)، تخلیه الكتریكی با فرایندهای كاملاً مكانیكی صورت می‌گیرد. خاصیت متمایز كننده انفجار، همانا انبساط سریع ماده است. به نحویكه انتقال انرژی به محیط تقریباً بطور كامل توسط حركت ماده (جرم) انجام می‌شود. در جدول زیر مقایسه‌ای بین چند فرآیند آزادسازی انرژی انجام شده است:

برای شعله تقریباً هیچ انتقال جرمی به اطراف رخ نمی دهد در حالیكه نیروی پیشرانش یك اسلحه قادر به راندن گلوله است و یك ماده منفجره قوی[4] هر چیز در تماس با خود را تغییر شكل داده و یا ویران می‌كند. قدرت منهدم كننده این مواد را «ضربه انفجار»[5] نامیده می‌شود كه مستقیماً با حداكثر فشار تولید شده مرتبط است. توجه كنید كه در جدول (بالا)، هیچگونه توصیفی از محل رخداد (تونیشن ماده منفجره قوی ارائه نشده است. این بدان معناست كه فرایند دتونیشن از محدودیتهای فیزیكی مستقل است.

با توجه به مطالب بالا واضح است كه دتونیشن تنها یكی از انواع حالات پدیده انفجار است بعبارت دیگر واژه دتونیشن تنها باید به فرآیندی اطلاق شود كه در طی آن یك «موج شوك»[6] انتشار یابد.

متاسفانه بعلت قفرلفات مناسب فنی در زبان فارسی، دتونیشن به معنی عام انفجار ترجمه می‌شود و بنابراین در ادامه این مبحث برای پرهیز از اشتباه و رسا بودن مطلب همان واژه دتونیشن را به كار برده خواهد شد.

سرآغاز تحقیقات اخیر بر روی دتونیشن به سالهای 45-1940 م. كه «زلدویچ» و «ون نیومان» هر یك به طور جداگانه مدل یك بعدی ساختار امواج دتونیشن را فرمولبندی كردند باز می‌گردد، گرچه یك مدل واقعی سه بعدی تا اواخر سال 1950 م به تاخیر افتاد.

2- پدیده دتونیشن:

دتونیشن یك واكنش شیمیائی «خود منتشر شونده»[7] است كه در طی آن مواد منفجره اعم از مواد جامد، مایع، مخلوطهای گازی، در مدت زمان بسیار كوتاه در حد میكروثانیه. به محصولات گازی شكل داغ و پرفشار با دانسیته بالا و توانا برای انجام كار تبدیل می‌شود. فرض بگیرید قطعه‌ای از مواد منفجره، منفجر گردد. به نظر می‌رسد كه همه آن در یك لحظه و بدون هیچ تاخیر زمانی نابود می‌گردد. البته در واقع دتونیشن از یك نقطه آغازین شروع شده و از میان ماده بطرف انتهای آن حركت می‌كند. این عمل بخاطر آن آنی بنظر می‌رسد كه سرعت رخداد آن بسیار بالاست.

از نظر تئوری دتونیشن ایده‌ال واكنشی است كه در مدت زمان صفر (با سرعت بی‌نهایت) انجام شود. در اینحالت انرژی ناشی از انفجار فوراً آزاد می‌شود اصولاً زمان واكنش بسیار كوتاه یكی از ویژگیهای مواد منفجره است. هر چه این زمان كمتر باشد، انفجار قویتر خواهد بود. از نظر فیزیكی امكان ندارد كه زمان انفجار صفر باشد. زیرا كلیه واكنشهای شیمیائی برای كامل شدن به زمان نیاز دارند.

پدیده دتونیشن با تقریبی عالی مستقل از شرایط خارجی است و با سرعتی كه در شرایط پایدار[8] برای هر تركیب، فشار و دمای ماده انفجاری اولیه ثابت است منتشر می‌شود. ثابت بودن سرعت انفجار، یكی از خصوصیات فیزیكی مهم برای هر ماده منفجره می‌باشد در اثر دتونیشن، فشار، دما و چگالی افزایش می‌یابند. این تغییرات در اثر تراكم محصولات انفجار حاصل می‌گردند.

پدیده‌ای كه مستقل از زمان در یك چارچوب مرجع حركت می‌كند. «موج» نامیده می‌شود و ناحیه واكنش دتونیشن، «موج دتونیشن»[9] یا موج انفجار نامیده می‌شود. در حالت پایدار این موج انفجار بصورت یك ناپیوستگی شدید فشاری كه با سرعت بسیار زیاد و ثابت VD از میان مواد عبور می‌كند توصیف می‌شود واكنش شیمیائی در همسایگی نزدیك جبهه دتونیشن[10] است كه باعث تشكیل موج انفجار می‌شود. این موج با سرعتی بین 1 و تا 9، بسته به طبیعت فیزیكی وشیمیائی ماده منفجره حركت می‌كند. این سرعت را می‌توان با استفاده از قوانین ترموهیدرودینامیك تعیین نمود. عواملی كه در سرعت انفجار نقش دارند عبارتند از: انرژی آزاد شده در فرآیند، نرخ آزاد شدن انرژی، چگالی ماده منفجره و ابعاد خرج انفجاری.

یك مدل ساده برای این پدیده مطابق شكل زیر از یك «جبهه شوك»[11] و بلافاصله بدنبال آن یك ناحیه انجام واكنش كه در آن فشارهای بسیار بالا تولید می‌شود، تشكیل شده است. ضخامت ناحیه واكنش در انفجار ایده‌آل صفر است و هر چه انفجار بحالت ایده‌ال نزدیكتر باشد. ضخامت این ناحیه كمتر است. نقطه پایان این ناحیه، محل شروع ناحیه فشار دتونیشن[12] است.

مدل یك بعدی دتونیشن

فشار دتونیشن با رابطه زیر به سرعت دتونیشن و دانسیته مواد منفجره وابسته است:

(1)

كه P مصرف فشار دتونیشن و P مصرف چگالی محصولات و P0 چگالی ماده منفجره است. بر اساس این فرض كه چگالی محصولات دتونیشن بزرگتر از چگالی مواد منفجره اولیه است، یك رابطه كاربردی بصورت زیر استخراج می‌گردد.

(2)

از آنجا كه زمان رخداد واكنش شیمیائی در یك فرآیند دتونیشن بسیار كوتاه است. انتشار و انبساط گازهای داغ حاصل در ناحیه واكنش بسیار اندك و غیر متحمل است و لذا این گازها هم حجم مواد منفجره اولیه باقی می‌مانند. این مطلب دلیل اصلی این نكته است كه چرا فشار پشت جبهه انفجار بسیار بالاست. این فشار برای مواد منفجره نظامی در حدود Gpa 19 تا Gpa35 و برای مواد منفجره جاری كمتر است. همانطور كه قبلاً ذكر گردید، موج دتونیشن مستقل از شرایط خارجی است. علیرغم این استقلال، جریان محصولات گازی كه در پشت جبهه موج حركت می‌كنند به زمان و شرایط مرزی وابسته است برای مثال یك بلوك مستطیل بزرگ از یك ماده منفجره را در نظر بگیرید كه بر روی كل یكی از سطوح آن، به طور همزمان دتونیشن آغاز می‌شود. این سطح در خلا قرار دارد و هیچ مانعی برای انبساط گازها وجود ندارد. موج صفحه‌ای دتونیشن با سرعت ثابت بدرون ماده پیشروی می‌كند و گازهای حاصل از انفجار كه بلافاصله در پشت این جبهه موج قرار دارند با سرعتی كمتر از سرعت موج كه سرعت جرم نام دارد در همان جهت حركت می‌كنند. اما در سطح عقبی، گازها مشغول فرار در جهت مخالف هستند (در اثر خلا). همچنین فشار گاز در پشت جبهه موج بسیار بالاست، ولی در خلا پشت سر، صفر است لذا فشار بصورت منحن وار بین ایندو موقعیت تغییر می‌كند. نموداری از تغییرات فشار و سرعت جرم برای یك ماده منفجره جامد در شكل زیر نشان داده شده است.

همانطور كه ملاحظه می‌شود ناحیه همسایه منطقه واكنش بسیار كم تحت تاثیر تغییر شرایط مرزی قرار می‌گیرد.

آغاز همزمان دتونیشن از روی كل یك سطح مشكل است. در عمل آسانتر است كه آغاز انفجار از یك نقطه باشد. در اینحالت موج دتونشین از یك نقطه درون ماده منفجره گسترش یافته و گرادیان فشار در اینحالت از آنچه در شكل صفحه قبل نشان داده شده، تیزتر خواهد بود.

وقتی از مواد منفجره برای راندن و بحركت در آوردن سایر مواد و سازمان‌ها استفاده می‌شود محاسبه دقیق پروفیل فشار و سرعت جرم، ورودیهای لازم برای محاسبات حركت سازه رانده شده می‌باشد. شكل این پروفیلها به معادله حالت محصولات انفجار وابسته‌اند، معادلاتی كه تلاشهای بسیاری برای بدست آوردن آنها انجام شده و در دست انجام است.

3- موج شوك:[13]

یك موج شوك، جبهه شوك یا مختصراً یك شوك، موجی است كه در ماده یك جهش[14] فشاری (یا تنشی) ناگهانی و تقریباً ناپیوسته ایجاد می‌كند، این موج بسیار سریعتر از امواج صوتی منتشر می‌شود، بدین معنی كه این موج نسبت به محیط پیرامون خود فرا صوتی است و این خاصیت خود را بدون تغییر حفظ می‌كند.

موج شوك از جمله خواص اغلب مواد است و از خاصیتی از ماده كه بر اساس آن سرعت انتقال صوت در ماده بصورت می‌باشد منتج می‌شود. اندیس s معرف حالت آنتروپی پایاست. این موج از نظر ترمودینامیكی برگشت ناپذیر است. و لذا آنتروپی سیستم در جبهه شوك در اثر لزجت و هدایت حرارتی افزایش می‌یابد. امواج شوك كه امواج فشاری نیز نامیده می‌شوند، عامل شتابگیری ذرات ماده، در جهت انتشار خود هستند.

تاریخچه:

انرژی انفجار عمدتاً به عنوان ابزاری قدرتمند جهت تخریب به كار گرفته شده و اثرات سودمند آن كمتر مورد توجه و بررسی قرار گرفته است، با اینكه سالیان بسیاری است كه بشر این انرژی توانمند را به كار گرفته، لكن از سال 1950 تحقیقات در ضمیمه بكارگیری آن در جهت تولید و سازندگی آغاز گردید.

آنچه در ابتدای مطالعات توجه محققان را معطوف خود داشت، چگونگی رفتار قطعه در مقابل امواج دینامیك ناشی از انفجار بود كه در این راستا جهت بررسی تغییر شكل لحظه‌ای قطعات در مجاورت انفجار تلاشهایی صورت گرفته است.

با ابداعاتی كه توسط Johnson انجام گرفت، روشهای شكل دهی انفجاری جایگاه خود را در اذهان پیدا كرد. وی در سالهای 1966 و 1967 با استفاده از مختصات اگر انرژی برای مسائل دو بعدی با تقارن مدوری تحت اثر ضرب در ناحیه الاستیك – پلاستیك، یك روش تحلیلی ارائه نمود و با ارائه مثالهایی نظیر گلوله كره و استوانه نیكلی (با سرعت 150) با صفحات ضخیم آلومینیومی، آنرا تشریح كرده.

Jones در سال 1972، طی مقاله مفصلی، به بیان چگونگی پاسخ فلز به بارگذاری ضربه‌ای ناشی از انفجار یك ماده منفجره در تماس با سطح آن پرداخت. در این مقاله، سلسله اتفاقاتی كه در طی رخداد فرآیند انفجار در یك ماده منفجره رخ می‌دهد، چگونگی تولید و انتشار موج شوك در درون ماده منفجره و درون فلز و نیز برهمكنش موج شوك با فلز، به تفصیل توضیح داده شده است.

Pearson در سال 1972، در رابطه با روشهای كاربردی شكل‌دهی انفجاری، تحقیقاتی انجام داد و ضمن بیان پارامترهای موثر، فرآیندهای شكل‌دهی را با توجه به موقعیت ماده منفجره نسبت به سطح قطعه كار طبقه بندی نمود.

Zernow و Lieberman در سال 1972 با بیان چند مثال علمی، به بیان «تعامل ملاحظات فنی و اقتصادی» در فرآیندهای انفجاری پرداختند و در طی آن راهنماییهای ارزنده‌ای درباره نحوه ساخت و انتخاب جنس مواد مختلفی كه تجهیزات سیستم شكل‌دهی باید از آنها ساخته شوند بنحوی كه از لحاظ اقتصادی و فنی قابل توجیه باشند ارائه نمودند.

Heifitz در سال 1973 با ارائه مثالهائی در خصوص پوسته كروی و صفحه دایروی و مطالعه برآمدگی آنها پس از اعمال ضربه، ضمن توجه به تغییر شكلهای بزرگ و روند رشد كرنش پلاستیك با زمان، معادلات اساسی (روابط تنش- كرنش) را فقط به شكل عددی المان محدود به كار گرفته است.

Osaka و همكاران در سال 1986، تغییر شكل ورقهای گرد را برای ساخت مخازن تحت فشار، بوسیله انفجار در زیر آب و با استفاده از مختصات لاگرانژی و استفاده از روش تفاضل محدود مورد بررسی قرار داده‌اند و در بررسی معادلات تنش- كرنش، رفتار فلز را فقط بصورت الاستیك- كاملاً پلاستیك در نظر گرفته‌اند.

Fujita و همكاران در سال 1995 با ارائه سه مدل رفتاری در ناحیه الاستیك- پلاستیك صفحه فلزی تحت اثر بار ناگهانی با فشار یكنواخت را تحلیل نمودند و نشان دادند كه اثر موجهای خمشی روی مكانیزم تغییر شكل، با روش تحلیلی یكسان است و حاصل كار هماهنگی خوبی را نشان می‌دهد، حتی اگر اثرات كرنش و نرخ سخت شوندگی آن بر روی تغییر شكلهای بوجود آمده منظور شود.

Comstockr و همكاران در سال 2001 روش جدیدی برای شبیه‌سازی آزمایشهای شكل‌دهی انفجاری صفحات، ارائه كردند و نشان دادند كه این روش ابزار مهمی برای تشخیص شكل‌پذیری و تحمل بارهای خارجی برای آلیاژهاست. این شبیه‌سازی، بوسیله تئوری قوی و در محدوده بزرگی از تغییر شكل (تا حد كشش عمیق) انجام شده است، ولی در طی آن به عامل زمان و سرعت بارگذاری توجهی نشده است.

Mynors و Zhang در سال 2002 و در طی یك مقاله بسیار مفصل به بررسی همه جانبه تواناییها و قابلیت‌های شكل‌دهی انفجاری پرداختند. در تاریخچه این اثر تحقیقی، روندی كه در طی آن فرآیند شكل‌دهی انفجاری به یك روش تولیدی موفق و سودمند تبدیل شده است شرح داده شده است.

در طی یك ده اخیر توسط لیاقت و همكاران، تحقیقات گسترده‌ای در داخل كشور، بر روی فرآیندهای شكل‌دهی در سرعتهای بالا انجام گرفته و در حال انجام است مخصوصاً آزمایشهای شكل‌دهی انفجاری آنان كه به منظور تولید قطعات مخروطی برای كاربردهای نظامی و غیر نظامی انجام گرفت. بسیار قابل توجه است.

درویزه، پاشایی در سال 1381 با ساحت دستگاه شكل‌دهی ورقهای فلزی بروش انفجار مخلوط گازها، فعالیت‌های داخلی را وارد مرحله جدیدی نمود. استفاده از گاز بعنوان ماده منفجره یكی از جدیدترین رویكردهای شكل‌دهی انفجاری است.

شكل‌دهی فلزات با سرعت بالا:

فرایندهای شكل‌دهی فلزات در سرعت بالا (H.V.F) High Velocity Forming یكی از دستاوردهای مهم و ارزشمند صنعتی در عصر اتم و فضا محسوب می‌شود. این فرایندها ثابت كرده‌اند كه در حل بسیاری از مسائل و مشكلات تولید كه با استفاده از روشهای صنعتی بسیار مشكل، زمانبر و گران تمام می‌شود. بسیار مفید و توانمند هستند بزرگ شدن ابعاد قطعه‌كار، لزوم استفاده از مواد بسیار سخت و مقاوم در برابر روشهای متداول ماشینكاری و لزوم تولید قطعاتی دقیق و پیچیده از عوامل توسعه و پیشرفت دانش فنی این روش محسوب می‌شود اما عمده‌ترین مزیت این روشها، قابلیت آنها برای شكل‌دهی قطعات یكپارچه بسیار پیچیده، تنها در یك مرحله كاری می‌باشد. در حالیكه تولید چنین قطعاتی با روشهای سنتی تولید، ممكن است در چند مرحله و به كمك چندین فرایند جداگانه انجام شود و در نهایت به تولید یك سازه جوشكاری شده بینجامد. ]1[

گستردگی و تنوع منابع انرژی و روشهای اعمال آن برای تغییر شكل قطعه كار، سطح و توانایی روشهای شكل‌دهی سریع را قابل مقایسه و رقابت با روشهای سنتی شكل نموده است گسترده موادی كه در این روش قابل استفاده‌اند بسیار متنوع است. فلزاتی چون آلومینیم، بریلویم، تیتانیوم، فولادهای كربنی و آلیاژی، سوپر آلیاژا، فولادضد زنگ، مس، برنج و … بطور گسترده در این روش استفاده می‌شوند. ]1[

رفتار ماده در شكل‌دهی آن بسیار مهم است و فاكتورهائی چون اثر سرعت بر شكل‌پذیری و مقاومت ماده، پایداری هندسی و اثرات موج بر روی قطعه كار باید مد نظر قرار گرفته شود. همچنین اصطكاك بین سطح قطعه كار و سطح قالب نیز از جمله نكات مهم محسوب می‌شود. ضریب اصطكاك معمولاً با افزایش سرعت نسبی بین قطعه، قالب كاهش می‌یابد. در نتیجه این افزایش سرعت، دما به مقدار قابل ملاحظه‌ای افزایش خواهد یافت و در نتیجه روانساز بین قطعه و قالب تجزیه شده و از بین خواهد رفت. در سرعتهای بالا، دما ممكن است بعدی بالا كه یك لایه نازك از فلز در سطح تماس قطعه و قالب ذوب شده و خود بعنوان روانساز عمل كند. ]1[

ضرورتهای استفاده از شكل‌دهی با سرعت بالا عبارتند از:

مواد منفجره ضعیف: ]6[

انفجارهای ضعیف در فضاهای محدود انجام می گیرند و مواد منفجره ضعیف معمولاً در تركیبات بصورت ذرات دانه‌ای شكل به اشكال و اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند. سوزش این نوع مواد با گرما شروع می‌شوند و سوزاندن با افزایش فشار بطور خطی افزایش می‌یابد و ماكزیمم فشار متناسب با بار دانسیته خالی شده می‌باشد (حجم تقریبی مواد منفجره سوخته شده/ وزن مواد منفجره= دانسیته بار)، فشار تقریبی pa108×5/3 از دانسیته بار 26/0 گرم در سانتی‌متر مكعب نتیجه می‌شود زمان دست یافتن به فشار ماكزیمم و مدت سوختن معمولاً در محدوده 5 تا 25 میكروثانیه می‌باشد. دانسیته بار، شكل و اندازه دانه‌های مواد منفجره در قابلیتهای انواع منفجره تاثیرگذار هستند.

2- مواد منفجره قوی: ]6[

وسیع‌ترین مواد منفجره مورد مصرف دارای تركیبات شیمیایی واحدی هستند كه معمولاً از تركیبات نیتروژن همراه با مخلوط الكلها و اسید نیتریك ساخته می‌شود. ماده اصلی با تركیباتی از نرم كننده‌های چسباننده‌ها و پركننده‌ها مخلوط می‌گردند. از شكسته شدن مولكول ماده منفجره، منواكسید كربن، دی اكسید كربن آب و مقدار زیادی انرژی تولید می‌شود.

فرآیند انفجار بصورت پیوسته در مدت زمان كوتاهی اتفاق می‌افتد، سرعت انفجار مواد منفجره بكار رفته بطور عادی تقریباً 6100 است، فشار بطور آنی در جلو انفجار حدود pa109×9/6 می‌رسد انفجار در مواد منفجره تجارتی با چاشنی آغاز می‌شود.

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی در 17 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 65 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 17

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی در 17 صفحه ورد قابل ویرایش

محاسبه متوسط ممان مغناطیسی هسته در یك میدان H و دمای T

Application of canonical distribution in (Nuclear Magnetism)

ماده را در نظر می گیریم كه دارای N0 هسته در واحد حجم باشد. و در یك میدان مغناطیسی H قرار گرفته باشد.

هر هسته دارای اسپین و ممان مغناطیسی است.

ممان متوسط مغناطیسی ماده (در جهت H) در درجه حرارت T چقدر است؟

فرض می كنیم كه هر هسته دارای برهم كنش ضعیف با سایر هسته ها و سایر درجات آزادی است. همچنین یك هسته را بعنوان سیستم كوچك در نظر می گیریم و بقیه هسته ها و سایر درجات آزادی را بعنوان منبع حرارتی می گیریم.

هرهسته می‌تواند دارای دوحالت باشد+یا هم‌جهت بامیدان واقع در تراز انرژی پائین

یا در خلاف جهت میدان واقع در تراز انرژی بالا

(Cثابت تناسب است )

چون این حالت دارای انرژی متر است پس احتمال یافتن هسته در آن بیشتر است.

از طرفی احتمال یافتن هسته در حالت تراز بالای انرژی برابر است با

و چون این حالت دارای انرژی بیشتری است پس احتمال یافتن هسته در آن كمتر است. (چون تعداد حالات بیشتر است با افزایشE، افزایش می یابد و ذره شكل پیدا می شد در حالت بخصوص)

و چون احتمال یافتن هسته در حالت + بیشتر است پس ممان مغناطیسی هسته نیز باید در این جهت باشد.

با توجه به دو رابطه های مقابل مهمترین متغیر در این دو رابطه كه نسبت انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی را نشان می دهد پارامتر زیر می باشد.

كه نسبت انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی را نشان می دهد پارامتر زیر می باشد:

واضح است كه

اگر

نمای هر دو e یعنی احتمال اینكه هم جهت با H باشد برابر با احتمال اینكه در خلاف جهت H باشد.

در اینصورت تقریباً كاملاً بطور نامنظم جهت گیری می كند بطوریكه:

از طرف دیگر اگر

اگر احتمال هم جهت بودن ؛ H بیشتر از خلاف جهت است

تمام این نتایج كیفی را به نتایج كمی تبدیل می كنیم.

بوسیله محاسبه واقعی متوسط

در حالت تعادل حرارتی داریم

و این برای زمانی است كه اسپینها در رابطه با شبكه اطرافشان مورد بررسی قرار می‌گیرند از اینجا n0 اختلاف تعداد اسپینها در حالت تعادل حرارتی بین شبكه اسپینی و میدان مغناطیسی خارجی است، بطوریكه در این حالت تفاوت مقادیر انرژی گرمایی ناشی از دمای شبكه اسپینی و انرژی پتانسیل مغناطیسی ناشی از میدان آنچنان كم باشد كه تعداد انتقالات از بالابه پایین و از پایین به بالا دارای تفاوت اندكی بوده كه در نتیجه آن تعداد اسپینهای تراز پائین نی اندكی (3ppm) از تعداد اسپینهای تراز بالا بیشتر باشند در این صورت گفته می شود كه ماكزیمم مغناطیسی شدن حاصل می شود. مشخصه زمانی برای نزدیك شدن به این تعادل احرارتی كه متعاقب آن ماكزیمم مغناطیسی شدن بدست می آید زمان T1 نام دارد. كه برابر عكس مجموع احتمال انتقالات در واحد زمان است.

بهمین خاطر T1 را زمان استراحت یا Relaxation Time و بطور دقیقتر زمان استراحت اسپین- شبكه Spin-Lattic Relaxation Time نامیده اند. لازم به ذكر است كه در T1، مقدار e-1 یا 0.63 ماكزیمم مغناطیسی شدن

n(t) اختلاف تعداد در هر لحظه از زمان t است.

n0 اختلاف تعداددر حالت تعادل حرارتی (بین شبكه اسپینی و میدان مغناطیسی خارجی است) T1 مشخصه زمانی نزدیك شدن به حالت تعادل حرارتی است كه Spin-Lattice Relaxation نام دارد.

تحقیق بررسی انرژی گرمایی

تحقیق بررسی انرژی گرمایی در 11 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 8 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 11

تحقیق بررسی انرژی گرمایی

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی انرژی گرمایی در 11 صفحه ورد قابل ویرایش

چرا آموزش گرما برای ما جالب است ؟

نگاهی به رشد جمعیت نشان می دهد كه آهنگ ازدیاد جمعیت در طی هزاران سال به كندی صورت می گیرد, حال آنكه از سالهای 1750 به بعد بر شماره افراد بشر به سرعت افزوده می شود . این افزایش ناشی از تاثیری است كه علم و صنعت بر سرنوشت آدمی گذاشته است . قرن هیجدهم دوره انقلاب صنعتی بوده . علوم طبیعی كه وارد عصر تجدد شده بود , اثرات خود را بر زندگی انسان ظاهر می نمود . پیشرفتهای پزشكی عمرها را دراز كرد و در نتیجه بر تعداد مردم افزود . تكنیك امكان داد, تا برای جمعیت به سرعت روز افزون مواد خوردنی و پوشیدنی تهیه شود. یكی از ثمرات مهم این پیشرفت ساختمان ماشیهای پر قدرت بخار بود كه تحقیق یافت. این نوع ماشینها در سالهای 1370 ابتدا در انگلستان ساخته شد به این منظور كه آبهای رخنه كرده را با پمپ از معادن خارج كنند. این ماشینهای پر سرو صدا در ابتدای امر طبعاً مقداری هنگفت جسته و سنگ می بلعیده كه برای تهیه آن باز نیروهای انسانی می بایست به كار رود . در آن هنگام جسته و گریخته این سئوال پیش می آید كه : آیا ساختن ماشین بخار می تواند در امر اقتصاد عملی و مقرون به صرفه باشد ؟چون همان طور كه در مورد این ((ماشینهای جهنمی )) مزاح می كرده اند برای جا دادن این ماشینها نخست لازم بود كه محوطه ای را بكنند و سپس تازه كار حفاریهای اصلی را آغاز كنند . مختصر اینكه بالا بردن كیفیت ماشینهای مزبور یك مسئله حاد و فوری روز شده بود جیمز وات انگلیسی موفق شد در این راه قدمی قاطع بردارد. وی در سال 1769 ماشین بخاری ساخت كه برای نخستین بار حقیقتاً یك ماشین پرقدرت بود . این ماشین در ازای هر تن زغال كه مصرف می كرد پنچ برابر ماشینهای قبلی كار انجام می داد . عصر ماشین طلوع كرده بود به دنبال این طلوع فكر و سرعت صنعتی كردن بر اهمیت ماشین بخار افزود و وجود این نوع ماشینها را برای امر اقتصاد یك عامل حیاتی ساخت . بازده كارها براثر اختراعات جدید همواره بیشتر می شد و رفته رفته این سئوال پیش می آمد كه : این بهتر كردن ها سرانجام به كجا خواهد كشید آیا به مرزی می رسد كه گذشتن از آن , به علت طبیعت چیزها , غیر ممكن گردد ؟ اما پیش از آنكه به پاسخ این سئوال برسند لازم بود كه بسیاری ازمسائل مبهم فیزیكی را روشن نمایند: گرما چیست ؟ گرما را چگونه می توان اندازه گرفت ارتباط گرما با انرژی به چه صورت است ؟ پاسخ این پرسشها در طور قرن نوزده داده شد . آموزش گرما , تقریباً همزمان با آموزش الكتریسیته , تا آن وقت رشد یافته و یك بخش مهم علم فیزیك شده بود . ولیكن علم شیمی هم به نوبه خود پیشرفت كرده بود و اتم را از حالت افسانه ای بیرون می آورد و به صورت یك واقعیت علمی می نمود . اینك از پدیده های طبیعت یك منظره جدید به چشم می خورد . ولیكن در این میان معلوم شد كه گرما را نمی توان از طریق كار متناوب ماشینها یكسره به كار مبدل كرد چه انكه بخشی از این گرما به صورت ((اتلاف )) الزاماً به محیط تحویل می شود . در واقع بر اثر همین اتلاف گرما است كه میزان انرژی مصرفی امروزه بسیار بالاست و با موانع بی شمار مواجه است . پایه های فنی نیروگاه های جدید نیز بر آموزش گرما نهاده شده است . خواه نیروگاههای سوختی و خواه نیروگاههای اتمی كه تا چند سال آینده بخشی از انرژی مصرفی را باید تامین كنند , هر دو نوع با ماشینهای نیرو عمل می كنند , و كارشان تماماً بر اساس قوانین آموزش گرما صورت می گیرد . بدون اطلاع از پایه های آموزش گرما امكان ندار كه بتوان به مشكلات انرژی عصر حاضر پی برد .

-بی هنجاری آب

آب یك تغیر حجم بسیار عجیب از خود ظاهر می كند . آن چنان كه در نمودار ترسیمی تصویر مقابل نمایش داده شده است حجم یك مقدار معین آب هنگام گرم شدن بین 0 تا 4 درجه سانتیگراد افزایش نمی یابد بلكه به عكس ناگهان كاسته می شود .این كاهش حجم گر چه چندان زیادنیست و از 1/0 در هزار تجاوز نمی كند ولیكن برای آنكه عمیقتاً اثر ببخشد و عوارضی به دنبال باشد كافی است .بی هنجاری آب با طرز قرار گرفتن مولكولهای آب ارتباط تزدیك دارد . وضع قرار گرفتن این مولكولها را تا كنون شنا خته ایم . وضع مولكولهای یخ نسبت به یكدیگر طوری است كه منتهای الیه های دارای بارهای غیر همنام سرهای مثبت و منفی حتی المكان به یكدیگر بسیار نزدیك اند .همین امر موجب متبلور شدن یخ می شود كه عموماً به صورت برفك ظاهر می گردد . اما فضای خالی بین مولكولها نسبتاً وسیع است به طوری كه چگالی یخ حدود 10 درصد از چگالی آب كمتر است . از این رو یخ روی آب شناور می ماند و فقط 10 درصد حجم آن از سطح آب بالاتر قرار می گیرد . مولكولهای یخ هنگام ذوب شدن مواضع خود را كاملاً ترك كرده تحت تاثیر جنبش گرمایی به درون فضاهای خالی ساختمانی یخی می روند . به این ترتیب حجم یخ كاهش می باید و این كاهش ادامه پیدا میكند تا آنكه در دمای 4 درجه سانتیگراد به حداقل خود برسد . هرگاه گرم كردن ادامه یابد از آنجا كه جنبش گرمایی تشدید می شود و برای حركت مولكولها فضایی بیشتر لازم است حجم آب از نو زیاد می شود . بی هنجاری آب برای ماهیها و كلاً برای موجودات آبزی اهمیت دارد . بر اثرهمین بی هنجاری است كه آب دریاها در طبقات پایین حتی در سرد ترین هوای زمستانی هرگز یخ نمی بندد . هنگامی كه هوا سرد می شود آب دریا از طبقات بالا به طبقات پایین منتقل می گردد و این انتقال آن قدر ادامه می یاببد تا در دمای 4 درجه سانتیگراد با حداكثر چگالی ممكن انباشته شود . اینك اگر هوای خارج باز سرد تر شود كه درطبقات بالا به علت كمی چگالی دیگر نمی توانند به پایین منتقل شوند . پس به این ترتیب آبهای طبقات فقط از طریق هدایت گرماست كه می توانند سرد شود .اما سرد شدن از این طریق آن چنان به كندی صورت می گیرد كه غالباً تا رسید بهار به طول می انجامد یعنی تا زمانی كه از آن پس دیگر فاجعه ای جهان گیاهان و جانوران را تهدید نخواهد كرد .

تحقیق بررسی انرژی صوت

تحقیق بررسی انرژی صوت در 55 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 47 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 55

تحقیق بررسی انرژی صوت

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی انرژی صوت در 55 صفحه ورد قابل ویرایش

ماوراء صوت (Ultrasound)

پرتو X از لحظه كشف به استفاده عملی گذاشته شد, و در طی چند سال اول بهبود در تكنیك و دستگاه به سرعت پیشرفت كرد. برعكس, اولتراسوند در تكامل پزشكیش بطور چشمگیری كند بوده است. تكنولوژی برای ایجاد اولتراسوند و اختصاصات امواج صوتی سالها بود كه دانسته شده بود. اولین كوشش مهم برای استفاده عملی در جستجوی ناموفق برای كشتی غرق شده تیتانیك در اقیانوس اطلس شمالی در سال 1912 بكار رفت سایر كوششهای اولیه برای بكارگیری ماوراء صوت در تشخیص پزشكی به همان سرنوشت دچار شد. تكنیكها, بویژه تكنیكهای تصویرسازی, تا پژوهشهای گسترده نظامی در جنگ دوم بطور كافی بسط نداشت. سونار, Sonar (Sound Navigation And Ranging) اولین كاربرد مهم موفق بود. كاربردهای موفق پزشكی به فاصله كوتاهی پس از جنگ, در اواخر دهة 1940 و اوایل دهة 1950 شروع شد و پیشرفت پس از آن تند بود.

اختصاصات صوت

یك موج صوتی از این نظر شبیه پرتو X است كه هر دو امواج منتقل كننده انرژی هستند. یك اختلاف مهمتر این است كه پرتوهای X به سادگی از خلاء عبور می‌كنند درحالیكه صوت نیاز به محیطی برای انتقال دارد. سرعت صوت بستگی به طبیعت محیط دارد. یك روش مفید برای نمایش ماده (محیط) استفاده از ردیفهای ذرات كروی است, كه نماینده اتمها یا ملكولها هستند كه بوسیله فنرهای ریزی از هم جدا شده اند (شكل A 1-20). وقتی كه اولین ذره جلو رانده می‌شود, فنر اتصالی را حركت می‌دهد و می فشرد, به این ترتیب نیرویی به ذره مجاور وارد می آورد (شكل 1-20). این ایجاد یك واكنش زنجیره ای می‌كند ولی هر ذره كمی كمتر از همسایه خود حركت می‌كند. كشش با فشاری كه به فنر وارد می‌شود بین دو اولین ذره بیشترین است و بین هر دو تایی به طرف انتهای خط كمتر می‌شود. اگر نیروی راننده جهتش معكوس شود, ذرات نیز جهتشان معكوس می‌گردد. اگر نیرو مانند یك سنجی كه به آن ضربه وارد شده است به جلو و عقب نوسان كند, ذرات نیز با نوسان به جلو و عقب پاسخ می دهند. ذرات در شعاع صوتی به همین ترتیب عمل می‌كنند, به این معنی كه, آنها به جلو و عقب نوسان می‌كنند, ولی در طول یك مسافت كوتاه فقط چند میكرون در مایع و حتی از آن كمتر در جامد.

اگر چه هر ذره فقط چند میكرون حركت می‌كند, از شكل 1-20 می توانید ببینید كه اثر حركت آنها از راه همسایگانشان در طول خیلی بیشتری منتقل می‌شود. در همان زمان, یا تقریباً همان زمانی كه اولین ذره مسافت a را می پیماید, اثر حركت به مسافت b منتقل می‌شود. سرعت صوت با سرعتی كه نیرو از یك ملكول به دیگری منتقل می‌شود تعیین می‌گردد.

امواج طولی

ضربانات اولتراسوند در مایع به صورت امواج طولی منتقل می‌شود. اصطلاح «امواج طولی» یعنی اینكه حركت ذرات محیط به موازات جهت انتشار موج است. ملكولهای مایع هدایت كننده به جلو و عقب حركت می‌كنند و ایجاد نوارهای انقباض و انبساط (شكل 2-20) می‌كنند. جبهه موج در زمان 1 در شكل 2-20, وقتی طبل لرزنده ماده مجاور را می فشارد آغاز می‌شود. یك نوار انبساط, در زمان 2, وقتی كه طبل جهتش معكوس می‌گردد, پیدا می‌شود. هر تكرار این حركت جلو و عقب را یك سیكل (Cycle) یا دوره تناوب گویند و هر سیكل ایجاد یك موج جدید می‌كند. طول موج عبارت است از فاصله بین دو نوار انقباض, یا دو نوار انبساط, و بوسیلة علامت نشان داده می‌شود. وقتی كه موج صوتی ایجاد شد, حركت آن در جهت اولیه ادامه می یابد تا اینكه منعكس شود, منكسر شود یا جذب گردد. حركت طبل لرزان كه برحسب زمان رسم شده است, یك منحنی سینوسی را كه در طرف چپ شكل 2-20 نشان داده شده است تشكیل می‌دهد. اولتراسوند, برحسب تعریف, فركانسی بیش از 20000 سیكل بر ثانیه دارد. صوت قابل شنیدن فركانسی بین 15 و 20000 سیكل بر ثانیه دارد (فركانس میانگین صدای مرد در حدود 100 سیكل بر ثانیه و از آن زن در حدود 200 سیكل بر ثانیه می‌باشد). شعاع صوتی كه در تصویرسازی تشخیصی بكار می رود فركانسی از 000/000/1 تا 000/000/20 سیكل بر ثانیه دارد. یك سیكل بر ثانیه را یك هرتس (Hertz) گویند. یك میلیون سیكل بر ثانیه یك مگاهرتس (مختصر شده آن (MHz) است. اصطلاح هرتس به افتخار فیزیكدان مشهور آلمانی Heinrich R.Hertz می‌باشد كه در سال 1894 وفات یافت.

سرعت صوت

برای بافتهای بدن در محدودة اولتراسوند پزشكی, سرعت انتقال صوت مستقل از فركانس می‌باشد و عمدتاً بستگی به ساختمان فیزیكی ماده ای دارد كه از میان آن صوت عبور می‌كند. خواص مهم محیط منتقل كننده 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 كه صوت در گازها از همه كندتر, در مایعات با سرعت متوسط, و از همه تندتر در اجسام جامد حركت می‌كند. ملاحظه كنید كه تمام بافتهای بدن, جز استخوان, مانند مایعات رفتار می‌كنند و بنابراین همگی صوت را تقریباً با یك سرعت منتقل می‌كنند. یك سرعت 1540 متر بر ثانیه به عنوان میانگین برای بافتهای بدن بكار می رود.

قابلیت انقباض: سرعت صوت با قابلیت انقباض ماده منتقل كننده نسبت معكوس دارد, به این معنی كه هرچه ماده كمتر قابل انقباض باشد, صوت در آن تندتر منتقل می‌شود. امواج صوتی در گازها آهسته حركت می‌كنند زیرا ملكولها از هم دورند و به آسانی قابل انقباضند. آنها به گونه ای رفتار می‌كنند كه گویی بوسیلة فنر سستی بهم بسته اند. یك ذره باید فاصله نسبتاً طویلی را بپیماید پیش از اینكه بوسیله یك همسایه تحت تأثیر قرار گیرد. مایعها و جامدها كمتر قابل انقباضند زیرا ملكولهایشان به یكدیگر نزدیكترند. آنها فقط نیاز به طی مسافت كوتاهی دارند تا در همسایه اگر گذارند, بنابراین مایعها و جامدها صوت را تندتر از گاز منتشر می‌كنند.

جذب (Absorption)

جذب اولتراسوند در مایع نتیجه نیروهای اصطكاكی است كه با حركت ذرات در محیط مقابله می‌كنند. انرژی كه از شعاع اولتراسوند گرفته می‌شود تبدیل به حرارت می‌گردد. بطور دقیقتر, جذب یعنی تبدیل اولتراسوند به انرژی حرارتی, و تخفیف (Attenuation) یعنی كاهش كلی پیشرفت, از جمله جذب, پخش, و انعكاس.

مكانیسمهای درگیر در جذب نسبتاً پیچیده اند و توضیحات ما خیلی آسان گیری خواهد بود. سه عامل مقدار جذب را تعیین می‌كنند. (1) فركانس صوت, (2) ویسكوزیته محیط منتقل كننده, و (3) زمان استراحت (Relaxation) محیط. ما درباره فركانس در آخر بحث خواهیم كرد زیرا دو عامل دیگر در آن اثر دارند.

اگر ما صوت را تشكیل شده از ذرات مرتعش تصویر كنیم, اهمیت ویسكوزیته آشكار می‌شود. با افزایش ویسكوزیته آزادی ذره كم می‌شود و اصطكاك داخلی افزایش می یابد. این اصطكاك داخلی شعاع را جذب می‌كند یا شدت آن را با تبدیل صوت به گرما می كاهد. در مایعات كه ویسكوزیته كمی دارند, جذب خیلی كمی صورت می‌گیرد. در بافتهای نرم ویسكوزیته بیشتر است و جذب متوسط صورت می پذیرد, درحالیكه استخوان جذب زیاد اولتراسوند نشان می‌دهد.

زمان استراحت زمانی است كه ملكولها پس از اینكه جابجا شدند به وضعیت اولیه خود برمی گردند. این موضوع به حالت ارتجاعی (Resilience) ماده اشاره دارد. دو ماده با ویسكوزیته یكسان ممكن است زمانهای استراحت مختلف داشته باشند. زمان استراحت برای هر ماده بخصوص ثابت است.

وقتی یك ملكول با زمان استراحت كوتاه بوسیله یك موج طولی انقباضی فشرده می‌شود, قبل از اینكه موج انقباضی بعدی برسد زمان برای برگشت به حالت استراحت خود دارد. یك ملكول با زمان استراحت طولانی تر, ممكن است قادر نباشد پیش از اینكه موج بعدی برسد, كاملاً به حالت اول برگردد. وقتی این اتفاق افتد, موج انقباضی در یك جهت و ملكول در جهت دیگر حركت می‌كند. انرژی بیشتری از آنچه كه در ابتدا ملكول را حركت داد لازم است تا جهت ملكول را برگرداند. انرژی اضافی تبدیل به گرما می‌شود.

در بافت نرم رابطه خطی بین جذب اولتراسوند و فركانس وجود دارد. دو برابر كردن فركانس تقریباً جذب را دو برابر می‌كند و تقریباً شدت شعاع منتقل شده را نصف می‌كند. آگاهی از جذب باعث گزینش ترانسدوسر درست برای كار ویژه مورد نظر می‌شود. فركانسهای شایع موجود ترانسدوسر عبارتند از 1, 25/2, 5/3, 5, 7 و MHz 10. یك فركانس درست توازنی است بین قدرت تحلیل (فركانس بالاتر) و قابلیت رساندن انرژی به بافت (فركانس پایین) می‌باشد.

تخفیف اولتراسوند همچنین با حرارت بافتها تغییر می‌كند, ولی این رابطه با بافتهای مختلف متغیر است. مثلاً, در محدوده حرارت 7 تا 35 و محدوده فركانس 4/0 تا MHz 10, محلول فیزیولوژیك هموگلوبین كاهش تخفیف با افزایش حرارت نشان می‌دهد. در مقابل, بافتهای اعصاب مركزی نشان داده شده است كه با افزایش حرارت افزایش تخفیف نشان می دهند.

فركانس صوت در مقدار جذب كه بوسیله ویسكوزیته ماده ایجاد می‌شود مؤثر است. هرچه فركانس بالاتر باشد, (یعنی اینكه در زمان معین یك ذره بیشتر به جلو و عقب برود), حركتش بیشتر بوسیلة ماده پُر ویسكوزیته تحت تأثیر قرار می‌گیرد. فركانس همچنین, بر مقدار جذب كه بوسیله زمان استراحت ایجاد می‌شود اثر می‌كند. در فركانسهای پایین, ملكولها زمان كافی برای استراحت بین سیكلها دارند ولی, درحالیكه فركانس زیاد می‌شود, زمان استراحت بیشتر نسبت كل سیكل را اشغال می‌كند. این آثار در محدوده های پایینتر فركانسهای تشخیصی (MHz 1) قابل ملاحظه اند و افزایش آنها با فركانسهای بالاتر ادامه دارد.

فقط اطلاعات پراكنده برای تعیین مقدار جذب اولتراسوند در دسترس است. معمولاً یك ضریب جذب بكار برده می‌شود. این ضریب مشابه مفهوم ضریب تخفیف خطی است كه در پرتو X تعریف شد. واحد ضریب جذب دسیبل بر سانتیمتر ضخامت در فركانس MHz 1 است. تصریح MHz 1 ضروری است زیرا جذب بستگی به فركانس دارد. در MHz 2, ضریب جذب در حدود دو برابر بزرگتر است. جدول 6-20 ضریبهای جذب را برای مواد مختلف نشان می‌دهد. یك برش یك سانتیمتری كلیه, با ضریب جذب /cm dB 1, شدت صوت را dB 1 می كاهد. جدول 2-20 نشان می‌دهد كه dB 1- نشانگر جذب 21% شعاع است و اینكه 79% شعاع می ماند. یك برش cm 1 ضخامت ریه dB 41 جذب می‌كند, كه شدت را با ضریب بیش از 10000 می كاهد و كمتر از 01/0 % شعاع را باقی می گذارد.

تصویر سازی جدول خاكستری

با بوجود آمدن تصویرسازی جدول خاكستری, اسكن حالت B در 1972 قدم بزرگی به جلو برداشت. منظور از تصویرسازی جدول خاكستری نشان دادن تغییرات زیاد بلندیهای اكوهایی كه از بافتها می آیند به صورت سایه های خاكستری بر روی صفحه نمایشگر تلویزیون می‌باشد. این متضاد تصویر دورنگی یا تصویر جدول خاكستری محدود شده است كه با تیوبهای اشعه كاتودیك ذخیره ای قابل انجامند. تصویر سازی جدول خاكستری با بوجود آمدن تیوب اسكن تبدیل حافظه (Scan conversion memory tube) ممكن شد (معمولاً آن را مبدل اسكن «Scan Conventer» گویند).

برخلاف تیوبهای پرتوكاتودیك ذخیره ای, تیوبهای مبدل اسكن ایجاد تصویر قابل رؤیت نمی‌كنند. درعوض, مبدل اسكن اطلاعاتی را كه از یك ترانسدوسر می رسد ذخیره می‌كند, و سپس, اطلاعات ذخیره شده را برای تولید علائمی كه برای ایجاد تصویر قابل رؤیت روی صفحه نمایش تلویزیون بكار می روند, بكار می برد. یك تیوب مبدل اسكن از این جهت كه باعث می‌شود كه یك شعاع الكترونی یك هدف را كه قابلیت ذخیره اطلاعات دریافت شده را دارد اسكن كند شبیه تیوب اشعه كاتودیك است. شعاع الكترونی, بطور متناوب برای «نوشتن» اطلاعات بر روی هدف, «خواندن» اطلاعات, برای تولید علائم كه برای تلویزیون فرستاده می‌شود, و پاك كردن هدف برای آماده كردن آن برای دریافت اطلاعات جدید بكار می رود. هدف مبدل اسكن یك وسیله پیچیده ای است كه تشكیل شده است از صفحه پشتیبان سیلیكونی به قطر در حدود 25 میلیمتر كه بر روی آن بیش از یك میلیون قطعات مربعی ریز (در حدود 10) قرار داده شده است. منطقی است كه فرض كنیم كه وقتی ترانسدوسر برای اسكن بیمار در روش اسكن تماسی مركب بكار می رود. چندین اكوی برگشتی از یك نقطه بوسیله ترانسدوسر دریافت می‌شود. وقتی هدف مبدل اسكن علائم متعدد از یك نقطه دریافت می‌كند, فقط قویترین علامت را ضبط كرده, بقیه را دور می ریزد.

به این ترتیب, عكس نهایی فقط از قویترین اكو كشف شده از هر نقطه, و نه از جمع اتفاقی چندین علامت تشكیل شده است (این را «فرانویسی» «Overwriting» گویند). این دلیلی است كه چرا امتحان كننده قادر است با حركات مكرر ترانسدوسر در سطح هر تصویر, یك عكس قابل تشخیصتری بسازد. وقتی تصویر در هدف مبدل اسكن ذخیره شود می توان شعاع الكترونی را واداشت تا هدف را جاروب كند و ایجاد علامت قابل نشان دادن روی تلویزیون معمولی بنماید.

دوگونه تیوب اسكن مبدل حافظه وجود دارد. تیوب مبدل اسكن آنالوگ در 1972 درست شد. بعداً, مبدل اسكن دیژیتال جای آنالوگ را گرفت. اصطلاح های «آنالوگ» و «دیژیتال» نزد بیشتر پزشكان نسبتاً مبهمند. به سبب ورود انفجاری اجزای «دیژیتال» در كارهای تصویری تشخیصی, ما این عنوان را موضوع یك فصل تمام كرده ایم. بطور خلاصه, مبدل اسكن دیژیتال تغییرات بلندی اكوهای دریافتی بوسیله ترانسدوسر را به شماره های دوگانی (Binary) تبدیل می‌كند. این اطلاعات در 16 (4 بیت) یا 32 (5 بیت) و یا بیشتر از آن سطح خاكستری ذخیره می‌شود كه می توان روی نمایشگر تلویزیون نشان داد.

مبدل اسكن آنالوگ در استفاده بالینی قدری اشكال بوجود می آورد زیرا سطوح جدول خاكستری كه به هر بلندی اكو منسوب می شوند متمایلند جریان یابند, و باعث اختلال تصویر شود, و مقایسه بین اسكنهای انجام یافته در تاریخهای مختلف را مشكل كند.

همچنین, سوسو زدن نامطبوع تصویر كه روی تلویزیون دیده می‌شود وجود دارد. این سوسو زدن مربوط به این واقعیت است كه تیوب مبدل اسكن باید در عین حال تصویر را ذخیره كند (بنویسد) و آن را به نمایشگر تلویزیون بفرستد (بخواند). تیوب در زمانی كه تصویر دریافت می‌شود متناوباً وضع خود را به حالت خواندن و نوشتن در می‌آورد. یك تیوب مبدل آنالوگ قادر است كه این تبادل را با سرعت ده بار برای هر تصویر تلویزیونی انجام دهد. و ایجاد سوسو زدن قابل دید كند. تصویر وقتی بوسیله مبدل آنالوگ ذخیره شد, قبل از اینكه زوال تصویر شروع شود می تواند به مدت ده دقیقه دیده شود.

تیوبهای مبدل اسكن دیژیتال از جاری شدن (Drift) جدول خاكستری 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 اسكن دیژیتال برای پردازش پیشرفته كامپیوتر مناسبند و قابل بكاربردن در تصویرسازی ریل تایم هستند. بنابراین به نظر می‌رسد تیوب حافظه ای مبدل اسكن دیژیتال جانشین دستگاه آنالوگ شود.

تحقیق بررسی امنیت انرژی

تحقیق بررسی امنیت انرژی در 15 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 12 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 15

تحقیق بررسی امنیت انرژی

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی امنیت انرژی در 15 صفحه ورد قابل ویرایش

ژئواستراتژی كنونی 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 كار موسسات پژوهشی و مراكز مطالعات راهبردی قرار داده است.

ویژگی منحصر بفرد ارتباطی این منطقه بین اروپا و آسیای مركزی به عنوان منبع بزرگ انرژی، رقابت ویژه روسیه و غرب در این منطقه كه حیاط خلوت سنتی روسیه محسوب می شود، مناقشات دامنه دار قومی كه 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 كه برگردان آن پیش روی شماست به قلم یكی از محققین و صاحبنظران برجسته مسائل ژئواستراتژیك 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 كارشناسی مربوطه است.

ژئواستراتژی كنونی در قفقاز جنوبی

در ماههای اخیر روابط روسیه و گرجستان متلاطم شده است .تنش روی داده بین این دو كشور تنها یك نمونه ازصف بندی گسترده استراتژیك بین غرب وروسیه در منطقه قفقاز جنوبی است. در این عرصه، كشورها 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 كننده، این سؤال مطرح می شود كه موقعیت كنونی منطقه چیست و چه آینده ای برای آن پیش بینی می شود ؟

رویكردهای 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 كوهستانی است .افزون بر آن تاثیر و اعمال نفوذ قدرتهای منطقه ای چون تركیه و ایران و قدرتهای جهانی مانند ایالات متحده، روسیه و چین، جزئی جدایی ناپذیر از آرایش قدرت در منطقه محسوب می شوند.

علاوه بر كشورها، سازمانهای بین المللی نیز در این بازی بزرگ درگیرند. این سازمانها در سطح منطقه ای عبارتند از سازمان همكاریهای اقتصادی دریای سیاه (B.S.E.C) ، سازمان نیروی دریای سیاه (BLACKSEAFOR)، سازمان نیروی دریای خزر (CASFOR)، سازمان همكاری بین گرجستان، اوكراین، آذربایجان و مولداوی (G.U.A.M)، و سازمان پیمان امنیت دست جمعی (C.S.T.O) همراه با سازمان كشورهای مستقل مشارك المنافع (C.I.S). در سطح بین المللی سازمان پیمان آتلانتیك شمالی (N.A.T.O) و اتحادیه اروپا از وزن مخصوصی در معادلات قدرت منطقه برخوردار می هستند.

رقابت روسیه و آمریكا در قفقاز جنوبی و خزر

اهمیت ژئو استراتژیك قفقاز جنوبی و خزر به عنوان كریدور ارتباطی اروپا به آسیای مركزی ،به عنوان سرپلی برای كنترل 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 ازبكستان به سوی روسیه، متمایل به دستیابی نقاط اصلی قدرت در قفقاز و در راستای حمایت از ژئو استراتژی جهانی خود می باشد .

تحركات اخیر ایالات متحده ممكن است مبتنی بر اصل تعادل قوا در این منطقه باشد كه بعد از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی شكل گرفته است .هم اكنون كاملا مشخص است كه ایران و روسیه به عنوان بزرگترین قدرتهای منطقه ای از این امر احساس تهدید می كنند. 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 همكاریهای نظامی با این كشور را طراحی و اجرا می نماید. تحلیل گران نظامی روسیه بر این باورند كه این برنامه تداعی كننده برنامه آموزش و تجهیز آمریكا – گرجستان است كه 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 كه به زودی این امر در مورد آذربایجان نیز محقق شود كه در اینصورت روسیه از تمام ابزارهای خود جهت نفوذ در آذربایجان محروم خواهد شد.

به نظر می رسد همكاری نظامی آمریكا با كشورهای قفقاز جنوبی و حاشیه دریای خزر به آرامی و بدون مخمصه در حال انجام است. هرچند ایالات متحده در منظر افكار عمومی تظاهر به بی میلی برای حضور نظامی در منطقه می نماید، اما آشكار است كه این حضور نظامی در راستای دفاع از منافع این كشور در منطقه و از جمله امنیت انرژی است. علاوه بر پشتیبانی نظامی آمریكا، بودجه دفاعی فزاینده آذربایجان نیز در راستای تقویت قدرت نظامی این كشور است. مسئله ای مطرح شده این است كه آیا ایالات متحده قادر به راضی كردن دیگر كشورها از قبیل قزاقستان جهت پیوستن به این پیمان همكاری نظامی خواهد بود؟