ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی

  • چکیده:

    در این پایان نامه، ساختارهای مختلف لیزر نیمه هادی و خروجی آنها مورد بررسی قرار گرفته است و عوامل موثر بر این خروجی ها همچون جریان آستانه و تلفات اپتیکی بیان شده است. در نهایت با استفاده از طیف های دیود لیزری طول کاواک لیزر محاسبه شده است.

    ساختار دیود لیزری از ۵ لایه رونشستی توسط دستگاه LPE تهیه شده است که ضخامت لایة میانی یا لایة فعال برابر ۰۵/۰ میکرون می باشد. چگالی ناخالصی توسط دستگاه SIMS مورد بررسی قرار گرفته است که نشان می دهد چگالی ناخالصی در عرض لایه رونشستی کاملاً یکنواخت است و ضخامت لایه ها از ۸ میکرون تا ۰۵/۰ میکرون به وسیله دستگاه AFM اندازه گیری شده است. شدت جریان آستانه در حدود A/cm2 70 برای تراشه ای به طول و عرض ۲۰۰*۳۰۰ میکرون محاسبه شده است. مدهای ظاهر شده در شدت جریان بالاتر از آستانه، Ith ، کاملاً مشهود است که نشان می دهد دیود ساخته شده پرتو لیزری از خود تابش می کند. در نهایت با استفاده از رابطه  طول کاواک برای طیف‌های به دست آمده محاسبه شده که مقدار ۲۰۶ میکرون به دست آمده است که با مقدار تجربی ۶% خطا وجود دارد….

  •        فهرست مطالب

    عنوان                                                                                صفحه

    چکیده

    فصل اول

    مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)

    مقدمه………………………………………………………………………………………………………. ۲

    هدف……………………………………………………………………………………………………….. ۳

    شباهت و تفوت لیزر نیمه هادی با سایر لیزرها…………………………………………………… ۴

    ۱-۱- خواص بار یکه لیزر…………………………………………………………………………….. ۵

    ۱-۲- انواع لیزر………………………………………………………………………………………….. ۷

    ۱-۳- وارونی انبوهی ………………………………………………………………………………….. ۹

    ۱-۳-۱- برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با اتم…………………………………………………. ۱۲

    ۱-۳-۲- فرایندهای تاثیرگذار بر غلظت اتمها در حالت های مختلف……………………….. ۱۳

    ۱-۳-۳- بررسی احتمال گذارها و معادلات تعادلی……………………………………………… ۱۴

    ۱-۴- پهن شدگی طیفی و انواع آن…………………………………………………………………. ۱۵

    ۱-۵- انواع کاواک نوری (فیدبک)…………………………………………………………………… ۱۹

    ۱-۶- برهم نهی امواج الکترومغناطیسی…………………………………………………………….. ۲۲

    ۱-۶-۱- فاکتور کیفیت برای ابزارهای نوری Q …………………………………………………… 24

    1-6-2- انواع تشدیدگرهای نوری و کاربرد آن………………………………………………….. ۲۵

    فصل دوم

    لیزر نیمه هادی و انواع ساختار آن

    ۲-۱- مواد نیمه هادی…………………………………………………………………………………… ۲۷

    ۲-۲- بازده گسیل خودبخودی……………………………………………………………………….. ۳۰

    ۲-۳- انواع بازترکیب…………………………………………………………………………………… ۳۱

    ۲-۴- گاف انرژی و انواع آن…………………………………………………………………………. ۳۳

    ۲-۵- وارونی انبوهی و روش پمپاژ در لیزر نیمه هادی………………………………………… ۳۵

    ۲-۶- اتصال p- n اولین تحقق لیزر نیمه هادی …………………………………………………… ۳۷

    ۲-۷- انواع ساختارها…………………………………………………………………………………… ۳۹

    ۲-۷-۱- روشهای گسیل نور در لیزر نیمه هادی………………………………………………….. ۴۰

    ۲-۷-۲- لیزر با ساختار تخت………………………………………………………………………… ۴۰

    ۲-۷-۳- مشکلات لیزر پیوندی همجنس…………………………………………………………… ۴۱

    ۲-۷-۴- لیزرهای پیوندی غیرهمجنس……………………………………………………………… ۴۲

    ۲-۷-۵- رابطه جریان و خروجی در لیزر تخت………………………………………………….. ۴۳

    ۲-۸- ساختار DFB……………………………………………………………………………………….

    2-8-1- طیف خروجی از لیزر DFB…………………………………………………………………

    2-9- تاثیرات دما به طیف گسیلی ساختارها………………………………………………………. ۴۶

    ۲-۱۰- مختصری راجع به بحث نوری……………………………………………………………… ۴۸

    ۲-۱۱- لیزرهای نیمه هادی و دیودهای نور گسیل……………………………………………….. ۵۱

    ۲-۱۲- جریان آستانه – خروجی…………………………………………………………………….. ۵۵

    ۲-۱۳- روشهای بهبود و افزایش بازده کوانتومی داخلی………………………………………… ۵۷

    ۲-۱۴- لزوم اتصالات اهمی………………………………………………………………………….. ۵۸

    فصل سوم

    طیف خروجی لیزر نیمه هادی و عوامل مؤثر بر آن

    ۳-۱- تغییرات چگالی جریان آستانه و فشار هیدروستاتیکی ………………………………….. ۶۱

    ۳-۲- واگرایی پرتو خروجی…………………………………………………………………………. ۶۲

    ۳-۳- خروجی ساختارها………………………………………………………………………………. ۶۳

    ۳-۴- محاسبه پهنای طیف در لیزرهای نیمه هادی در ساختارهای مختلف…………………. ۶۵

    ۳-۵- انواع پهنای طیف………………………………………………………………………………… ۶۹

    ۳-۶- کوک پذیری لیزر نیمه هادی………………………………………………………………….. ۷۳

    ۳-۷- روابط و معادلات مهم در تولید و بازترکیب حاملها…………………………………….. ۷۵

    ۳-۸- بهره در حالت پایا و جریان آستانه………………………………………………………….. ۷۹

    ۳-۹- اهمیت کاواک لیزر………………………………………………………………………………. ۸۴

    ۳-۱۰- مدهای تولید شده در داخل کاواک………………………………………………………… ۸۹

    ۳-۱۱- تفاوت اساسی مدهای طولی و عرضی……………………………………………………. ۹۲

    فصل چهارم

    بررسی و تحلیل طیف های خروجی (کارهای تجربی)

    پیشنهادات و نتایج

    ۴-۱- انواع اتصال دیود و طیف خروجی………………………………………………………….. ۹۷

    ۴-۲- تحلیل مشخصه های لیزر نیمه هادی………………………………………………………… ۹۸

    ۱-    مشخصه ولتاژ- جریان (V- I)……………………………………………………………………..

    2-    مشخصه جریان- مقاومت دینامیکی   ………………………………………….. ۱۰۱

    ۳-    مشخصه جریان- توان (P- I)………………………………………………………………………

    4-    مشخصه جریان- راندمان کوانتومی دیفرانسیلی ………………………….. ۱۰۳

    ۵-    مشخصه توان طول موج …………………………………………………………….. ۱۰۳

    نمودارهای تجربی…………………………………………………………………………… ۱۰۴

    ۴-۳- نتایج……………………………………………………………………………………………….. ۱۱۲

    پیشنهادات………………………………………………………………………………………………… ۱۱۵

    منابع فارسی………………………………………………………………………………………………. ۱۱۶

    منابع لاتین…………………………………………………………………………………………………

 

120 صفحه

فرمت ورد

ايجاد حفاظ در برابر مواد راديواكتيو

  • فلسفه حفاظت در برابر اشعه

     حفاظت انسان و محیط زیست در برابر اثرات زیانبار مواد و دستگاههای پرتوزا از طریق وضع قوانین و مقررات مربوطه و همچنین کنترل و نظارت بر رعایت آنها، علم فیزیک بهداشت نامیده می‎شود و حفاظت در برابر اشعه در واقع حرفه ای است که حفاظت انسان، محیط زیست و نسلهای آینده را در برابر اثرات بیولوژیکی پرتوها بر اساس اصول علمی تدوین شده در دانش فیزیک بهداشت بر عهده دارد. با وجود اینکه کاربرد پرتوهای یونساز در امور مختلف بسیار مفید و بعضاً منحصر به فرد می‎باشد لیکن عدم رعایت نکات ایمنی می‎تواند خطرات جدی برای کارکنان، مردم، محیط زیست و حتی نسلهای آینده به همراه داشته باشد. خطرات بالقوه اینگونه پرتوها به فوریت و پس از شناخت مواد پرتوزا در بیش از یکصد سال پیش کشف گردیده است. با پیشرفت در زمینه شناسایی خطرات و توانایی در اندازه گیری پرتوهای یونساز، رهنمودهای مربوطه در خصوص اقدامات حفاظتی رو به گسترش و توسعه نهاد….

  • فهرست مطالب
  • عنوان                                                                                                              صفحه
    مقدمه……………………………………………………………………………………………………… ۱
    فصل اول: فلسفه حفاظت در برابر اشعه
  • اثرات پرتوهای یونساز……………………………………………………………………………… ۴
  • اثرات قطعی……………………………………………………………………………………………… ۵
  • اثرات احتمالی………………………………………………………………………………………….. ۵
  • اصل ALARA………………………………………………………………………………………….
  • اثرات بیولوژیک پرتوها……………………………………………………………………………… ۶
  • عبور پرتوها از میان بافت بدن انسان…………………………………………………………. ۷
    فصل دوم: منشأ پرتوهای یونساز
  • انرژی تابشی…………………………………………………………………………………………… ۱۱
    فصل سوم: پرتوزایی
  • انواع واپاشی……………………………………………………………………………………………. ۱۵
  • واپاشی آلفا……………………………………………………………………………………………… ۱۵
  • واپاشی …………………………………………………………………………………………….. ۱۵
  • واپاشی …………………………………………………………………………………………….. ۱۵
  • پرتوهای گاما…………………………………………………………………………………………… ۱۶
  • گسیل ذرة آلفا………………………………………………………………………………………….. ۱۶
  • گسیل بتا…………………………………………………………………………………………………. ۱۷
  • تولید نوترون…………………………………………………………………………………………… ۱۷
    فصل چهارم: دز سنجی تابش
  • دز جذب شده…………………………………………………………………………………………… ۲۰
    فصل پنجم: توصیه هایی در مورد انتخاب مواد برای حفاظ
  • مواد مورد استفاده در حفاظ سازی…………………………………………………………… ۲۴
  • ماده حفاظ………………………………………………………………………………………………. ۲۶
  • حفاظ………………………………………………………………………………………………………. ۲۷
  • فصل ششم: حفاظت در برابر تابش خارجی (اصول پایه)
  • فنون حفاظت در برابر تابش خارجی…………………………………………………………… ۲۹
  • زمان………………………………………………………………………………………………………. ۳۰
  • فاصله…………………………………………………………………………………………………….. ۳۰
    فصل هفتم: حفاظ گذاری
  • ۱)     حفاظ گذاری در برابر پرتوهای گاما…………………………………………………….. ۳۴
  • روشهای محاسبه ضخامت موانع اولیه……………………………………………………….. ۳۹
  • روش استفاده از HVL………………………………………………………………………………
  • روش استفاده از منحنیهای آماده……………………………………………………………….. ۴۳
  • تعیین ضخامت موانع حفاظتی در دستگاههای استفاده کننده از مواد رادیواکتیو. ۴۷
  • ۲)     حفاظ گذاری در برابر پرتوهای X………………………………………………………… 53
  • حفاظ گذاری مولدهای پزشکی…………………………………………………………………… ۵۳
  • حفاظ گذاری مولدهای غیرپزشکی……………………………………………………………… ۵۴
  • حفاظ گذاری ساختمانی…………………………………………………………………………….. ۵۴
  • فاکتور بار کار دستگاه……………………………………………………………………………… ۵۷
  • فاکتور اشغال T………………………………………………………………………………………..
  • فاکتور استفاده U……………………………………………………………………………………..
  • تعیین ضخامت حفاظ در برابر پرتوهای اولیه………………………………………………. ۵۹
  • رابطة هم ارزی سرب و بتون……………………………………………………………………. ۶۰
  • طراحی حفاظ فرعی………………………………………………………………………………….. ۶۳
  • الف- محاسبه حفاظ پرتوهای پراکنده…………………………………………………………. ۶۶
  • ب- محاسبه حفاظ پرتوهای نشتی……………………………………………………………… ۶۶
  • ب-۱- لامپهای پرتو X تشخیصی……………………………………………………………….. ۶۷
  • ب-۲- لامپهای پرتو X درمانی…………………………………………………………………… ۶۸
  • ۳)     حفاظ ذرات بتا……………………………………………………………………………………. ۶۹
  • برد ذرات بتا……………………………………………………………………………………………. ۷۰
  • ماده حفاظ ذرات بتا………………………………………………………………………………….. ۷۱
  • ضخامت حفاظ ذرات بتا……………………………………………………………………………. ۷۲
  • حفاظ اشعه قرمزی…………………………………………………………………………………… ۷۳
  • ۴)     حفاظ ذرات آلفا………………………………………………………………………………….. ۷۴
  • ویژگیهای ذره آلفا و برخورد آن با ماده…………………………………………………….. ۷۴
  • رابطة برد- انرژی……………………………………………………………………………………. ۷۵
  • ۵)     حفاظ گذاری در برابر پرتوهای نوترون………………………………………………… ۷۷
  • برخورد نوترونها با ماده…………………………………………………………………………… ۷۷
  • محاسبة حفاظ پرتوهای نوترون…………………………………………………………………. ۷۸
  • برخورد نوترونها با ماده حفاظ………………………………………………………………….. ۷۹
  • محاسبة ضخامت حفاظ…………………………………………………………………………….. ۸۲
  • حفاظ در برابر تابش داخلی……………………………………………………………………….. ۸۶
  • خطر تابش داخلی……………………………………………………………………………………… ۸۶
  • اصل کنترل……………………………………………………………………………………………… ۸۷
  • منابع……………………………………………………………………………………………………….

 

90 صفحه

فرمت ورد

تحقیق انرژی هسته ای

پيشگفتار

پيوسته ياد مي كنيم مهربان پروردگاري را كه نامش مزين كننده نامها و آرامش بخش دل هاست . شكر و سپاس از آن اوست چرا كه نداي دين حقش را آخرين فرستاده اش در داد . او كه قدرت جاودانگي خويش قلم را به دستانمان داد تا بنويسيم و بخوانيم از اقتدار كشوري مقتدر بنويسيم از كاوشگراني كه در قلبشان عشق به وطن موج مي زند و از اين هوش و توانايي خويش به نحو احسن استفاده مي كنند تا اين مهد دانش شهرتي جهاني پيدا كند . ايران است اين سراي دانش سراي عشق خانه اي عظيم دوستي ها و مهد علم .

ايران اي مادر هميشه هشيار اي كه صاحب خاكي هستي كه از دانش سنگهايي بيرون مي آيد كه ذهن هر متفكري را از آن خود مي كند به ياد مي آوري روزهايي كه خورشيد آسمان تو شاهد پيروزي فرزندانت بود خاطرت هست شب هايي كه مهتاب نظاره گر حركات دستان پرتكاپوي تلاشگراني بود كه در كارخانه ها كار مي كردند تا شايد خدمتي كوچك به اين ملت شريف تو كنند . مي دانم كه مي داني حركت چرخ انرژي پديد اورنده تمام نيروها فقط به دست يكتا پروردگار من هست و بس انرژي عظيم كه در دل كوچك هر ذره نهفته است . نيرويي كه در كوچكترين ذره اي از اين هستي جاي گرفته و بزرگترين كار در دنياي علم انجام ميدهد . بله انرژي اتمي .

صنعت اتمي جاي خودش را در چرخ صنعت يافته و يكي از سكانسهاي كشتي كشور به دست گرفته متخصصان كشور محبوب با بهره گيري از علم و دانش خويش كشور ايران را با دنياي نوين علم و انرژي اتمي همگام ساخته اند . اميدوارم شاهد پيروزي روز افزون كشورمان در علم باشيم .

مراحل تحقيق :

1-انتخاب موضوع و تعريف آن:

موضوع انرژي هسته اي حق مسلم ماست ايران بايد در فناوري هسته اي جايگاه بالايي داشته باشد .

2- تحديد موضوع تحقيق :

علت مخالفت هاي كشورهاي خارجي دربرخورداري ايران از فناوري هسته اي چيست ؟ و چرا ايرن بايد از فناوري هسته اي برخودار باشد ؟

3-جستجو و مطالعه ي منابع تحقيقي :

ضمن مطالعه ي مقالات در رابطه با انرژي هسته اي و نقش ايران در فعا ليت هاي هسته اي در روزنامه ها و مجلات با مراجعه به كتابها و سايتهاي اينترنتي اطلاعات بيشتري دريافت نموده ايم .

4-ارائه ي فرضيه :

با توجه به اين مسئله سوخت هاي فسيلي رو به اتمام است همه ي كشورهاي جهان از جمله ايران بايد حق استفاده از فناوري هسته اي را داشته باشند .

5- انتخاب فنون و روش تحقيق :

مجموه ي حاضر تحقيقي كتابخانه ايست و براي تكميل آن از مطالعه استفاده شده است .

6- جمع آوري اطلاعات :

با مطالعه بر روي كتابها ، مجلات ، روزنا مه ها و منابع اينترنتي اطلاعات لازم را جمع آوري كرده ايم .

7- تجزيه و تحليل اطلاعات :

اطلاعات جمع آوري شده بر اساس موضوع دسته بندي كرده و اطلاعات اضافي را حذف نموده ايم .

8- ارائه ي نظريه يا تئوري:

انرژي هسته اي حق مسلم تمامي مردم كشور عزيزمان است و برخورداري از اين فناوري ما را به كسب موفقيت هاي بالايي مي رساند.

مقدمه :

انرژي هسته اي در جهان

انرژي هسته اي از جمله انرژي هايي است كه كاربرد زيادي در سطح جهان دارد . در حال حاضر ، ظرفيت نيروگاه هاي هسته اي جهان بيش از 350 هزار مگاوات است كه پيش بيني مي شود تا سال 2020 به 359 هزار گيگاوات برسد. انرژي هسته اي داراي مزايايي است كه كاربرد آن را افزايش مي دهد . به عنوان مثال، اين انرژي كمترين تاثير را بر محيط دارد ، همچنين به صرفه و اقتصادي است و در زمينه امنيت ملي انرژي نقش عمده اي دارد. نيروگاههاي هسته اي را بر اساس راكتوري كه در آن استفاده مي شود تقسيم بندي مي كنند . در حال حاضر 5 كشور جهان از انرژي هسته اي براي توليد الكتريسيته استفاده مي كنند. اگر چه تعداد نيروگاههاي هسته اي كمتر از تعداد راكتورهايي است كه دردهه هاي 70 و 80 ساخته شده ولي ميزان الكتريسيته توليدي بيشتر است .

توسعه انرژي هسته اي اولويت دير شده ايران

ايسكانيوز – در حال حاضر پيش از 400 نيروگاه هسته اي در جهان فعال است و تعداد زيادي راكتور تحقيقاتي هم در جهت پيشبرد علوم و فنون مورد استفاده قرار مي گيرد .

بهره برداري انرژي هسته اي با خريد راكتور 5 مگاواتي و نصب آن توسط امريكايي ها در سال 46 در دانشگاه تهران آغاز شد.

قبل از انقلاب بيش از 2 ميليارد دلار جهت احداث فاز يك و دو نيروگاه بوشهر هزينه شده بود ، بعد از انقلاب به سبب جنگ و شرايط بوجود آمده اين روند متوقف شد .

اگر طبق روال پيش مي رفت پروژه در زمان معقول به نتيجه مطلوب مي رسيد و در حال حاضر ايران بيش از 25 سال تجربه اندوزي در تكنولوژي هسته اي داشت و يا حداقل براي نگهداري يك نيروگاه تجربه كافي بدست آمده بود كه مي توانست سرمايه عظيمي باشد .

با اين حال طرح تكميلي نيروگاه اتمي بوشهر با توجه به اينكه فقط روسها مايل به همكاري بودند با تكنولوژي راكتورهاي روسي WWER در سال 1996 آغاز شد كه در سال 2006 به اتمام خواهد رسيد . دليل طولاني شدن پروژه به تفاوت در تكنولوژي مختلف آلمان و روس برمي گردد . البته اگر يك نيروگاه 1000 مگاواتي ديگر را روسها از پايه شروع كنند در ظرف 5 سال تحويل خواهند داد ، مويد اين مسئله قراردادي است كه با طرف چيني منعقد كرده اند . ولي اين را مي توان گفت : علت اصلي طولاني شدن پروژه كه پر هزينه ترين راكتور هسته اي جهان است ، فشارهاي پي در پي امريكا و اتحاديه اروپايي به روسيه براي توقف همكاري با ايران است ، البته خود روسها هم تمايل چنداني به اتمام پروژه بوشهر به اين زوديها ندارد چرا كه ايران نشان داده است توان طراحي و توليد دستگاه ها و قطعات راكتور هسته اي را داراست ودر اندك زماني به اين بلوغ رسيده است .

به هر حال با توجه به سرمايه گذاري هاي كلان دنيا در بخش انرژي هسته اي و عقب افتادگي ايران در اين صنعت و افزايش مزيت ها و منافع انرژي هسته اي در جهان امروز ، اولويت سرمايه گذاري و توسعه انرژي هسته اي ، اولويتي دير بايد تلقي كرد و ايران براي عضويت در باشگاه دارندگان تكنولوژي هسته اي توانايي قابل توجه براي عرضه ندارند و حركت شتابان امروز جبران عقب ماندگي ديروز است.

انرژي هاي تجديد شونده پاسخي به كمبود انواع انرژي هاي فسيلي در آينده اي نزديك هستند ، كه بيش از هر چيز به بخش حمل و نقل و تامين گرما و سرما مربوط مي باشند . مطابق نظريه ي كارشناسي و رسمي كمپاني هاي دايملر كرايسلر ، فولس واگن و فورد، مواد قابل سوخت حاصل از پروسه هاي بيولوژيكي يا بيواتانول ، بيوديزل و بيوگاز از جهت هزينه بسيار مناسب تر هستند و سريع تر قابل دسترسي تا مثلاً هيدروژن حاصل از الكتريسيته ي هسته اي كه براي آن بايد يك زير ساخت جديد و بسيار پر هزينه ايجاد كرد …..

کد :3530 فرمت :ورد صفحه :148

مبانی راکتورهای هسته ای

مقدمه:
برنامه استفاده از انرژي هسته‌ براي توليد برق در ايران در سال 1353 آغاز شد و پس از مشكلات ناشي از جنگ تحميلي، لزوم بازنگري برنامه هاي قبلي و مسائل اقتصادي كه كشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه هاي دولت قرار گرفته است. از طرف ديگر استفاده از انرژي هسته اي در جهان و ساخت نيروگاههاي هسته اي در 40 سال گذشته بطور پيوسته ادامه داشته و در حال حاضر 17% از انرژي برق در جهان از انرژي هسته اي تأمين مي شود. كشورهاي در حال توسعه، چه آنهايي كه منبع انرژي ديگري در اختيار ندارند و چه كشورهايي كه همراه با منابع ديگر مي خواهند از اين تكنولوژي جديد نيز براي توليد انرژي برق استفاده كنند، با مسائل خاصي مواجه هستند. كمبود سرمايه، فقدان نيروي انساني كاردان، ضعف ارگان هاي تشكيلاتي و مقرراتي، عدم آمادگي صنايع محلي براي مشاركت و بالاخره موضوعات سياسي در رابطه با انتقال دانش فني و نظام منع گسترش سلاح هسته اي مهمترين موضوعات در رابطه با ساخت و بهره برداري از نيروگاههاي هسته اي است. پيش بيني مصرف برق، لزوم توسعة وسيع ظرفيت توليد موجود را نشان مي دهد با توجه به اهميت ذخيرة انرژي و بهبود بازدهي استفاده از آن، انرژي هسته اي به عنوان گزينه اي اجتناب ناپذير با نقشي مهم در برآوردن نياز آيندة انرژي برق در جهان تجلي مي كند.
نيازهاي فزايندة جهان به انرژي همراه با مسايل محيطي ناشي از گسترش روزافزون باكارگيري منابع سوخت فسيلي و نيز كاهش سريع اين منابع، عواملي هستند كه احتمالاً خط مشي هاي آتي انرژي در كشورهاي عضو آژانس را تحت تأثير قرار خواهند داد.
در منابع انگليسي زبان بخصوص آمريكايي عبارت nuclear power يا قدرت هسته‌اي بجاي انرژي هسته اي بكار مي رود. چون معناي واقعي اين عبارت انرژي هسته اي است و در ايران نيز رايج تر است، در اين جا عبارت nuclear power به عبارت انرژي هسته اي بكار مي رود.

فصل اول :

مباني رآكتورهاي هسته اي

بخش اول : فيزيك اتمي و هسته اي
– واكنشهاي هسته اي، پرتوزايي و …
اين نوشته ها و اطلاعات پيرامون نظريه و نحوة كار رآكتورهاي هسته مي باشند.

ساختمان اتم

اتم و هسته:
اتمهاي تمام عناصر كه زماني كه تصور مي شد ذرات بنيادي طبيعت باشند، متشكل از سه ذره بنيادي ترپروتون، نوترون، و الكترون اند. آرايش اين ذرات در درون اتم، به ويژه تعداد پروتون ها و الكترون ها، ماهيت شيميايي عنصر را تعيين مي كند. اتم از هسته اي تشكيل شده است، كه تمام پروتون هاي با بار مثبت و نوترون هاي بدون بار در آن گرد هم آمده اند، و تعدادي الكترون با بار منفي، در مدارهايي حول آن مي‌چرخند.
ايزوتوپ ها:
اتمهايي كه داراي عدد اتمي، Z، يكسان ولي عدد نوتروني متفاوت N مي باشند، ايزوتوپ هاي عنصر با عدد اتمي z، ناميده مي شوند، تمام عناصر داراي تعدادي ايزوتوپ هستند، و در مواردي اين تعداد به 20، يا بيشتر مي رسد. عناصر طبيعي هر كدام داراي يك يا چند ايزوتوپ پايدار هستند كه به طور طبيعي يافت مي شوند و ساير ايزوتوپ ها كه پرتوزا يا ناپايدار هستند را مي توان به روشهاي مصنوعي توليد كرد.
خواص شيميايي ايزوتوپ هاي مختلف يك عنصر شبه هم است، كه عجيب هم نيست زيرا پيوندهاي شيميايي بين الكترون ها برقرار اند.
به عنوان مثال علامت   ايزوتوپي از اكسيژن را نشان مي دهد كه هستة آن داراي 8 پروتون و 8 نوترون است. هستةآن داراي 8 پروتون و 8 نوترون است. هستة ايزوتوپ   داراي 8 پروتون و 9 نوترون است.
هيدروژن عنصر مهمي در مهندسي هسته اي است. هيدروژن طبيعي متشكل از دو ايزوتوپ، 985 و 99 درصد   و 015/0 درصد  ، موسوم به هيدروژن سنگين يا دو تريم، است. ايزوتوپ سومي از هيدروژن به نام تريتيم هم وجود دارد كه پرتوزاست.
واكنشهاي هسته اي:
تعداد واكنشهاي هسته اي ممكن بسيار زياد است، اما فقط تعداد كمي از آنها مورد توجه ما هستند. اين واكنشها توسط بر هم كنش ذرات سبك از قبيل نوترون ها، پروتون ها يا دوترون ها (هسته هاي دوتريم)، يا تابش گاما با هسته هاي اتمي پديد مي آيند به عنون مثال، مي توان واكنشي را در نظر گرفت كه در مهندسي هسته از اهميت زيادي برخوردار است و از بر هم كنش بين نوترون هاي انرژي- پايين و بور 10 نتيجه مي شود:

چهار قانون بنيادي بر كلية واكنشهاي هسته اي حاكم است:
1- بقاي نوكلئون ها. تعداد كل نوكلئون ها قبل و بعد از واكنش ثابت است.
2- بقاي بار الكتريكي، حاصل جمع بارهاي كل ذرات قبل و بعد از واكنش يكسان است.
3- بقاي تكانة خطي، چون در حين انجام واكنش هيچ نيروي خارجي اعمال نمي‌شود، تكانة ذرات قبل و بعد از واكنش ثابت است.
4- بقاي جرم و انرژي، اصل انيشتين نافذ است، و هر اتلاف جرمي در طي واكنش توأم با آزاد شدن انرژي است، يا بالعكس. حاصل جمع جرم و انرژي قبل و بعد از واكنش ثابت است.

واكنش زنجيره اي و اصول رآكتورهاي هسته اي:
دستيابي به دستگاهي كه در آن يك واكنش كنترل شده و خود نگهدار شكافت زنجيره‌اي رخ بدهد، اولين شرط است، زيرا از اين راه است كه انرژي شكافت به صورت كنترل شده آزاد و مصرف مي شود. دستگاهي كه در آن واكنش زنجيره اي رخ مي دهد رآكتور هسته اي ناميده مي شود و بسته به نوع مواد ساختماني آن و انرژي نوترون هايي كه باهث شكافت مي شوند، رآكتورها به انواع مختلفي تقسيم مي شوند. بعضي راكتورهاي هسته اي براي حصول به واكنش زنجيره اي نيازمند اورانيم سختي شده هستند، از اين رو فرآيند هاي غني سازي را به اختصار توضيح خواهم داد:
كار بست بهينة منابع اورانيوم جهان براي توليد انرژي، يكي از جنبه هاي مهم نيروي هسته اي است، و بررسي اين موضوع، به تشريح انواع راكتورها و چرخه هاي سوخت، كه باعث خواهند شد نه تنها اورانيوم، بلكه توريسم نيز به عنوان يك منبع انرژي طولاني مدت مورد استفاده قرار بگيرد، منجر خواهد شد.

واكنش زنجيره اي:
شرط لازم براي يك واكنش زنجيره اي پايدار و خود نگهدار آن است كه دقيقاً يكي از نوترون هاي توليد شده در يك شكافت، منجر به وقوع شكافت دوم، و يكي از نوترون‌هاي اين نسل، منجر به شكافت سوم، و الا آخر، شود. در چنين واكنشي، چگالي نوترون و آهنگ شكافت ثابت باقي مي مانند. اين شرط را مي توان با ضريب تكثير، K، كه به صورت نسبت تعداد نوترون ها در يك نسل به تعداد نوترون هاي نسل پيش از آن تعريف مي شود، بيان كرد.
وقتي اين ضريب دقيقاً برابر 1 باشد، شرط واكنش زنجيره اي پايدار برقرار است و اصطلاحاً گفته مي شود رآكتور «بحراني» است. اگر اين ضريب بزرگتر از 1 شود، رآكتور «فوق بحراني» است و يك واكنش زنجره اي واگرا وجود دارد كه طي آن چگالي نوترون و آهنگ شكافت، احتمالاً با يك آهنگ انفجاري نظير آنچه در بمب اتمي رخ مي دهد، زياد مي شوند. اگر ضريب تكثير كوچكتر از 1 باشد، رآكتور «زير بحراني» است و واكنش زنجيره اي كاهش يافته و نهايتاً از بين مي رود. رآكتور هسته اي، مجموعه اي است از مؤلفه هاي بسياري كه، در اين مرحله، بايد به چند مورد از مهم ترين آنها اشاره كنيم. مهم ترين قسمت هر رآكتور، سوخت است كه شكافت در آن رخ مي دهد و انرژي، به شكل حرارت، آزاد مي شود. در حال حاضر اورانيوم بيشترين كاربرد را به عنوان سوخت هسته اي دارد. اما اهميت ايزوتوپ   هم رو به افزايش است.
و بالاخره، غلافهاي سوخت براي حصر و نگهداري سوخت و جلوگيري از رها شدن فراورده هاي پرتوزاي شكافت مورد نياز هستند. همچنين در تمام رآكتورها، جز آنهايي كه در توان خيلي پايين كار مي كنند، خنك كننده اي لازم است كه با حركت چرخشي و گذر از قلب رآكتور، حرارت آزاد شده در سوخت را به مبادله كن هاي گرماي خارجي منتقل مي كند.

دسته بندي انواع رآكتورها:
انواع مختلف رآكتورهايي را كه تا كنون در جهان ساخته شده اند مي توان خلاصه كرد و آنها را بر حسب نوع سوخت و مواد ساختاري ديگر، از جمله كند كنندة، آنها دسته‌بندي نمود. سوخت اورانيوم را به شكلهاي مختلفي مي توان در رآكتور بكار برد. يك امكان، اورانيوم خالص است كه فلزي چگال شناختي مي شود، و اين بيشترين دماي كار براي اورانيوم فلزي به منظور حذف امكان تغيير شكل ناشي از تغيير فاز است. راه بديل و خيلي متداول تر كاربرد اورانيوم، استفاده از اكسيد اورانيوم (uo) است، كه پودري است كه مي توان آن را به صورت ساچمه هايي در آورد و در لوله هايي از جنس فولاد زنگ نزن يا آلياژ زير كو نيم انباشت و به شكل ميله هاي سوخت در آورد. اكسيد اورانيوم داراي نقطة ذوب بالايي، حدود  ، است و رآكتورهايي كه اين نوع سوخت را مصرف مي كنند مي توانند در دماهاي سوخت بالاتري نسبت به رآكتورهايي كه اورانيوم فلزي مصرف مي كنند كار كنند.

چرخة نوترون در رآكتورهاي حرارتي:
در محاسبات دقيق ضريب تكثير هر رآكتور با تمام رويدادهاي مربوط به نوترون ها بتن زمان توليد آنها در شكافت و زمان ناپديد شدن آنها، خواه به صورت جذب و خواه به صورت فرار از رآكتور، كاملاً به حساب آينده اگر بخشهاي مختلف عمر يك نوترون را جداگانه بررسي كنيم اين كار ساده تر مي شود، و ما اين روش را بر يك رآكتر حرارتي با ابعاد متناهي كه با اورانيوم مي شود، و ما اين روش را بر يك رآكتور حرارتي با ابعاد متناهي كه با اورانيوم طبيعي يا غني شده تغذيه مي شود اعمال مي كيم. كه بدين شكل نشان داده شده است.
انواع اصلي رآكتورهاي هسته اي

فرض كنيد در اثر شكافت حرارتي   ، n نوترون با انرژي متوسط 2mev به وجود آيند پيش از اينكه اين نوترون ها به انرژيهاي زير Mev 1 كند بشوند، احتمال دارد كه چندتايي از آنها باعث شكافت در   شوند، كه اين شكافتها را شكافت سريع مي ناميم. ضريب شكافت سريع، 4 را به صورت زير تعريف تعداد نوترون هايي كه به ازاي هر نوترون حاصل از شكافت حرارتي به زير mev1 مي رسند. اكنون، 4n نوترون به زير mev1 مي رسند و كند شدن آنها، عمدتاً در اثر برخوردهاي پراكندگي با كند كننده. ادامه مي يابد. در خلال فرآيند كند شدن، بعضي نوترون ها به خارج از رآكتور نشت مي كنند، و بعضي در تشديدهاي   گير مي افتند.

بخش دوم : اصول فيزيكي ساختمان رآكتورهاي هسته اي
منظور از نيروگاه، چه نيروگاه هسته اي، چه نيروگاه با سوخت فسيلي (نفت يا زغال‌سنگ) مركزي است براي توليد برق، پيش از آنكه مطالعه تفضيلي خود را درباره نيروگاه هسته اي آغاز كنيم مروري بر چگونگي توليد برق و وجوه مشابه و متفاوت نيروگاههاي هسته اي و سوخت فسيلي خواهيم كرد. اين مرور ما را با اجزاي اصلي نيروگه هسته اي آشنا خواهد كرد.

توليد برق:
هدف از ايجاد نيروگاه هسته اي، مانند هر مركز مولد برق ديگر توليد برق است. توليد برق كار مشكلي به نظر نمي رسد.
هر يك از ما احتمالاً تكمة فلاش عكاسي يا استارت يك اتومبيل را زده است. در هر دوي اينها از انرژي الكتريكي ذخيره شده در يك باتري در موقع لزوم استفاده مي شود. ولي يك دستگاه مولد برق را نمي توان از تعداد زيادي باتري متصل به هم تشكيل داد. دو دليل بسيار مهم وجود دارد كه چرا اين كار نمي تواند صورت پذيرد:
نخست اينكه باتري ها مقدار انرژي الكتريكي محدودي دارند و نمي توانند بدون آنكه مرتب پر شوند مدت طولاني دوام داشته باشند. علاوه بر اين براي پر كردن آنها نياز به منبع انرژي الكتريكي ديگري است. دوم اينكه باتريها نمي توانند انرژي الكتريكي به مقدار زياد در زمان كوتاهي تهيه كنند.
اگر باتري نمي تواند منظور يك مركز توليد برق را برآورده سازد، پس چه چيز مي‌تواند، مردم سالهاي متمادي است حركت مكانيكي را براي توليد برق مورد نياز خود بكار مي برند. مي دانيد اساس كار يك دستگاه مولد برق (ژنراتور) اعم از مولد جريان مستقيم يا متناوب، حركت نسبي يك هادي در ميدان مغناطيسي است. ولي مولد يك عيب دارد و آن اين است كه مانند باتري نمي توانند انرژي الكتريكي ذخيره كند، به عبارت ديگر برقي كه مولد توليد مي كند بايد در حين توليد مصرف شود. در همه مولدها يك چيز مشترك است: همةْ آنها مياز به منبع قدرت دارند تا استوانة حامل هاديها را، يا آهنرباي مولد ميدان مغناطيسي را بچرخاند يعني حركت مورد استفاده انواع مختلف دارند. چهار نوع از آنها كه اغلب مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از توربين آبي، توربين بخار، توربين گازي، و موتورهاي درون ساز (كه سوخت آنها مواد نفتي است) در نيروگاههاي هيدروالكتريك براي چرخاندن مولد برق (ژنراتور) از توربين آبي استفاده مي شود استفاده از توربين گازي براي بكار انداختن مولدهاي برق روزافون است. اساس كار توربين هاي گازي مانند كار موتورهاي جت است، سوخت مي سوزد و گازهاي حاصل از سوختن در توربين منبسط مي شود. ….

 

کد :3529 فرمت :ورد صفحه :115

 

کلیات و اجزا توربین گاز

فصل اول :   كليات و اجزاء توربين گاز

– توربين گاز:
توربين گاز از لحاظ مراحل كار و نحوة  عملكرد؛ شباهت زيادي با موتورهاي احتراق داخلي دارد:
اولا: چهار مرحلة مكش؛ تراكم؛ احتراق و انبساط (قدرت) و تخليه در توربينهاي  گاز صورت مي‌گيرد منتهي در موتورهاي احتراق داخلي؛ اين مراحل؛ در هر يك از سيلندرها ولي به ترتيب انجام مي‌شود؛ در حاليكه در توربين‌هاي گاز؛ در  يك از مراحل فوق الذكر در قسمت خاصي از واحد گازي در توربين‌هاي براي همان منظور در نظر گرفته شده است؛ صورت مي‌گيرد. مثلا: تراكم همواره در يك قسمت و احتراق همواره در يك قسمت ديگر در حال انجام است.
ثانيأ: در توربين‌هاي گاز نيز؛ اين انرژي شيميائي نهفته در سوخت هاي فسيلي است كه نهايتأ بصورت انرژي مكانيكي (گشتاور) ظاهر مي گردد.
و ثالثأ: در توربين‌هاي گاز نيز سيال عاملي كه باعث چرخش محور مي گردد ؛ گاز داغ (هواي فشرده محترق ) مي باشد؛ و همين وجه تسمية توربين‌هاي گازي مي‌باشد.
مطالب فوق؛ با توضيح اجزاء توربين گاز؛ و ترتيب انجام كار در اين نوع واحد توليد انرژي مكانيكي روشنتر خواهد شد.

 اجزاء توربين گاز عبارتند از:
1-1-1ـ كمپرسور
1-1-2ـ اتاق احتراق
1-1-3ـ توربين
ترتيب قرار گرفتن اجزاء فوق ؛ در رابطه با يكديگر در شكل زير بوضوح پيدا است :

شكل (1-1): اجزاء اصلي ساختماني توربين گاز
از اجزاء فوق كمپرسور؛ همواره وظيفة مكش و متراكم كردن هوا را بعهده دارد. هواي متراكم به اتاق (اتاقهاي) احتراق ؛ هدايت شده و در اتاق احتراق با پاشيده شدن سو خت و ايجاد جرقه (البته ايجاد جرقه تنها در ابتداي احتراق لازم است و پس از برقراري شعله ؛ به علت بالا بودن در اتاق احتراق ؛ شعله حفظ مي گردد)؛ محترق مي گردد. گاز داغ حاصل از احتراق هواي متراكم در اتاق احتراق؛ روي پرده هاي توربين هدايت مي شود و با به گردش در آوردن توربين؛ انرژي مكانيكي لازم براي چرخاندن بار متصل به توربين را تامين مي كند. ما حصل احتراق ؛ پس دادن انرژي خود به خود به توربين؛ از طريق اگزوز به آتمسفر تخليه مي‌گردد. با مقايسه ترتيب كار در توربين گاز با ترتيب كار در موتوري احتراق داخلي ؛ مشاهده مي شود كه توربيت هاي گاز از نظر اساس كار ؛ چيز جديدي نيستند و تنها از نظر ساختمان و نحوة عمل ؛ تفاوتهايي با موتورهاي احتراق داخلي پيدا مي كنند. در شكل )1-2) ؛ نماي كلي جانبي يك نوع توربين گاز؛ (AEG   ؛ ساخت آلمان؛ با قدرت 25 مگاوات ( براي آشنايي با ترتيب قرار گرفتن اجزاء مختلف ؛ در توربيثن هاي گاز ؛ نشان داده شده است .

  • ليات و اجزاء توربين گاز
  • علائم 5
    فصل اول :   كليات و اجزاء توربين گاز 8
    1-1- توربين گاز: 9
    1-1-1- كمپرسور: 11
    1-1-2- سيستم احتراق 14
    1-1-2-1- محفظه احتراق: 15
    1-1-2-2- نازل سوخت: 16
    1-1-2-3- جرقه زن: 16
    1-1-2-4- شعله بين : 17
    1-1-2- 5 – لوله هاي مرتبطة شعله: 17
    1-1-2-6- قطعه انتقال دهندة گاز داغ 18
    1-1-3- توربين گاز: 20
    1-2- اجزاء فرعي توربين گاز 23
    1-2-1- اجزاء راه‌انداز: 23
    1-2-2- جعبه دنده: 24
    1-2-3- كوپلينگ: 25
    1-2-4- كلاچ‌ها: 25
    1-2-5- ياتاقانها: 26
    1-1- ياتاقان تراست با بار: 26
    1-2- ياتاقان تراست بي‌بار: 27
    1-2-6- اجزاء ديگر: 27
    1-3- سيستمهاي فرعي توربين گاز 30
    1-3-1- سيستم روغنكاري: 30
    ‌1ـ ياتاقانهاي ژورنال و تراست 30
    2ـ جعبه دنده‌ها 30
    1-3-2- سيستم آب خنك كن 32
    1-3-3- سيستم سوخت توربين هاي گازي 32
    با سيستم كنترل واحد ارتباط پيدا مي‌كند . 32
    1-3-4- سيستم هواي خنك كن: 33
    1-4- كنترل و حفاظت توربين گاز 34
    1-5- مزايا و معايب توربين گاز : 36
    مـراجـع فـصـل اول : 41
    3) مقالات اينترنتي در مورد توربين گاز 41
    فصل دوم :  سيكل ترموديناميكي توربين گاز 43
    2-1- ‌نگرش كلي بر توربينهاي گاز: 44
    2-2- مقايسه نيروگاه گازي با نيروگاههاي ديگر: 46
    2-3- فرآيند توربينهاي گاز: 47
    3-3- سيكل استاندارد هوايي (براتيون): 48
    2-5- نسبت فشار براي حداكثر كار خالص ويژه سيكل نظري: 53
    2-6- سيكل عملي براتيون: 55
    2-7- راندمان محفظه احتراق: 58
    2-8- بازده پلي تروپيك: 61
    شكل (2-13) تراكم چند مرحله‌اي 62
    2-9ـ تعيين معادله راندمان پلي تروپيك 63
    2-10- نسبت فشار براي حداكثر كار خروجي در سيكل عملي توربين گاز: 69
    2-11- نسبت فشار براي حداكثر راندمان حرارتي سيكل عملي: 69
    مـراجـع فـصـل دوم : 73
    فصل سوم : روشهاي افزايش قدرت و راندمان توربين گاز 75
    3-1- توربين گاز با بازياب: 77
    3-1-1- توربين گاز همراه با بازياب حرارتي (مبدل حرارتي): 77
    شكل (3-5): شماتيك بويلر بازياب حرارتي كه سيكل آب و بخار ورودي و خروجي آن نشان داده شده است 81
    3-2- سيكل توربين گاز با گرم‌كم مجدد: 83
    3-3- توربين گاز با تزريق بخار 86
    3-3-1ـ توربين گاز با تزريق بخار به ورودي توربين گاز 86
    3-4- توربين گاز با خنك‌كاري 91
    3-4-1- خنك‌كاري مياني 91
    3-4-2- خنك‌كاري بوسيله پاشش آب به ورودي كمپرسور 94
    3-4-3- خنك‌كاري هواي ورودي به توربين بوسيله سيستم ذخيره يخ: 95
    3-4-4- خنك كاري هواي ورودي به كمپرسور به وسيله چيلر تراكمي: 96
    3-4-5- خنك كاري هواي ورودي به كمپرسور به وسيله چيلر جذبي 97
    3-5- ‌مقايسه‌كلي روشهاي موجود وانتخاب روشهاي مفيدبه منظورافزايش قدرت خروجي ازتوربين‌گاز: 97
    مـراجـع فـصـل سـوم : 101
    فصل چهارم : فعاليتهاي انجام شده در زمينه سيستم Fog 103
    4ـ1ـ Mee Industries Inc 104
    4ـ2ـ Henry Vogt 105
    4ـ3ـ Premier Industries Ins 106
    فصل پنجم : اثرات سرمايش هواي ورودي بر روي اجزاي سيستم توربين گاز 110
    5-1- تاثير سرمايش هوا بر روي كمپرسور توربين گاز: 111
    5-1-1- دماي خروجي از كمپرسور: 111
    5ـ1ـ2ـ كار كمپرسور : 112
    5-1-3- نسبت فشار: 113
    5-1-4- شرايط كاركرد: 114
    5-1-5- افت دما در رابطه مافوق صوت : 115
    5-2- تاثير سرمايش هوا بر روي اتاق احتراق: 115
    5-3- تاثير سرمايش هوا بر روي توربين : 117
    5-3-1- دماي خروجي از توربين : 117
    5-3-2- كار خالص توربين : 118
    5-4- تاثير سرمايش بر روي راندمان كلي توربين گاز: 119
    5-5- عوارض جانبي و عوامل تاثير گذار بر تور بين گاز : 121
    5-5-1- تاثير ارتفاع : 121
    5-5-2- افت فشار ورودي : 121
    فصل ششم : روش Fog 122
    6-1-‌ پروژه افزايش قدرت واحد گازي با استفاده از سيستم خنك كننده Fog: 122
    6-2- معيارهاي انتخاب براي سيستم هاي خنك كن ورودي: 128
    – پروفيل‌هاي آب و هوايي 128
    6-4- توليد Fog : 129
    6-5- ملاحظات خوردگي در كمپرسورهاي توربين گاز : 131
    6-6- نحوه توزيع Fog فاكتور موثر بر تبخير: 132
    6-7- نازلها، پمپها و ساير تجهيزات: 132
    6-8- سيستم كنترل: 133
    6-9- مكان نازلها در توربين گازي : 134
    6-10- كيفيت آب مصرفي: 135
    6-11- ليست نيازها و موارد نگهداري سيستم Fog توربين گازي: 135
    6-12- نمودار رطوبت سنجي پاشش ورودي : 135
    6-13- شرايط محيطي و قابليت كاربرد پاشش Fog در ورودي: 137
    6-14- بررسي امكان استفاده از سيستم Fog در نواحي مختلف آب و هوايي: 139
    6-15- تخمين كل هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري نخستيني سيستم Fog: 140
    6-16- مطالعات و آزمايشهاي انجام شده: 140
    Fogفصل هفتم : فشار ضعيف 143
    فاگ فشار ضعيف 144
    ـ دلايل نصب يك سيستم خنك كن ورودي 144
    ـ كاهش Nox 144
    7-1- زمينه اوليه: 144
    7-2- Fog فشار قوي: 145
    7-3- نحوه قرار گيري نازلها در فاگ فشار ضعيف : 148
    7-4- عوامل فيزيكي: 150
    7-6- نازلهاي فاگ فشار ضعيف: 151
    7-7- PACT (افزايش قدرت به وسيله تكنولوژي خنك سازي هواي ورودي): 152
    7-8- دلايل نصب سيستم خنك كننده در ورودي آن : 154
    7-9- كاهش NOx  : 154
    7-10- سيستم فاكينگ PACT : 155
    7-11- مواد و جزئيات ديگر : 156
    7-12- محاسبه نمونه: 156
    7-13- دلايل اقتصادي فاگ فشار ضعيف : 157
    مـراجـع فـصـل پنـجـم و شـشـم و هـفتـم : 160
    ضمائم وپيوستها 162
  • علائم
  • علائم     توضيحات      واحد
    حرارت مخصوص     kj/kg C
    گرماي ويژه هوا     kj/kg C
    گرماي ويژه گازهاي حاصل از احتراق   kj/kg C
    حرارت مخصوص مخلوط هوا    kj/kg C
    حرارت مخصوص بخار    kj/kg C
    ضريب عملكرد       —
    C.V  حجم كنترل      —
    F  ضريب تصحيح     —
    G  ماكزيمم دبي عبوري به ازاء كمترين مساحت ورودي  kg/m2s
    Gpm  واحدي دبي (گالن بر دقيقه)    —
    گرماي نهان تبخيري     kj/kg
    hl  تغيير آنتالپي حرارتي ذوب، تبخير و تصعيد  kj/kg
    LHV  ارزش حرارتي پايين سوخت    kj/kg
    دبي بخار آب تقطير شده    kg/s
    دبي بخار اضافي توليد شده    kg/s
    دبي واقعي سوخت     kg/s
    دبي ايده‌آل سوخت     kg/s
    دبي گاز خروجي بدون سرمايش   kg/s
    دبي گاز خروجي با سرمايش    kg/s
    دبي جرمي بخار آب تقطير شده   kg/s
    دبي بخار توليدي بويلر بازياب    kg/s
    دبي بخار آب موجود در هوا    kg/s
    n  پلي تروپيك      —
    عدد نوسلت      —
    فشار جزئي هوا     kpa
    فشار اتمسفر      kpa
    فشار بخار اشباع     kpa
    عدد پراندل      —
    مجموع فشارهاي ورودي
    فشار جزئي بخارآب
    Q  مقدار حرارت انتقالي بر اثر تغيير فاز مبرد  KW
    حرارت افزوده شده به سيكل    kj/kg
    بار سرمايش      KW
    حرارت پس داده شده به سيكل    kj/kg
    حرارت مخصوص     KW
    حرارت نهان      kj/kg
    نسبت فشار      —
    Re  عدد رينولدز      —
    SCF  مصرف ويژه سوخت     KWh
    T  دماي استاتيكي طبقات كمپرسور   C
    Tamb  دماي هواي محيط     C
    دماي ادياباتيك شعله     C
    دماي هواي ورودي قبل از طبقات سوپرسونيك C
    V  سرعت مجاز بين شينها    ft/S
    كار واقعي كمپرسور     kj/kg
    كار سيكل تركيبي     kj/kg
    كار خالص سيكل واقعي    kj/kg
    كار خالص سيكل تئوري    kj/kg
    كار پمپ      kj/kg
    كار تئوري توربين     kj/kg
    كار واقعي توربين     kj/kg
    كار توربين بخار     kj/kg
    X  غلظت محلول جاذب     %                           ثابت آدياباتيك      —
    افت فشار در اتاق احتراق           ‌پاسكال
    ميزان موثر بدون خنك‌كاري‌مياني   %
    راندمان كلي سيكل     %
    راندمان بويلر بازياب     %
    راندمان كمپرسور     %
    راندمان فين      %
    راندمان ايزونتروپيك     %
    راندمان پمپ      %
    راندمان بازياب      %
    راندمان پلي تروپيك كمپرسور    %
    راندمان پلي تروپيك توربين    %
    راندمان توربين گاز     %
    راندمان حرارتي سيكل تئوري    %
    راندمان حرارتي سيكل واقعي    %
    ويسكوزيته      Kg/ms
    چگالي       Kg/m3
    چگالي هواي ورودي     Kg/m3
    چگالي متوسط هوا     Kg/m3
    چگاي هواي خروجي     Kg/m3
    رطوبت نسبي      %
    نسبت رطوبت بخار آب موجود در هواKg/هواي خشك Kg

170 صفجه

شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

 

فهرست مطالب

  • فصل اول :متانول ،خواص و روشهای توليد 3
  • 1-1-تاريخچه [1] 3
  • 1- 2- خصوصيات فيزيكي Physical properties [1] 5
  • 1-3-  واكنشهاي شيميايي [1] 7
  • 1-4- توليد صنعتي و فرآيند آن [1] 7
  • 1-5-ماده خام [1] 12
  • 1-5-1-گاز طبيعي [1] 12
  • 1-5-3-نفتا [1] 17
  • 1-5-4-ذغال سنگ [1] 18
  • 1-6-كاتاليست [1] 18
  • 1-7-توليد در مقياس تجاري [1] 18
  • 1-8-واكنشهاي جانبي [1] 19
  • 1-9-خالص سازي [1] 20
  • 1-10-1-2-كاربرد اسيد استيك در صنايع: 23
  • 1-10-2-توليد وينيل استات: 24
  • 1-10-3-فرمالدئيد: 24
  • 1-10-4-اتيلن گليكول: 25
  • 1-10-7- تركيبات كلرومتان : 26
  • 1-10-8-متيل ترشري بوتيل الكل(MTBE) 26
  • 1-10-9-كاربرد متانول در مخلوط با بنزين: 29
  • فصل دوم: سينتيك و مكانيسم واستوکیومتری[2] 31
  • 2-1-2-سينيتيک ومکانيسم واکنشهاي کاتاليستي 34
  • جدول 1-4 دو نوع جذب سطحي را مقايسه مي کند . 36
  • 2-1-4-بررسي سينتيکي 41
  • 2-1-5-1-مکانيسم Langmuir- Hinshelwood (1421 ) 44
  • 2-2-ترموديناميك و سينتيك سنتز فشار پائين متانول[3] 48
  • 2-2-1-مقدمه 49
  • 2-2-2-استوكيومتري و ترموديناميك 49
  • 2-2-3-سينتيك و مكانيسم 53
  • klier 55
  • Graff 55
  • 2-2-4-مكانيسم 59
  • فصل سوم: شبيه سازي واكنش كاتاليستي هتروژني توسط Hysys 61
  • 3-2-مراحل شبيه سازي رآكتور در Hysys [5] 64
  • 4-مراحل نصب رآكتور 69
  • 3-3-نتايج حاصله از شبيه سازي 70
  • منابع : 73

75 صفحه