• banner 240x80px
  • banner 240x80px
  • banner 240x80px

کیسه های هوای خودرو چگونه کار می کنند؟

کیسه‌های هوا هم مانند کمربند ایمنی در سالهای اولیه، موضوع تحقیقات و آزمونهای جدی دولتی و صنعتی هستند.در این مقاله به کیسه‌های هوا و اینکه آنها چگونه کار می‌کنند، مشکلات آنها چیست و تکنولوژی آنها به چه سمتی پیش می‌رود خواهیم پرداخت.


برچسب ها : کیسه هوا

روانكاري ماشين هاي كوچك الكترومكانيكي ( MEM )



مترجم: محمد فرخنده



    شايد تاكنون ماشين هاي كوچك زيادي در اطراف خود ديده باشيد كه همگي از چيپ هاي كوچك سيليكوني ساخته شده اند، قطعه اي روي قطعه ديگر ساييده مي شود يا محوري در يك ياتاقان در حال گردش است. روانكاري اين ماشين ها درست مانند روانكاري دستگاهي بزرگ همچون موتور اتومبيل امري اجتناب ناپذير است. روانكارهاي مرسوم مانند انواع روغن ها، براي بكارگيري در اين ماشين ها بسيار سنگين هستند و مولكول هاي درشت آنها، خود مانعي در مقابل روانكاري در سرعت هاي بالاست.
    در اين راستا پژوهشگران استفاده از گازها را براي ايجاد فيلم لغزنده روي قطعات سيستم هاي ميكرو الكترو مكانيكي (MEM) به عنوان يك گزينه مطلوب مورد مطالعه قرار داده اند.
    استفاده در كيسه هاي هواي اتومبيل به عنوان سنسور تشخيص كاهش آني شتاب خودرو، موتورهاي كوچك جهت دهنده آينه خودرو و نازل هاي كوچك قطرافشان در پرينترهاي جوهرافشان، نمونه هايي ديگري از كاربرد MEM است.
    در صنعت روانكاري استفاده از مايع ويسكوز (روغن ها يا روغن هاو افزودني ها) براي كاهش اصطكاك و افزايش بهره وري سيستم متداول است. اين در حالي است كه مطابق پژوهشي هاي دكتر سئونگ كيم، استاديار مهندسي شيمي، استفاده از روانكار روغني در MEM ها باعث اتلاف شديد انرژي مي شود كه امري غيرقابل قبول است.
    از آنجا كه MEM ها بسيار كوچك اند. (ضخامت قطعات تشكيل دهنده آن از قطر موي انسان تجاوز نمي كند) و نيروي اعمال شده بر قطعات آن خيلي اندك است، به همين دليل روانكارهاي مرسوم بر روي MEM ها قابل استفاده نخواهند بود. مولكول هاي روغن كه معمولاً درشت و سنگين هستند نه تنها باعث توقف حركت قطعات MEM مي شوند، بلكه توان پوشش خش ها و ترك هاي ريز را نيز ندارند. روال فعلي روانكاري در اين گونه تجهيزات بهره گيري از روانسازهاي جامدات، فيلمي نازك از كربن شبه الماس يا تركيب هاي فلوروكربن است و با وجود اينكه اين مواد فيلم نازك مناسبي را روي سطوح فراهم مي كنند اما توانايي پوشش قطعات داخلي را ندارند. به علاوه دايماً در معرض سايش قرار دارند، همچنين خود ترميم نيستند و پركردن مجدد آنها نيز به صرفه نيست.
    با توجه به آنچه گفته شد ايده محققان در مورد بهره گيري از گاز همچنان به عنوان حل مشكل در حال بررسي است. روشي كه فيلم نازك روانكار به صورت گاز تزريقي و با ميعان روي سطوح، به نقاط روانكاري منتقل مي شود- به نظر مي رسد- بهترين انتخاب براي طي كردن اين فرايند الكل ها (اتانول، پروپانول، بوتانول و پنتانول) هستند. الكل ها هم آبگريزند و هم آب دوست. بنابراين از يك سمت توانايي حمل آب و از سمت ديگر توان جذب تركيبات غيرآبي را دارند.
    قابليت تركيب با آب در روانكار، يك شاخصه با اهميت در روانكاري MEM هابه حساب مي آيد چرا كه آب هميشه در هوا به صورت رطوبت موجود است و امكان ميعان آن روي سطوح وجود دارد.
    در بعضي دستگاه ها مانند سنسور كيسه هاي هواي اتومبيل، رطوبت دليل اصلي يك بار مصرف بودن سيستم است. اين سنسورها از دو قطعه باريك و بلند تشكيل شده اند كه در اثر افت سريع شتاب اتومبيل به هم مي چسبند و موجب بازشدن كيسه هاي هوا مي شوند وجود آب روي اين تيغه ها (به دليل كشش سطحي بالاي آن) باعث مي شود كه دو قطعه در فاصله بسيار كمي از يكديگر قرار گيرند و چنانچه روانكاري قطعات توسط الكل صورت گيرد اين پديده نيز برطرف خواهد شد و شايد بتوان كيسه هوا را بدون تعويض سنسور، دوباره به كار انداخت.
    تلاش پژوهشگران براي استفاده از روانكار گازي در فشارهاي مختلف بخار نشان مي دهد اين روش در حيطه وسيعي از فشار محيط، قابل استفاده است.
    كوچك بودن مولكول هاي الكل به آنها اجازه مي دهد به راحتي تمام جزئيات سطح اين قبيل ماشين ها را پوشش دهند و حضور دايمي گاز در اطراف كل سيستم آن را خود تعمير مي سازد به گونه اي كه به محض از بين رفتن فيلم نازك مايع در اثر ساييدگي، بخشي از گاز موجود براي ترميم آن، روي سطح كندانس مي شود. نكته قابل توجه اينكه اين نوع روانكاري به هيچ وجه در عملكرد مكانيكي و الكتريكي سيستم اختلالي ايجاد نمي كند.
    تلاش ها براي دستيابي به روشي به منظور محفظه بندي MEM و همچنين چگونگي تزريق گاز به سيستم همچنان ادامه دارد.
    
     □ منبع http://www.naftepars.ir/

برچسب ها :

اساس موتورهای القایی AC

مقدمه:

موتورهای القایی AC عمومی ترین موتورهایی هستند که در سامانه های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می شوند.طراحی ساده و مستحکم , قیمت ارزان , هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع نیروی AC امتیازات اصلی موتورهای القایی AC هستند.انواع متنوعی از موتورهای القایی AC در بازار موجود است.موتورهای مختلف برای کارهای مختلفی مناسب اند.با اینکه طراحی موتورهای القایی AC آسانتر از موتورهای DC است , ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست.


برچسب ها : موتور القائی

سوخت هیدروژن


دکتر تونی فیلیپس و استیو پرایس

 


هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد.

آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حرکت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع  .. . .. . .. . .. .. . . .. .


برچسب ها : هیدروژن

پراش صوتی

بازتابش ، شکست و پراش فیزیک امواج صوتی عینا مانند بازتاب ، شکست و پراش نور صورت میگیرد. زیرا آثار امواج نوری از بسیاری جهات شباهت به آثار امواج صوتی دارند و تنها فرق موجود این است که طول موج فیزیک امواج نورانی نسبت به طول موج فیزیک امواج صوتی بسیار کوچک میباشد. ولی قوانین هندسی آنها کاملا با هم شباهت دارد.



برچسب ها : پراش صوتی

استپ موتور

چكيده:

با پيشرفت روز افزون علم و فناوري همواره نياز هاي جديد به وسايل و دستگاه هاي جديد تر جهت هماهنگي همه بخشهاي صنعت با اين پيشرفت ، به وجود مي آيند. بدين منظور شناخت و طراحي راه كارها و وسايل جديد امري است اجتناب ناپذير.از جمله اين پيشرفت ها ساخت نوع جديد و پيشرفته تري از موتورهاي الكتريكي به نام استپ موتور ها يا موتورهاي پله اي است كه با كاهش انواع هزينه ها در صناع كم كم جاي مكانيزم هاي پيچيده مكانيكي را خواهند گرفت.در اين مقاله سعي شده است تا بسيار مختصر و متناسب با محدوديت ها بزباني ساده و قابل درك ساختار و نحوه كاركرد و كنترل موتورهاي استپي  بررسي و بيان شود.


مقدمه:
 
با درك ميدان هاي مغناطيسي و كشف آنكه مي توان انرژي الكريكي را به انرژي مكانيكي تبديل نمود تحولي عظيم در تاريخ بشري بوجود آمد ، بگونه اي كه بشر روز به روز به تفكر و طراحي و ساخت وسايلي كه بتوانند با استفاده از انرژي الكتريكي ، انرژي مكانيكي توليد نمايند روي آورد. از اين رو  انواع موتور هاي الكتريكي به صحنه وجود آمده و همچنان سير تكميلي خود را طي نمودند تا به امروز كه مي توان براي هر نوع كاربري ، نوع خاصي از موتورها را بكار برد. اما ساخت اسپ موتور با امكاناتي كه به طراحان و سازندگان ماشين آلات ميدهد ، به گونه اي برجسته سبب كاهش هزينه ها در همه زمينه ها مي شود. يكي از چندين مزاياي بسيار زياد اين نوع الكتروموتورها تبديل مكانيزم هاي بسيار پيچيده مكانيكي ، به تنها يك محرك استپي مي باشد. در ادامه با اين پديده جالب آشنا تر خواهيم شد.
 

استپ موتور يا موتور پله اي
 
يك استپ موتور وسيله اي الكتريكي است چرخش زاويه اي گسسته يا پله اي دارد و با اتصال به ضربان هايي در فركانسي خاص كار مي كند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حركت محور موتور تا زاويه اي معين مي شود كه اين زاويه ، زاويه استپينگ (Stepping Angle) ناميده مي شود.
شكل 1 ساختمان ساده شده يك استپ موتور "Bifilar" مگنت دائمي را نشان مي دهد.
روتور از جنس آهنرباي دائمي است و شش دندانه دارد كه با فاصله هاي مساوي و يك در ميان در قطب هاي N و S اطراف روتور قرار دارند.استاتور چهار قطب دارد كه هر قطب داراي پيچه اي است كه اين پيچه از مركز خروجي V را داراست.
 
پيچه هاي روي قطب هاي مختلف به هم وصلند بطوري كه فقط پنج سيم A , B , C , D & +V   از موتور خارج مي شوند.پيچه با ارسال جريان به سيم +V  و خروج آن از يكي از سيمهاي ديگر فعال مي شود.
سيم پيچ ها در دندانه هاي استاتور به روشي پيچيده مي شوند به طوريكه نتايج زير حاصل مي شود :
  • اگر سيم B فعال باشد ، قطب 1 شمال و قطب 2 جنوب خواهند بود و اگر سيم A فعال باشد قطب 1 جنوب و قطب 2 شمال مي شود.
 
  • اگر سيم C فعال باشد قطب 3 شمال و قطب 4
جنوب و اگر سيم D فعال باشد قطب 3 جنوب و در عوض قطب 4 شمال خواهند بود.
عملكرد استپ موتورها براساس اين قانون است كه وقتي قطبهاي مشابه دفع مي شوند ، قطبهاي مخالف جذب مي شوند. اگر سيم پيچ ها در توالي صحيح فعال باشند روتور در مسير و جهتي معين خواهد چرخيد.
شكل 2 نشان مي دهدكه روتور هنگامي كه پيچه ها با توالي داده شده در جدول 1 فعال اند چگونه مي گردد.

  
 


 همانطور كه در شكل 2 مشاهده مي شود ، ترتيب القاهاي داده شده در در جدول 1 سبب چرخش روتور در جهت عقربه هاي ساعت مي شود.

 


 اگر توالي اين القا ها معكوس شود ، جهت حركت نيز معكوس مي شود.

 
 
 


 اگر حتي همه القا ها متوقف شده و هيچ جرياني به موتور وارد نشود ، به علت وجود آهنرباهاي دائمي در روتور بازهم مقداري جاذبه ميان قطب ها و دندانه ها وجود دارد. از اين رو حتي هنگامي هم كه هيچ تغذيه اي به موتور متصل نيست ، بازهم قدري ((گشتاور نگه دارنده)) در  موتور باقي مي ماند.
از شكل 2 مي توان مشاهده نمود كه موتور زاويه استپينگ يا زاويه مرحله 30 درجه دارد و براي كامل كردن يك چرخه به 12 استپ يا مرحله نياز دارد. تعداد مرحله ها در هر دور در يك موتور استپي با اضافه كردن دندانه هاي بيشتر روي روتور مي تواند افزايش يابد و با اضافه كردن دندانه هايي به دندانه هاي استاتور ، زاويه استپينگ يا زاويه طي مرحله يك موتور استپي را مي توان تا حد 1.8 درجه كوچك كرد به طوري كه براي طي يك چرخه دويست مرحله نياز باشد.
برنامه القاي پيچه ها در شكل 2 به القاي تك فاز معروف است ; از آنجا كه در هر زمان فقط يكي از چهار پيچه فعال است.
 
در هر مرحله دندانه هاي روتور دقيقا رد مقابل دندانه هاي فعال استاتور قرار مي گيرند. با اين حال راه اندازي موتور با دو پيچه حامل جريان در يك زمان امري ممكن است (القاي دو فازي). در اين حالت دندانه هاي روتور خود را در ميان دوتا از دندانه هاي فعال استاتور قرار مي دهند. جدول 2 برنامه كاري و موقعيت روتور را براي القاي دو فاز و تك فاز نشان مي دهد.توجه داشته باشيد كه زاويه مرحله يا همان Stepping Angle براي دو نوع القا يكي است بجز اينكه موقعيت هاي روتور با نصف زاويه مرحله تعيين مي شوند.
اگر القاي تك فاز و دو فاز با هم تركيب شوند ، يك حالت نيم مرحله (Half Step mode) حاصل مي شود. در اين حالت تعداد مراحل يا استپ ها در هر چرخه دو برابر است ; به طوري كه اگر موتوري در حالت مرحله كامل يا Full – Step براي كامل كردن چرخه به دويست دور نياز داشته باشد ، در حالت نيم مرحله يا Half – Step به چهارصد دور براي تكميل آن نياز دارد. جدول 3 توالي كاركرد براي حالت نيم مرحله نشان مي دهد.

 
 
 


استپ موتوري كه در بالا شرح داده شد از دو پيچه با در مقابل هم قرار دادن مگنت هاي همنام در هر قطب استفاده مي كند. به اين دليل است كه اين نوع ، استپ موتور "Bifilar" ناميده مي شود.

نتيجه گيري

كارايي و امكانات يك استپ موتور بسيار بيشتر از انواع ديگر الكترو موتورها مي باشد. بدين لحاظ كه بسياري مكانيزم ها و حالات مختلف چرخش را مي توان از آنها گرفت و همچنين اين كه كنترل اين موتور ها بسيار آسان تر از سايرين است به طوري كه عمدتا به وسايل كنترل سرعت اضافي از قبيل ترمز هاي الكتريكي و مكانيكي نيازي ندارند.
پس بر ماست تا با افزايش دانش خود در مورد اين نوع كارامد از موتورهاي الكتريكي سعي در استفاده هرچه بيشتر از امكانات آنها كنيم.


برچسب ها :

آیرودینامیک پرواز

آیرودینامیک پرواز

تاریخچه

برادران رایت توانستند با استفاده از نبوغ و خلاقیت خود در دهم دسامبر 1903 که آرزوی دیرینه بشر را که پرواز بود تحقیق بخشند و از زمانی که اسحاق نیوتن فیزیکدان انگلیسی ، نیروی جاذبه را کشف کرد، فکر پرواز و غلبه بر نیروی جاذبه در انسان شدت بیشتری یافت. برادران رایت که یک مغازه تعمیرات دوچرخه داشتند، همیشه در فکر پرواز بودند.



برچسب ها : آیرودینامیک پرواز

قوانين ترموديناميك

قوانين ترموديناميك

قانون صفرم ترموديناميك

قانون صفرم ترموديناميك بيان مي‌كند كه اگر دو سيستم با سيستم سومي در حال تعادل گرمايي باشند، با يكديگر در حال تعادلند.

 


قانون اول ترموديناميك

قانون اول ترموديناميك كه به عنوان قانون بقاي كار و انرژي نيز شناخته مي‌شود، مي‌گويد كه حالت تعادل ماكروسكوپي يك سيستم با كميتي به نام انرژي دروني (U) بيان مي‌شود. انرژي دروني داراي خاصيتي است كه براي يك سيستم منزوي (ايزوله) داريم:

U=مقدار ثابت

اگر به سيستم اجازهٔ برهم‌كنش با محيط داده شود، سيستم از حالت ماكروسكوپي اوليهٔ خود به حالت ماكروسكوپي ديگري منتقل مي‌شود كه تغيير انرژي دروني را براي اين تحول (فرآيند) مي‌توان به شكل زير نشان داد:

ΔU = QW

كه در اين فرمول W، كار ماكروسكوپي انجام شده توسط سيستم در برابر نيروي خارجي و Q مقدار گرماي جذب شده توسط سيستم در طي اين فرآيند است.

نمادگذاري

شميي و فيزيك

چون در شيمي و فيزيك سيستم مورد توجه است، گرما و كاري كه به سيمتم داده مي‌شود مورد نظر ماست و انرژي دروني را Q+W در نظر مي‌گيريم.(سيستم را بسته,در حالت سكون و در غياب ميداانها در نظر ميگيريم)

\mathrm{d}U=\delta Q+\delta W\,,


where

dU يك افزايش بي‌اندازه كوچك در انرژي دروني سيستم است.,
δQ يك مقدار بي‌اندازه كوچك از گرما كه به سيستم افزوده مي‌شود,
δW يك كار بي‌اندازه كوچك كه بر روي سيستم انجام مي‌شود و
δ نماد ديفرانسيل است.


 
قانون دوم ترموديناميك

قانون اول ترموديناميك تنها بياني از تئوري كار و انرژي يا قانون بقاي انرژي است. يك آونگ ساده يا يك آونگ ايده‌آل براي هميشه به نوسان ادامه مي‌دهد. فيلمي از يك آونگ كه به جلو و عقب نوسان مي‌كند را در نظر بگيريد. اگر ما فيلم را برعكس نشان بدهيم، نخواهيم توانست آن را از حالت عادي تشخيص بدهيم.

اما برداري (نشانگري) براي زمان وجود دارد. دامنهٔ نوسان آونگ به تدريج كوجكتر مي‌شود. اگر توپي را از ارتفاع خاصي رها كنيد، در هر بار برخورد توپ با زمين، كمتر از دفعهٔ قبل بالا خواهد آمد. فيلمي از اين توپ در دنياي واقعي، هنگام پخش برعكس، متفاوت ديده خواهدشد. قطعات يخ در داخل فنجان چاي ذوب مي‌شوند در حالي كه چاي سردتر مي‌شود.

هيچ تناقضي با قانون اول ترموديناميك نخواهد داشت اگر ما ببينيم كه در داخل يك فنجان چاي قطعات يخ تشكيل شده و چاي گرمتر شود. اين با قانون بقاي انرژي سازگار است اما «ما هيچگاه چنين چيزي را نمي‌بينيم». قانون دوم ترموديناميك توضيح مي‌دهد كه چرا چنين چيزي اتفاق نمي‌افتد.

ساخت يك موتور گرمايي سيكلي (چرخه‌اي) كه جر جذب گرما از منبع و انجام كار مساوي با گرماي چذب شده تأثير ديگري بر محيط نداشته باشد، غير ممكن است.

يا مي‌توان گفت كه: ساخت ماشين گرمايي با بازدهي ۱۰۰ درصد غيرممكن است.

بيان كلازيوس

ساخت يك موتور سيكلي كه تأثيري جز انتقال مداوم گرما از دماي سرد به دماي گرم نداشته باشد، غير ممكن است.

ارتباط اين دو بيان

اين دو بيان قانون دوم ترموديناميك معادل (هم‌ارز) هستند. اگر بتوان يكي از آنها را نقض كرد، ديگري نيز نقض مي‌شود.

 


 

قانون سوم ترموديناميك

قانون سوم ترموديناميك مي‌گويد هنگامي كه انرژي يك سيستم به حداقل مقدار خود ميل مي‌كند، انتروپي سيستم به مقدار قابل چشم‌پوشي مي‌رسد. يا بطور نمادين: هنگامي كه

U\longrightarrow{U_{0}}، S\longrightarrow{0}

از رابطهٔ بين انرژي دروني و دما، رابطهٔ بالا را مي‌توان به صورت زير نوشت:

هنگامي كه T\longrightarrow{0}، S\longrightarrow{0}
اما در هنگام كاربرد اين قانون بايد توجه داشت كه در اين دما (T\longrightarrow{0}) سيستم در حال تعادل است يا نه. زيرا با پايين آمدن دما، سرعت رسيدن به تعادل خيلي زياد مي‌شود.


برچسب ها :
» نصب فرمان هیدرولیک روی پراید در دانشگاه شریف ( چهارشنبه ٩ تیر ۱٤٠٠ )
» دوره ی آموزشی کاربردی برق و انژکتور مگان ( سه‌شنبه ٢۳ مهر ۱۳٩٢ )
» دوره ی آموزشی کاربردی برق و انژکتور ال 90 ( دوشنبه ۱٥ مهر ۱۳٩٢ )
» دوره های آموزشی ( یکشنبه ٢۳ تیر ۱۳٩٢ )
» sdsd ( یکشنبه ٢ تیر ۱۳٩٢ )
» مطالب موجود ( جمعه ٢۳ امرداد ۱۳۸۸ )
» چند مقاله خوب ( پنجشنبه ٢٢ امرداد ۱۳۸۸ )
» چهارشنبه ۱٦ بهمن ۱۳۸٧ ( چهارشنبه ۱٦ بهمن ۱۳۸٧ )
» سلول های سوختی ( چهارشنبه ۱۳ شهریور ۱۳۸٧ )
» استرلینگ ( پنجشنبه ٢٩ فروردین ۱۳۸٧ )