مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 103 (مهر و آبان 1394)

معمولا میزان هوادهی کولرهای آبی برحسب فوت مکعب بر دقیقه محاسبه می شود و سازندگان کولر، میزان هوادهی محصول تولیدی را روی پلاک مشخصات آن حک و به بدنه نصب می کنند. این در حالی است که در آزمایشگاه های استاندارد، هوادهی کولر اندازه گیری و بدین طریق ادعای سازنده ارزیابی می شود. روش مرسوم در تعیین هوادهی کولر آبی، تعیین سرعت متوسط هوا در کانال است. چنان چه این سرعت در سطح مقطع کانال ضرب شود، هوادهی کولر به دست می آید. این مقاله درپی ارائه روشی نو برای تعیین هوادهی کولر است. اساس کار برمبنای رابطه ای است که بین هوادهی کولر و میزان آب مصرفی برقرار می شود. بدین صورت که اگر دور کولر، از کند به تند تغییر کند، آب مصرفی نیز افزایش می یابد و بدین ترتیب از روی سنجش میزان آب مصرفی، هوادهی کولر تعیین می شود.

در این مقاله، ماهواره های کن ست و کیوب ست، به عنوان دو فعالیت فضایی - دانشگاهی، به انضمام ماموریت ها و کاربردهای آنها به اجمال بررسی شده است. برای این منظور به روند طراحی، امکانات و تجهیزات مورد نیاز، هزینه ها، استانداردها، مسابقات و شرکت های فعال در این زمینه اشاره شده است. سپس طراحی و ساخت کن ست و کیوب ست با توجه به جرم اندک و هزینه ناچیز پرتاب، سادگی و سهولت ساخت، ماژولار بودن و سرعت اجرا از یک دهه پیش و با ظهور فناوری میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک در دانشگاه ها با اهداف آموزشی آغاز شده و با افزایش سرمایه گذاری به سمت اهداف کاربردی و تجاری روبه گسترش است. دانشجویان در دو فعالیت کن ست و کیوب ست در چرخه ای کامل از طراحی، ساخت، پرتاب و بهره برداری از یک ماهواره قرار گرفته و با کسب دانش سیستمی طراحی ماهواره، تجربه کار گروهی، فعالیت میان رشته ای و بهره برداری از ماهواره پرتاب شده، تجربه ارزشمندی از یک پروژه فضایی را در زمانی کوتاه کسب می کنند. این دو پروژه می تواند در آموزش مهندسی و تربیت مهندسان، که یکی از چالش های حاضر نظام آموزش عالی کشور است، سهم به سزایی داشته باشد. بررسی حاضر، که در ابعاد مختلفی انجام شده است، سعی در ترغیب دانشجویان و مدیران مربوطه در گسترش این دو فعالیت فضایی در کشور دارد.

با توجه به محدودیت منابع فسیلی و آثار مخرب زیست محیطی حاصل از مصرف آنها، همچنین با عنایت به افزایش جمعیت و نیاز روزافزون بشر به انرژی، تمایل به استفاده از انرژی های پاک در تولید برق افزایش چشمگیری یافته است. در آینده ای نه چندان دور، برق حاصل از انرژی های نو سهم بیشتری از انرژی الکتریکی مورد نیاز را به خود اختصاص خواهد داد. عدم آلایندگی محیط زیست، ایجاد فرصت های شغلی و امکان رشد و توسعه مناطق محروم و دورافتاده، کاهش تلفات توزیع و کاهش آثار مخرب اکولوژیک ناشی از احداث سدهای بزرگ ازجمله مزایای اجرای طرح های استفاده از انرژی های پاک در تولید برق است. از میان منابع انرژی تجدیدشونده، استفاده از انرژی منابع آبی جهت راه اندازی نیروگا ه های برقابی کوچک، به سبب مزایای فراوانی که نسبت به سایر نیروگا ه ها دارد، دارای اهمیت فراوانی است. در این مقاله پس از معرفی کلی این نیروگاه ها، نخست اجزای تشکیل دهنده آنها بررسی و سپس به مزایا و محدودیت های این دسته از نیروگاه ها اشاره می شود. در ادامه، نحوه مکان یابی، ظرفیت نصب و برآوردی از هزینه احداث نیروگاه های کوچک تحلیل می شود و در نهایت با ارائه آمار و ارقام، به بررسی آنها در ایران و جهان پرداخته می شود.

با توجه به تلاش های انجام شده برای کاهش وابستگی صنعت به سوخت های فسیلی به دلیل تجدیدناپذیری و کاهش قیمت برق تولیدی از یک سو و تولید کمتر دی اکسید کربن برای جلوگیری از گرم شدن کره زمین از سوی دیگر، افزایش بازدهی نیروگاه ها، خصوصا نیروگاه های بخار، همواره یکی از روش های موثر به منظور نیل به این هدف بوده است. در این مقاله سعی شده است بحث جامعی پیرامون توربین بخار به عنوان قلب و المان اصلی نیروگاه های بخار، که منابع کمی در مورد آن موجود است، انجام شود. تکامل توربین بخار از بدو ورود به صنعت تاکنون براساس سه عامل مهم؛ یعنی افزایش فشار و دمای بخار، بهینه سازی سیکل و بهینه سازی مسیر بخار بوده است که در این مقاله تشریح می شوند. برای تکمیل بحث پیرامون توربین بخار، طراحی مکانیکی، ملاحظات طراحی و موارد حائز اهمیت در این حوزه همچون بارهای اعمالی به یک توربین بخار، فناوری مواد مورد استفاده و همچنین فناوری جوش در ادامه بررسی شده اند. در انتها نیز آینده پژوهی فناوری توربین بخار در قالب برنامه های توسعه کشورهای پیشتاز تولیدکننده این نوع توربین ها مطرح می شود.

ارگونومی یا مهندسی فاکتورهای انسانی حوزه ای از دانش است که در آن ابزارها، دستگاه ها، محیط کار و مشاغل با توجه به توانایی ها، محدودیت ها و علائق انسان طراحی می شود. این حوزه از دانش با هدف افزایش بهره وری، با توجه به سلامتی، ایمنی و رفاه انسان در محیط شکل گرفته و در تلاش است به جای متناسب سازی انسان با محیط، محیط را با انسان متناسب کند. در این راستا، سازمان بین المللی کار واژه ارگونومی را به معنای متناسب سازی کار و شغل برای انسان تعریف کرده است. این حوزه از دانش برای طراحی و ساخت ابزارآلات و سیستم های تولیدی، حل مشکلات مربوط به فناوری های نوین و حتی ابزار و وسائل زندگی روزمره کاربرد دارد. امروزه در طراحی یک ابزار ساده تا طراحی یک سیستم تولیدی پیچیده از اصول ارگونومی استفاده می شود. در این مقاله دانش ارگونومی و فاکتورهای انسانی و نقش و مزایای آن در افزایش بهره وری هر مجموعه تولیدی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در طراحی سامانه های پرتاب پیشرانه جامد (سوخت جامد) پارامترهای عملکردی متعددی دخیل است. در این میان، از جمله مهمترین مسائل طراحی موتورهای راکتی و موشکی پیشرانه جامد، بررسی مشخصه و نوع ماده پیشران است. شناخت جامع این مشخصه ها به لحاظ تئوری و تجربی جلوه کاملی به کل سامانه می بخشد. خواص فیزیکی و مکانیکی پیشرانه ها، روابط و مشخصه های موادی پیشرانه ها به همراه نحوه تحلیل در مشخصه های گرمایی و احتراق ماده پرانرژی رویکرد این مقاله است. در این رهگذر، بیشتر خواص بیان شده خود را در پارامتر نرخ سوزش نشان می دهند که به اندازه-گیری آن با روش های تجربی و تئوری پرداخته شده است. با تمام این اوصاف هدف مورد نظر و نوع ماده پیشرانه در تمام مراحل طراحی و تحلیل موتورهای پیشران جامد دخیل خواهد بود.

امروز منابع انرژی روبه کاهش نهاده اند و تامین انرژی هزینه بسیار بالایی دارد. این در حالی است که نیاز به انرژی نیز روند فزاینده ای داشته و تامین این تقاضا تنها با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و یا روش های بهینه سازی برای مصرف انرژی میسر است. ذخیره انرژی در مواقع کم باری و بهره گیری از آن به هنگام اوج بار نیز از دیگر روش های عدم فشار به منابع سوخت و کاهش هزینه های نصب تجهیزات جدید جهت تامین انرژی است. از جمله روش های ذخیره انرژی استفاده از مواد تغییرفازدهنده است که می توانند در مواقع کم باری انرژی حرارتی را در خود ذخیره کنند تا در مواقع پرباری به سیستم بازپس دهند. این مواد انواع متنوعی دارند، اما عموما نقاط ضعف مهمی چون ضریب هدایت حرارتی پایین دارند که نرخ جذب و آزادسازی انرژی را کند می کند و حتی می تواند توجیه پذیری استفاده از آنها را زیر سئوال ببرد. در عین حال چون سازوکار ذخیره سازی انرژی در این مواد به شکل گرمای نهان است، هرچه این مقدار افزایش یابد، استفاده از ماده تغییرفازدهنده نیز مقبول تر خواهد شد. در این مقاله به بررسی تاثیر استفاده از نانوذرات با محوریت نانولوله های کربنی و نانوالیاف های کربنی بر تغییر این خواص و بهبود آنها پرداخته شده است.