3 (33)

P502. 7.5 دايره هاي عدد نويز در بسياري از تقويت كننده هاي RF، براي تقويت سيگنال در سطح نويز حداقل, نيازمند يك سيستم حساب شده مي باشيم. متاسفانه طراحي يك تقويت كننده کم نويز با فاكتوهايي نظير پايداري و بهره سنجيده مي شود, براي نمونه در ماكزيمم بهره،... ادامه متن

P502.
7.5 دایره های عدد نویز
در بسیاری از تقویت کننده های RF، برای تقویت سیگنال در سطح نویز حداقل, نیازمند یک سیستم حساب شده می باشیم. متاسفانه طراحی یک تقویت کننده کم نویز با فاکتوهایی نظیر پایداری و بهره سنجیده می شود, برای نمونه در ماکزیمم بهره، نویز حداقل نمی تواند بدست آید. بنابراین اهمیت دارد که روشهایی را که به ما اجازه می دهند که نویز موثر را به عنوان قسمتی از نمودار اسمیت برای هدایت شباهت ها و مشاهده توازن ما بین گین و پایداری نشان می دهد توسعه می دهیم.
از یک نمای تمرینی، جزء موثر تحلیل نویز ، عدد نویز تقویت کننده دو پورتی در فرم ادمیتانسی است .
9.732
و یا فرم معادل امپدانسی 9.74
که امپدانس منبع است .
هر دو معادله از ضمیمه H مشتق شده‌اند. هنگام استفاده از ترانزیستور بطور معمول چهار پارامتر نویز شناخته می شوند که از طریقdatasheet کارخانه سازنده FET یاBJT یا از طریق اندازه گیریهای مستقیم بدست می آیند . آنها عبارتند از :
- عدد نویز حداقل (همچنین اپتیمم نیز نامیده می شود) که رفتارش بستگی به شرایط پایه ای و عملکرد فرکانسی دارد . اگر وسیله, نویزی نداشته باشد ما میتوانیم Fmin را برابر 1 بدست آوریم.
- مقاومت معادل نویز که برابر عکس رسانایی وسیله میباشد
P 503.
- ادمیانس اپتیمم منبع

بجای امپدانس یا ادمیتانس ، ضریب انعکاس اپتیممoptاغلب لیست می شود. ارتباط ما بین و بوسیله رابطه زیر بیان میشود:
9.75
از زمان انتخاب پارامتر S به عنوان مناسب ترین گزینه برای طرحهای فرکانس بالا ما رابطه9.73را به فرمی تبدیل کردیم که ادمیتانسها با ضرایب انعکاس جایگزین شوند.در کنار 9.75 ما از رابطه زیر در 9.73 استفاده می کنیم :

GS می تواند بصورت نوشته شود و نتیجه نهایی بصورت زیر است :

در رابطه 9.77 مقدار Fmin و Rn و شناخته شده هستند.
بطور کلی مهندس طراح برای تنظیم آزادی عمل دارد تا عدد نویز را تحت تاثیر قرار دهد . برای Гs=Гopt می دانیم که کمترین مقدار ممکن عدد نویز برایF= بدست می آید . برای جواب دادن به این سوال که چگونه با یک عدد نویز خاص اجازه می دهند که بگوییم Fk با Гs مرتبط است رابطه 9.77 را باید بصورت زیر بنویسیم:

که عناصر موجود در طرف راست یک شکل معادله برگشتی را ارائه می دهند . یک ثابت Qk که با معادله زیر بیان می شودمعرفی میکنیم:

و ارنج دوباره عبارتها معادله زیر را می دهد:

تقسیم شدن بر (1+Qk) و به توان دو رساندن بعد از مقداری عملیات جبری نتیجه می‌دهد:

.P 504
این یک معادله برگشتی مورد نیاز در فرم استاندارد است که می تواند بعنوان قسمتی از نمودار اسمیت ظاهر شده باشد .

که موقعیت مرکز دایره dFK با عدد کمپلکس زیر نشان داده شده است :

و با شعاع

دو نکته جالب توجه و جود دارد که از معادله های 9.83 و 9.84 بدست می‌آیند .
منیمم عدد نویز برای FK=Fmin بدست می آید که با مکان شعاع هماهنگی دارد .
همه مراکز دایره های نویز ثابت در طول یک خط از محیط به نقطه کشیده شده‌اند عدد نویز بزرگتر نزدیکتر به مرکز dFk به سمت محیط حرکت می کند و شعاع rFK بزرگتر می شود . مثال زیر توازن بین بهره و عدد نویز را برای تقویت کننده سیگنال کوچک نشان می دهد .
P 505.
مثال 9.14: یک تقویت کننده سیگنال کوچک برای عدد نویز مینیم وگین مشخص با استفاده از ترانزیستورهای یکسان مانند مثال 9-13 طراحی کنید. یک تقویت کننده قدرت نویز پایین با 8dB بهره و عدد نویزی که کمتر از 1.6dB است رامیتوان بافرض این که که ترانزیستورهاپارامترهای نویز زیررا دارندdB Fmin=1.5 ، طراحی کرد.
حل : عدد نویز مستقل از ضریب انعکاس بار است. هر چند تابعی از امپدانس منبع است .
پس مپ کردن دایره گین ثبت بدست آمده در مثال 9.13 به پلان آسان است. با بکار بردن معادلات 9.64 و 9.65 و مقادیر مثال 9.13 با مرکز و شعاع دایره گین ثابت را پیدا می کنیم: 18º dgs=0.29<- و Vgs=0.18 .
یک قرار گرفته در هر جای روی این دایره، مقدار گین مورد نیاز را بر آورده خواهد کرد .
هر چند برای اینکه به جزئیات عدد نویز دست یابیم باید مطمئن باشیم که داخل دایره نویز ثابت FK=2dB قرار دارد.
مرکز دایره نویز ثابت و شعاع آن به ترتیب با استفاده از معادله های 9.83 و 9.84 محاسبه شده اند.
آنها با هم در زیر با ضریب QK لیست شده اند 9.79 را ببینید:
QK=0.2 dFK=0.42 < 45 , rFk=0.36
دایره های آمدهG=8dB و Fk=1.6dB در شکل 9.17 نشان داده شده اند.
شکل 9.17
توجه شود که ماکزیمم بهره قدرت در نقطه ای بدست آمده که
P506.
(مثال 9.11 را برای محاسبات جزئیات ببینید) هرچند عدد نویز مینمم در بدست آمده است که برای این مثال نشان می دهد که دسترسی به ماکزیمم بهره و مینیم عدد نویز بطور همزمان غیر ممکن است. آشکار است که بعضی از توافقات باید صورت گیرد.
برای کوچک کردن عدد نویز برای یک گین داده شده ، ما باید ضریب انعکاس منبع را تا حد امکان نزدیک یه بر گزینیم تا زمانیکه هنوز روی دایره بهره ثابت بماند . با بکار بردن رابطه 9.62 و انتخاب دلخواه ، را بدست می دهد.
عدد نویز تقویت کننده با استفاده از رابطه 9.77 بدست میآید:

9.6 دایره های VSWR ثابت .
در بسیاری از موارد تقویت کننده باید زیر یک مقدار VSWR مشخص که در پورت ورودی و خروجی تقویت کننده اندازه گیری شده بمانند . رنج تغیرات VSWR بین [1.5 , 2.5] باشد1.5<=VSWR<=2.5 همانگونه که از بحثمان در فصل 8 می دانیم , هدف از شبکه های تطبیق اساسا جهت کاهش VSWR در ترانزیستوراست. مشکل از این حقیقت ناشی می شود که, VSWR ورودی (یا (VSWRIMN در ورودی شبکه تطبیق مشخص شده است که در برگشت بوسیله جزءهای اکتیو و از طریق فیدبک بوسیله شبکه تطبیق خروجی (OMN) تحت تاثیر است بر عکس VSWR خروجی (یا (VSWROMN بوسیله OMN و دوباره از طریق فید بک بوسیله IMN مشخص شده است . این گفته ها به یک طرح دو جانبه نزدیک است همانگونه که در بخش 9.4.3 بحث شد.
برای جا افتادن این قسمت ، اجازه دهید نگاهی به تصویری که در شکل 9.18 نشان داده شده بیندازیم.
دو VWSR که قسمتی از یک جزء تقویت کننده RF هستند:
و
ضریب انعکاس ، به توضیحات بیشتری نیاز دارند . اگر روی ImnГمتمرکز شویم , از بخش 9.2.1 آشکاراست که توان ورودی Pin (تحت فرض می‌تواند به عنوان تابعی از توان موجود PA بیان شود 9.86
شکل 9.18
P 507.
بدیهی است که شبکه تطبیق بدون تلفات است. قدرت مشابه در
ترمینال ورودی وسیله اکتیو در نبود هر شبکه تطبیق
ظاهر شده است

مساوی قرار دادن هردو معادله وحل آنها برای بدست می دهد:

9.88
معادله 9.88 می تواند به یک معادله دایره برای تبدیل شود که یک مرکز در موقعیت dvIMN با شعاع rVIMN میباشد که :

که
و
اینجا اندیس VIMN در dVIMN و r vIMN برای توجه به VSWR در مکان IMN استفاده شده است.
در یک روش مشابه ، معادله دایره برای VSWR خروجی پیدا می شود. منبع ولتاژ به سمت خروجی ضمیمه شده و امپدانس ZL به عنوان امپدانس منبع در نظر گرفته شده ، در صورتیکه ZS امپدانس باراست. بنابراین در یک روش آنالوگی به صورت بسیار خوبی ضریب انعکاس خروجی محاسبه می شود:

ما 9.22 را به معادله دایره برای تبدیل می کنیم که در مکان DvOMN با شعاع VvOMNقرار گرفته:
9.93
9.94
9.95
چیزهایی که از قبل بدست آمده وبه ما اجازه می دهد تا خلاصه ای راجع به دوایر VSWR ثابت در زیر توصیف کنیم:
برای VSWR منیمم ( در طرف ورودی : VSWRIMN=1 و و در طرف خروجی VSWROMN=1 و ، دوایر در (برابر ورودی) و مستقر شده اند با هر دو شعاع برابر با صفر :
همه دوایر VSWR روی خطی که از محیط تا (ورودی) یا
(خروجی) امتداد دارد باقی می ماند.
نکته مهمی که باید آگاه به آن باشیم این حقیقت است که تحت تطبیق دو جهته ضرایب انعکاس ورودی وخروجی توابعی از ضرایب انعکاس منع و بار هستند بنابراین دوایر VSWR ورودی و خروجی نمی توانند بطور همزمان رسم شوند ، پس در فرآیند تکراری تنظیم در یک زمان یکی باید بر سی شود.
P 509..
مثال 9.15: طراحی VSWR ثابت برای بهره و عدد نویز داده شده .
با استفاده از نتایج مثال 9-14 دایره VSWRIMN=1.5 را در پلان بعنوان قسمتی از نمودار اسمیت می کشیم. شکل VSWROMN را به عنوان تابعی از مکان برای VSWRIMN=1.5 می کشیم. را که مینیم انعکاس روی پورت خورجی تقویت کننده را می دهد پیدا کنید و بهره متناسب با آن را محاسبه نمائید.
حل :
در مثال 9-14 ما و به عنوان ضرایب انعکاس منبع و بار بدست آوردیم که جزئیات آن را می توانیم در بهره قدرت و عدد نویز ببینیم . از زمانیکه ما از این طرح که بر مبنای عملکرد دایره های گین ثابت است استفاده می‌کنیم یک تطبیق عالی در پورت ورودی آمپلی فایر بدست می آوریم. هر چند پورت خروجی تطبیق نشده و VSWROMN می تواند از محاسبه شده باشد که آن ازتلفیق رابطه 9.92 با 9.9b بدست می آید:

نتیجه به صورت زیر است :

برای بهبود VSWROMN می توانیم خواسته هایمان را در VSWRIMN کم کنیم و بعضی از عدم تطابقها را در ورودی در نظر بگیریم. اگر ما VSWRIMN=5 بگیریم. بر طبق دایره VSWR ورودی می توان نمودار اسمیت را کشید همانگونه که در شکل 9.19 نشان داده شده. مرکز دایره VSWRIMN=1.5 و شعاع آن به ترتیب از رابطه های 9.90 و 9.91 پیدا شده اند مقادیر عددی به صورت زیر بدست می آیند:

هر نقطه روی دایره VSWRIMN=1.5 می تواند در فرم قطبی خود نشان داده شود.

که زاویه از 0 تا 360 تغییر می کند. همانطور که تغییر می کند ما تغییرات را بدست می آوریم که آن متناظر و یک VSWROMN محاسبه شده را نتیجه می‌دهد.
.P 510

شکل 9-19
نمودار چنین تناظری در شکل 9.20 نشان داده شده است .
همانگونه که در شکل 9.20 می توان دید، VSWROMN به میننیم مقدار خود یعنی 1.37 در تقریبی 85 می رسد. ضرایب انعکاس متناظر منبع و خروجی, بهره انتقالی و عدد نویز در زیر آمده اند .

بهبود در VSWROMN با کاهش بهره بدست می آید . اگر کاهش بهره غیر قابل پذیرش بشود (غیر معقول) هر دو ضریب انعکاس منبع و بار باید بطور همزمان تتنظیم باشند.
P 511.
شکل 9-20
9.7 تقویت کننده های پهن باند و قدرت بالا و چند طبقه ای
9.7.1 آمپلی فایرهای پهن باند.
بسیاری از مدارهای مدولاسیون و کدینگ احتیاج به آمپلی فایرهای با باند فوقانی عملکرد عریض یا پهن دارند . از نقطه نظر RF، یکی از مشکلات بزرگ در طراحی تقویت کننده های پهن باند، محدودیت تحمیل شده به وسیله پهنای باند بهره بذست آمده وسیله اکتیو می باشد.
به عنوان یک نکته استنتاج شده در فصل7، هر وسیله اکتیوی یک بهره rool-off در فرکانس بالاتر متناسب با خازن بیس کلتور در BJT و یا خازن گیت سورس و گیت درین در FET ها دارد. سرانجام همانگونه که فرکانس, به فرکانس تزنزیشن Ft میرسد، ترانزیستور عملکردش را به عنوان یک آمپلی فایر متوقف می کند و به حالت ضعیف بر می گردد .
متاسفانه |s21| به ندرت در سرتاسر عملکرد باند فرکانس گسترده ثابت باقی می ما نند ، که در نتیجه اندازه گیری ها مستلزم جبران شدن است . در کنار کاهش بهره |S21|پیش رونده دیگر مشکلاتی که از طراحی تقویت کننده های پهن باند ناشی می شوند شامل:
.P 512
افزایش در بهره معکوس |S12| که بهره کل را حتی بیشتر کاهش می دهدو امکان رفتن وسیله به حالت نوسانی را افزایش می دهد .
تغییرات فرکانس S11 و S22.
کاهش عدد نویز در فرکانسهای بالا:
برای توجیه این اثرات ، دو روش مختلف طراحی تقویت کننده مورد استفاده هستند .
فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق و فیدبک منفی در هر کدام از زیر شاخه ها ما هر دو تکنیک طراحی را بررسی می کنیم.
فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق:
فرکانس های جبران شده شبکه های تطبیق یک ناهماهنگی را هم در پورت ورودی و هم پورت خروجی وسیله معرفی می کند که برای جبران کردن تغییرات فرکانس پارامتر های S معرفی شده اند .
مشکل با این نوعهای شبکه های تطبیق آن است که طراحی آنها نسبتا مشکل است و روشهایی که آنها را در بر بگیرد بیشترین هنر یک روش مهندسی خوب است که موفقیت را تضمین کند. فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق برای هر مورد خاص باید بصورت سفارشی تنظیم شوند .
مثال زیر تعداد از قدمهای کلیدی مورد نیاز جهت طراحی جبران کننده فرکانس شبکه های تطبیق مشخص می کند .
مثال 9-16: طراحی یک تقویت کننده پهن باند با استفاده از جبران کننده فرکانسی شبکه تطبیق
طراحی یک آمپلی فایر پهن باند با بهره نامی 7.5dB و بهره صاف در رنج فرکانسی از 2GHZ تا 4GHZ مورد نظر است. برای طراحی از Hewlett packard <AT 41410 BJT استفاده می کنیم که جریان کلکتوری معادل IC=10mA و ولتاژ کلکتورامتیری برابر VCE=8v دارد . پارامتر های S مشابه در فرکانس 2 و 3 و GHZ 4 تحت توضیحات خلاصه شده در جدول 9-4 اندازه گیری شده اند.
حل : بر طبق اطلاعاتی در جدول 9-4 وجود دارد، بهره بدست آمده ترانزیستور در فرکانس f=2GHZ |S21|2=11.41 در فرکانس 3GH، 8.19dB و در 4GH ، 5.8dB می باشد . برای رسیدن به اینکه یک تقویت کننده با بهره نامی 8.7dB داشته باشیم . منبع و بار شبکه های تطبیق باید طوری طراحی شوید که بهره را در فرکانس 2GHZ و 2.71dB کاهش دهند و بهره را در فرکانس 3GHZ به 0.54dB و در فرکانس 4GHZ به 2.85 dB افزایش دهند.
.P 513
جدول 9.14
ماکزیمم بهره که بوسیله منبع و بار بوجود آمده اند با معادلات 9.35 و 36 بدست می آیند همانگونه که در زیر نشان داده شده :
F=2 GHZ: Gsmax=2.02 dB=GLmax=0.98dB
F=3GHZ:GSmax=2.11 dB , GLmax=0.93dB
F=4GHZ:GSmax=2.11dB, GLmax=1.14 dB
اگر چه شبکه های تطبیق بار و منبع برای موارد عمومی باید طراحی شده باشند در این مثال یک بهره اضافه GS که می تواند بوسیله تطبیق منبع تولید شود وجود دارد که برای جزئیات تقویت کننده که باید بکار رود کافی بنظر می رسد. بنابراین روی توسعه شبکه تطبیق منبع متمرکز می شویم و پورت خروجی ترانزیستور را بدون هر شبکه تطبیقی رها می کنیم. از زمانی که خروجی ترانزیستور بطور مستقیم به بار متصل شد ما GL=0dB داریم.
شبکه تطبیق ورودی باید یک گین اضافه (-3.9+0.2)dB را در فرکانس 2GHZ ، را در فرکانس 3GHZ و را در فرکانس 4GHZ تولید کند بر طبق دایره های ثابت بهره ها در شکل 9-21 نشان داده شدند.
شبکه تطبیق مورد نیاز ورودی باید قابلیت انتقال نقاط روی دایره بهره ثابت در شکل 9-21 را به مرکز نمودار اسمیت داشته باشد. تعدادی از شبکه ها موجودند که می توانند این کار را انجام دهند. یک راه حل شامل ترکیب دو ترانزیستور یکی موازی ترانزیستور و دیگری بطورسری با پورت ورودی تقویت کننده می باشد ، همانگونه که در شکل 9-22 نشان داده شده . از یک مشخص ما می توانیم بهره انتقالی بوسیله قرار دادن در رابطه (9.10) محاسبه کنیم. ما سپس می توانیم VSWR ورودی و خروجی را پیدا کنیم. از زمانی که می شود، مقدار VSWROMN مساوی VSWROUT می شود و اینها از روابط زیر محاسبه می شوند:
.P 514
شکل 9-21
شکل9-22

برای محاسبه VSWR در پورت ورودی ما از رابطه زیر استفاده می کنیم :

جایی که بر مبنای رابطه (9.88) محاسبه شده است.
.P 515

مقادیر بدست آمده در جدول 9.5 خلاصه شده اند:
جدول9.5
همانگونه که در مثال 9-16 نشان داده شده ، مجموع فرکانس جبران شده شبکه تطبیق که یک بهره صاف بهبود یافته را بدست می دهد ممکن است تطبیق امپدانس را بطور عمده مهم بزند و عملکرد تقویت کننده را پایین آورد. برای رفع مشکل یک آمپلی فایر متعادل می تواند بکار گرفته شود .
طراحی آمپلی فایر متعال شده
بلوک دیا گرام یک آمپلی فایر متعادل شده که در رنج 3dB یا کوپلر هیبریدی استفاده می شود و یک تقسیم کننده قدرت Wilkinson و ترکیب کننده در شکلهای 9-23 (a) و (b) به ترتیب نشان داده شده اند . قدرت سیگنال ورودی به دو قسمت تقسیم می شود: تقویت شده و ترکیب شده در خروجی. یک بحث کلی تئوری درباره عملکرد کوپلر ها و تقسیم کننده های قدرت در ضمیمه (G) آورده شده است.
اجازه بدهید اول درباره عملکرد آ‌مپلی فایر متعادل، در شکل (a) 9-23 بحث کنیم اینجا قدرت ورودی به پورت 1 از کوپل کننده ورودی, بطور مساوی از نظر بزرگی تقسیم شده اند اما با یک اختلاف فاز 90 درجه ای بین پورتهای 2 و 3 . هیچ تغذیه ای در پورت 4 وجود ندارد . کوپل کننده خروجی شامل ترکیب سیگنال های خروجی تقویت کننده های A و B است که بوسیله یک شیفت دهنده فاز 90 درجه ای اضافه بوجود آمده اند، بنابراین آنها دوباره در فاز آورده شده اند. ما پارامترهای S آمپلی فایر A را تحت مشخص می کنیم و همینطور پارامتر های S آمپلی فایر B با زیر نویس B و معادلاتی که پارامتر های S ، کل تقویت کننده را با پارامتر های S شاخه های مجزا مرتبط می کنند در زیر آمده اند .
.P 516
شکل 9-23

که ضرایب افت 3dB را در بر می گیرند و علامت منها متناسب با 90 شیفت فاز در پورت 3 است که دوبار صورت گرفته که در مجموع به 180 می رسد .
اگر تقویت کننده ها در دو شاخه یکسان باشند پس و بهره پیشرو و معکوس تقویت کننده متعادل شده برابر با بهره هر شاخه می باشد.
.P 517
عملکرد تقویت کننده متعادل شده با تقسیم کننده قدرت Wilkinson (شکل 9.23 lb را ببینید) یکسان است تنها اختلاف در قیاس با تقسیم کننده قدرت در فاز سیگنالهاست و ما نیاز داریم که تغییرات را اضافه کنیم که بتوانیم 90 درجه شیفت فاز را ما بین شاخه ها ایجاد نمائیم .
مهمترین مزیتهای آمپلی فایر های متعادل شده این است که آنها از تطبیق امپدانس خیلی خوب در پورتهای ورودی و خروجی برخوردارند. (همانطور که در هر شاخه ای مشخصه های مشابه دارند ) یکی از دو تقویت کننده می توانند اگر شاخه دیگر بطور کامل از کار بیفتد ادامه کار دهد .
عمده ضعف آمپلی فایر های متعادل شده افزایش اندازه مدار و کاهش پاسخ فرکانسی که بوسیله پهنای باند کوپل کننده ها نشان داده می شود می‌باشد.
مدار های فیدبک منفی:
کار دیگر شبکه های جبران کننده فرکانس ، استفاده از فیدبک منفی است. این عمل اجازه می دهد که یک پاسخ بهره صاف و همچنین کاهش در VSWR ورودی و خروجی در طول رنج فرکانس گسترده داشته باشیم .
یک مزیت دیگر فیدبک منفی آن است که مدار را کمتر نسبت به تغییرات پارامتر تزانزیستور به ترانزیستور, حساس می سازد .ضعف چنین مدارهایی آن است که این مدارات تمایل به محدود کردن ماکزیمم بهره قدرت ترانزیستور ها و افزایش عدد نویز آنها دارند . ترم فیدبک منفی اشاره دارد بر این که قسمتی از سیگنال از خروجی ترانزیستور با فاز مثبت به ورودی کوپل شده تا اینکه از سیگنال ورودی کم شود و بدینوسیله آن را کاهش دهد.
اگر سیگنال ها در فاز نسبت به یکدیگر جمع شوند پاسخ حاصله افزایش خواهد داشت و یک فیدبک مثبت بدست می آید . عمومی ترین مدار فیدبک مقاومتی برای BJT و FET در شکل 9-24 نشان داده شده اند . جایی که مقاومت R1 یک فیدبک موازی و مقاومت R2 یک فیدبک سری را نشان می دهد .

شکل 9-24
P 518.
همانگونه که در فصل 7 بحث شد ، هردو مدار در شکل 9-24 در فرکانسهای پایین می توا نند بوسیله مدلП، همانگونه که در شکل 9-25 نشان داده شده جایگزین شوند . جایی که مقاومت ورودی ، برابر مقاومت برای FET ها می باشد .

شکل 9-25
اگر ما برای BJT فرض کنیم که :

سپس در شکل 9-25 می تواند بوسیله یک مدار باز جایگزین شود و پارامتر h می توانند بصورت زیر نوشته شود:

با استفاده از مدل ماتریس معکوس در ضمیمه D ، ما پارامتر s متناظر را پیدا می کنیم:

‍P 519.
با فرض شرایط تطبیق ایده آل S11=S22=0 (یعنی VSWR ورودی خروجی برابر واحد) معادلات زیر ارتباط مقدار مقاومت فیدبک موازی با مقاومت سری R1 را بدست می دهند:
(9-101)
که مشخصه امپدانسی Z0 و هدایتی gm مورد استفاده بوده اند.
با جانشینی (9.101) در (9.100) و (9.99) داریم:

همانگونکه که از رابطه های 9.99 و 9.102 دیده شد هم بهره صاف و هم تطبیق عالی می توانند بوسیله انتخاب مناسب مقادیر برای مقاومت های R1 و R2 بدست آیند .
تنها محدودیتی که از این خواسته ناشی می شود آن است که، R2 در (9.101) باید غیر منفی باشد که در آنجا مینیم مقدار برای gm وجود دارد که رنج gm را محدود می کند:

هر ترانزیستوری با gmای که شرایط 9.103 را تحقق بخشد می تواند در ساختار فیدبک منفی که درشکل 9.24 نشان داده شده بکار رود.
تحلیل مدار فیدبک برای وسایل ایده آلی که در رنج فرکانسی پایین عمل می کنند مورد قبول است، جایی که همه راکتانسها اهمیت دارند . در کار بردهای عملی وجود مقاومت های پاراسیتیک (انگلی) در ترانزیستور باید در نظر گرفته شود که نتیجه اش تغییر مقادیر مقاومتهای فیدبک است . به علاوه در فرکانسهای RF و MW تاثیر خازنهای داخلی و اندوکتانسهای داخل نمی تواند نادیده گرفته شود و به علاوه عناصر واکنش پذیر در حلقه فیدبک در آنالیز وارد می شوند . معمول ترین کار, جمع یک اندوکتانس به صورت سری با مقاومت فیدبک R1 می باشد . این کار انجام می شود تا فیدبک را از فرکانسهای بالاتر پایین آوریم و بنابراین rool-off مربوط به S21 را جبران کنیم .
مثال زیر استفاده فیدبک منفی را برای طراحی یک آمپلی فایر پهن باند نشان می دهد که مقاومتهای فیدبک ,اول بصورت تئوری محاسبه شده اند و سپس با استفاده از بسته نرم افزای CAD تنظیم شده اند.
.P 520
مثال 9-17 طراحی یک حلقه فیدبک منفی تقویت کننده پهن باند.
پارامترهای S ترانزیستورBJT BFG403W با VCE=3V وَ(B=125) IC=3.3mAبا پیکر بندی امیتر مشترک در جدول 9-6 لیست شده اند . که یک مقاومت 500 جهت اطمینان از پایداری اضافه شده است .
یک تقویت کننده پهن باند GT=10dBL و رنج پهنای باند 10MHZ تا 2GHZ بوسیله استفاده از حلقه فیدبک منفی طراحی کنید.

جدول 9.6
حل : همانگونه که از جدول 9-6 دیده می شود مینیم بهره 14.2dB در فرکانس 2GHZ بدست ‌آمده که از بهره توان انتقالی GT=10dB مورد نیاز به میزان خوبی بالاتر قرار گرفته است .
قبل از ادامه تحلیل تقریبی مان ما باید مطمئن شویم که شرایط 9-103 برقرار است . مقدار بدست می آید . که
P521.
رسانایی gm تحت فرمول زیر محاسبه می شود بنابراین تحلیل فیدبک منفی قابل انجام است زمانی که شرایط 9-103 حتی برای R2=0 برقرار باشد .
قدم بعدی حدس زدن مقاومت R1 و R2 می باشد. برای اینکه بهره دلخواه G=10 dB است ضریب S21 فرکانس پایین باید برابر -3.16 باشد اینجا علامت منفی متناسب با 180 شیفت فازی پیکر بندی امیتر مشترک است جایگزینی این مقدار در 9.103 بدست می دهد :

با بکار بردن 9.101 ما مقداری برای مقاومت فیدبک سری R2 پیدا می کنیم:

نتیجه قرار دادن بهره شبکه فیدبک ،در ستون دوم جدول 9-7 لیست شده است. مشاهده شد که فیدبک منفی پاسخ بهره تقویت کننده را در فرکانسهای پایین تر یکنواخت تر می کند متاسفانه در یک سطح خیلی پایین تناقض ما بین بهره مورد انتظار 10dB و مقدار بدست آمده |S21|2=7.5 dB بطور عمده ای متناسب با این حقیقت است که ما همه مقاومت های انگلی را در ترانزیستور در نظر نگرفتیم . این مقاومت های انگلی نظیر مقاومت بیس که بطور سری با قرار دارد و بنابراین رسانایی gm را کاهش می دهد.
علاوه بر این مقاومت امیترکه بطور سری با R2 قرار دارد باید از مقدار بدست آمده R2 کم شود.
بهینه سازی مدار برای فرکانسهای بالاتر از 500 MHZ با استفاده از ابزار CAD با تغییر در مقدار مقاومتهای فیدبک بصورت زیر نتیجه می شود:

بر طبق آن بهره بدست آمده در ستون سوم جدول 9.7 لیست شده است .
همانگونه که از جدول 9.7 دیده می شود این مقادیر جدید برای مقاومتهای فیدبک بهره ترانزیستور را به مقدار 10dB در فرکانسهای پایین تر نزدیکتر می کنند اما همانطور که فرکانس افزایش می یابداین مقدار به سرعت کم می شود,. این نشان می‌دهد که مقاومت فیدبک در آن فرکانسها خیلی کوچک است و باید افزایش یابد این عمل می توانند بوسیله اتصال یک القاگر مثل L1=4.5 nH بطور سری با مقاومت R1 انجام شود (مقدار L1 بوسیله یک روش بهینه سازی جداگانه CAD پیش بینی شده است. )
.P522
جدول 9.7
بهره حاصله در ستون آخر جدول 9-7 لیست شده است. همانگونه که از مقادیر موجود دیده می شود، اضافه کردن یک القاگر پاسخ فرکانسی را بهتر می کند و یکنواختی بهره راهمانطور که فرکانس افزایش می یابد بیشتر از 5.1% در کل پهنای باند بهبود می بخشد.
9.7.2 تقویت کننده های قدرت بالا
پیشتر درباره طراحی تقویت کننده هایی بحث کردیم که بر مبنای خطی بودن و پارامتر های S سیگنال کوچک عمل می کردند. هنگام پرداختن به آمپلی فایر های قدرت بالا هر چند تقریب سیگنال کوچک معمولا نامعتبر است، به خاطر اینکه تقویت کننده ها در ناحیه غیر خطی و پارامتر های S سیگنال بزرگ عمل می کنند و امپدانسها باید برای هدایت مناسب طرح بدست آیند . پارامتر های S سیگنال کوچک هنوز می توانند هنگامی که طراحی تقویت کننده در کلاس A است استفاده شوند .
P 523.
اینجا تقویت سیگنال بسیار محدود به منطقه حطی ترانزیستور است . هر چند پارامتر های S سیگنال کوچک بطور فزاینده ای برای تقویت کننده های کلاس AB و B و C که در منقطه اشباع عمل می کنند غیر مناسب می شوند .


یکی از مشخصه های مهم تقویت کننده های قدرت بالا بهره فشرده نامیده می شود . همانطور که سیگنال ورودی به تقویت کننده به منقطه اشباع می رسد بهره شروع به کاهش می کنند یا فشرده می شود . ارتباط عادی ما بین قدرت خروجی و ورودی می تواند در یک مقیاس لگاریتمی کشیده شود همانطور که در شکل 9-26 نشان داده شده است.
شکل 9-26
در سطوح راه اندازی پایین، خروجی متناسب با قدرت ورودی است، هر چند همانگونه که قدرت فراتر از نقطه معینی افزایش می یابد بهره ترانزیستور کاهش می یابد و سرانجام قدرت خروجی به اشباع می رسد. نقطه ای که بهره تقویت کننده از منطقه خطی خارج می شود یا بهره سیگنال کوچک 1dB می باشد نقطه فشرده 1dB نامیده می شود و برای مشخصه قابلیت حمل قدرت توسط تقویت کننده بکار برده می شود. گین متناظر با نقطه فشرده 1dB تحت عنوان G1dB ارجاع داده می شود و به صورت G1dB=G0-1dB محاسبه می گردد که G0 بهره سیگنال کوچک است اگر قدرت خروجی Pout 1dB در نقطه فشرده 1dB به صورت dBm بیان شود آن می تواند با قدرت ورودی Pin1dB بوسیله رابطه زیر مرتبط باشد .
Pout1dB(dBm) = G1dB(dB)+Pin1dB(dBm)
=G0(dB)- 1dB+PindB(dBm) (9.104)
مشخصه مهم دیگر یک تقویت کننده رنج دینامیکی آن است که
.P524
با برچسب dR نشان داده می شود رنج دینامیکی منقطه ای را که آمپلی فایر بهره قدرت خطی دارد مشخص می کند و بصورت اختلاف ما بین Pout1dB و قدرت خروجی مینیم سیگنال قابل تشخیص ، Pout,mds بیان می شود . مقدار Pout,mds به صورت سطح xdB بالای قدرت نویز خروجی تعریف می شود در بیشتر موارد x ،3dB انتخاب می شود. قدرت نویز خروجی یک آمپلی فایر با فرمول زیر بدست می آید .
Pn out =KTBGOF (9.105)
که اگر به صورت dBm بیان شود می تواند به صورت زیر باشد :
Pn,out(dBm)=1010g(kt)+1010gB+G0(dB)+F(dB)
که 1010g(kt)=-173.8 در T=300k و B پهنای باند است .
شبیه هر مدار غیر خطی ، آمپلی فایر های قدرت بالا ، اعوجاجهای هارمونیکی ایجاد می کنند( چند تا از فرکانسهای اساسی). آنها به عنوان افت توان در فرکانسهای اصلی ظاهر می شوند .
به طور عمومی، عملکرد تقویت کننده کلاس A پایین ترین شکلهای اعوجاجی را ایجاد می کند. برای کاربردهای قدرت بالاتر که عملکرد کلاس A مناسب نیست، با توجه بهراندمان پایین، تقویت کننده های کلاس AB پوش پول برای دستیابی به سطوح اعوجاج تقریبا مشابه استفاده میشوند.
اعوجاج هارمونیکی به عنوان محتویات هارمونیکی خروجی کلی که به صورت dB زیر قدرت خروجی در فرکانسهای اصلی بیان شده مشخص می شود .
یک مشخصه غیر دلخواه تقویت کننده های قدرت ، واقعه ای است که به اعوجاج مدولاسیون داخلی معروف است (Inter modulation distortion)IMD اگر چه در هر تقویت کننده ای وجود دارد (شبیه اعوجاجهای هارمونیکی) و آن مهمترین موضوع در منطقه قدرت بالای یک وسیله اکتیواست که رفتار غیر خطی آن باید در نظر گرفته شود . بر خلاف اعوجاجهای هارمونیکی, IMD نتیجه کاربرد دو سیگنال هارمونیکی مدوله نشده می باشد که اختلاف کمی از نظر فرکانس با ورودی تقویت کننده دارند و خروجی را دنبال می کنند همانگونه که در شکل 9.27 نشان داده شده .

شکل 9-27
متناسب با آمپلی فایر غیر خطی درجه 3 سیگنال های ورودی Pin(f1) و Pin(f2) سیگنالهای مجاور خروجی مورد انتظار Pout(f1) و Pout(f2)
.P 525
و بعلاوه فرکانسهای pout(2f1-f2) و pout(2f2-f1) را ایجاد می کنند مولفه های فرکانس اضافی می توانند هدف مورد دلخواه را هنگامی که به مسئله مدارهای میکسر می پردازیم بر آورده کنند . (فصل 10 را ببینید) هر چند برای یک تقویت کننده تنها چیزی که دوست داریم ببینیم این است که این مولفه ها تا حد امکان کوچک باشند. اختلاف بین سطح قدرت دلخواه و غیر دلخواه (در dBm) در پورت خروجی بطور معمول به IMD بر حسب dB بدست می آید که داریم:
IMD(dB)=fout(f2)(dBm)-Pout(2f2-f1)(dBm)
در شکل 9-28 فرکانسهای خروجی Pout(f2) و Pout(2f2-f1) نسبت به توان ورودی Pin(f2) روی یک مقیاس لگاریتمی کشیده شده اند در ناحیه تقویت خطی خروجی Pin(f2) متناسب با توان ورودی Pin(f1) افزایش می یابد ، اجازه بدهید بگوئیم : هر چند جواب درجه سوم Pout(2f2-f1) متناسب با ضریب توان سوم قدرت افزایش می یابد (یعنی بنابراین IMD، متناسب با معکوس مربع توان ورودی کاهش یافته است . با نگاه کردن به راستای خطی Pout(f2) و Pout(2f2-f1) که در یک نقطه فرضی همدیگر را قطع میکنند ، نقطه باز دارنده بوجود میآید (IP).
بطور عملی، اگر جواب های بیشتر از درجه 3 بتوانند نادیده گرفته شوند، IP یک نقطه ثابت می شود، مستقل از بهره توان ویژه تقویت کننده . این به ما این اجازه را می دهد که IP بعنوان یک عدد، تنها جهت سنجش رفتار IMD استفاده می شود .
شکل 9-28
همچنین در شکل 9-28 مقداری نشان داده شده که رنج دینامیکی آزاد کاذب نامیده می شود که تحت فرمول زیر بیان می شود .

.P 526
مقادیر معمول برای Pin,mds=-100dBm MESFET و IP=40dBm و df=85dB می باشند.
9.7.3 تقویت کننده های چند طبقه :
مدار تقویت کننده چند طبقه اگر که نیازبه بهره توان تقویت کنندگی خیلی بالا است, باید بررسی شود و یک تقویت کننده یک طبقه ممکن است قادر نباشد به آن دست یابد. یک مثال معمولی از یک تقویت کننده دو طبقه ای BJT در شکل 9-29 نشان داده شده .
شکل 9-29
در کنار ورودی و خروجی شبکه های تطبیق معمولی (MN3, MN1) ، این پیکر بندی اصطلاح , شبکه تطبیق ذاخلی(MN2) را, برای تطبیق خروجی طبقه 1 با ورودی طبقه 2 نشان می دهد .
به علاوه برای برقراری تطبیق مناسب، MN2 همچنین می تواند برای شرایط یکنواختی بهره استفاده شود.
با فرض یک شبکه بدون تلف و بطور بهینه تطبیق شده ، اجازه بدهید که مهمترین پارامتر های عملکردی دو طبقه ای را خلاصه کنیم . بهره قدرت کل Gtot یک تقویت کننده دو طبقه ای تحت شرایط عملکرد خطی ، با جمع مقادیر مستقل بهره های G1 و G2 به صورت dB بدست می آید .
Gtot(dB)=G1(dB)+G2(dB)
یک افزایش در عملکرد بهره متاسفانه سبب افزایش در عدد نویز همانگونه که در ضمیمه H بحث شد می شود. به طور مشخص اگر F1 و F2 به ترتیب عددهای نویز در ارتباط با طبقه های 1و 2 را مشخص کنند، ما یک عدد نویز کلی را بدست می ‌آوریم :
9.110
به علاوه اگر مینیمم سیگنال قابل تشخیص Pin,mds در 3dB بالای نویز حرارتی در ورودی ، بوسیله رابطه Pin,mds=Ktb+3dB+F1 داده شود مینم قدرت قابل تشخیص خروجی Pout,mds می شود:
Poutmds(dBm)=KTB(dBm)+3dB+ftot(dB)+Gtot(dB)
(9.111)
همچنین مشخصه های دینامیکی تحت تاثیر هستند . برای مثال Rhode و bucher (بخش خواندنیهای اضافه را ببینید) نشان دادند که نقاط باز دارنده درجه سوم که قبلا بطور مختصر اشاره شدند تغییر می کنند با :

که IP1 و IP2 نقاط باز دارنده درجه سوم مرتبط با طبقه های 1 و 4 هستند .
سرانجام رنج دینامیکی غیر کاذب dftot تقریبا
dftot(dBm)=IPtot(dBm)-Pout,mds(dBm) (9.113)
معادله (9.113) همچنین نشان می دهد که اضافه کردن طبقه دوم کل بهره دینامیکی را کاهش می دهد.
مثال 9.18: انتخاب ترانزیستور برای طراحی تقویت کننده چند طبقه ای:
تقویت کننده با Pout,1dB=18dBm و بهره توان که کمتر از 20dB می باشد طراحی کنید . از ترانزیستور های لیست شده در جدول 9-8 که مشخصه های مربوط را در فرکانس عملکرد 2GHZ نشان می دهد که تعداد طبقات را برای تقویت کننده مشخص کنید و درباره انتخاب ترانزیستور مناسب برای هر طبقه بحث می‌نماید. به علاوه عدد نویزFtot و نقطه باز دارنده درجه سوم IPtot تقویت کننده را حدس بزنید :
جدول 9-8
حل : از زمانیکه قدرت خروجی باید 18dBm باشد تنها انتخاب ترانزیستور برای طبقه خروجی تقویت کننده BFG540 است بدلیل
P 528.
اینکه قدرت خروجی تقویت کننده Pout,1dB=18dBm است که خیلی کمتر از Pout,1dB ترانزیستور BFG540 است ، که آن می تواند در ماکزیمم بهره G=7dB عمل کنند . این بدین معنی است که طبقات باقی مانده تقویت کننده باید بتوانند که حداقل 20dB-7dB=13dB بهره را تهیه کنند.
بنابراین تقویت کننده ما باید حداقل سه طبقه ای باشد .
برای داشتن 18dBm توان خروجی در طبقه آخر، ترانزیستور طبقه دوم باید بتواند یک سطح بهره Pout,1Db=18dBm-7dBm=11dBm را تولید کند، که این ترانزیستور BFG505 را از کاندیداهای ممکن لیست حذف می کند . با توجه به اینکه BFG540 قابلیت حمل قدرت خیلی بالاتری را از مقدار لازم برای طبقه دوم دارد ما BFG520 را انتخاب می کنیم .
بنابراین واقعیت که Pout,1dB=11dBm است و خیلی پایین تر از بهره فشرده 1dB است ترانزیستور طبقه دوم خیلی پایین تر از نقطه فشردگی عمل خواهد کرد و ماکزیمم بهره برابر Gmax=9 خواهد بود . بنابراین ترانزیستور در طبقه اول باید مینمم گین G=13dB-9dB=+4dB داشته باشد و قادر باشد که توان POUT=11dBm-9dBM=2dBm را فراهم نماید . بنابراین BFG505 جهت کار با Pout=2dBm و G1=4dB مناسب تر است وقدرت ورودی به تقویت کنند برابر است با :
Pin=-2dBm
همانگونه که در ضمیمه H نشان داده شده عدد نویز کل آمپلی فایر با فرمول زیر محاسبه می شود.

و اگر بهره طبقه اول بالاباشد عدد نویز کل به حداقل مقدار خود می رسد . BFG505 نمی تواند بهره ای بالاتر از 6dB را تهیه کند برای اینکه در این مورد (برای یک Pin داده شده ) به نقطه فشردگی می رسد. اگر در طبقه اول از BFG520 استفاده شود این مشکل بوجود نخواهد آمد. ما می توانیم طبقه اول را برای بهره ماکزیمم و طبقه دوم را برای توان لازم برای راه اندازی ترانزیستور خروجی طراحی کنیم ما همچنین می توانیم بهره های طبقات مستقل را تنظیم کنیم تا هیچ کدام از ترانزیستور ها به نقطه فشردگی نرسند .
بلوک دیاگرام تقویت کننده حاصله در شکل 9-30 نشان داده شده است ، که بهره هر طبقه بر طبق بحث های پیشین انتخاب شده است . عدد نویز این تقویت کننده بدست می آید با :

شکل 9-30
P529.
توان خروجی در نقطه باز دارنده درجه سوم با استفاده از رابطه (9.112) محاسبه شده و برای تقویت کننده سه طبقه ای تغییر یافته است:

که فرمول قبلی از رابطه (9-112) اول به وسیله محاسبه IP از دو مرحله اول و سپس دوباره جایگزین آن در معادله (9.112) بدست آمد.
تحلیلهای بالا واقعا یکی از اولین قدمهای مورد نیاز در فرآیند طراحی تقویت کننده می باشد . اینجا قدمهای مهم انتخاب مناسب انواع ترانزیستور و تصمیم درانتخاب تعداد طبقات است . آنها سپس وارد نقطه شروع تحلیل جز به جز عملکرد می شوند .
9.8 خلاصه
این فصل به مسئله طیف گسترده مفاهیم طراحی تقویت کننده می پردازد . اول ارتباطات مختلف توان تعریف شدند . بطور مشخص بهره توان انتقالی

به خوبی شناخته شده است و عملکرد بهره های توان از اهمیت کلیدی برخوردارند . ما سپس معادلات دایره های پایداری و رودی و خروجی مختلف را بدست اوردیم و معنی پایداری غیر شرطی را امتحان کردیم . به خصوص فاکتور:

که جهت برآورد کردن پایداری غیر شرطی یک وسیله فعال بکار گرفته شده است . اگر ترانزیستور به ناپایداری برود ، به مقاومتهای موازی یا سری اضافی می توانند برای پایداری وسیله اضافه شوند .نکته بعدی دایره های بهره یک طرفه هستند که در نمودار اسمیت نشان داده شده اند . معادلات مکان و شعاع :

که اینها اطلاعاتی بدست می دهد که مقادیر بهره ثابت معین تحت شرایط طراحی یک سویه مکان یابی می شوند(بهره قدرت معکوس بی اهمیت فرض می شود). خطای ایجاد شده با استفاده از روش طراحی یک سویه بالای طراحی دو سویه از طریق حالت تک سویه سنجیده می شود اگر روش تک سویه خیلی غیر دقیق بشود یک طراحی دو سویه باید پیگیر ی شود. که به ضرایب انعکاس مختلف متقارن در پورتهای ورودی و خروجی منجر می شود .
تطبیق بهینه

با مقدار بالای در طراحیهای تقویت کننده با بهره بالا حاصل می شود . شروع از بهره توان در حال کار فشرده دایره های بهره ثابت تحت تطبیق بهینه منبع حاصل می شوند . بطور مکرر بهره توان در حا ل کار آماده ، دایره های بهره ثابت ،تحت بار تطبیقی بهینه شده مشتق می شوند . ما سپس اثر نویز تولید شده بوسیله یک تقویت کننده را بررسی کردیم با استفاده از عدد نویز یک شبکه جنریک دو پورتی:

معادلات دایره ها برای نمودار اسمیت محاسبه شده اند . دایره های عدد نویز می توانند بوسیله طراح مدار برای بده بستان بابهره تحلیلی ثابت هدایتی قبلی بکار روند .
یک برسی روی کاهش VSWR بعنوان قسمتی از استراتژی شبکه تطبیق ورودی و خروجی مختلف به این نتیجه می رسد که : اضافه کردن مجموعه معادلات دایره ها به VSWR در پورتهای شبکه تطبیق مقادیر زیر را نتیجه میدهد :

P531.
ترکیب نمونه های دایره های مختلف اجازه می دهد که، تقویت کننده سیگنال کوچک بر مبنای بهره در حال کار ثابت، عدد نویزو دایره های VSWR، بطور پیوسته در نمودار اسمیت نشان داده شود .
برای طراحی های پهن باند، ما در ممورد نیاز به شبکه های تطبیق جبران شده فرکانسی توسعه یافته در تلاش برای رنج فرکانسی عملکرد گسترده ، صحبت می‌کنیم. استفاده از حلقه فیدبک منفی به عنوان راهی برای صاف کردن بهره قدرت در طول رنج فرکانسی پهن باند معرفی شده است . در کاربرد های تقویت کننده قدرت بالا ، موضوعهای ارتباط یافته با فشردگی توان خروجی، از زمانیکه آنها به رنج تقویت دینامیکی محدود می شوند . وابستگی مهمی هستند .
یک عدد مهم شایستگی نقطه فشردگی dB 1 است:
Pout,1dB(dBm)=G0(dB)-1dB+Pin1dB(dBm)
علاوه بر این یک مشخصه غیر دلخواه دیگر پدیده اعوجاج مدولاتور داخلی متناسب با وجود قابلیت غیر خطی بودن است . سرانجام توان فشرده ، عدد نویزو بهره در زمینه آمپلی فایر های چند طبقه ای ای برسی شدند .
مطالعه بیشتر
.P 532
مسائل
9.1: مقدار بهره آماده یک منبع RF راه اندازی کننده یک آمپلی فایر متصل به بار می تواند با داده شود که بر مبنای فلوگراف سیگنال نشان داده شده در شکل 9.1(b) می باشد .
(a توان در بار PL را در ترمهای پیدا کنید.
(b برای توان آماده PA و توان دربار PL را پیدا کنید.
9.2 : از فلوگراف سیگنال در شکل 9.2b استفاده کرده درستی معادله 9.8 در بخش 9.2.2 برسی کنید.
P532.
9.3: یک آمپلی فایر با پارامتر های S زیر مقداردهی شده است :
S22=0.9<-29 و S12=0.11<-21 و S21=2.2<78 و Sn=0.78<-65 طرف ورودی تقویت کننده به منبع ولتاژ با VS=47<0 و امپدانس متصل است خروجی برای راه اندازی یک آنتن که امپدانس را دارد بکار برده شده. فرض کنید که پارامتر های S تقویت کننده با مرجع امپدانس مشخصه اندازه گیری شده اند و پارامتر های زیر را محاسبه کنید.
(a بهره انتقالی GT ، بهره انتقالی یک طرفه Gtu بهره موجود GA و بهره توان در حال کار G
(b قدرت رسیده به بار PL و قدرت موجود PA و قدرت تابشی به تقویت کننده Pinc
.P533
9.4: یک FET در فرکانس 5.5GHZ و تحت شرایط با یاس VDS =3.2V و ID =24mA در حال کار می باشد. پارامتر های S و و و می باشند . در غیاب شبکه های تطبیق بار و منبع به هم متصل شده اند فرض کنید .
(a پیدا کنید، Gtu ، GT، GA و بزرگی GTU برای را بکشید
(b طرف ورودی را برای مورد یک سویه تطبیق کنید و GTU را پیدا کنید .
(C هم ورودی و هم خروجی را برای مورد یک سویه تطبیق کنید و بدست آورید که GT=GTumax
9.5: پایداری غیر شرطی در پلان مختلط به این نیاز دارد که : دامنه
بطور کامل با دایره وابسته باشد یا | |cS|-rS| <1 که و
(a این دو معادله را بدست آورید.
(b معادلات دایره برای CL و rL را پیدا کنید و نشان دهید که می باشند .
9.6: ثابت کنید که این یک کلید شناسایی در فاکتور پایداری که در مثال 9.2 بدست آمد می باشد .
:9.7 یک BJT پارامتر های S زیر را (جدول زیر را بببیند) به عنوان یک تابع از چهار فرکانس دارد . مناطق پایداری را مشخص کنید و ‌آنها را در نمودار اسمیت بکشید .
جدول مثال 9.7
9.8: پارامتر های S برای یک BJT در یک نقطه با یاس خاص و عملکرد فرکانس خاص بصورت زیر هستند
P535.
S11=0.6<157 S11=2.18<61 ، S12=0.07<77 و S22=0.47<-29 .
پایداری ترانزیستور را چک کنید و اگر لازم است آن را پایدار کنید و یک تقویت کننده برای ماکزیمم بهره طراحی کنید .
9.9: در این فصل ما معادلات دایره را برای بهره توان در حال کار ثابت بدست آورده ایم . آن می تواند نتیجه دهد که ماکزیمم بهره هنگامی که شعاع دایره بهره ثابت مساوی صفر است بدست می آید . با استفاده از این شرط ثبت کنید که ماکزیمم بهره قابل دسترسی در پایداری غیر شرطی است .
که K فاکتور پایداری است (K<1)
9.10: یک BJT در فرکانس F=750 MHZ کار می کند (و با پارامتر های S زیر داده شده: S11=0.56<-78 و S21=0.05<33 و S12=8.64<122 و S22=0.66<-42 تلاش کنید که ترانزیستور را به وسیله پیدا کردن مجموعه مقاومتهای سری یا رسانایی های موازی برای پورتهای ورودی و خروجی پایدار کنید.
9.11: در مثال 2 عامل پایداری بر مبنای معادله دایره ورودی بدست آمد. با معادله دایره پایداری خروجی شروع کنید و نشان دهید که نتیجه یکسان (9.24) بدست می آید .
9.12: یک BJT در فرکانس F=7.5 GHZ عمل می کند و بر مبنای این است که پارامتر S با S11=0.85<105 داده شده است . فرض شده است که ترانزیستور در پایداری غیر شرطی است تا اینکه تقریب یک سویه بتواند زده شود . ماکزیمم بهره منبع را پیدا کنید و دایره های بهره منبع ثابت را برای مقادیر مناسب انتخاب شده برای gs بکشید .
9.13: یک MESFET در یک آمپلی فایر تک طبقه ای در 2.25GHZ استفاده شده است . پارامتر های S در آن فرکانس و تحت شرایط با یاس داده شده در زیر شده اند .
S11=0.83<-132 ، S12=0.03<22 و S21=4.9<71 و S22=0.36<-82 برای یک بهره 18-dB از فرض یک سویه بوسیله تنظیم 0=S12 استفاده کنید و :
(a اگر مدار پایدارغیر شرطی است مشخص کنید.
(b ماکزیمم بهره توان را قسمت انتخابهای بهینه ضرایب انعکاسی پیدا کنید .
(c ضریب انعکاس بار را تنظیم کنید تا اینکه بهره دلخواه با استفاده از دوایر بهره ثابت تشخیص داده شود .
9.14: یک BJT در یک تقویت کننده در فرکانس 7.5 GHZ استفاده شده است پارامتر های S در آن فرکانس و تحت شرایط با یاس به صورت زیر می باشند .
P535.
، ، ، به بهره 19dB نیاز داریم. از فرض یک سویه استفاده کنید و
(a بهره توان ماکزیمم را با انتخاب بهینه ضرایب انعکاس پیدا کنید.
(b ضریب انعکاس بار را تنظیم کنید تا اینکه بهره مطلوب با شرایط عملکردی پایدار حاصل شود .
:9.15 یک تقویت کننده سیگنال کوچک که با یک BJT در 4GHZ کار می کند بطور مناسب با یاس شده و پارامتر های S زیر را دارد .
، ، ،
اگر یک روش طراحی یک سویه صورت گیرد ، خطای صورت گرفته را حدس بزنید .
9.16: یک BJT باmA IC=10 وv 6VCE= در فرکانس F=2.4GH کار می کند . بر طبق آن پارامتر های S آن عبارتند از: ، ، ، مشخص کنید که آیا ترانزیستور پایدار غیر شرطی است؟ و مقدار ضرایب انعکاس منبع و بار را که ماکزیمم بهره را بدست می دهند پیدا کنید.
:9.17 از BJT یکسان با مسئله 9.16 استفاده کنید و یک تقویت کننده طراحی کنید که بهره توان انتقالی آن GTmax60% باشد. به علاوه یک تطبیق خوب را در پورت ورودی تقویت کننده تضمین کنید.
9.18: یک MESFET که در 9GHZ با شرایط بایاس مناسبی کار می کند ، دارای پارامتر های S زیر است: ، ، ، یک تقویت کنند طراحی کنید که با 80% GTUmax کار کند علاوه بر این مطمئن شود VSWRout=1 است یا نه.
9.19: در بخش 9.4.9 به این موضوع اشاره شد که طراحی بهره ثابت برای یک ورودی تطبیق شده در معادله دایره زیر نتیجه می شود:

نشان دهید که مرکز dg0 و شعاع rg0 با معادلات زیر بدست می آیند.
و

.P 536
9.20 برای دایره بهره آماده ثابت (9.66 را ببینید) نشان دهید که

9.21: یک ترانزیستور RFG197X با VCE=8V و IC=10mA پار مترهای s زیر را که در فرکانس f=1GHZ اندازه گیری شده اند دارد . ، ، و عدد شایستگی یک سویه را مشخص کنید و بهره انتقالی تقویت کننده طراحی شده با فرض های یک سویه و دو سویه را مقایسه کنید.
9.22: BFG33 یک BJT است که با و IC=5mA با یاس شده و نویز ها و پارامتر های S زیر را دارد :
جدول مساله 9.22
یک تقویت کننده کم نویز پهن باند طراحی کنید با مینمم بهره 10dB و عدد نویز که بیشتر از 3.5 dB نباشد .
9.23: یک تقویت کننده مایکروویو با استفاده از FET ، GaAs طراحی کنید که پارامتر های S آن در فرکانس F=10GHZ به صورت زیر باشند .
، ، ، ، trade-off posed را بوسیله پایداری بهره و VSWR تحلیل کنید.
9.24: یک تقویت کننده باند پهن با مشخصه های نامی VSWRin=4 ، VSWRout و GT=10dB به عنوان قسمتی از یک طرح تقویت کننده متعادل استفاده شده است . بدترین VSWR ورودی و خروجی و بهره جایگزینی تقویت کننده متعادل شدهرا اگر مقادیر لیست شده بتوانند تا %10 تغییر کنند.
9.25: در بخش 9.7.3 ما معادله (9.112) برای توضیح IP یک تقویت کننده دو طبقه ای لیست کردیم :
(a بدست آورید یک فرمول کلی را برای محاسبه IP یک تقویت کننده N طبقه ای.
P.537.
(b محاسبه کنید IP کل و عدد نویز یک تقویت کننده n طبقه ای را با فرض اینکه همه طبقات یکسان هستند و IPOW=35dBm و F=2dB و G=8dB دارند .
9.26 :یک تقویت کننده باند پهن 15-dB با استفاده از BJT با حلقه فیدبک طراحی کنید . مقدار مقاومت فیدبک را محاسبه کنید و مینم جریان کلکتور ترانزیستوررا پیدا کنید . فرض کنید که تقویت کننده در T=300 K کار می کند .
9.27: یک ترانزیستور پارامتر های S زیر را دارد .
، ، ، یک آمپلی فایر برای مینیمم عدد نویز ،اگر Fmin=3dB و و باشد طراحی کنید .
9.28: معادله (9.113) که رنج دینامیکی غیر کاذب (غیر دروغی) را بیان می کند . ثابت کنید .
9.29: یک آمپلی فایر، بهره انتقالی GT=25dB و پهنای باند 200MHZ دارد . عدد نویز F=2.5dB و 1dB نقطه فشردگی بهره است که باPout,1dB=20dBm اندازه گیری شده است . رنج دینامیکی و


دسته‌بندی نشده  یاس هارمونیکی نویز مینیم موازی منحنی مقاومتهای معکوس مزایا ماکزیمم گین کویل فیدبک فشرده فشردگی فرکانسی فرکانسهای فرکانس فایر ضمیمه ضرایب شرطی سیگنال سرما ساعات رنج ذخیره دینامیکی دوایر دماهای دایره تطبیق ترانزیستور تبخیری پورت پهنای پهن پایداری ببینید انعکاس انتقالی امپدانس اسمیت احتراق اپتیموم آمپلی VSWROMN VSWRIMN VSWR RF Pout Pin mds IP IMD image IC GT gm GHZ Fmin FET dBm dB civil BJT BFG

3 (32)

توسط باکتریهای موجود در دوره تخمیر شده و حاصل تخمیر اسیدهای چرب کوتاه زنجیره شامل اسید استیک، پروپیونیک و بوتیویک می باشد. استیک و پروپیونیک سریع جذب می شوند و به کبد می روند و با مکانیسم ناشناخته ای باعث کاهش خون می شود. بوتیریک توسط سلول های... ادامه متن

توسط باکتریهای موجود در دوره تخمیر شده و حاصل تخمیر اسیدهای چرب کوتاه زنجیره شامل اسید استیک، پروپیونیک و بوتیویک می باشد. استیک و پروپیونیک سریع جذب می شوند و به کبد می روند و با مکانیسم ناشناخته ای باعث کاهش خون می شود. بوتیریک توسط سلول های روده بعنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. در صورت عدم وجود گلوکز و گیوآمیز استفاده می شود در صورتی که از اسیدبرتیریک استفاده کنند هم باعث حفظ سلامت سلولهای روده می شود و تکثیر آنها می شود.
هم فیبرهای محلول و هم نامحلول باعث حجم مدفوع می شوند. سلولها چون تجزیه نمی شوند باعث حجم مدفوع می شوند با جذب ولی توان حاصل از فیبر محلول باعث باکتریهای روده و و حجم مدفوع می شود سلولها از طریق تکثیر باکتر یها موجود در روده باعث حجم مدفوع و حرکات بریلیت لپتیک کولون را داده در نتیجه مواد زائد را از کولون تسریع می کند در نتیجه اثر مثبت آن باعث می شود که مواد زائدرا که به کولون رسیده اند مواد سمی مواد غذایی اسیدی صفراوی و موادی را که هضم نشده اند این مواد سبب سرطان کولون می شوند(ا سیدهای صفراوی) و مواد سمی داخل مدفوع اگر به مدت طولانی درم هارت سلولها قرار بگیرد احتمال ابتلا به سرطان را می دهد.
پس چون زمان عبور مواد در کولون کاهش می یابدند مجاورت مواد با سلول ها کمتر و دقع صفرا سریعتر از مجاری ماود سمی با سلول ها جلوگیری و احتمال سرطان را کاهش می دهد و در رژیم گیاهخواران.
سرطان معده
نیتراتها باعث سرطان معده می شوند نیتراتها و نیتریتها و نیتروآمینها، نتیرات و نیتریت براحتی با آمینها ترکیب و تولید نیتروز آمین می کند که نیتروآمینها سبب ایجاد سرطان می شود. در هویج، چغندر قند، نیتراتها و نیتریتها زیاد می باشند.
در رژیم گیاهخواری + رژیم عادی مواد نگهدارنده = نیتروزآمینها
جلوگیری
240030034290000329565030480000ویتامین C از تبدیل نیترات نیتریت نیروزآمین. اگر V.C بسار مصرف می شود نقش محافظت کنندگی در ایجاد سرطان معده دارد.
باکتریی هلیکوباکتریبلوری یک عامل ناشناخته شده برای زخم معده و سرطان معده می باشند. V.C باعث کاهش هلیکوباکتر می شود به این ترتیب از ابتلاء سرطان معده جلوگیری می کند.
سایر سرطانها
سرطان ریه در گیاهخواران کمتر از بقیه دیده می شود کسانی که روزانه بیشتر از 1 واحد میوه مصرف می کنند در مقایسه با کسانیکه کمتر از 3 واحد میوه در هفته مصرف می کنند امکان احتمال سرطان ریه75% کاهش می یابد.
عوامل موجود در ایجاد سرطان ریه کاروتن و E
در دروه های IU روزانه تجویر کردند کسانیکه سیگاری هستند وقتی می خورند بیشتر مبتلا می شوند حیوانات آزمایشگاهی مواد موجود دود سیگار با ممکن باعث ایجاد مواد سمی می شود که باعث سرطان ریه می شود. بنابراین مکمل بتاکاروتن را برای او 3035300571500+
00+
توصیه نمی کنند. غیر سیگاری است.
2971800-22860000354330022860000 ( سرطان)
در رژیم گیاهی W3 بصورت لینولیک می باشد با سرطان پروستات ارتباط مستقیم و FPA,DNA باعث ارتباط غیر مستقیم دارد. ( کاهش سرطان) .
سبزیجات و میوه جات و کشمش و میوه های خشک با سرطان پروستات ارتباط عکس دارد. مصرف سویا بخطر ایزوفلادونوئید نقش محافظت کننده ای دارد و ایروفلاونوئیده چون خاصیت فیتواستروژنی درند با عث کاهش می شوند و حاوی فیتوتسترون هم می باشند که از ابتلا به سرطان پروستات جلوگیری می کنند.
سرطان پانکراس
ابتلا به سرطان پانکراس در گیاهخواران 80% درصد در مقایسه با غیر کمتر می باشد. با میوه های خشک مثل خرما و کشمش ارتباط معکوس دارد( پیشگیری کننده ها)
سرطان مثانه
مصرف گوشت قرمز 2 برابر به احتمال ابتدا به سرطان مثانه را می دهد و مصرف گوشت کم و آنتی اکسیدانها زیراد در رژیم غذای گیاهخوار می باشند.
سرطان سنیه
مصرف چربیها، وزن بدن، تغییرات هورمونی به سرطان پستان مربوط است. هورموون استروژن با سرطان پستان در ارتاباط است. رژیم گیاهخواری باعث ترشح استروژن وطولان یبودن سیکلهای قاعدگی C بلوغ دیرتر روی میدهد. هرچه بلوغ زودتر روی دهد سرطان سینه و فقط استروژنهای رژیم غذایی گیاهخواری در سویا و ترکیبات مشابه که گیرنده استروژن در بدن متصل می شود ولی فعالیت کمی نسبتاً به استروژن دارد و از ابتلا به سرطان سینه و رحم جلوگیری می کند.
2857500114300+
00+
274320011430000 مصرف شیر با سرطان سینه ارتباط چون یکی از منابع عدددی که استروژن در آن زیاد می باشد شیر می باشد چو به گاوات تزریق میباشد که تولید شیر و بین این حالت استروژن که وارد ریشه می شود با سرطان سینه ارتباط مستقیم وجود دارد.
بیماریهای کلیه:
اگر مقدار دریافت pro زیاد باشد( رژیم پروتئین) ارتباط بای بیماریهای کلیه دارد گیاهخواری چون pro ابتلا کم دفع اوره، مقدار فسفر و پتاسیم در رژیم غذای بیماریهای کلیه می بایتسی مورد نظر قرار گرد. در رابطه با اوره در بیماران کلیوی پروتئین می دهیم که بارکیته را زیاد نکنند. موجود در pro گیاهی مشابه حیوانی نیست و مقدار زیادی گیاهی استفاده می شود برای تولید انرژی و دفع اوره را می دنتهند. سپس پروتئین حیوانی میدهیم. گیاهی هم استفاده می شد و بعد آن را تکمیل می کنیم و الگوی مشابه حیوانی می کنیم و تولید را به حداقل می رسانیم PRO گیاهی مشابه الگوحیوانی نسبت پس در پی PRO ساز بکار نمی روند و دفع آنها بالا می باشد اوره آنها.
عموماض 70 درصد ارزش بیولوژیکی بالا مب باشد و 30 درصد آن ارزش بیولوژیکی پائین میباشد.
در رژیم گیاهخواری Kزیاد دارد اگر بیمار کلیوی هیپرکالمی بود باید رژیم گیاهخوای و صنایع گیاهی را محدود کنیم. در بیماران کلیوی مقدار K بسیار باید محدود گردد.
فسفر، پنیر و لبنیات و پروتئینهای حیوانی مقدار زیادی فسفر دارند. حبوبات و مغزها و دانه های روغنی Pزیاد دارند. اسید فیتیک 3 گروه فسفات دارد و حاوی مقدار زیادی فسفر می باشد. پس صنایع گیاهی را به دلیل مقدار زیاد فسفر محدود می کنیم گوشت می دهیم که هم pro تأمین کند + تا حدودی p .
مصرف سویا باعث کاهش دفع آلبومین در افراد آلبومین اوره می شود کسانیکه در هقته اول ننزوپاتی هستند و دیابتی فسفر باعیث کاهش دفع pro از ادرار می شود.
288925023495000372110022860000 بیماران کلیوی اوره دفع پروتئین
K را چون سریع دارد آب می شود وارد آب پخت شد آب را دور می ریزیم + و k سویا چون ارزش آنها بالاست + p را می توانیم محدود کنیم و با خیساندن آن را به مقدار کمی خارج کنیم.
روزانه g 28 سویا فسفر آن باز هم درصد مجاز می باشد.
فیتات بیشتر دفع می شود و جذب آن کم است ولی اگر تخمیر شده باشد p آن باز شده و در دسترس قرار می گیرد و جذب می شود.
تغذیه ورزشکاران
مواردی که در فیزیولوژی ورزش مهم می باشد:
قدرت عضله
توان عضله
تحمل عضله
قدرت عضله: برابر با سطح مقدار عضله می باشد که هرچه حجم در سطح قطعه عضله بیشتری باشد صدرت بیشتر است بازای هر سطح ه بیشتر باشد قدرت بیشتر است بازای هر سطح عضله بیشتر باشد قدرت عضله را نیز پس می دهد و قدرت عضله
4-3 کیلوگرم می باشد.
توان و فشاری که عضله می تواند تحمل کند.
قدرت
X= 150
مثلاَ یک عضله kg 525 فشار را می تواند تحمل کند ولی تاندونها نمی توانند.

توان عضله عبارت است از kg 1 متر بر دقیقه می باشد یعنی در min 1 یک جسم وزن kg 1 را به فاصله متر 1 در مدت 1دقیقه جابجا می کند. توان عضله به عواملی بستگی دارند که عبارتند از:
1) قدرت عضله
2) به تعداد دفعاتی ه عضله در هر دقیقه منقبض می شود.
3) هرچه قدرت یا فعالیت بدنی طولانی بلاشد توان متر می شود و توان برحسب زمان تغییر می کند در 5 تا 8 ثانیه اول توانعضله در یک ورزشکار حرفه ای می باشد و در یک دقیقه بعد این توان به کاهش می یابد و اگر برای نیم ساعت ادامه یابد توان می شود.
ورزشی که 5 تا 8 ثانیه طول بکشد پرتاب نیزه، دو سرعت 50 متر حدوداً 5 ثانیه زمان می برد ک برای آن توان فرد 7000 می باشد و برای دوماراتون توان فرد 1700 می باشد.
آیا توان ورزشکار با سرعت دویدن ورزشکار ارتباطی دارد یا نه؟ در دو ماراتون سرعت از دو سرعت کمتر است و در دو سرعت اگر بدوند و دو ماراتون با سرعت تقریباً می باشد ولی توان می باشد چرا سرعت فرد نصف شده ولی توان وی سرعت چون توان تبدیل به سرعت می شود.
تمام توان اگر به کار فیزیکی تبدل می شو انتظار می رفت توان با سرعت ولی کارآیی تبدیل توان به کار فیزیکی صددرصد نیست. وقتی توان بالاتر می باشد راندمان آن یا بیشتر است نسبت به وقتی که توان کمتر است.
برآیند توان=
برایند توان=
وقتی سرعت زیاد است هدر رفتن انرژی بیشتر است.
45720022860000 تحمل عضله عبارت است از: هرچه انرژی که دردسترس عضله قرار می گیرد تحمل عضله است که تحمل عضله را براساس مقدار کلیگوژن اندازه گیری می کنند. هرجهGiy چون سفت ترجیحی عضله است پس عضله بیشتر می تواند باری که به آن وارد شده است را تحمل کند. به منبع انرژی در دسترس عضله مربوط است. جایی که می توانیم در رابطه با تغذیه بیشتر روی آن کار کنیم.
مدت زمانیکه بتواند یک باری را تحمل کند.
عواملی که روی سطح مقطع عضله نقش دارد: قطر عضله


برای قدرت و توان عضله که اگر بتوانیم قطر عضله را دهیم قدرت عضله می یابد.
1) تمرین ورزشی
2) تغذیه
3) تستوسترون
4) ارث
تمرین
اگر تمرین ورزشی باعث شود که عضله در حداکثر میزانی که منقبض شود این انقباضات باعث قطر عضله می شوند. ولی اگر باعث حداکثر میزان انقباض عضله شود قطر عضله نمی یابد.
پس در تمرین حداکثر میزان انقباض هم می باشد.
تسترسترون:
باعث قطر عضله و حجم سلول
ژنتیک هم عاملی است که در آن قطر عضله مؤثر می باشد.
عاملی که باعث قطر عضله می شود:
در حالت ایجاد میشود:
1) قطر فیبر افزایش یابد.
2) تعداد فیبر افزایش یابد.
اولین اتفاقی که رخ می دهد قطر فیبر زیاد می شود وقتی قطر فیبر به حد خاصی می رسید به 2 میوفیبر تغییر می شود که سبب تعداد فیبر می باشد.
فیبر ها در عضله یکسان نیستند. عضله از واحدهای مضرابی تشکیل شده که هرکدام از مضربی دیگر در آنها و فیبر ها هستند. فیبرهای عضلانی دو دسته هستند:
1) فیبرها با تدیچ سریع( انقباضات سریع) فسفاژن بی هوازی انرژی سریعاً آزاد
2) فیبرها با تدیچ آهسته( انقباضات کند) سیسم هوازی انرژی کند
یکسری از فیبرها سریع چرخش پیدا می کنند و سریع منقبض می شوند و دیگری برعکس. این دو فیبرها از لحاظ فیزیولوژی متفاوت هستند و ساختمان مشابه ندارند. فیبرهای سریع منبع سوخت آنها سیستم فسفاژن می باشد و سوخت فرد از سیستم بی هوازیتأمین می کنند. تریچ آهسته منبع انرژی آنها بیشتر سیستم هوازی می باشد.
در آهسته میتوکندری بیشتر به میوگلوبین بیشتر و عروق خونی بیشتری دارد و در سریع کمتر است. در جائی که فیبر تریچ سریع قطر آن دو بربر از آهسته می باشد نسبت تریج سریع و آهسته د ر همه افراد یکسان می باشد و تمرینات ورزشی باعث تغییرات آنها می باشد.
آهسته
48006008255000سریع
ورزشکارانی که دو ماراتون
تمرین ورزشی سبب می شود که نسبت آهسته و سریع به یک نسبت افزایش یابد دریک فرد ورزشکارانی که ورزش دو سرعت انجام می دهند تریچ سریع بیشتری نسبت به افراد دیگر دارند و می یابد ولی نسبت آنها در یک فرد یکسان است کسی که دور ماراتون انجام می دهد بطور ارثی آهسته بیشتری در مقایسه با سایر افراد دارد چون بطور ارثی این توانایی را داشته وارد ورزشی شده نه اینکه ورزش باعث آن شده است.
18% 63%
125730034290000377190034290000دوماراتون دو سرعتی
82% 37%
55% سریع
45720001143000045% آهسته
این افراد بطور ژنتیکی استعداد ورزشی خاصی را داشته اند. در صورت عدم وجود استعداد فرد یک قدر توانایی پیدا می کند تا به حد نفر اولی که ژنتیکی استعداد دارند نمی رسند.
منابع انرژی فسفاژن: بی هوازی و هوازی
سیستم فسسفاژن در کل این سیستم تأمین کننده10-8 ثانیه از انرژی مورد نیاز سلولی می باشد.
ATP در درون سلولی مقداری ذخیره می شود اگر فرد بخواهد یک ورزش سریع انجام دهد که 2 تا 3 ثانیه طول بکشد مقدار ATP می تواند به مدت 3-2 ثانیه انرژی مورد نیاز برای انقباضات سلولی را فراهم می کند.
ذخیره ATP باندازه O2 3 اونس می باشد د رکل بدن که برای 3-2 ثانیه انرژی تأمین می کند. g 28 = 02
کراتین فسفات در عضلات بصورت ذخیره می باشد که می تواند به تبدیل می شود.
کراتین کیناز
342900342900001943100228600انرژی – فسفات
پرانرژی
00انرژی – فسفات
پرانرژی
331470034290000 سبب تبدیل ADP به ATP + کراتین
کراتین فسفات می شود که ATP برای انقباضات می رود.
کراتین فسفات مقدارE مورد نیاز را برای مدت 5 تا 8 ثانیه تأمین می کند.
برای تبدیل ADP به ATP یک شیب انرژی باید وجود داشته باشد یعنی انرژی که از کراتین فسفات می آید باید بیشتر از آن باشند.
274320034290000 E مورد نیاز ATP ADP
E= مورد نیاز کراتین کراتین فسفات
تأثیر تغذیه بر روی افزایش میزان کراتین فسفات مصرف کراتین به ورزشکاران سبب میزان کراتین فسفات می شود که می توانیم به این ترتیب در مدت زمان کوتاه ورزشهای سرعتی را می دهد.
* رژیم غذایی میزان سسیتم فسفاژن و هرچه ببشتر می تواند ورزشهایی را که سریعتر هستند بهتر انجام دهد.
سیستم بی هوازی
ورزش طولانی مدت تر سپس منبع دیگر انرژی که در اینها بتواند مورد استفاده قرار گیرد عبارت است از:
هوازی
240030034290000400050035560000454025035560000 گلکوژن گلوکز اسیدپیودویک سیکل کربن 2 ATP
اسیدلاکتیک 38-36 ATP
سرعت تولید انرژی از مسیر بی هوازی 5/2 بیشتر از مسیر هوازی می باشد چون E سریعت در اختیار سلول قرار می گیرد که فقط تا 2 هفته می تواند E تآمین کند.
اسیدلاکتیک سریعاً بعد از تولید درعضله وارد خون می شود و از آنجایی که کلیه و گاهی در خود عضله می رود برای ورزشکاران حرفه ای در خود عضله اسیدلاکتیک آن را به پیروریک تبدیل می کنند ولی در کبد سرونیک به گلوکزتبدیل می شود در عضلات روی دور بهتر سریعتر اتفاق می افتد و مانع از ورود دلاکتیک به خن جلوگیری و ایجاد خستگی جلوگیری * در کبد ابتدا به اسیدییددویک و بعد به Glo تبدیل
وقتی اسیدلاکتیک در خون محیط خون اسیدی و آنزیمهایی را که بدن برای متابولیسم نیاز دارد غیر حل در بدن احساس خستگی می کند هرچه بدن توانایی داشته باشد که اسیدلاکتیک را سریعتر خارج کند احساس خستگی می کند. احساس خستگی در ورزشکاران حرفه ای کمتر چون لاکتیک فراهم در ماهیچه و هم در کبد مورد مصرف قرار می دهند.
برای رفع خستگی ناشی از اسیدلاکیتک مصرف سبزیجات وقلیای کردن محیط خون با صرف بی کربنات که در نوشابه های ورزشی است تا محیط گردش خون مهره می شود و PH اسیدی از بین می رود. سبزیجات چون پتاسیم بالا دارد وجود K باعث کاهش خستگی عضلات می شود ضمن اینکه دارای باقیمانده قلیایی هستند.
به منبع دائمی انرژی نیاز داریم که E را بطور د ائم د رهنیتار بدن قرار میدهد.
گلوکز
چربیها
پروتئینها
بن این منابع تأمین کننده بدن در موقع ورزش ترجیح می دهد ابتدا از گلوکز استفاده کند.
گلوکز به صورت گلیکوژن در بدن است.
چربی ذخایر انرژی
پروتئین گلوکونئوژنر سیکل کربن تولید انرژی
سلول ترجیح میدهد که با توجه به دلایل مختلف در ابتدا از G/V بعنوان منبع انرژی استفاده کند زیرا:
چربی در مقایسه با CHO بازای مقدار ثابتی O2 انرژی کمتری تولید می کند. بازای هر lit اکسیژن مصرفی گلوکز انرژی تولید می کند در صورتی که چربی تولید انرژی می کند.
445770034290000

یعنی یکی از مزایای استفاده از Giv که سلول ترجیح میدهد بازای مقدار ثابتی بیشتری یا مشخص کالری زیاد چون رساندن به بافتها یک از محدودیت های ورزش می باشد.
اینکه جریان خون بتواند را به بافتها برساند یکی از محدودیت های ورزش می باشد.
وقتی Giv بخواهد تبدیل به انرژی می شود در مقایسه با fat سرعت آن دو برابر است. چربی ذحایر
تولید ATP ولی Giv های این مسیر را سریعتر طی می کند.
ولی نوع ورزش، شدت و طول مدت روی سقف مصرفی اثر می گذارد.
* گلیکوژن کل آن در کبد و عضله حداکثر تا 2 ساعت در هنگام ورزش اثر مورد نیاز بدن را تأمین می کند.( در حالت استراحت 12 ساعت)
* اگر شدت ورزش زیاد گلوکز
* اگر شدت ورزش زیاد طولانی گلوکمز بتدریج چربی به همین دلیل دو ماراتون چون ازذخایر چربی زیادی استفاده می کند خیلی لاغر می باشند.
5/0 ساعت بعد چربی
برای متابولیسم چربی به CHo در بدن نیاز داریم. استیل COA با انگرالواستیک سیکل چربی
اگر کربوهیدرات نباشد چربی به اجسام کتونی تبدیل می شود. و بدن نیز بتدریج تنطیم می کند و یکدفعه دو ساعت از Giy استفاده نمی کند. در اینجا بحث انرژیی کم از چربی تولید می شود از GIV بیشتر نمی باشد.
160020034290000 با سرعت آهسته
457200000گلوکز پیاده روی طولانی ذخایر چربی مصرف کاهش وزن پیاده روی
45720011430000 زمان طولانی
GIV چربی قند خون نفت GIY تمام شده از PRO استفاده می کند ولی درحالت عادی میزان شکسته شدن Pro می باشد. در ورزش بدن از pro عضلات برای تولید E استفاده کند ولی به چه نسبت بستگی به ذخایر دارد پس بعد از روز کمی باید pro استفاده گردد. مقدار پرت pro آنقدر نمی باشد که مشکلی ایجاد کنند.
تست ورزش
براساس حداکثر سرعت مصرف اکسیژن شدت ورزش را تعیین می کنیم.
حداکثر سرعت مصرف اکسیژن هر چه کمتر باشد شدت کمتر ولی اگر بالا وبیش از 115 درصد باشد دارای شدت بیشتری می باشد.
پیاده روی کمی دارد.
فیزیولوژی ورزش:
آیا سیستم ریوی کار خود را بخوبی انجام نمی دهد که را وارد گردش خون می کند و بعد به بافت یا گردش خون عامل محدود کننده می باشد به بافتها.
ریه
قلب
445770011430000گردش خون
4457700000 عروق
ریه یک ظرفیت انتشاری دارد که عبارت است از مقدار اکسیژنی که از کیسه هوایی وارد گردش خون می شود Mlit اکسیژنی که بازاء هر میلی متر جیوه اختلاف فشار بین فشارنسبی اکسیژن در کیسه های هوایی و فشار نسبی اکسیژن در گردش خون منتقل می شود.
کیسه هوا a1 p اکسیژن
بازای 1mumg اختلاف فشار چقدر می تواند منتقل شود
خون a0 p اکسیژن
ظرفیت استثنایی اکسیژن در حالت فعالیت بدنی سه برابر می شود. چون فشار اکسیژن در عروق خونی با اختلاف فشار باشد و هرچه اختلاف بیشترباشد انتقال بیشتر می شود.
2- در حالت طبیعی عکس کیسه های هوایی باز نیستند و تبادل با خون ندارند ولی وقتی ورزش می کنیم تمام عروق خونی باز و تمام کیسه های هوایی تبادل را انجام می دهند.با توجه به ظرفیت انتشاری اکسیژن ریه ها عامل محدودکننده در رساندن به سلول ها نیستند و گردش خون عامل اصلی محدودیت می باشد.
یعنی سیستم قلب عروقی کارایی لازم برای رساندن اکسیژن را به سلولها ندارد.
گردش خون و قلب تا جائیکه ممکن باشد سعی می کند این کمبود را جبران می کند با تعداد ضربان قلب و فشار خون که را به سلولها می رسانند که سلول های عضله نیاز بیشتری به دارند د رحالت عادی 6/3 میلی لیتر بازار هر g10 عضله خون به عضله می رسد ولی در هنگام فعالیت 90میلی لیتر بازای هر g 100عضله خون به آن می رسد.
عروق خونی دستگاه گوارش و سایر قسمتهای خون را بیشتر به عضلات می رسانند. عضله در هنگام منقبض شدن عروق خونی آنها منقبض می شود. در نتیجه سبب می شود خون به عضلات برسد ولی بدن خود را به اینصورت تنظیم می کند که وقتی عروق در حال انقباض می باشد تمم اکسیژنی که دارند عضلات استفاده می کنند. عضلات منقبض موجود د رخون را استفاده کنند که سبب عوامل کاهش اکسیژن و و ترکیب نیتریک اکسید باعث می شود که آنها باعث می شوند عروق منبسط شود.
تغذیه ورزشکاران
مایعات:
نیاز به مایعات در ورزشکاران افزایش می یابد. در حالت عادی حجم خون ثابت می باشد. در ورزشکاراان مصرف مایعات خیلی مهم می باشد زیرا:
1- در اثر ورزش حرارت بدن افزایش می یابد. زرا 100 درصد انرژی به کار مکانیکی تبدیل می شود و 25 فقط تبدیل و 75% بصورت حراردت از بین می رود. راه حل تبدیل E به کار مکانیکی 55% نیست پس مقدار انرژی صرف تولید گرما می شود در جه حرارت می یابد. راههایی که بدن به حرارت جلوگیری می کند چون اگر بالا برود آنزیمهای شده و مناتوره شده و مرگ سلولی رخ می دهد. پس بدن باید سیستمی داشته باشد که درجه حرارت جلوگیری کند که عبارتند از:
- تعریق
در جه حرارت بدن جریان خون را ازقسمت مرکزی به سطح بدن می هد حرارت از قسمت مرکزی به سطح تولید تا حرارت بدن دفع شود.
افزایش سطح حرارت بدن به خون منتقل می شود که باعث در جه حرارت خون و جریان خون می شود. حال حرارت باید از خون به بیرون منتقل شود از طریق مکانیسم بدن حرارت تولیدی در مرکز را به سطح بدن منتقل می کند.
تعریق
از طریق هدایت یعنی از جایی که سردتر به جای گرمتر می رود.
Radiation رادیاسیون از طریق انعکاس همه حرارت منتقل می شود.دیاسیون از طریق انعکاس همه حرارت منتقل می شود.
گرمازدگی در ورزشکاران چون حرارت منتواسته از طریق این مکانیسم ها حرارت را دفع کند در محیطی که حرارت بیشت راز بدن باشد هدایت روی نمی دهد بلکه از محیط به بدن حرارت می تابد. و در محیط گرم تعریق عامل مهومی دردفع حرارت می باشد.
بازای هر lit عرق کردن حرارت بدن kcol 580 انرژی از بدن دفع می شود بصورت گرمای. حال اگر در محیطی قرار بگیریم که هم گرم و هم مرطوب باشد( سهمی) از سه مکانیسم بالا میزان تعریق کاهش می یابد و تحمل بروز گرمازدگی در محیط شرجی خیلی زیاد است پس مصرف مایعات را باید بیشتر کنیم.
ورزشکار برای دفع بدن به تعریق نیاز دارد پس مایعات را باید قبل ورزش در حین ورزش و پس ا زورزش مصرف کنند هیدراته نشود و تمرین به میزان مناسب صورت بگیرد.
عوامل تعیین کننده میزان نیاز بدن به مایعات در ورزش عبارتند از:
1- نوع ورزش
2- مدت ورزش
3- درجه حرارت محیط
4- آمادگی ورزشکار( یعنی چه مدتی ورزش می کند)
5- طول مدت ورزش
* اگر فردی که مدت طولانی دارد ورزش می کند تا فردی که تازه شروع به ورزش کرده میزان تزریق د رکسی که تازه شروع به ورزش کرد و عرق می کند تا کسانی که ورزشکار حرفه ای هستند یعنی بدن یاد می گیرد تا سریعتر آن حرارتی را که یافته است دفع کند.
* ورزشکار حرفه ای سیستم بدنش یاد گرفته که حرارت را باتعریق که یک راه هم دفع حرارت است از بدن فرد به سرعت درو کند ولی نوع عروق ورزشکار حرفه ای ترکیب اصلاح در عرقش کمتر از نسبت به فردی است که تازه شروع کرده. این تازه شروع به ورزش بیشتر املاح دفع می کند و حرفه ای بیشتر آب.
* هرچه ورزش طولانی تر و عرق نیاز به مایعات می یابد.
* فصل و حرارت میحط مؤثر باشد نیاز بدن به مایعات می یابد.
مکانیسم جذب مایعات ک سریع جذب می شود ودر ورزشکار باشد.
مایعات وارد روده و معده می رود جذب مایعات از ابتدای روده کوچک در دئودنوم وژژنوم می باشد که در آنجا 65% مایعات جذب می شوند. در روده بزرگ نیز جذب مایعات که حدوداً 15% مایعات مصرفی در روده بزرگ جذب می شود.
مشکل اینجاست که مایعات باید معده را خالی کنند و بعد وارد روده شوند پس عواملی که تأثیرگذار در قسه معده هستند به فرد آب خالص Glo++ الکترولیت دهیم معده به این علت باقی می ماند که از این شدت از بین این مواد
عوامل مؤثر در تخلیه مواد از معده:
1- در خصوص مایعات و مواد غذایی اسمولاریته مواد باید به حدی برسد تا اجازه خروج از معده را داشته باشد اگر اسمولاریته مواد باشد املاح اجازه خروج ندارد وقتی اسمولاتور به حد مشخصی برسد آنوقت ماده هیتر، توجو، هیبواسمولاری می باشد و اسمولاریته پایه مشخص 285 اگر اسمولاریته الز 285 بیشتر باشد باقی می ماندد تا ترشحات معده به آن اضافه شوند تا اسمولاریته آن کاهش یابد اگر wos 300 باشد شیره های گوارشی اضافه محیط دقیق می کند به 280 می رسانند. هرچه اسمولاریته بیشتر باشد ماده بیشتر در معده می ماند تا شیره های گوارشی و محیط دقیق اجازه خروج پیدا کند.
اگر ماده هیپواسمولار باشد سریع خارج می شود پس مواد موجود وهیپو سریعاً معده را تصفیه می کند پس ا گر تأخیر در تخلیه داشتید به معنی تأخیر در جذب همگی می باشد.
Cl,K,Na+GIV بی کربنات هرکدام یک اسمولاریته ایجاد می کند تا هرچه تعداد آنها بیشتر باشد اسمولاریته بیشتر پس مایعات را باید طوری برای ورزشکاران تنطیم کنیم که و هیپواسمولار می باشند پس نوشابه های ورزشی یا هر مایعی باید اسمولاریته از 280 بیشتر نباشد.
از هامل دیگر که در تخلیه اثر می گذارد حجم مایعی که در داخل معده می باشد از قبل یالان آن را اضافه کرده ایم مایعاتی که استفاده می کنیم باید حجم آن در باشد که اجازه خروج را بدهد از معده. اگر از قبل cc 250 مایع در معده باشد+ آب آب 250 = حجم معده cc 500 و cc 350 سریعتر از معده تخلیه می کند. اگر در معده مایع باشد و مایعات را بخوریم معده را تخلیه می کند تا زمانی که معده خالی بوده است که جزء ذخیره فیزیولوژی معده می باشد. اگر هضم مایعات قبل در داخل معد+ مایع جدید بیشتر باشد معده آن را سریعتر خالی می کند. معده نمی آید نمی آید تمام آب را خالی کند یک مقداری باید مایعات در داخل معده بماند و بعد تخلیه شده ولی در اینجا چون از قبل مایع بوده است پس آن را خالی می کند سریع.
در صورتیکه حجم معده به یک حدی برسد cc 500 آن را خالی می کند ولی عملاً ورزشکار این حجم را نمی تواند بخورد در عین ورزش. حجم مایع در داخل معده هر چه بیشتر باشد مایعات سریعتر ماده را تخلیه می کنند.
500= ورزشکار250+250 باقی ( پس)
ولی عملاً امکان ندارد. 500= 400+100 پس
پس برای توصیه به ورزشکاران چون یکدفعه نمی توانیم و این که معده هم زود تخلیه شود چه کار بکنیم که ورزشکار همیشه یکسری آب در معده او باقی بماند. خواصی که ورزشکار مایعات مصرف می کند طوری تنظیم کنیم که همیشه یک حجمی در داخل معده آن باقی بماند.
20 دقیقه تأخیر
160020034290000که با هم خالی می شوند بعد 250
اگر 15 تا min 20 یکبار اتاپرال مایع استفاده کنیم حجم مایع درصدی است که از تخلیه مایع جلوگیری نمی کند و می گذارد آب داخل معده باشد.
معده را خالی نمی کند و را باقی می گذارد. در روده حجم مایه مقداری مایع مصرفی هم مهم می باشد.
3- برای توصیه های مایع که ورزشکار می خورد معده ماده غذایی را آنقدر نگه می دارد که همدما با بدن بشود و بعد خارج می کندو سابقاً می گفتند خنک باشد ولی د رجه حرارت مایعات تأثیری در تخلیه معده ندارد.
مایعاتی که به ورزشکار می دهیم.
آب خالص
آب +قند
آب + قند+ الکترولیتها
در صورت مصرف اب خالس – در طی ورزش فقط آب را از دست نمی دهیم و الکترولیتها هم هستند. در صورت از دست دادن آب حجم خون با مصرف آب خالص ولی الکترولیتها از دست رفته جبران شده پس خون رقیق می شود. رقیقی خون سبب هورمون ADH( یا آنتی دیورتیک هورمون یا وازوپرسین) که این هورمون از طریق استورسیتورها در جدار عروق در هیپوتالاموس نسبت به 1 اسمولاریته فوق حساسند.
491490034290000 فوق رقیق اسمولاریته پس اسمولاریته ها غیرفعال پس مقدار ترشح ADH را می یابد.
فوق غلیظ اسمولاریته پس اسمولاریته ها فعال و تولید ADH را می یابد.
هورمون ADH بار جذب آب را از توبولهای کلیه میدهد ( بار جذب آب) پس ADH بازبندی آماده در نتیجه دفع ادرار را داریم پس آبی که خورده بود( آب خالص) هم دفع شده، املاح جایگزین نشده و حجم خون هم نیافت.
افزایش دفع ادرار در هنگام ورزش سبب ایجاد مشکل بدنی ورزشکار می شود. آب خالص که سریع دفع شده به درد بدن نمی خورد پس آبی باید باشد که هم سریع تخلیه و هم مشکل آب خالص ایجاد نکند. پس آبی را که حاوی قند+ املاح K,Naبی کربنات تصفیه می کنیم ولی مقدار املاح باید بقدری باشد که سبب تبدیل آب به حالت هیپراسمولار نشود.
آل مخصوص ورزشکاران:
اگر غلظتGiv در آب 3-1% باشد در مقایسه با آب خالص بسرعت تصفیه معده در مورد هر تعدادی یکسان می باشد و تفاوتی ندارد. پس محلول نهایی GIV 3%-1 منفی ندارد.
آب مصرفی سدیم+ بی کربنات جزئی + پتاسیم هم اضافه می شود.
در صورتی که غلظت گلوکز را 15%بگذاریم هیپراسمولار می شود. در تخلیه معده تخلیه می باشد. اگر GIV 10% باشد در جذب مایعات از معده و روده محتوای هیپراسمولار در روده تنها نمی گذارد. آب جذب شود که سبب می شود از سلول های روده به داخل روده کشیده می شود و مشکل اسهال می دهد. پس به هیچ عنوان محلول 10 درصدO GI تصفیه نمی شوى ولی برحسب نوع ورزش محلول 6 الی 8 درصدGIV میدهیم.
مایعات چرا حاوی GIO و سوسیم باید باشند چون برای جذب Glo در داخل سلول از طریق مکانیسم انتقال فعال گلوکزجذب می شود که برای جذب به احتیاج داریم که ورود Glo به Na بداخل سلول می شود آب به داخل سلولهای روده کشیده می شود.
مکانیسم های جذب Glo و Na در محیط روده، Glo انتقال فعال با واسطه حاصل و مصرف انرژی می باید برای جذب Glo اول Na به عامل فصل و شکلیGlo ایجاد می کند که سبب اتصال Glo به می باشد بلکه هر دومتصل شدند Glo و سدیم به دخال سلول واردشدند.
ورود Glo و Na بداخل سلول آب هم از طریق اسموز بداخل سلول وارد می شود.
* محلولORS نمک و شکر آب دارد چون Glo و سدیم همزمان با هم جذ ب می شوند و آب را هم جذب می کنند نوع ورزش و حدت ورزش تعیین کننده این است که Glo 3-1% باشى یا 6 یا 8% باشد.
میزان مایعات:
چه میزان، قبل و بعد از ورزش باید صرف کند.
* 2 ساعت قبل از ورزش حدوداً ml 600-400 مایعات فرى می بایستی مصرف کند( 5/1 تا 5/52) که بدن فرد هیدراته شود. قند و الکترولیت همانطور و گلوکز بایستی دقیقاً تعیین شود.
*در ضمن ور زش هر یک ربع ثانیه min 20 حدوداً یک تا 5/1 مایعات باید مصرف کند. حاوی الکترولیت و گلوکز اگر وزنه طولانی 6-8% و اگر کوتاه 3-1% بهم.
* پس از ورزش فرد را وزن می کنیم بخوبین میبینید g 4500 کاهش وزن که فرد از دست می دهد 2 تا 53 مایعات باید مصرف کند.
1 پوند
مصرف قهوه باعث سرعت آزادسازی اسیدهای چرب از ذخای انرژی می شود در نتیجه دسترسی سلو لهای چربی می باید و تولید انرژی زیاد می شود در ورود به داخل سلول و انقباض سلول های عضلانی نقش مثبت دارد.
در ورزش های طولانی مدت بعتر است از آن استفاده شود چون کوتاه مدت Gly براحتی ما را تآمین می کند ولی دو ماراتن علاوه بر Gly نیاز داریم که از چربی هم بگیریم.
قهوه چربی خون به کبد سبب TG می شود پس توصیه نمی شود به مصرف آن در جهت لاغری.
کافئین 1 تا 2 ساعات قبل از ورزش می بایستی مصرف شود که کم کم ذخایر چربی آزاد شوند و باعث تولید انرژی گردند مقدار می تواند کافئین مصرف کند ورزشکار.
اول کاپا چینو = mg 75 کافئین
قهوه cc 200= mg 100-50
5 تا 4 قاش قبل از ورزش= mg 500 کافئین دارد mg 400
تمرین:
برای ورزشهای مختلف( شنا، دومیدانی، فوتبال، کوهنوردی، بستکتبال، والیبال، کشتی، کاراته و .... ) یکی را انتخاب کنید.
نیاز به انرژی، کالری، PAO کربوهیدرات....
171450057150000در حین تمرین و درزمان مسابقه ( قبل مسابه و پس از مسابقه) چه رژیمی فوتبالیست باید داشته باشد؟ روز مسابقه
تغدیه ورزشکاران
کربوهیدرات
نیاز به کربوهیدرات در مقایسه با غیرورزشکاران و ورزشکاران
برای افزایش میزان تحمل عضله در ورزشکاران بعید میزان Gly ماهیچه ها مؤثر است با مقایسه دو رژیم زیرکه 75% E از Glo در رژیم دیگری که 45% E از Glo تأمین می شود.

Fat Prb CHO
10%
40%
20%
20%
75%
45%
هرچه درصد CHO در رژیم باشد سنتز Gly درعضله بیشتر باشد رژیم 70% بیشتر باعث سنتز Gly می شود.
پس برای دخایر Gly در ورزشکاران باید میزان ذخیره GLY را را رژیم افزایش داد هم در هنگم تمرین و هم در مسابقه. افزایش میزان کربوهیدرات با وجود اینکه انرژی بیشتری و Gly افزایش می دهد 15% E از پروتئین و حداقل 15% E از چربی باشد 75 درصد کربوهیدرات می باشد چون حجم آن خیلی می شود م عملاً خوردن این رژیم مقدور نمی باشد g ورزشکارkcol 4000 انرژی نیاز دارد که 75% آن از کربوهیدرات g 7500 کربوهیدرا ( نان، برنج و .... ) می باشد که خوردن این همه عملی نیست.
واحد
هرواحد زمان

CHO برای روز تمرین
So برای اینکه هم ذخایر Blyهم ورزشکاران با مصرف زیاد غذا مواجه نمی شود. 60 تا 70% انرژی در یافتی از CHO باشد یک رژیم متعادل است که برای روز تمرین می باشد. برای یک رژیم روزانه که هر روز تمرین می کند.
برای روز مسابقه
یک ساعت قبل از مسابقه 4-3- یک غذای حاوی CHO بالا می دهیم. مقدار CHO نوع کربورهیدرات فرقی نمی کند.
* قبل از مسابقه
* حین مسابقه
* بعد از مسابقه
روز مسابقه ذخایر Gly را در مرحله ای که ذخیره شده فقط و از کاهش آن جلوگیری می کنیم سس کربوهیدرات را طوری می دهیم که Gly در طول مسابقه کاهش نیابد. پس برای اینکه ورزشکار بتواند ذخایر Gly خوبی در حین ورزش درصد بالا نگهداری شود در روز مسابقه رژیمی را که برای فرد در نظر می گیریم:
برای قبل از مسابقه 4-3 ساعت قبل از ورزش یک غذای حاوی CHO بالا میدهیم تا زمان ورزش غذای او هضم شده باشدکه این CHO در حین ورزش در مد بالای نگهداری شود در روز مسابقه رژیمی را که مربی فرد درنظر می گیریم.
مربی قبل از مسابقه 4-3 ساعت قبل از ورزش یک غذای حاوی CHO بالا می د هیم تا زمان ورزش غذای او هضم شده باشد که این CHO دراین3-4 ساعت هضم شود. نوع و مقدار CHO مهم می باشد مقدار میدهیم مصرف کند. نوع آن تفاوتی نمی کند فرقی نمی کند غذایی بخورد که نمایه بالا یا پائین می باشد.
غذا حاوی چربی و پروتئین هم می باشد س غذا نباید چرب باشد چون می خواهیم در 3 تا 4 ساعت هضم شود اگر چربی هضم غذا به تأخیر می افتد. پروتئین آن هم در حد معمول باشد 15% از پروتئین کافی است وقتی چربی محدود می کنیم pro هم محدود می کنیم pro هم محدود می شود.
یکساعت قبل از مسابقه به او CHO می دهیم این غذا اگر با نمایه گلسیمی بالا باشد 5/0 بعد انسولین ترشح انسولین زیاد باشد قندخون می یابد و تعداد آزادسازی چربی ها جلوگیری می کند و نمی گذارد ذخایر چربی آزادشود انی در حالت عادی می نامند. ولی برای خود ورزشکار هورمونهای ضدانسولین مقدارشان افزایش می یابد که از نفت قند خون جلوگیری می کنند و باعث رهاسازی چربیها می شود.
هورمون گلوکاگون NE,ER کورتیؤول افزایش می یابد که اتفاقی در انسولین هستد اول گلیکوژن در Gy کبد را تحریک که Glo آزاد و بعد از طریق گلکوژنر باعث قندخون باشد پس اگر یکساعت قبل از ورزش به افراد CHO با نمایه کلسی بالا بدهیم تأثیری ندارد چون قندخون و بعلت استرس افزایش یافته است.
پس فرقی نمی کند CHO نمایه گلسی بالا یا پائین داشته باشد ولی بهتر نمایه گلسی بالا بدهیم ولی چون اشتها ندارد به اوآبمیوه و نوشابه می دیهیم که هم آب تأمین می شود و هم قند خون بالا می آید.
بالابودن ذخایر Gly خون نسبت خون Gly وقتی د رعضلات ذخیره می شود مقداری آب هم به همراه مواد g 100 Gly آب هم دارد که افزایش وزن باعث کاهش کارآیی ورزشکار می باشد.
درحین مسابقه باید ببینیم چقدر CHO تبدیل به انرژی می شود بازاء هر دقیقه یا ساعت چقدر CHO مصرف کند که به E تبدیل شود. تقریباً بازای هر u 5ظ0 فعالیت بدنی فرد g 2 تا g 30 کربوهیدرات بدن مصرف می کند یعنی g 26 تا g 30 گلوکز را در هر 5/0 ساعت می سوزد. در حین ورزش براساس 1 تا 5/1 مایعات می دهیماگر سبک بود 1%-3 و طولانی 6%-8
Glo g 6 cc 100 6% = ال

هر یکبار یکسال آب بدهیم مایع حاوی 6% Glo بدهیم هم آب بدن را تأمین کردیو هم Glo مورد نیاز را سپس با توجه به قند که سریعتر جذب می شود آن قند را توصیه می کنیم.
گاماکتوز گلوکز فروکتوز مالتوزگزیلوز آرا بینوز
354330011430000422910011430000 انتقال فعال تسهیل شده
2)اگر گلوکز سریعاً خودش می تواند وارد جریان خون شود وبه عضوی برود ولی گالاکتوز یک مقدار زمان صرف تبدیل آن می شود. پس این گلوکز و گالاکتوز Glo را انتخاب می کنیمز
قند نوشابه های ورزشی بهتر است که بهتر است ترکیبی باشد چون برای عبور گلوکز با انتقال فعال کانال داریم و برای فروکتوز تسهیل شده 15 کانال داریم وقتی دو مکانیسم جذب داریم چون همراه هم کار می کند ا زدو طریق قندخون را به بدن می رسانیم. ولی اگر فقط Glo باشد کانال اشغال شده در صورتی که با فروکتوز از کانال های یگر هم می توانیم استفاده کنیم پس دو مکانیسم جذب بهتر است حتی اگر یکی از آنها سرعتش کمتر باشد.
موکلول مولکولGlo
100 مولکول Glo
سپس قندهایی می دهند که مکانیسم جذب متفاوت دارد تا سریعتر قندخون را دهد.
نوع کربوهیدرات در هنگام ورزش مهم می باشد که نمایه گیسی را بالا می برد.
سپس از مقایسه نوع رژیم سپس از ورزش رژیم غذایی را طوری میدهیم که ذخیره Gly بلافاصله یابد. از یک دقیقه تا 20 ساعت درجه فاصله می یابد غذا می دهیم تا ذخیره Gly تأمین گردد هرچه سریعتر بای غذای حاوی CHO رابدهیم تا زودتر ذخایر بارسازی شود مجموعاً u 5/0 ساعت بعد از ورزش بهتر است هر چه طولانی تر باشد ذخیره گلیکوژن بحد بازسازی که انتظار داریم نمی رسد.
g 600 کربوهیدرات برای ذخایر Gly که 20 ساعت طول می کشد ک بازسازی شوند.
Min 30
بعد از ورزش
بعد هر یک ساعت یک بار باقی را می دهیم. می توانیم آن را بصورت نوشابه های ورزشی که بهترین آشامیدنی است که بعد از ورزش ورزشکار ترجیح می


دسته‌بندی نشده  هورمون هوازی نوشابه منقبض معده معایب مسابقه مدفوع ماراتون گیاهی گیاهخواری گلوکز گرمای کولون کربوهیدرات کراتین قندخون فیبر فسفر فسفات غذای غذا عضله عضلات عروق سلولها سلول سریعتر سرطان ژیروسکوپی ریه روده رژیم ذخایر خونی خنک خستگی حرفه حرارتی تمرین تعریق پروتئین برایتون بازای ایزنتروپیک انقباضات اکسیژن اسیدلاکتیک اسمولاریته استروژن pro Na Gly Glo GIV CHO ATP ADH ـــــــــــــــــــــ

3 (31)

سعدی شیرازی INCLUDEPICTURE “http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/0/00/Sadi.png” \* MERGEFORMATINET تصویری خیالی از شیخ مصلح‌الدین سعدی ابومحمد مُصلِح بن عَبدُالله مشهور به سعدی شیرازی (حدود ۵۸۵ یا حدود ۶۰۶ ــ ۶۷۱ یا ۶۹۱ هجری قمری) شاعر و حکایت‌نویس فارسی‌زبان شیرازی... ادامه متن

دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE   دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE
سعدی شیرازی
INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/0/00/Sadi.png" \* MERGEFORMATINET تصویری خیالی از شیخ مصلح‌الدین سعدی
ابومحمد مُصلِح بن عَبدُالله مشهور به سعدی شیرازی (حدود ۵۸۵ یا حدود ۶۰۶ ــ ۶۷۱ یا ۶۹۱ هجری قمری) شاعر و حکایت‌نویس فارسی‌زبان شیرازی بود. از وی شعرهایی به زبان عربی نیز در دست است.
زندگینامه
سعدی در شیراز متولد شد. پدرش در دستگاه دیوانی اتابک سعد بن زنگی، فرمانروای فارس شاغل بود.
پس از درگذشت پدر، سعدی در حدود ۶۲۰ یا ۶۲۳ قمری از شیراز برای تحصیل به مدرسهٔ نظامیهٔ بغداد رفت و در آنجا از آموزه‌های امام محمد غزالی بیشترین تأثیر را پذیرفت (سعدی در گلستان غزالی را «امام مرشد» می‌نامد). غیر از نظامیه، سعدی در مجلس درس استادان دیگری از قبیل شهاب‌الدین سهروردی نیز حضور یافت و در عرفان از او تأثیر گرفت. معلم احتمالی دیگر وی در بغداد ابوالفرج بن جوزی بوده است که در هویت اصلی وی بین پژوهندگان (از جمله بین محمد قزوینی و محیط طباطبایی) اختلاف وجود دارد.
پس از پایان تحصیل در بغداد، سعدی به سفرهای متنوعی پرداخت که به بسیاری از این سفرها در آثار خود اشاره کرده است. در این که سعدی از چه سرزمین‌هایی دیدن کرده میان پژوهندگان اختلاف نظر وجود دارد و به حکایات خود سعدی هم نمی‌توان چندان اعتماد کرد و به نظر می‌رسد که بعضی از این سفرها داستان‌پردازی باشد (موحد ۱۳۷۴، ص ۵۸)، زیرا بسیاری از آنها پایه نمادین و اخلاقی دارند نه واقعی. مسلم است که شاعر به عراق، شام و حجاز سفر کرده است[نیاز به ذکر منبع] و شاید از هندوستان، ترکستان، آسیای صغیر، غزنه، آذربایجان، فلسطین، یمن و افریقای شمالی هم دیدار کرده باشد. سعدی در حدود ۶۵۵ قمری به شیراز بازگشت و در خانقاه ابوعبدالله بن خفیف مجاور شد. حاکم فارس در این زمان اتابک ابوبکر بن سعد زنگی بود که برای جلوگیری از هجوم مغولان به فارس به آنان خراج می‌داد و یک سال بعد به فتح بغداد به دست مغولان (در ۴ صفر ۶۵۶) به آنان کمک کرد.
مشهورترین آثار سعدی عبارت‌اند از بوستان (پایان در ۶۵۵ قمری) و گلستان (در اوائل ۶۵۶ قمری در سه ماه). از وی آثار دیگری به شکل غزل، قصیده، قطعه، و غیره نیز در دست است. مهم‌ترین چاپ‌های انتقادی از آثار سعدی کار محمدعلی فروغی و غلامحسین یوسفی است.
نمونهٔ اشعار
نه طریق دوستانست و نه شرط مهربانی       که به دوستان یک‌دل، سر دست برفشانی
نفسی بیا و بنشین، سخنی بگو و بشنو       که به تشنگی بمردم، بر آب زندگانی
دل عارفان ببردند و قرار پارسایان       همه شاهدان به صورت، تو به صورت و معانی
نه خلاف عهد ‌کردم، که حدیث جز تو گفتم       همه بر سر زبانند و تو در میان جانی
مده ای رفیق پندم، که نظر بر او فکندم       تو میان ما ندانی، که چه می‌رود نهانی
دل دردمند سعدی، ز محبت تو خون ‌شد       نه به وصل می‌رسانی، نه به قتل می‌رهانی
گلستان سعدی
گلستان سعدی کتابی است که سعدی یک سال پس از اتمام بوستان، کتاب نخستش، آن را به نثر روان فارسی نوشت. رفتار شاهان، منش درویشان، مزایای سکوت، جوانی و پیری از جمله موضوعاتی است که سعدی در هشت باب گلستان از آنها سخن می‌راند. پایان یافتن گلستان به دست سعدی در بهار سالی اتفاق افتاده است که در زمستان همان سال مغولان بغداد را فتح کردند.
نظرات دربارهٔ تاریخ تولد و وفات
بر اساس تفسیرها و حدس‌هایی که از نوشته‌ها و سروده‌های خود سعدی در گلستان و بوستان می‌زنند، و با توجه به این که سعدی تاریخ پایان نوشته شدن این دو اثر را در خود آنها مشخص کرده است، دو حدس اصلی در تاریخ تولد سعدی زده شده است. نظر اکثریت مبتنی بر بخشی از دیباچهٔ گلستان است (با شروع «یک شب تأمل ایام گذشته می‌کردم») که بر اساس بیت «ای که پنجاه رفت و در خوابی» و سایر شواهد این حکایت، سعدی را در ۶۵۶ قمری حدوداً پنجاه‌ساله می‌دانند و در نتیجه تولد وی را در حدود ۶۰۶ قمری می‌گیرند. از طرف دیگر، عده‌ای، از جمله محیط طباطبایی در مقالهٔ «نکاتی در سرگذشت سعدی»، بر اساس حکایت مسجد جامع کاشغر از باب پنجم گلستان (با شروع «سالی محمد خوارزمشاه، رحمت الله علیه، با ختا برای مصلحتی صلح اختیار کرد») که به صلح محمد خوارزمشاه که در حدود سال ۶۱۰ بوده است اشاره می‌کند و سعدی را در آن تاریخ مشهور می‌نامد، و بیت «بیا ای که عمرت به هفتاد رفت» از اوائل باب نهم بوستان، نتیجه می‌گیرد که سعدی حدود سال ۵۸۵ قمری، یعنی هفتاد سال پیش از نوشتن بوستان در ۶۵۵ قمری، متولد شده است. اکثریت محققین (از جمله بدیع‌الزمان فروزانفر در مقالهٔ «سعدی و سهروردی») این فرض را که خطاب سعدی در آن بیت بوستان خودش بوده است، نپذیرفته‌اند. حکایت جامع کاشغر نیز توسط فروزانفر و مجتبی مینوی داستان‌پردازی دانسته شده است، اما محمد قزوینی نظر مشخصی در این باره صادر نمی‌کند و می‌نویسد «حکایت جامع کاشغر فی‌الواقع لاینحل است». محققین جدیدتر، از جمله ضیاء موحد (موحد ۱۳۷۴، صص ۳۶ تا ۴۲)، کلاً این گونه استدلال در مورد تاریخ تولد سعدی را رد می‌کنند و اعتقاد دارند که شاعران کلاسیک ایران اهل «حدیث نفس» نبوده‌اند بنابراین نمی‌توان درستی هیچ‌یک از این دو تاریخ را تأیید کرد.
وفات سعدی را اکثراً در ۶۹۱ قمری می‌دانند. ولی عده‌ای از جمله سید حسن تقی‌زاده احتمال داده‌اند که سعدی در حدود ۶۷۱ قمری فوت کرده است. محمد قزوینی در نامه‌ای به تقی‌زاده می‌نویسد که احتمالِ ۶۷۱ بسیار قوی است ولی آن را «خرق اجماع مورخین» و «باعث طعن» می‌داند.
سعدی و زبان فارسی
محمدعلی فروغی دربارهٔ سعدی می‌نویسد «اهل ذوق اِعجاب می‌کنند که سعدی هفتصد سال پیش به زبان امروزی ما سخن گفته است ولی حق این است که [...] ما پس از هفتصد سال به زبانی که از سعدی آموخته‌ایم سخن می‌گوییم». ضیاء موحد دربارهٔ وی می‌نویسد «زبان فارسی پس از فردوسی به هیچ شاعری به‌اندازهٔ سعدی مدیون نیست». زبان سعدی به «سهل ممتنع» معروف شده است، از آنجا که به نظر می‌رسد نوشته‌هایش از طرفی بسیار آسان‌اند و از طرفی دیگر گفتن یا ساختن شعرهای مشابه آنها ناممکن. از شاعران بعد از سعدی شعرهای ایرج‌میرزا را نیز سهل ممتنع گفته‌اند.
حافظ
خواجه شمس الدین محمد بن محمد حافظ شیرازی (حدود ۷۲۷-۷۹۲ هجری قمری)، شاعر و غزلسرای بزرگ قرن هشتم ایران و یکی از سخنوران نامی جهان است. در خصوص سال دقیق ولادت او بین مورخین و حافظ شناسان اختلاف نظر است. دکتر ذبیح الله صفا ولادت او را در ۷۲۷ (تاریخ ادبیات ایران) و دکتر قاسم غنی آن را در ۷۱۷ (تاریخ عصر حافظ) می‌دانند. برخی دیگر از محققین همانند علامه دهخدا بر اساس قطعه ای از حافظ ولادت او را قبل از این سال‌ها و حدود ۷۱۰ هجری قمری تخمین می‌زند(لغتنامه دهخدا، مدخل حافظ). آنچه مسلم است ولادت او در اوایل قرن هشتم هجری قمری و بعد از ۷۱۰ واقع شده و به گمان غالب بین ۷۲۰ تا ۷۲۹ روی داده‌است.
سال وفات او به نظر اغلب مورخین و ادیبان ۷۹۲ هجری قمری می‌باشد. (از جمله در کتاب مجمل فصیحی نوشته فصیح خوافی(متولد ۷۷۷ ه.ق.) که معاصر حافظ بوده و همچنین نفحات الانس تالیف جامی(متولد ۸۱۷ ه.ق.) صراحتاً این تاریخ به عنوان سال وفات خواجه قید شده‌است). مولد او شیراز بوده و در همان شهر نیز وفات یافته‌است.
نزدیک به یک قرن پیش از تولّد او (یعنی در سال ۶۳۸ ه‌ق - ۱۲۴۰ م) محی‌الدّین عربی دیده از جهان فروپوشیده بود، و ۵۰ سال قبل ازآن (یعنی در سال ۶۷۲ ه‌ق - ۱۲۷۳ م) مولانا جلال‌الدّین محمد بلخی (رومی) درگذشته بود.
بسیاری حافظ شیرازی را بزرگترین شاعر ایرانی تمام دورانها می‌دانند. اشعار حافظ را غزل می‌گویند و بن‌مایه غالب غزلیات او عشق است.
حافظ به همراه سعدی، فردوسی و مولانا چهار رکن اصلی شعر و ادبیات فارسی را شکل داده‌اند.
دیوان حافظدیوان حافظ مشتمل بر حدود ۵۰۰ غزل، چند قصیده، دو مثنوی، چندین قطعه، و تعدادی رباعی‌ست. با این حال عمده شهرت وی در سرودن غزل است. مضامین غزلیات او عمدتاً متاثر از تالمات روحی، اعتقادات مذهبی و شخصی، اخلاق، عشق و تحت تاثیر وقایع سیاسی و حوادث اجتماعی عصر خود است.
حافظ به زبان عربی یعنی نگه دارنده و به کسی گفته می‌شود که بتواند قرآن را از حفظ بخواند.
HYPERLINK "http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D9%86%D8%AF%DA%AF%DB%8C_%D8%AD%D8%A7%D9%81%D8%B8" \o "زندگی حافظ" زندگی حافظ
درباره زندگی حافظ اطلاعات دقیقی در دست نیست. گفته می‌شود که پدر وی بهاءالدّین نام داشته و تاجر بوده‌است. حافظ کودکی بیش نبود که پدرش را از دست می‌دهد.
زبان و هنر شعری
همچون همهٔ هنرهای راستین و صادق، شعر حافظ پرعمق، چندوجه، تعبیریاب، و تبیین‌جوی است. او هیچ‌گاه ادّعای کشف و غیب‌گویی نکرده، ولی ازآن‌جا که به ژرفی و با پرمعنایی زیسته‌است و چون سخن و شعر خود را از عشق و صدق تعلیم گرفته‌است، کار بزرگ هنری او آینه‌دار طلعت و طینت فارسی‌زبانان گردیده‌است.
مرا تا عشق تعلیم سخن کرد       حدیثم نکتهٔ هر محفلی بود
مگو دیگر که حافظ نکته‌دان‌ست       که ما دیدیم و محکم جاهلی بود
(صفحهٔ ۳۶ حافظ‌نامه، شرح الفاظ، اعلام، مفاهیم کلیدی و ابیات دشوار حافظ، بخش اوّل.)
حافظ و غزل
بلبل از فیض گل آموخت سخن، ورنه نبود این‌همه قول و غزل تعبیه در منقارش
حافظ را در زمرهٔ چیره‌دست‌ترین استادان غزل‌سرایی در زبان فارسی دانسته‌اند (صفحهٔ ۲۲۴ Arthur Arberry) موضوع غزل وصف معشوق، می، و مغازله‌است و غزل‌سرایی را باید هنری دانست ادبی، که درخور سرود و غنا و ترانه پردازی‌ست.
با آنکه حافظ غزل عارفانهٔ مولانا و غزل عاشقانهٔ سعدی را پیوند زده‌است، نوآوری اصلی به‌سبب تک بیت‌های درخشان، مستقل، وخوش‌مضمون فراوانی ست که ایجاد کرده‌است. استقلالی که حافظ از این راه به غزل داده به میزان زیادی از ساختار سوره‌های قرآن تأثیر گرفته‌است، که آن را انقلابی در آفرینش اینگونه شعر دانسته‌اند (صفحهٔ ۳۴ حافظ‌نامه، شرح الفاظ، اعلام، مفاهیم کلیدی و ابیات دشوار حافظ، بخش اوّل.)
ندیدم خوشتر از شعر تو حافظ       به قرآنی که اندر سینه داری (حافظ)
نمونه‌ای از اشعار
پیش ازاینت بیش ازاین غمخواری عشّاق بود       مهرورزی تو با ما شهرهٔ آفاق بود
یاد باد آن صحبت شبها که با نوشین‌لبان       بحث سرّ عشق و ذکر حلقهٔ عشّاق بود
پیش ازین کاین سقف سبز و طاق مینا برکشند       منظر چشم مرا ابروی جانان طاق بود
سایهٔ معشوق اگر افتاد بر عاشق چه شد       ما به او محتاج بودیم او به ما مشتاق بود
حسن مهرویان مجلس گرچه دل می‌برد و دین      بحث ما در لطف طبع و خوبی اخلاق بود
شعر حافظ در زمان آدم اندر باغ خلد      دفتر نسرین و گل رازینت اوراق بود
واژه‌های کلیدی حافظ
در دیوان حافظ کلمات و معانی دشوار فراوانی یافت می‌شود که هریک نقش اساسی و عمده‌ای را در بیان و انتقال پیام‌ها و اندیشه‌های عمیق برعهده دارد. به عنوان نقطهٔ شروع برای آشکارائی و درک این مفاهیم باید با سیر ورود تدریجی آن‌ها در ادبیات عرفانی آغاز گردیده از قرن ششم و با آثار سنایی و عطار و دیگران آشنایی طلبید. از جملهٔ مهم‌ترین آنها می‌توان به رند و صوفی و می‌اشاره داشت:
رندشاید کلمه‌ای دشوار‌یاب‌تر از رند در اشعار حافظ یافت نشود. کتب لغت آن‌را به عنوان زیرک، بی‌باک، لاابالی، و منکر شرح می‌دهند، ولی حافظ از همین کلمۀ بد‌معنی واژۀ پربار و شگرفی آفریده است که شاید در در دیگر فرهنگ‌ها و در زبان‌های کهن و نوین جهان معادلی نداشته باشد.
اهل کام و ناز را در کوی رندی راه نیست       رهروی باید جهان سوزی نه خامی بی‌غمی
آدمی در عالم خاکی نمی‌آید به‌دست       عالمی دیگر بباید ساخت وز نو آدمی
صوفیحافظ همواره صوفی را به بدی یاد‌کرده، و این به سبب ظاهر‌سازی و ریا‌کاری صوفیان زمان او بوده است. آنان به‌جای آن که به‌راستی مردان خدا باشند و روندگان راه حقیقت، اغلب خرقه‌داران و پشمینه‌پوشانی بودند که بوئی از عشق نابرده به تند‌خویی شهرت داشتند و پای از سرای طبیعت بیرون نمی‌نهادند.
درین صوفی‌وشان دَردی ندیدم       که صافی باد عیش دُرد‌نوشان (حافظ)
نقد صوفی نه همه صافی بی​غش باشد       ای بسا خرقه که مستوجب آتش باشد (حافظ)
در برابر صوفی، حافظ از درویش با نیکویی و احترام یاد‌کرده، و عارف را اغلب همان صوفی راستین با کردار و سیمایی رندانه دانسته است.
در خرقه چو آتش زدی ای عارف سالک       جهدی کن و سرحلقۀ رندان جهان باش (حافظ)
(صفحۀ 138 حافظ‌‌‌نامه، شرح الفاظ، اعلام، مفاهیم کلیدی و ابیات دشوار حافظ، بخش اوّل)حافظ و پیشینیان
یکی از باب‌های عمده در حافظ‌شناسی مطالعهٔ کمّی و کیفی میزان، گستره، مدل، و ابعاد تأثیر پیشینیان و هم‌عصران بر هنر و سخن اوست. این نوع پژوهش را از دو دیدگاه عمده دنبال کرده‌اند: یکی از منظر استقلال، یگانگی، بی نظیری، و منحصربه‌فرد بودن حافظ و اینکه در چه مواردی او اینگونه‌است. دوّم از دیدگاه تشابهات و همانندی‌های آشکار و نهانی که مابین اشعار حافظ و دیگران وجود دارد.
از نظر یکتا بودن، هر چند حافظ قالب‌های شعری استادان پیش از خودش و شاعران معاصرش همچون خاقانی، نظامی، سنایی، عطار، مولوی، عراقی، سعدی، امیر خسرو، خواجوی کرمانی، و سلمان ساوجی را پیش چشم داشته، زبان شعری، سبک و شیوهٔ هنری، و نیز اوج و والایی پیام‌ها و اندیشه‌های بیان‌گردیده با آن‌ها چنان بالا و ارفع است که او را نمی‌توان پیرو هیچ‌کس به‌حساب‌آورد (صفحهٔ ز، پش‌گفتار در دیوان حافظ با ترجمه و شرح اردو توسط عبادالله اختر).
کس چو حافظ نگشاد از رخ اندیشه نقاب       تا سر زلف سخن را به قلم شانه زدند (حافظ)
از منظر تأثیر آثار دیگران بر حافظ و اشعارش، پیش‌زمینهٔ (background) بسیاری از افکار، مضامین، صنایع و نازک‌خیالی‌های هنری و شعری حافظ در آثار پیشینیان او هم وجود دارد (صفحهٔ ۴۰ حافظ‌نامه، شرح الفاظ، اعلام، مفاهیم کلیدی و ابیات دشوار حافظ، بخش اوّل.)
نظامی گنجوی
INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5b/Nizomi_Ganjavi.jpg/180px-Nizomi_Ganjavi.jpg" \* MERGEFORMATINET جمال‌الدین ابومحمد الیاس بن یوسف نظامی معروف به نظامی گنجوی (حدود ۵۳۷ تا ۶۰۸ ه‍.ق) شاعر داستان‌سرا و رمزگوی سده ششم ایران، بزرگترین داستان سرای منظومه‌های حماسی عاشقانه به زبان پارسی است که سبک داستان محاوره‌ای را وارد ادبیات داستانی منظوم پارسی کرد.
کودکی
نام پدرش یوسف نام جدش «ذکی» و نام جد اعلایش «موید» بوده و سه همسر و یک فرزند به نام محمد داشته‌است. زادبوم نظامی شهر گنجه (واقع در جمهوری آذربایجان کنونی) می‌باشد. نام مادرش رئیسه بود. وی در سنین کم یتیم شد و دایی اش خواجه عمر بزرگش نمود.


ازدواج
نظامی سه بار ازدواج کرد. همسر نخستش آفاق، کنیزکی بود که فخرالدین بهرامشاه حاکم دربند به عنوان هدیه‌ای برایش فرستاده بود. آفاق اولین و محبوبترین زنان نظامی بود. تنها پسر نظامی، محمد از آفاق بود. وقتی نظامی سرودن خسرو و شیرین را به پایان رساند آفاق از دنیا رفت. در ان زمان محمد هفت سال بیشتر نداشت.
عجیب است که دو همسر دیگر نظامی نیز در سنین جوانی فوت کردند و مرگ هر کدام پس از اتمام یکی از آثار او اتفاق می‌افتاد.
تحصیلات
نظامی مانند اغلب اساتید باستان از تمام علوم عقلی و نقلی بهره مند و در علوم ادبی و عربی کامل عیار و در وادی عرفان و سیر و سلوک راهنمای بزرگ و در عقاید و اخلاق ستوده پایبند و استوار و سرمشق فرزندان بشر بوده و در فنون حکمت از طبیعی و الهی و ریاضی دست داشته‌است.
اخلاق
در پاکی اخلاق و تقوی، نظیر حکیم نظامی را در میان تمام شعرای عالم نمی‌توان پیدا کرد. در تمام دیوان وی یک لفظ رکیک و یک سخن زشت پیدا نمی‌شود و یک بیت هجو از اول تا آخر زندگی بر زبانش جاری نشده‌است. از استاد بزرگ گنجه شش گنجینه در پنج بحر مثنوی جهان را یادگار است که مورد تقلید شاعران زیادی قرار گرفته‌است، ولی هیچکدام از آنان نتوانسته‌اند آنطور که باید و شاید از عهده تقلید برآیند. این شش دفتر عبارتند از:
مخزن الاسرار، خسرو و شیرین، لیلی و مجنون، هفت پیکر، شرفنامه و اقبالنامه که همگی نشان دهنده هنر سخنوری و بلاغت گوینده توانا آن منظومه هاست....
INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ab/Nizami_Rug_Crop.jpg/180px-Nizami_Rug_Crop.jpg" \* MERGEFORMATINET حکیم نظامی گنجوی
سبک نظامی
نظامی از شاعرانی است که باید او را در شمار ارکان شعر فارسی و از استادان مسلم این زبان دانست. وی از آن سخنگویانی است که مانند فردوسی و سعدی توانست به ایجاد و تکمیل سبک و روشی خاص دست یابد. اگر چه داستانسرایی در زبان فارسی به وسیله نظامی شروع نشده لیکن تنها شاعری که تا پایان قرن ششم توانسته‌است شعر تمثیلی را به حد اعلای تکامل برساند نظامی است.
وی در انتخاب الفاظ و کلمات مناسب و ایجاد ترکیبات خاص تازه و ابداع معانی و مضامین نو و دلپسند و تصویر جزئیات بانیروی تخیل و دقت در وصف مناظر و توصیف طبیعت و اشخاص و به کار بردن تشبیهات و استعارات مطبوع و نو، در شمار کسانی است که بعد از خود نظیری نیافته‌است.
با وجود آنکه آثار نظامی از نظر اطناب در سخن و بازی با الفاظ و آوردن اصطلاحات علمی و فلسفی و ترکیبات عربی فراوان و پیچیدگی معانی بعضی از ابیات، قابل خرده گیری است، ولی «محاسن کلام او به قدری است که باید او را یکی از بزرگترین شعرای ایران نامید و مخصوصاً در فن خود بی همتا و بی نظیر معرفی کرد.
نظامی در بزم سرایی، بزرگترین شاعر ادبیات پارسی است.
به جرأت می‌توان گفت که او در سرایش لحظه‌های شادکامی بی همتاست، زبانش شیرین است و واژگانش نرم و لطیف، و گفتارش دلنشین. آن گونه که در بازگویی لحظه‌های رزم، نتوانسته از فشار بزم رهایی یابد به اشعار رزم نیز ناخودآگاه رنگ غنایی داده‌است.
برجستگیها و ویژگیهای شعر نظامی
۱- تشبیهات و توضیحات او، زیبا و هنرمندانه و بسیار خیال انگیزند.
۲- در تصویر جزئیات طبیعت و حالات، بسیار تواناست.
۳- انتخاب الفاظ و کلمات مناسب که نتیجه آشکار آن، موسیقی شعر اوست.
۴- ایجاد ترکیبات خاص و ابداع و اختراع معانی و مضامین نو و دلپسند.
۵-تازگی معانی و ابداع ترکیبات تازه که در شعر نظامی به وفور یافت می‌شود، کلام وی را گاهی دچار ابهام می‌کند، علاوه بر اینها کثرت «لغات عربی» و «اصطلاحات علوم» و «اصول و مبانی فلسفه و معارف اسلامی» سخن این شاعر را دشوار و پیچیده کرده‌است.
ادعای تفرشی بودن نظامی
بعضا ادعاهائی بر تفرشی بودن این شاعر بزرگ موجود است. این ادعا عمدتاً توسط اهالی تفرش مطرح می‌گردد و طبق این ادعا روستای «تا» که از توابع تفرش است به عنوان زادگاه اصلی نظامی عنوان می‌گردد. منشا این ادعاها می‌تواند اشعار ذیل از اقبالنامه می‌تواند باشد.
به تفرش دهی هست «تا» نامِ او نـــظامــی از آنـــجا شــده نامجو
البته صحت و سقم اینکه این اشعار در اقبالنامه اصلی بوده و یا بعدا در آن وارد شده مورد بحث است.
دلایل زیادی در رد این ادعا ارائه شده‌است از جمله دلیل نبود منطقه یا روستائی بنام «تا» توسط استاد نفیسی. اما دلیل استاد نفیسی از آنجائیکه روستائی بدین نام موجود است قاطع نیست.
قاطع‌ترین دلیل برای رد این ادعا این است که تفرش را تا پیش از قرن هشتم «طبرس» مینامیدند و این را می‌توان در نام «شیخ طبرسی» – عالم و مفسّر قرن پنجم- دید.
درگذشت
همه عمر را به جز سفر کوتاهی که به دعوت قزل ارسلان (۵۸۱-۵۸۷) به یکی از نواحی نزدیک گنجه کرد، در وطن خود باقی ماند تا در سال ۶۰۲ در همین شهر در سن شصت و سه سالگی درگذشت و به خاک سپرده شد. بعضی درگذشت او را بین سالهای ۵۹۹ تا ۶۰۲ و عمرش را شصت و سه سال و شش ماه نوشته‌اند.
آثار
خمسه یا پنج گنج نظامی شامل:
لیلی و مجنون
هفت پیکر
خسرو و شیرین
مخزن‌الاسرار
اسکندرنامه مشتمل بر اقبالنامه و شرفنامه
قدیمی ترین مثنوی نظامی مخزن الاسرار است و بهترین آنها خسرو و شیرین است.
خاقانی شروانی
زندگینامه
افضل الدین ابراهیم بن علی خاقانی حقایقی یکی از بزرگترین شاعران ایران است که رقیب انوری در قصیده سرایی می باشد. پدرش به شغل درودگری مشغول بود که خاقانی بارها در اشعار خود به درودگری پدرش اشاره کرده است و مادرش از مسیحیانی بوده که اسلام آورده و مسلمان شده است. عموی او کافی الدین عمر بن عثمان مردی طبیب و فیلسوف بود که خاقانی تا سن 25 سالگی تحت نظر او بود که بارها او از عمویش به نیکی یاد کرده است. بعد از اینکه او علوم ادبی و حکمی را نزد عمویش فرا گرفت به خدمت ابوالعلاء گنجوی که در زمان خود شاعر بزرگی بوده رسید و به فراگیری فنون شاعری پرداخت.
ابو العلاء گنجوی شاعر دربار شروان شاه بود که بعدها او به احترام درخواست استاد خود ابوالعلاء و همچنین به احترام خاقان یا حکمران شیروان تخلص حقایقی را به خاقانی تبدیل کرد. بعد از وارد شدن به خدمت خاقان فخر الدین فریدون شروانشاه خاقانی از شاعران دربار شروانشاهان شد و هدایا و صله های گرانبها و بسیاری دریافت کرد. ولی بعد از مدتی از خدمت در دربار خسته شد و به امید دیدار با استادان خراسان و دربارهای دیگر آرزوی سفر به عراق و خراسان را کرد ولی شروانشاه اجازه نداد که او به این سفر برود و همین تصمیم باعث ناراحتی شاعر شد و او پنهانی به سمت عراق حرکت کرد؛ اما در نزدیکی ری بیمار شد و نتوانست به سفر خود ادامه بدهد به ناچار بازگشت و مدتی را در حبس گذراند. پس از آزاد شدن به قصد حج و زیارت خانه خدا از شروانشاه اجازه خواست و پس از کسب اجازه سفر خود را آغاز نمود و در این سفر بود که ایوان مداین را در نزدیکی بغداد دید و آن قصیده معروف خود را در این باره سرود.
هنگامی که خاقانی از سفر حج بازگشت و به دربار شروانشاه آمد بنا بر دلایل نامعلومی بین او و شروانشاه تیرگی و کدورتی به وجود آمد که باعث به حبس کشیدن این شاعر شد و بعد از مدتی با اصرار عزالدوله نجات یافت که حبس خاقانی باعث سرودن چند قصیده حبسیه زیبا شد که بسیار معروف است.
خاقانی بعد از آزاد شدن به سفر حج رفت و در هنگام بازگشت به شروان، پسرش را که جوانی به نام رشیدالدین بود از دست داد و بعد از مدتی همسرش را نیز از دست داد که این حوادث باعث شد که خاقانی از دربار کناره بگیرد و گوشه گیر شود و در اواخر عمر در تبریز زندگی می کرد و در همان شهر در سال 595 ﻫ . ق دارفانی را وداع گفت و در مقبره الشعرا، در محله سرخاب تبریز مدفون شد.
در مورد خاقانی گفته شده که بین او و استادش ابوالعلاء گنجوی که او را به دربار کشاند و باعث پیشرفت او شد در سالهای بعد دشمنی پیش آمد که تاریخ نویسان گفته اند به علت پیشرفتها و معروفیتی که خاقانی در زمینه شعر و شاعری پیدا کرد استاد او یعنی ابوالعلاء نسبت به او حسادت می ورزید و بارها شاعر جوان را مورد استهزا قرار داد و شاعر جوان هم نسبت به او نیز هجونامه ای سروده است. خاقانی در طول حیات خود نه تنها به مدح شروانشاه پرداخته بلکه امرای دیگر را نیز مدح گفته مانند خواررزمشاهیان. از شاعران معاصر خود با چند تن روابطی دوستانه و یا دشمنی داشته و همچنین با نظامی و رشیدالدین وطواط نیز هم دوره بوده است. او با نظامی رابطه دوستانه و محکمی داشته ولی با رشیدالدین ابتدا روابطی خوب داشته ولی بعد به دشمنی تبدیل شد. کمتر شاعری مانند خاقانی می باشد که در زمان خود با عده ایی از شاعران و عالمان زمان خود روابط نزدیک داشته و به آن درجه از معروفیت رسیده باشد.
ویژگی سخن
خاقانی از جمله بزرگترین شاعران قصیده گوی ایران و یکی از بزرگان ادب فارسی است. قصیده های او و سایر اشعارش از شیوایی و فصاحت و تعبیرات و کنایه های بسیار ظریف و مشکل برخوردار است که برای فهم آن مانند اشعار انوری به تفسیر مشروح نیازمند است. خاقانی به علت اینکه در اغلب علوم و اطلاعات زمان خود احاطه داشته توانسته است مضامین علمی خاصی در شعر ایجاد کند که قبل از او، این روش در شعر سابقه نداشته و همچنین او در شعر فارسی از کلمات و لغات عربی بسیاری استفاده کرد که تمام اینها سبب شده که در ظاهر فهم اشعارش مشکل شود. او شاعری بسیار حساس و زود رنج بوده که حوادث و وقایع روزگار، وی را سخت تحت تأثیر قرار می داد تا آنجا که در تمام قصایدش از بی وفایی مردم و بد روزگار شکوه می کند چون او هم رنج زندان و هم ماتم از دست دادن عزیزان خود را دیده و همین امر باعث شده که او مراثی را بسراید که اشعار مراثی او واقعاً ساده و از دل بر آمده و نشان دهنده احساسات درونی او می باشد.
معرفی آثار
او دارای دیوان اشعاری است که شامل قصاید و مقطعات و ترجیعات و غزلها و رباعیات است و یک مثنوی نامه به نام تحفه العراقین دارد که به نام جمال الدین ابو جعفر محمد بن علی اصفهانی - وزیر و از رجال معروف قرن ششم - سروده است که این منظومه را خاقانی در شرح نخستین مسافرت خود به مکه و عراقین (عراق عرب و عراق عجم) سروده و در ذکر هر شهر از رجال و معاریف آن یاد کرده و در آخر هر کدام ابیاتی را به مناسبت موضوع آورده است که این مثنوی نامه علاوه بر مشخصات ذکر شده دارای مضامین عارفانه نیز هست.
تأثیر هنر خاقانی بر حافظ
بنا به وجود مضامین و تعابیر همانند در اشعار خاقانی و حافظ و سعدی و نیز با توجّه به پاره‌ای از غزلیات هم‌وزن و قافیۀ آن‌ها می‌توان نگرش این دو شاعر بزرگ را به دیوان خاقانی نتیجه گرفت. به عنوان نمونه می‌توان موارد زیر را شاهد آورد:
دیدی که یار چون زدل ما خبر نداشت ما را شکار کرد و بیفکند و برنداشت
خاقانی
دیدی که یار جز سر جور و ستم نداشت؟ بشکست عهد و از غم ما هیچ غم نداشت؟
حافظ
داده‌ام صدجان بهای گوهری در من یزید ور دوعالم داده‌ام، هم رایگان آورده‌ام
خاقانی
بی‌معرفت مباش که در من یزید عشق اهل نظر معامله با آشنا کنند
حافظ
تاکی از قصه‌‌های بدگویان قصه‌ها پیش داور اندازیم
خاقانی
یکی از عقل می‌لافد یکی طامات می‌بافد بیا کاین داوری‌ها را به پیش داور اندازیم
حافظ
هرلحظه هاتفی به تو آواز می‌دهد کاین دامگه نه جای امان است، الامان
خاقانی
به کمندی درم که ممکن نیست رستگاری به الامان گفتن
سعدی
گزیده ای از اشعار
شاهد روز از نهان آمد برون خوانچه زر ز آسمان آمد برون
چهره آن شاهد زربفت پوش از نقاب پرنیان آمد برون
نقب در دیار مشرق برد صبح خشت زرین ز آن میان آمد برون
شاه انجم از قبای فستقی همچو فستق ز استخوان آمد برون
نعره مرغان بر آمد کالصبوح بیدلی از بند جان آمد برون
بامدادان سوی مسجد می شدم پیری از کوی مغان آمد برون
من به بانگ مؤذنان کز خمکده بانگ مرغ زند خوان آمد برون
عاشقی توبه شکسته همچو من از طواف خم ستان آمد برون
دست من بگرفت و اندر خانه برد با من از راز نهان آمد برون
گفت می خور تا برون آیی زپوست لاله نیز از پوست ز آن آمد برون
می خوری به کز ریا طاعت کنی گفتم و تیر از کمان آمد برون
پای رندان بوسه زن خاقانیا خاصه پا کز جهان آمد برون
***

148590045720000فردوسی
به نام خداوند جان و خرد کزین برتر اندیشه برنگذرد
خداوند نام و خداوند جایخداوند روزی ده رهنمای
جای بسی دریغ است که از زندگی‌ی شخصی‌ی ِ حکیم ابوالقاسم فردوسی سراینده ی ِ شاهنامه و آفریدگار ساختارِ کنونی ی ِ حماسه ی ِ ملّی ی ِ ایران ــ که اکنون افزون بر یک هزاره از روزگارِ او می گذرد ــ آگاهی های فراگیر و روشنگر و رهنمونی نداریم. تنها از راه باریک بینی در پاره ای از رویکردها و اشاره های برخی از همروزگارانش و یا نزدیکان به دوره ی او و نیز آنچه خود وی در پیوندگاههای میان ِ داستانهای ِ سروده اش در بیان حال و دردِ دل و نمایش ِ چگونگی ی ِ گذران ِ زندگی ی خویش آورده است ، می توانیم چهره ای نه چندان دقیق از وی و نموداری نارسا از زندگینامه اش در ذهن خود بازسازیم.
در این نوشتار قصد داریم به بررسی اجمالی زندگی، آثار و تأثیر و نقش شاعر بزرگ فردوسی بر هویت ایرانی بپردازیم.
زندگینامه:
حکیم ابوالقاسم فردوسی طوسی، شاعر قرن چهارم هجری قمری (۹۳۵–۱۰۲۰ میلادی)، بزرگترین حماسه سرای ادب فارسی است. در میان تمام شعرا و ادبای ایرانی، فردوسی از جایگاه ویژه‌ای بر خوردار است که او را از سایرین متمایز می‌کند.
INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/thumb/3/35/Ferdowsi2.jpg/150px-Ferdowsi2.jpg" \* MERGEFORMATINET آرامگاه فردوسی در توس، خراسان
فردوسی در استان خراسان، در ایران، در دهکده‌ای در نزدیکی توس به دنیا آمد.اثر بزرگ حماسی او، شاهنامه، در حدود پنجاه هزار بیت است.
حکیم ابوالقاسم فردوسی طوسی شاعر ملی ایران از حماسه سرایان بزرگ جهان است. وی در قریه باژ یا پاژ طوس، همان سال که رودکی پدر شعر فارسی درگذشت، چشم به جهان گشود. فردوسی از خاندان دهقانان ایرانی بود. دهقانان زمین داران کوچکی بودند که میراث فرهنگی خود را گرامی می داشتند و وارث و منتقل کننده آن بودند.
قرن چهارم هجری، یعنی زمانی که فردوسی به دنیا آمد، سرزمین ایران پس از گذشت سیصد سال از حمله اعراب و فروپاشیدن شاهنشاهی ساسانی، دوباره سربلند می کرد. با روی کار آمدن حکومت های ایرانی که بر اثر سه قرن مبارزه دائم و همه جانبه ایرانیان بر ضد کارگزاران و گماشتگان خلفای اموی و عباسی به دست آمده بود، ایرانی دوباره پرچم پرافتخار خود را به اهتراز می آورد. زبان فارسی دری که طی این مدت با پذیرفتن مفاهیم و واژگان تازه وسعت و غنایی در خور توجه یافته بود، بر زبان شاعران و نویسندگان جاری می گردید.
در چنین احوال، هنگامی که فردوسی حدود هفده سال داشت، یکی از دهقانان نژاده و بلند همت، به نام ابومنصور عبدالرزاق کنارنگ، که معتقد به پیوستگی نژادی خود با شاهان باستانی ایران بود، به دستیاری وزیر خود دهقانان، مویدان و راویان داستان های ملی را از سراسر ایران به توس فراخواند تا داستان های ملی و باستانی را در دفتری گرد آورند و از گزند حوادث ایام به دور دارند. آنچه توسط این مویدان و به خواست و تشویق ابومنصور عبدالرزاق، فراهم آمد، شاهنامه ابومنصوری نامیده شد. تهیه این دفتر در سال ۳۴۶ ه./۹۵۷ م به پایان آمد.
اما از بد روزگار، تنها پنج سال پس از پایان یافتن شاهنامه ابومنصوری، ابو منصور عبدالرزاق در جنگ کشته شد و غلامان ترک دستگاه سامانی به جای دهقانان و امیران آزاده ایرانی به قدرت رسیدند و حکومت و ملیت ایرانی دوباره مورد تهدید قرار گرفت. چندی بعد، دقیقی شاعر دربار یکی از امیران سامانی اقدام به نظم شاهنامه کرد. اما او نیزدر جوانی به دست غلامی کشته شد و کار ناتمام ماند. در این هنگام، فردوسی که حدود چهل سال داشت کار ناتمام دقیقی را دنبال کرد و نزدیک به سی سال از عمر خویش را صرف سرودن شاهنامه نمود. در آغاز کار فردوسی، میان سرداران و سپه سالاران سامانی در خراسان جنگ درگرفته بود. در گرگان و طبرستان نیز جنگ دیگری میان برادران آل بویه و آل زیار جریان داشت. فردوسی با تیزبینی و دورنگری خود می توانست دوران ضعف و احتمالا از میان رفتن حکومت های ملی ایرانی را پیش بینی کند. از همین رو، با پشت کاری عظیم و با اشتیاق بسیار به سرودن شاهنامه و نظم داستان های پهلوانان ایرانی پرداخت تا شاید در این فرصت بتواند تاریخ و زبان ملت کهن سال ایرانی را دوباره زنده کند. این زمان تنها فرصتی بود که اقدام به این کار سترگ را ممکن می ساخت و پیرطوس به هشیاری تمام آن را دریافت. تلاش شبانه روزی او میوه شیرین داد و پس از حدود بیست سال نخستین بخش کار او که به نظم آوردن اکثر داستان های شاهنامه بود پایان پذیرفت. سال سیصد و هشتاد و چهار قمری که فردوسی خود در شاهنامه به آن اشاره کرده مقارن سال ۹۹۴ میلادی است.اما دو سال پیش از این تاریخ، دولت سامانیان، مرزداران دلیر و با فرهنگ مشرق ایران سقوط کرده و بخارا پایتخت ایشان بدست ترکان آل افراسیاب افتاده بود.
فردوسی در این سال ها هنگامی که نخستین مرحله کارش را به پایان برده بود، دو سه سالی شاهد کشمکش های زورمندان بود و از کار بازماند. مقارن همین ایام، سه شخصیت بزرگ ادب دوست و هنرپرور و مقتدر روزگار نیز درگذشتند و قلمرو سامانیان به دست محمود غزنوی و ترکان آل افراسیاب افتاد و فردوسی پس از امیر سامانی و امیر خلف بن احمد و سبکتکین دیگر کسی را نمی شناخت که شاهکار عظیم او را قدر و بهایی نهد.
سلطان محمود غزنوی و رقیبان ترک او از آل افراسیاب، ابتدا با هم دربرابر شاه زادگان خاندان سامانی متحد شدند. اما با از میان رفتن سامانیان رقابت میان آنان آشکار گردید. محمود در این زمان با فرمان و منشور خلیفه بغداد رسما سلطان ایران شده بود و چون آوازه شاهنامه، سروده فردوسی، همه جا می رسید او نیز به پی روی از ادب دوستی دربار سامانیان به شاعر گران قدر و حماسه ملی او گرایش یافت. اما در این میان سیاستی دیگر نیز در کار بود. محمود می خواست از شاهنامه برای برانگیختن احساسات ملی ایرانیان علیه تورانیان آل افراسیاب بهره جوید. فردوسی در آن زمان حدود شصت و پنج سال داشت و پیروفقیر و دل آزرده بود. تنها پسر و تکیه روزگار پیری خویش را نیز همان سال با درد و افسوس بسیار به خاک سپرده بود. شاعر در غم گذران زندگی ناچار به محمود روی آورد.
سلطان محمود ابتدا فردوسی را گرامی داشت و فردوسی، امیدوار، به ادامه کار خود پرداخت. اما سالی چند پس از آن، آل افراسیاب با جنگ های بسیار از ایران بیرون رانده شدند و عاقبت با محمود از درآشتی درآمدند. از آن پس دیگر سلطان محمود به فردوسی اعتنایی نداشت. فردوسی که شاهنامه را به پایان آورده بود، آن را با خود از طوس به غزنه، پایتخت سلطان محمود، برد و پس از آن که به جای شصت هزار دینار طلا، یعنی یک دینار در ازای هر بیت، همان مقدار درم به او دادند، جایزه سلطان را با بی اعتنایی تمام به حمامی و فقاعی، یعنی کسی که کنار گرمابه شربت می فروخت، بخشید و خود ناشناس از غزنه گریخت.
مانده زندگی شاعر بلند پایه طوس در فقر و پیری و آوارگی گذشت. گماشتگان محمود شهر به شهر در پی او گشتند تا او را برای مجازات، به دلیل بی اعتنایی به جایزه سلطان، دست بسته به دربار او برند. نوشته اند که سال ها بعد محمود از کرده خود پشیمان شد و جایزه ای قابل توجه برای فردوسی به طوس فرستاد اما آن گاه که این هدایا به دروازه طوس رسید، جنازه شاعر را از دروازه دیگر بیرون می بردند. تنها دختر فردوسی به پی روی از طبع بلند پدر خویش، هدیه سلطان را نپذیرفت و آن را برای ساختن پلی وقف کرد. فردوسی را، به بد دینی و پی روی از مذهب شیعه متهم کردند، چه این مذهب درآن روزگار با روحیات و تمایلات ایرانیان آزاده هماهنگی داشت. جنازه او را، که به گورستان شهر راه ندادند، در باغش به خاک سپردند.
زندگی فردوسی، بزرگ ترین شاعر حماسه سرای ایران، خود شاهدی بر بلند نظری و آزادگی روح مردم هنرمند و داناست. بیش از هزارسال از مرگ او می گذرد و در همه این زمان دراز، فردوسی بیش از هر شاعر دیگر در ایران و نزد عامه مردم شناخته بوده است. داستان های شاهنامه، قرن ها و قرن ها، هرشب در دورافتاده ترین نقاط ایران در قهوه خانه ها و در زیر سیاه چادرها، بر زبان نقالان و شاهنامه خوانان جاری شده و مردم عادی را شیفته عواطف بلند انسانی و روح آزاده و دلاوری های پهلوانان ایران کرده است.
شاهکار او، که برخی معتقدند نگهبان ادب فارسی است، مشهورترین و روان‌ترین اثر حماسی در ادبیات ایران زمین است. بخشی از شاهنامه حاوی ترجمه‌هایی از داستان‌های اساطیری از زبان پهلوی(فارسی میانه) است. بعد از فردوسی، شاعران زیادی خواستند که راه وی را با سرودن اشعاری به همان سبک و با همان موضوع تقلید کنند، اما بدون استثنا هیچکدام موفقیت فردوسی را پیدا نکردند؛ و شاهنامه هنوز بعد از گذشت هزار سال در دل ایرانیان جایگاه ویژه‌ای دارد. از معروف‌ترین‌ ابیات استاد این است:
بناهای آباد گردد خراب ز باران و از گردش آفتاب
پِی اَفکندم از نظم کاخی بلند که از باد و باران نیابد گزند
بسی رنج بردم در این سال سی عَجَم زنده کردم بدین پارسی INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Tus_shahnameh.jpg/200px-Tus_shahnameh.jpg" \* MERGEFORMATINET صحنه‌ای از داستانهای شاهنامه (در آرامگاه فردوسی، توس)
فـردوسی بزرگ تمام زندگی پر برکت خود را عاشقانه در راه ایران گذراند و سالهای پایان زندگی را با ملال و اندوه در خانه و باغی که از آنهمه دارائی پدری برایش باقی مانده بود، سـپری کــرد و در سال 400 شمسی درسن هشتاد سالگی در گذشت.
آخونـدهای سنی آن زمان که با حمایت سلطان محمود بسیار قـدرتمند شـده بودند، به بهانه اینکه او را مسلمان واقعـی نمی‌دانستند، از خاکسپاری او در گورستان سنی ها جلو گیـری کردند، و در نـهایت او را در همـان باغ خانه اش بخاک سپردند که هــزار سال زیارتگاه رادمـردان ایرانپـرست بـوده تا اینکه سر انجام بدستـور رضـا شاه کبیر آرامگاهـی بـروی خاک پاکش ساخته شد.
آخوندهای سنی آن زمان فــردوسی را رافضی می نامیدند که بعدها با بقـدرت رسیدن شیعه گــری در ایــران، شیادان و دکانداران شیعـه از این فرصت استفاده کرده و آئیـن مهر و محبت فـردوسی را برای فریب مـردم شیعه قلمداد کـردند و نام مقدس این پدر بزرگـوار و احیا کنـنـده زبان پارسی را در لیست شیعیان قــرار دادنـد، که امـــروزه فــرزندان فــردوسی درسرتا سر ایــران به نیابت از طرف او ، نام این ابر مـرد و سخنور تـوانای تاریـخ پارسی را نیز از لیست مسلمانان شیـاد و وطن فــروش حـذف و اعــلام مـیدارنــد که او فــرزنـد پاک زرتشت و پیرو پندار نیک، گفتار نیک، و کــردار نیک بـوده است، نه اینکه محمد تازی .
سر نوشت این بوده که چنین مردی بزرگ، چون آفتاب تابان در آسمان پهناور تاریخ و ادب ایران پـدیـدار شود و کاخی بلند از نظـم پارسـی در تاریخ بزرگان ایـران و اساطیـر ایرانی بنا کند که از باد و باران گـزندی نیابـد و بدرستیکه او را خدایگان سخن پارسی نامیده اند.
رودکی
رودکی، ‌ابوعبدالله جعفر فرزند محمد فرزند حکیم فرزند عبدالرحمان فرزند آدم.از کودکی و چگونگی تحصیل او آگاهی چندانی به دست نیست. در 8 سالگی قرآن آموخت و آن را از بر کرد و از همان هنگام به شاعری پرداخت.
برخی می گویند در مدرسه های سمرقند درس خوانده است. آنچه آشکار است، وی شاعری دانش آموخته بود و چیرگی او بر واژگان فارسی چندان است که هر فرهنگ نامه ای از شعر او گواه می آورد. رودکی از روزگار جوانی آوازی خوش داشت، در موسیقی و نوازندگی چیره دست و پر آوازه بود. وی نزد ابوالعنک بختیاری موسیقی آموخت و همواره مورد ستایش او بود، آن چنان که استاد در روزگار کهنسالی چنگ خود را به رودکی چنگ نواز بخشید. رودکی در همان دوره شعر نیز می سرود. شعر و موسیقی در سده های چهارم و پنجم همچون روزگار پیش از اسلام به هم پیوسته بودند و شعر به همراه موسیقی خوانده می شد. شاعران بزرگ آنانی بودند که موسیقی نیز می دانستند. از همروزگاران رودکی مانند منجیک ترمذی (نیمه دوم سده چهارم) و یا پس از او مانند فرخی (429 ق) استاد موسیقی زمانه خویش بودند. شاعران، معمولاً قصیده هایشان را با ساز و در یکی از پرده های موسیقی می خواندند. هرکس که صدایی خوش نداشت یا موسیقی نمی دانست، از راوی می خواست تا شعرش را در حضور ممدوح بخواند. رودکی، شعرش را با ساز می خواند و در آن روزگار به خنیاگری برجسته آوازه داشت.
رفته رفته آوازه رودکی به دربار سامانیان رسید و نصربن احمد سامانی (301 ـ 331 ق) او را به دربار خواند. برخی بر این گمانند که او پیش از نصربن احمد به دربار سامانیان رفته بود، در آنجا برآمد و بزرگترین شاعر دربار سامانی شد. در آن روزگار در محیط ادبی، علمی، اقتصادی و اجتماعی فرارود، آن چنان تحولی شگرف روی داده بود که دانش پژوهان، آن دوره را دوران نوزایی (رسانس) ایرانی می نامند. دربار سامانی با نام نژاد ایرانی و از خاندان ساسانیان، به تحکیم موقعیت سیاسی خود پرداختند. جوش و خروش ملی آغاز شده در آن دیار به گسترش و پیشرفت زبان و فرهنگ ایرانی انجامید. سمرقند و بخارا که در کشاورزی، داد و ستد و صنعت رونق یافته بودند، از مراکز مهم آن روزگار بودند. صنعت کاغذ سازی سمرقند آوازه ای جهانی یافت و فراوانی برنج، گندم و برخی فرآورده های کشاورزی زبانزد بود.
صنعت پارچه های پنبه ای، پشمی، گلیم بافی، ساختن ابزار چرمی، پرورش کرم ابریشم در بخارا به پیشرفتی چشمگیر رسیده بود. بر بستر چنین زمینه مناسب اقتصادی، اجتماعی و برپایه دانش دوستی برخی از پادشاهان سامانی، همچنین با تلاش و خردمندی وزیرانی دانشمند و کاردان چون ابوالفضل بلعمی (330 ق) و ابوعلی محمد جیهانی (333 ق)، بخارا به صورت مرکز بزرگ علمی، ادبی و فرهنگی درآمد. دربار سامانیان، محیط گرم بحث و برخورد اندیشه شد و شاعران و فرهنگمداران از راههای دور و نزدیک بدانجا روی می آوردند. بهترین آثار علمی، ادبی و تاریخی مانند شاهنامه منصوری، شاهنامه ابوالمؤید بلخی (سده چهارم هجری)، عجایب البلدان، حدود العالم من المشرق الی المغرب در جغرافیا، ترجمه تفسیر طبری که چند تن از دانشمندان فرارود فراهم کرده اند، ترجمه تاریخ طبری از ابوعلی بلعمی، آثار ابوریحان بیرونی (440 ق) و ابوعلی سینا (428 ق) در روزگار سامانیان پدید آمدند. دانشمندان برجسته ای مانند محمد زکریای رازی (313 ق) ابونصر فارابی (339)، ابوریحان بیرونی، ابوعلی سینا و بسیاری از شاعران بزرگ مانند فردوسی (410/416 ق) در این روزگار یا متأثر از آن برآمده اند.
بزرگترین کتابخانه در آن دوران در بخارا بود که ابوعلی سینا آن را دید و گفت که نظیر آن را هرگز ندیده است. تأثیر این تحول، نه تنها در آن دوره که در دوران پس از آن نیز پیدا است. رودکی فرزند چنین روزگاری است. وی در دربار سامانی نفوذی فراوان یافت و به ثروتی افزون دست یافت. نفوذ شعر و موسیقی او در دربار نصربن احمد چندان بود که داستان بازگشت پادشاه از هرات به بخارا، به خوبی بیانگر آن است. هنگامی که نصربن احمد سامانی به هرات رفته، دیرگاهی در آن دیار مانده بود، هیچ کس را یارای آن نبود تا از پادشاه بخواهد که بخارا بازگردد؛ درباریان از رودکی خواستند تا او این وظیفه دشوار را بپذیرد.
رودکی شعر پر آوازه « بوی جوی مولیان آید همی ـ یاد یار مهربان آید همی » را سروده است. درباریان و شاعران، همه او را گرامی می داشتند و بزرگانی چون ابوالفضل بلعمی و ابوطیب مصعبی صاحب دیوان رسالت، شاعر و فیلسوف. شهید بلخی (325 ق) و ابوالحسن مرادی شاعر با او دوستی و نزدیکی داشتند. گویند که وی از آغاز نابینا بود، اما با بررسی پروفسور گراسیموف (1970 م) بر جمجمه و استخوانهای وی آشکار گردید که در دوران پیری با فلز گداخته ای چشم او را کور کرده اند، برخی استخوانهایش شکسته بود و در بیش از 80 سالگی درگذشت. رودکی گذشته از نصربن احمد سامانی کسانی دیگر مانند امیر جعفر بانویه از امیران سیستان، ابوطیب مصعبی، خاندان بلعمی، عدنانی، مرادی، ابوالحسن کسایی، عماره مروزی و ماکان کاکی را نیز مدح کرده است. از آثار او بر می آید که به مذهب اسماعیلی گرایش داشته است؛ شاید یکی از علتهای کور شدن او در روزگار پیری، همین باشد.
رودکی در پیری با بی اعتنایی دربار روبرو شد و به زادگاهش بازگشت؛ شعرهای دوران پیری او، سرشار از شکوه روزگار، حسرت از گذشته و بیان ناداری است. رودکی از شاعران بزرگ سبک خراسانی است. شعرهای اندکی از او به یادگار مانده، که بیشتر به صورت بیتهایی پراکنده از قطعه های گوناگون است.
کامل ترین مجموعه عروض فارسی، نخستین بار در شعرهای رودکی پیدا شد و در همین شعرهای باقی مانده، 35 وزن گوناگون دیده می شود. این شعرها دارای گشادگی زبان و توانایی بیان است. زبان او، گاه از سادگی و روانی به زبان گفتار می ماند. جمله های کوتاه، فعلهای ساده، تکرار فعلها و برخی از اجزای جمله مانند زبان محاوره در شعر او پیداست. وجه غالب صور خیال در شعر او، تشبیه است. تشبیهات از امری حسی به حسی یا انتزاعی به حسی است. تخیل او نیرومند است. پیچیدگی در شعر او راه ندارد و شادی گرایی و روح افزایی، خردگرایی، دانش دوستی، بی اعتبار دانستن جهان، لذت جویی و به خوشبختی اندیشیدن در شعرهای او موج می زند. وی نماینده کامل شعر دوره سامانی و اسلوب شاعری سده چهارم است. تصویرهایش زنده و طبیعت در شعر او جاندار و تپنده است. پیدایی و مطرح کردن رباعی را به او نسبت می دهند. رباعی در بنیاد، همان ترانه هایی بود که خنیاگران می خوانده اند و به پهلویات مشهور بوده است؛ رودکی به اقتضای آوازه خوانی به این نوع شعر بیشتر گرایش داشته، شاید نخستین شاعری باشد که بیش از سایر گویندگان روزگارش در ساختن آهنگها از آن سود برده باشد. از بیتها، قطعه ها، قصیده ها و غزلهای اندکی که از رودکی به یادگار مانده، می توان به نیکی دریافت که او در همه فنون شعر استاد بوده است. تعداد شعرهای رودکی را از صدهزار تا یک میلیون بیت دانسته اند؛ آنچه اکنون مانده، بیش از 1000 بیت نیست که مجموعه ای از قصیده، مثنوی، قطعه و رباعی را در بر می گیرد. از دیگر آثارش منظومه کلیله و دمنه است که محمد بلعمی آن را از عربی به فارسی برگرداند و رودکی به خواسته امیرنصر و ابوالفضل بلعمی آن را به نظم فارسی در آورده است (به باور فردوسی در شاهنامه، رودکی به هنگام نظم کلیله و دمنه کور بوده است.) این منظومه مجموعه ای از افسانه ها و حکایتهای هندی از زبان حیوانات است که تنها 129 بیت آن باقی مانده است و در بحر رمل مسدس مقصور سرود شده است؛ مثنویهای دیگری در بحرهای متقارب، خفیف، هزج مسدس و سریع به رودکی نسبت می دهند که بیتهایی پراکنده از آنها به یادگار مانده است. گذشته از آن شعرهایی دیگر از وی در موضوعهای گوناگون مدحی، غنایی، هجو، وعظ، هزل و رثاء و چکامه مادر می که بزرگترین چکامه او است و به خواست نصربن احمد برای ابوجعفر بانویه سروده شده، در دست است.
خیام
می‌دانید که خیام عنصر خاصی است در ادبیات فارسی، خاصّ از این جهت که هم شاعر است. هم نیست. بیشتر عالم شناخته شده. در زمان خود به این عنوان معروف بوده است. گذشته از آن درست روشن نیست که چه تعداد رباعی گفته و یا اصلاً این رباعی‌های منسوب به او تا چه مقدار به او مربوطند. چنانکه می‌بینیم چند سوال و ابهام در برابر نامش هست.
نخست به عنوان عالم یعنی ریاضیدان، متفکر، فیلسوف و کسی که در ستاره شناسی کار می‌کرده معروف شده. ولی بعد موضوع شاعریش مطرح گردیده. می‌دانید که وی تا حدود صد سال پیش در ایران شاعر معروفی نبود. نام او به عنوان شاعر در میان بود، ولی کسی او را به عنوان یک گوینده صاحب دیوان به شمار نمی‌آورد. بیشتر شعر به سبک «خیامی» رواج داشت، که دیگران به تقلید او می‌سرودند. واقعیت آنست که شهرتش از زمانی بالا گرفت که فیتز جرالد انگلیسی تعدادی رباعی‌ها را به اسم او ترجمه کرد و انتشار داد و بعد از این، شهرت او از انگلستان شروع شد و به سراسر جهان سرایت کرد. از نظر خود ما هم، باید اعتراف کرد که فیتز جرالد ما را متوجه اهمیت شاعری خیام کرد. و این از عجایب است که کسی که از همه کمتر در زبان فارسی شعر گفته، در جهان معروف‌ترین شاعر ایران شود. الآن تقریباً خیام به همه زبان‌های مهم دنیا ترجمه شده، نه تنها به زبانهای متعدد بلکه بعضی از زبانها چند بار به فرانسوی، آلمانی...، در زبان‌های بزرگ هر کدام چند ترجمه از او هست ولی با اینهمه هنوز در مقابل این سوال قرار دارد که چگونه کسی است؟ نه تنها از لحاظ نوع کار، یعنی اینکه آیا شاعر بوده یا نه و چه تعداد شعر گفته، بلکه از جهت اینکه اصولاً چه می‌خواسته است بگوید و چگونه آدمی است؟ دو سوال متناقض در برابرش هست که بعضی او را به عنوان یک شاعر بی‌اعتقاد به همه چیز و بعضی دیگر به عنوان یک شاعر حکیم معرفی می‌کنند. این خاص او نیست، این تناقض بزرگ اصولاً در برابر ادبیات فارسی است که بعضی از گویندگانش این طرفی هستند یا آن طرفی. این شاعران عرفانی همین‌طور هستند، یعنی عطار، سنایی، مولوی و چند تن دیگر. قضاوت ما به مشکل برمی‌خورد که جهت‌گیری اینها چه هست. این ابهام ناظر به تاریخ ایران نیز می‌شود، زیرا ما با یک نوسان بزرگ در تاریخ ایران روبه‌رو هستیم. یک تاریخ دو جهتی و یا حتی سه جهتی داریم که روشن نیست که به کدام سو متمایل است. قوم ایرانی برای اینکه مخلوطی بوده است از اندیشه‌های متفاوت و این به علت اوضاع و احوال تاریخی- جغرافیایی است، که جای دیگر به آن اشاره داشتیم، یعنی قومی که نمی‌توانسته روی یک خط جلو برود و ناچار بوده است که نوسان داشته باشد، از قطبی به قطب دیگر حرکت بکند و این دو قطب متناقض را با هم آشتی بدهد، با هم سازگار بکند و با آن زندگی بکند. یکی از نمونه‌های بارزش خیام است. خیام از این جهت باز آسان‌تر می‌شود با او رو به‌رو شد که قدری با صراحت حرف زده، یعنی پرده پوشی خاصی که گویندگان دیگر مثل عطار و سنایی و مولوی و حافظ داشتند، او نداشته، یعنی کنایه‌گویی، استعاره گویی و این پوشش‌های معمول ادب فارسی در او نیست یا کم است، و به همین علت باز یک حالت استثنایی پیدا می‌کند، که نسبتاً صریح حرف زده. با این حال، باز هم ایرانی‌ها بعد از او، آنها که قضاوت درباره‌اش داشتند دست‌بردار نبوده‌اند. باز خواستند که تعبیرهای مختلفی بکنند. این است که بعضی خواستند حتی او را یک شاعر عارف‌منش قلمداد کنند. بعضی خواستند او را یک مادی‌اندیش محض بشناسند. ببینید باز کلمات فارسی و اندیشه ایرانی آنچنان سیالیتی داشته، نوسانی داشته که راه را بر تعبیرهای متعارض باز می‌گذاشته: ما نظرمان به سوی شاعری خیام جلب شد، آنگاه که نجم‌الدین رازی به عنوان نخستین فرد، عبارت مهمی درباره او به کار برد. در حدود70، 80 سال بعد از خیام، کتاب «مرصاد العباد» را


دسته‌بندی نشده  وفات وزارت هیدرولیک نظامی نصربن موسیقی منظومه معانی مضامین گلستان گرایش قمری قصیده فردوسی فاضلاب فارسی عشق عربی طوس صوفی شعرهای شعر شروانشاه شاهنامه شاعری شاعران شاعر سعدی سروده سرودن سده سامانی سامانیان سامانی روزگار رودکی دیوان دهقانان دل درگذشت دربار داستان خیام خسرو خراسان خاقانی خاقانی حماسه حکایت حافظ تواناییهای ترجمه پیری پدرش پدر پارسی بوستان بناهای بلعمی بغداد بزرگترین بخارا ایرانی الفاظ افراسیاب اشعار استادان ادب اخلاق ابیات ابوعلی آوازه آفاق wikipedia wikimedia upload org MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE

3 (30)

P502. 7.5 دايره هاي عدد نويز در بسياري از تقويت كننده هاي RF، براي تقويت سيگنال در سطح نويز حداقل, نيازمند يك سيستم حساب شده مي باشيم. متاسفانه طراحي يك تقويت كننده کم نويز با فاكتوهايي نظير پايداري و بهره سنجيده مي شود, براي نمونه در ماكزيمم بهره،... ادامه متن

P502.
7.5 دایره های عدد نویز
در بسیاری از تقویت کننده های RF، برای تقویت سیگنال در سطح نویز حداقل, نیازمند یک سیستم حساب شده می باشیم. متاسفانه طراحی یک تقویت کننده کم نویز با فاکتوهایی نظیر پایداری و بهره سنجیده می شود, برای نمونه در ماکزیمم بهره، نویز حداقل نمی تواند بدست آید. بنابراین اهمیت دارد که روشهایی را که به ما اجازه می دهند که نویز موثر را به عنوان قسمتی از نمودار اسمیت برای هدایت شباهت ها و مشاهده توازن ما بین گین و پایداری نشان می دهد توسعه می دهیم.
از یک نمای تمرینی، جزء موثر تحلیل نویز ، عدد نویز تقویت کننده دو پورتی در فرم ادمیتانسی است .
9.732
و یا فرم معادل امپدانسی 9.74
که امپدانس منبع است .
هر دو معادله از ضمیمه H مشتق شده‌اند. هنگام استفاده از ترانزیستور بطور معمول چهار پارامتر نویز شناخته می شوند که از طریقdatasheet کارخانه سازنده FET یاBJT یا از طریق اندازه گیریهای مستقیم بدست می آیند . آنها عبارتند از :
- عدد نویز حداقل (همچنین اپتیمم نیز نامیده می شود) که رفتارش بستگی به شرایط پایه ای و عملکرد فرکانسی دارد . اگر وسیله, نویزی نداشته باشد ما میتوانیم Fmin را برابر 1 بدست آوریم.
- مقاومت معادل نویز که برابر عکس رسانایی وسیله میباشد
P 503.
- ادمیانس اپتیمم منبع

بجای امپدانس یا ادمیتانس ، ضریب انعکاس اپتیممoptاغلب لیست می شود. ارتباط ما بین و بوسیله رابطه زیر بیان میشود:
9.75
از زمان انتخاب پارامتر S به عنوان مناسب ترین گزینه برای طرحهای فرکانس بالا ما رابطه9.73را به فرمی تبدیل کردیم که ادمیتانسها با ضرایب انعکاس جایگزین شوند.در کنار 9.75 ما از رابطه زیر در 9.73 استفاده می کنیم :

GS می تواند بصورت نوشته شود و نتیجه نهایی بصورت زیر است :

در رابطه 9.77 مقدار Fmin و Rn و شناخته شده هستند.
بطور کلی مهندس طراح برای تنظیم آزادی عمل دارد تا عدد نویز را تحت تاثیر قرار دهد . برای Гs=Гopt می دانیم که کمترین مقدار ممکن عدد نویز برایF= بدست می آید . برای جواب دادن به این سوال که چگونه با یک عدد نویز خاص اجازه می دهند که بگوییم Fk با Гs مرتبط است رابطه 9.77 را باید بصورت زیر بنویسیم:

که عناصر موجود در طرف راست یک شکل معادله برگشتی را ارائه می دهند . یک ثابت Qk که با معادله زیر بیان می شودمعرفی میکنیم:

و ارنج دوباره عبارتها معادله زیر را می دهد:

تقسیم شدن بر (1+Qk) و به توان دو رساندن بعد از مقداری عملیات جبری نتیجه می‌دهد:

.P 504
این یک معادله برگشتی مورد نیاز در فرم استاندارد است که می تواند بعنوان قسمتی از نمودار اسمیت ظاهر شده باشد .

که موقعیت مرکز دایره dFK با عدد کمپلکس زیر نشان داده شده است :

و با شعاع

دو نکته جالب توجه و جود دارد که از معادله های 9.83 و 9.84 بدست می‌آیند .
منیمم عدد نویز برای FK=Fmin بدست می آید که با مکان شعاع هماهنگی دارد .
همه مراکز دایره های نویز ثابت در طول یک خط از محیط به نقطه کشیده شده‌اند عدد نویز بزرگتر نزدیکتر به مرکز dFk به سمت محیط حرکت می کند و شعاع rFK بزرگتر می شود . مثال زیر توازن بین بهره و عدد نویز را برای تقویت کننده سیگنال کوچک نشان می دهد .
P 505.
مثال 9.14: یک تقویت کننده سیگنال کوچک برای عدد نویز مینیم وگین مشخص با استفاده از ترانزیستورهای یکسان مانند مثال 9-13 طراحی کنید. یک تقویت کننده قدرت نویز پایین با 8dB بهره و عدد نویزی که کمتر از 1.6dB است رامیتوان بافرض این که که ترانزیستورهاپارامترهای نویز زیررا دارندdB Fmin=1.5 ، طراحی کرد.
حل : عدد نویز مستقل از ضریب انعکاس بار است. هر چند تابعی از امپدانس منبع است .
پس مپ کردن دایره گین ثبت بدست آمده در مثال 9.13 به پلان آسان است. با بکار بردن معادلات 9.64 و 9.65 و مقادیر مثال 9.13 با مرکز و شعاع دایره گین ثابت را پیدا می کنیم: 18º dgs=0.29<- و Vgs=0.18 .
یک قرار گرفته در هر جای روی این دایره، مقدار گین مورد نیاز را بر آورده خواهد کرد .
هر چند برای اینکه به جزئیات عدد نویز دست یابیم باید مطمئن باشیم که داخل دایره نویز ثابت FK=2dB قرار دارد.
مرکز دایره نویز ثابت و شعاع آن به ترتیب با استفاده از معادله های 9.83 و 9.84 محاسبه شده اند.
آنها با هم در زیر با ضریب QK لیست شده اند 9.79 را ببینید:
QK=0.2 dFK=0.42 < 45 , rFk=0.36
دایره های آمدهG=8dB و Fk=1.6dB در شکل 9.17 نشان داده شده اند.
شکل 9.17
توجه شود که ماکزیمم بهره قدرت در نقطه ای بدست آمده که
P506.
(مثال 9.11 را برای محاسبات جزئیات ببینید) هرچند عدد نویز مینمم در بدست آمده است که برای این مثال نشان می دهد که دسترسی به ماکزیمم بهره و مینیم عدد نویز بطور همزمان غیر ممکن است. آشکار است که بعضی از توافقات باید صورت گیرد.
برای کوچک کردن عدد نویز برای یک گین داده شده ، ما باید ضریب انعکاس منبع را تا حد امکان نزدیک یه بر گزینیم تا زمانیکه هنوز روی دایره بهره ثابت بماند . با بکار بردن رابطه 9.62 و انتخاب دلخواه ، را بدست می دهد.
عدد نویز تقویت کننده با استفاده از رابطه 9.77 بدست میآید:

9.6 دایره های VSWR ثابت .
در بسیاری از موارد تقویت کننده باید زیر یک مقدار VSWR مشخص که در پورت ورودی و خروجی تقویت کننده اندازه گیری شده بمانند . رنج تغیرات VSWR بین [1.5 , 2.5] باشد1.5<=VSWR<=2.5 همانگونه که از بحثمان در فصل 8 می دانیم , هدف از شبکه های تطبیق اساسا جهت کاهش VSWR در ترانزیستوراست. مشکل از این حقیقت ناشی می شود که, VSWR ورودی (یا (VSWRIMN در ورودی شبکه تطبیق مشخص شده است که در برگشت بوسیله جزءهای اکتیو و از طریق فیدبک بوسیله شبکه تطبیق خروجی (OMN) تحت تاثیر است بر عکس VSWR خروجی (یا (VSWROMN بوسیله OMN و دوباره از طریق فید بک بوسیله IMN مشخص شده است . این گفته ها به یک طرح دو جانبه نزدیک است همانگونه که در بخش 9.4.3 بحث شد.
برای جا افتادن این قسمت ، اجازه دهید نگاهی به تصویری که در شکل 9.18 نشان داده شده بیندازیم.
دو VWSR که قسمتی از یک جزء تقویت کننده RF هستند:
و
ضریب انعکاس ، به توضیحات بیشتری نیاز دارند . اگر روی ImnГمتمرکز شویم , از بخش 9.2.1 آشکاراست که توان ورودی Pin (تحت فرض می‌تواند به عنوان تابعی از توان موجود PA بیان شود 9.86
شکل 9.18
P 507.
بدیهی است که شبکه تطبیق بدون تلفات است. قدرت مشابه در
ترمینال ورودی وسیله اکتیو در نبود هر شبکه تطبیق
ظاهر شده است

مساوی قرار دادن هردو معادله وحل آنها برای بدست می دهد:

9.88
معادله 9.88 می تواند به یک معادله دایره برای تبدیل شود که یک مرکز در موقعیت dvIMN با شعاع rVIMN میباشد که :


که
و
اینجا اندیس VIMN در dVIMN و r vIMN برای توجه به VSWR در مکان IMN استفاده شده است.
در یک روش مشابه ، معادله دایره برای VSWR خروجی پیدا می شود. منبع ولتاژ به سمت خروجی ضمیمه شده و امپدانس ZL به عنوان امپدانس منبع در نظر گرفته شده ، در صورتیکه ZS امپدانس باراست. بنابراین در یک روش آنالوگی به صورت بسیار خوبی ضریب انعکاس خروجی محاسبه می شود:

ما 9.22 را به معادله دایره برای تبدیل می کنیم که در مکان DvOMN با شعاع VvOMNقرار گرفته:
9.93
9.94
9.95
چیزهایی که از قبل بدست آمده وبه ما اجازه می دهد تا خلاصه ای راجع به دوایر VSWR ثابت در زیر توصیف کنیم:
برای VSWR منیمم ( در طرف ورودی : VSWRIMN=1 و و در طرف خروجی VSWROMN=1 و ، دوایر در (برابر ورودی) و مستقر شده اند با هر دو شعاع برابر با صفر :
همه دوایر VSWR روی خطی که از محیط تا (ورودی) یا
(خروجی) امتداد دارد باقی می ماند.
نکته مهمی که باید آگاه به آن باشیم این حقیقت است که تحت تطبیق دو جهته ضرایب انعکاس ورودی وخروجی توابعی از ضرایب انعکاس منع و بار هستند بنابراین دوایر VSWR ورودی و خروجی نمی توانند بطور همزمان رسم شوند ، پس در فرآیند تکراری تنظیم در یک زمان یکی باید بر سی شود.
P 509..
مثال 9.15: طراحی VSWR ثابت برای بهره و عدد نویز داده شده .
با استفاده از نتایج مثال 9-14 دایره VSWRIMN=1.5 را در پلان بعنوان قسمتی از نمودار اسمیت می کشیم. شکل VSWROMN را به عنوان تابعی از مکان برای VSWRIMN=1.5 می کشیم. را که مینیم انعکاس روی پورت خورجی تقویت کننده را می دهد پیدا کنید و بهره متناسب با آن را محاسبه نمائید.
حل :
در مثال 9-14 ما و به عنوان ضرایب انعکاس منبع و بار بدست آوردیم که جزئیات آن را می توانیم در بهره قدرت و عدد نویز ببینیم . از زمانیکه ما از این طرح که بر مبنای عملکرد دایره های گین ثابت است استفاده می‌کنیم یک تطبیق عالی در پورت ورودی آمپلی فایر بدست می آوریم. هر چند پورت خروجی تطبیق نشده و VSWROMN می تواند از محاسبه شده باشد که آن ازتلفیق رابطه 9.92 با 9.9b بدست می آید:

نتیجه به صورت زیر است :

برای بهبود VSWROMN می توانیم خواسته هایمان را در VSWRIMN کم کنیم و بعضی از عدم تطابقها را در ورودی در نظر بگیریم. اگر ما VSWRIMN=5 بگیریم. بر طبق دایره VSWR ورودی می توان نمودار اسمیت را کشید همانگونه که در شکل 9.19 نشان داده شده. مرکز دایره VSWRIMN=1.5 و شعاع آن به ترتیب از رابطه های 9.90 و 9.91 پیدا شده اند مقادیر عددی به صورت زیر بدست می آیند:

هر نقطه روی دایره VSWRIMN=1.5 می تواند در فرم قطبی خود نشان داده شود.

که زاویه از 0 تا 360 تغییر می کند. همانطور که تغییر می کند ما تغییرات را بدست می آوریم که آن متناظر و یک VSWROMN محاسبه شده را نتیجه می‌دهد.
.P 510

شکل 9-19
نمودار چنین تناظری در شکل 9.20 نشان داده شده است .
همانگونه که در شکل 9.20 می توان دید، VSWROMN به میننیم مقدار خود یعنی 1.37 در تقریبی 85 می رسد. ضرایب انعکاس متناظر منبع و خروجی, بهره انتقالی و عدد نویز در زیر آمده اند .

بهبود در VSWROMN با کاهش بهره بدست می آید . اگر کاهش بهره غیر قابل پذیرش بشود (غیر معقول) هر دو ضریب انعکاس منبع و بار باید بطور همزمان تتنظیم باشند.
P 511.
شکل 9-20
9.7 تقویت کننده های پهن باند و قدرت بالا و چند طبقه ای
9.7.1 آمپلی فایرهای پهن باند.
بسیاری از مدارهای مدولاسیون و کدینگ احتیاج به آمپلی فایرهای با باند فوقانی عملکرد عریض یا پهن دارند . از نقطه نظر RF، یکی از مشکلات بزرگ در طراحی تقویت کننده های پهن باند، محدودیت تحمیل شده به وسیله پهنای باند بهره بذست آمده وسیله اکتیو می باشد.
به عنوان یک نکته استنتاج شده در فصل7، هر وسیله اکتیوی یک بهره rool-off در فرکانس بالاتر متناسب با خازن بیس کلتور در BJT و یا خازن گیت سورس و گیت درین در FET ها دارد. سرانجام همانگونه که فرکانس, به فرکانس تزنزیشن Ft میرسد، ترانزیستور عملکردش را به عنوان یک آمپلی فایر متوقف می کند و به حالت ضعیف بر می گردد .
متاسفانه |s21| به ندرت در سرتاسر عملکرد باند فرکانس گسترده ثابت باقی می ما نند ، که در نتیجه اندازه گیری ها مستلزم جبران شدن است . در کنار کاهش بهره |S21|پیش رونده دیگر مشکلاتی که از طراحی تقویت کننده های پهن باند ناشی می شوند شامل:
.P 512
افزایش در بهره معکوس |S12| که بهره کل را حتی بیشتر کاهش می دهدو امکان رفتن وسیله به حالت نوسانی را افزایش می دهد .
تغییرات فرکانس S11 و S22.
کاهش عدد نویز در فرکانسهای بالا:
برای توجیه این اثرات ، دو روش مختلف طراحی تقویت کننده مورد استفاده هستند .
فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق و فیدبک منفی در هر کدام از زیر شاخه ها ما هر دو تکنیک طراحی را بررسی می کنیم.
فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق:
فرکانس های جبران شده شبکه های تطبیق یک ناهماهنگی را هم در پورت ورودی و هم پورت خروجی وسیله معرفی می کند که برای جبران کردن تغییرات فرکانس پارامتر های S معرفی شده اند .
مشکل با این نوعهای شبکه های تطبیق آن است که طراحی آنها نسبتا مشکل است و روشهایی که آنها را در بر بگیرد بیشترین هنر یک روش مهندسی خوب است که موفقیت را تضمین کند. فرکانس جبران شده شبکه های تطبیق برای هر مورد خاص باید بصورت سفارشی تنظیم شوند .
مثال زیر تعداد از قدمهای کلیدی مورد نیاز جهت طراحی جبران کننده فرکانس شبکه های تطبیق مشخص می کند .
مثال 9-16: طراحی یک تقویت کننده پهن باند با استفاده از جبران کننده فرکانسی شبکه تطبیق
طراحی یک آمپلی فایر پهن باند با بهره نامی 7.5dB و بهره صاف در رنج فرکانسی از 2GHZ تا 4GHZ مورد نظر است. برای طراحی از Hewlett packard <AT 41410 BJT استفاده می کنیم که جریان کلکتوری معادل IC=10mA و ولتاژ کلکتورامتیری برابر VCE=8v دارد . پارامتر های S مشابه در فرکانس 2 و 3 و GHZ 4 تحت توضیحات خلاصه شده در جدول 9-4 اندازه گیری شده اند.
حل : بر طبق اطلاعاتی در جدول 9-4 وجود دارد، بهره بدست آمده ترانزیستور در فرکانس f=2GHZ |S21|2=11.41 در فرکانس 3GH، 8.19dB و در 4GH ، 5.8dB می باشد . برای رسیدن به اینکه یک تقویت کننده با بهره نامی 8.7dB داشته باشیم . منبع و بار شبکه های تطبیق باید طوری طراحی شوید که بهره را در فرکانس 2GHZ و 2.71dB کاهش دهند و بهره را در فرکانس 3GHZ به 0.54dB و در فرکانس 4GHZ به 2.85 dB افزایش دهند.
.P 513
جدول 9.14
ماکزیمم بهره که بوسیله منبع و بار بوجود آمده اند با معادلات 9.35 و 36 بدست می آیند همانگونه که در زیر نشان داده شده :
F=2 GHZ: Gsmax=2.02 dB=GLmax=0.98dB
F=3GHZ:GSmax=2.11 dB , GLmax=0.93dB
F=4GHZ:GSmax=2.11dB, GLmax=1.14 dB
اگر چه شبکه های تطبیق بار و منبع برای موارد عمومی باید طراحی شده باشند در این مثال یک بهره اضافه GS که می تواند بوسیله تطبیق منبع تولید شود وجود دارد که برای جزئیات تقویت کننده که باید بکار رود کافی بنظر می رسد. بنابراین روی توسعه شبکه تطبیق منبع متمرکز می شویم و پورت خروجی ترانزیستور را بدون هر شبکه تطبیقی رها می کنیم. از زمانی که خروجی ترانزیستور بطور مستقیم به بار متصل شد ما GL=0dB داریم.
شبکه تطبیق ورودی باید یک گین اضافه (-3.9+0.2)dB را در فرکانس 2GHZ ، را در فرکانس 3GHZ و را در فرکانس 4GHZ تولید کند بر طبق دایره های ثابت بهره ها در شکل 9-21 نشان داده شدند.
شبکه تطبیق مورد نیاز ورودی باید قابلیت انتقال نقاط روی دایره بهره ثابت در شکل 9-21 را به مرکز نمودار اسمیت داشته باشد. تعدادی از شبکه ها موجودند که می توانند این کار را انجام دهند. یک راه حل شامل ترکیب دو ترانزیستور یکی موازی ترانزیستور و دیگری بطورسری با پورت ورودی تقویت کننده می باشد ، همانگونه که در شکل 9-22 نشان داده شده . از یک مشخص ما می توانیم بهره انتقالی بوسیله قرار دادن در رابطه (9.10) محاسبه کنیم. ما سپس می توانیم VSWR ورودی و خروجی را پیدا کنیم. از زمانی که می شود، مقدار VSWROMN مساوی VSWROUT می شود و اینها از روابط زیر محاسبه می شوند:
.P 514
شکل 9-21
شکل9-22

برای محاسبه VSWR در پورت ورودی ما از رابطه زیر استفاده می کنیم :

جایی که بر مبنای رابطه (9.88) محاسبه شده است.
.P 515

مقادیر بدست آمده در جدول 9.5 خلاصه شده اند:
جدول9.5
همانگونه که در مثال 9-16 نشان داده شده ، مجموع فرکانس جبران شده شبکه تطبیق که یک بهره صاف بهبود یافته را بدست می دهد ممکن است تطبیق امپدانس را بطور عمده مهم بزند و عملکرد تقویت کننده را پایین آورد. برای رفع مشکل یک آمپلی فایر متعادل می تواند بکار گرفته شود .
طراحی آمپلی فایر متعال شده
بلوک دیا گرام یک آمپلی فایر متعادل شده که در رنج 3dB یا کوپلر هیبریدی استفاده می شود و یک تقسیم کننده قدرت Wilkinson و ترکیب کننده در شکلهای 9-23 (a) و (b) به ترتیب نشان داده شده اند . قدرت سیگنال ورودی به دو قسمت تقسیم می شود: تقویت شده و ترکیب شده در خروجی. یک بحث کلی تئوری درباره عملکرد کوپلر ها و تقسیم کننده های قدرت در ضمیمه (G) آورده شده است.
اجازه بدهید اول درباره عملکرد آ‌مپلی فایر متعادل، در شکل (a) 9-23 بحث کنیم اینجا قدرت ورودی به پورت 1 از کوپل کننده ورودی, بطور مساوی از نظر بزرگی تقسیم شده اند اما با یک اختلاف فاز 90 درجه ای بین پورتهای 2 و 3 . هیچ تغذیه ای در پورت 4 وجود ندارد . کوپل کننده خروجی شامل ترکیب سیگنال های خروجی تقویت کننده های A و B است که بوسیله یک شیفت دهنده فاز 90 درجه ای اضافه بوجود آمده اند، بنابراین آنها دوباره در فاز آورده شده اند. ما پارامترهای S آمپلی فایر A را تحت مشخص می کنیم و همینطور پارامتر های S آمپلی فایر B با زیر نویس B و معادلاتی که پارامتر های S ، کل تقویت کننده را با پارامتر های S شاخه های مجزا مرتبط می کنند در زیر آمده اند .
.P 516
شکل 9-23

که ضرایب افت 3dB را در بر می گیرند و علامت منها متناسب با 90 شیفت فاز در پورت 3 است که دوبار صورت گرفته که در مجموع به 180 می رسد .
اگر تقویت کننده ها در دو شاخه یکسان باشند پس و بهره پیشرو و معکوس تقویت کننده متعادل شده برابر با بهره هر شاخه می باشد.
.P 517
عملکرد تقویت کننده متعادل شده با تقسیم کننده قدرت Wilkinson (شکل 9.23 lb را ببینید) یکسان است تنها اختلاف در قیاس با تقسیم کننده قدرت در فاز سیگنالهاست و ما نیاز داریم که تغییرات را اضافه کنیم که بتوانیم 90 درجه شیفت فاز را ما بین شاخه ها ایجاد نمائیم .
مهمترین مزیتهای آمپلی فایر های متعادل شده این است که آنها از تطبیق امپدانس خیلی خوب در پورتهای ورودی و خروجی برخوردارند. (همانطور که در هر شاخه ای مشخصه های مشابه دارند ) یکی از دو تقویت کننده می توانند اگر شاخه دیگر بطور کامل از کار بیفتد ادامه کار دهد .
عمده ضعف آمپلی فایر های متعادل شده افزایش اندازه مدار و کاهش پاسخ فرکانسی که بوسیله پهنای باند کوپل کننده ها نشان داده می شود می‌باشد.
مدار های فیدبک منفی:
کار دیگر شبکه های جبران کننده فرکانس ، استفاده از فیدبک منفی است. این عمل اجازه می دهد که یک پاسخ بهره صاف و همچنین کاهش در VSWR ورودی و خروجی در طول رنج فرکانس گسترده داشته باشیم .
یک مزیت دیگر فیدبک منفی آن است که مدار را کمتر نسبت به تغییرات پارامتر تزانزیستور به ترانزیستور, حساس می سازد .ضعف چنین مدارهایی آن است که این مدارات تمایل به محدود کردن ماکزیمم بهره قدرت ترانزیستور ها و افزایش عدد نویز آنها دارند . ترم فیدبک منفی اشاره دارد بر این که قسمتی از سیگنال از خروجی ترانزیستور با فاز مثبت به ورودی کوپل شده تا اینکه از سیگنال ورودی کم شود و بدینوسیله آن را کاهش دهد.
اگر سیگنال ها در فاز نسبت به یکدیگر جمع شوند پاسخ حاصله افزایش خواهد داشت و یک فیدبک مثبت بدست می آید . عمومی ترین مدار فیدبک مقاومتی برای BJT و FET در شکل 9-24 نشان داده شده اند . جایی که مقاومت R1 یک فیدبک موازی و مقاومت R2 یک فیدبک سری را نشان می دهد .

شکل 9-24
P 518.
همانگونه که در فصل 7 بحث شد ، هردو مدار در شکل 9-24 در فرکانسهای پایین می توا نند بوسیله مدلП، همانگونه که در شکل 9-25 نشان داده شده جایگزین شوند . جایی که مقاومت ورودی ، برابر مقاومت برای FET ها می باشد .

شکل 9-25
اگر ما برای BJT فرض کنیم که :

سپس در شکل 9-25 می تواند بوسیله یک مدار باز جایگزین شود و پارامتر h می توانند بصورت زیر نوشته شود:

با استفاده از مدل ماتریس معکوس در ضمیمه D ، ما پارامتر s متناظر را پیدا می کنیم:

‍P 519.
با فرض شرایط تطبیق ایده آل S11=S22=0 (یعنی VSWR ورودی خروجی برابر واحد) معادلات زیر ارتباط مقدار مقاومت فیدبک موازی با مقاومت سری R1 را بدست می دهند:
(9-101)
که مشخصه امپدانسی Z0 و هدایتی gm مورد استفاده بوده اند.
با جانشینی (9.101) در (9.100) و (9.99) داریم:

همانگونکه که از رابطه های 9.99 و 9.102 دیده شد هم بهره صاف و هم تطبیق عالی می توانند بوسیله انتخاب مناسب مقادیر برای مقاومت های R1 و R2 بدست آیند .
تنها محدودیتی که از این خواسته ناشی می شود آن است که، R2 در (9.101) باید غیر منفی باشد که در آنجا مینیم مقدار برای gm وجود دارد که رنج gm را محدود می کند:

هر ترانزیستوری با gmای که شرایط 9.103 را تحقق بخشد می تواند در ساختار فیدبک منفی که درشکل 9.24 نشان داده شده بکار رود.
تحلیل مدار فیدبک برای وسایل ایده آلی که در رنج فرکانسی پایین عمل می کنند مورد قبول است، جایی که همه راکتانسها اهمیت دارند . در کار بردهای عملی وجود مقاومت های پاراسیتیک (انگلی) در ترانزیستور باید در نظر گرفته شود که نتیجه اش تغییر مقادیر مقاومتهای فیدبک است . به علاوه در فرکانسهای RF و MW تاثیر خازنهای داخلی و اندوکتانسهای داخل نمی تواند نادیده گرفته شود و به علاوه عناصر واکنش پذیر در حلقه فیدبک در آنالیز وارد می شوند . معمول ترین کار, جمع یک اندوکتانس به صورت سری با مقاومت فیدبک R1 می باشد . این کار انجام می شود تا فیدبک را از فرکانسهای بالاتر پایین آوریم و بنابراین rool-off مربوط به S21 را جبران کنیم .
مثال زیر استفاده فیدبک منفی را برای طراحی یک آمپلی فایر پهن باند نشان می دهد که مقاومتهای فیدبک ,اول بصورت تئوری محاسبه شده اند و سپس با استفاده از بسته نرم افزای CAD تنظیم شده اند.
.P 520
مثال 9-17 طراحی یک حلقه فیدبک منفی تقویت کننده پهن باند.
پارامترهای S ترانزیستورBJT BFG403W با VCE=3V وَ(B=125) IC=3.3mAبا پیکر بندی امیتر مشترک در جدول 9-6 لیست شده اند . که یک مقاومت 500 جهت اطمینان از پایداری اضافه شده است .
یک تقویت کننده پهن باند GT=10dBL و رنج پهنای باند 10MHZ تا 2GHZ بوسیله استفاده از حلقه فیدبک منفی طراحی کنید.

جدول 9.6
حل : همانگونه که از جدول 9-6 دیده می شود مینیم بهره 14.2dB در فرکانس 2GHZ بدست ‌آمده که از بهره توان انتقالی GT=10dB مورد نیاز به میزان خوبی بالاتر قرار گرفته است .
قبل از ادامه تحلیل تقریبی مان ما باید مطمئن شویم که شرایط 9-103 برقرار است . مقدار بدست می آید . که
P521.
رسانایی gm تحت فرمول زیر محاسبه می شود بنابراین تحلیل فیدبک منفی قابل انجام است زمانی که شرایط 9-103 حتی برای R2=0 برقرار باشد .
قدم بعدی حدس زدن مقاومت R1 و R2 می باشد. برای اینکه بهره دلخواه G=10 dB است ضریب S21 فرکانس پایین باید برابر -3.16 باشد اینجا علامت منفی متناسب با 180 شیفت فازی پیکر بندی امیتر مشترک است جایگزینی این مقدار در 9.103 بدست می دهد :

با بکار بردن 9.101 ما مقداری برای مقاومت فیدبک سری R2 پیدا می کنیم:

نتیجه قرار دادن بهره شبکه فیدبک ،در ستون دوم جدول 9-7 لیست شده است. مشاهده شد که فیدبک منفی پاسخ بهره تقویت کننده را در فرکانسهای پایین تر یکنواخت تر می کند متاسفانه در یک سطح خیلی پایین تناقض ما بین بهره مورد انتظار 10dB و مقدار بدست آمده |S21|2=7.5 dB بطور عمده ای متناسب با این حقیقت است که ما همه مقاومت های انگلی را در ترانزیستور در نظر نگرفتیم . این مقاومت های انگلی نظیر مقاومت بیس که بطور سری با قرار دارد و بنابراین رسانایی gm را کاهش می دهد.
علاوه بر این مقاومت امیترکه بطور سری با R2 قرار دارد باید از مقدار بدست آمده R2 کم شود.
بهینه سازی مدار برای فرکانسهای بالاتر از 500 MHZ با استفاده از ابزار CAD با تغییر در مقدار مقاومتهای فیدبک بصورت زیر نتیجه می شود:

بر طبق آن بهره بدست آمده در ستون سوم جدول 9.7 لیست شده است .
همانگونه که از جدول 9.7 دیده می شود این مقادیر جدید برای مقاومتهای فیدبک بهره ترانزیستور را به مقدار 10dB در فرکانسهای پایین تر نزدیکتر می کنند اما همانطور که فرکانس افزایش می یابداین مقدار به سرعت کم می شود,. این نشان می‌دهد که مقاومت فیدبک در آن فرکانسها خیلی کوچک است و باید افزایش یابد این عمل می توانند بوسیله اتصال یک القاگر مثل L1=4.5 nH بطور سری با مقاومت R1 انجام شود (مقدار L1 بوسیله یک روش بهینه سازی جداگانه CAD پیش بینی شده است. )
.P522
جدول 9.7
بهره حاصله در ستون آخر جدول 9-7 لیست شده است. همانگونه که از مقادیر موجود دیده می شود، اضافه کردن یک القاگر پاسخ فرکانسی را بهتر می کند و یکنواختی بهره راهمانطور که فرکانس افزایش می یابد بیشتر از 5.1% در کل پهنای باند بهبود می بخشد.
9.7.2 تقویت کننده های قدرت بالا
پیشتر درباره طراحی تقویت کننده هایی بحث کردیم که بر مبنای خطی بودن و پارامتر های S سیگنال کوچک عمل می کردند. هنگام پرداختن به آمپلی فایر های قدرت بالا هر چند تقریب سیگنال کوچک معمولا نامعتبر است، به خاطر اینکه تقویت کننده ها در ناحیه غیر خطی و پارامتر های S سیگنال بزرگ عمل می کنند و امپدانسها باید برای هدایت مناسب طرح بدست آیند . پارامتر های S سیگنال کوچک هنوز می توانند هنگامی که طراحی تقویت کننده در کلاس A است استفاده شوند .
P 523.
اینجا تقویت سیگنال بسیار محدود به منطقه حطی ترانزیستور است . هر چند پارامتر های S سیگنال کوچک بطور فزاینده ای برای تقویت کننده های کلاس AB و B و C که در منقطه اشباع عمل می کنند غیر مناسب می شوند .
یکی از مشخصه های مهم تقویت کننده های قدرت بالا بهره فشرده نامیده می شود . همانطور که سیگنال ورودی به تقویت کننده به منقطه اشباع می رسد بهره شروع به کاهش می کنند یا فشرده می شود . ارتباط عادی ما بین قدرت خروجی و ورودی می تواند در یک مقیاس لگاریتمی کشیده شود همانطور که در شکل 9-26 نشان داده شده است.
شکل 9-26
در سطوح راه اندازی پایین، خروجی متناسب با قدرت ورودی است، هر چند همانگونه که قدرت فراتر از نقطه معینی افزایش می یابد بهره ترانزیستور کاهش می یابد و سرانجام قدرت خروجی به اشباع می رسد. نقطه ای که بهره تقویت کننده از منطقه خطی خارج می شود یا بهره سیگنال کوچک 1dB می باشد نقطه فشرده 1dB نامیده می شود و برای مشخصه قابلیت حمل قدرت توسط تقویت کننده بکار برده می شود. گین متناظر با نقطه فشرده 1dB تحت عنوان G1dB ارجاع داده می شود و به صورت G1dB=G0-1dB محاسبه می گردد که G0 بهره سیگنال کوچک است اگر قدرت خروجی Pout 1dB در نقطه فشرده 1dB به صورت dBm بیان شود آن می تواند با قدرت ورودی Pin1dB بوسیله رابطه زیر مرتبط باشد .
Pout1dB(dBm) = G1dB(dB)+Pin1dB(dBm)
=G0(dB)- 1dB+PindB(dBm) (9.104)
مشخصه مهم دیگر یک تقویت کننده رنج دینامیکی آن است که
.P524
با برچسب dR نشان داده می شود رنج دینامیکی منقطه ای را که آمپلی فایر بهره قدرت خطی دارد مشخص می کند و بصورت اختلاف ما بین Pout1dB و قدرت خروجی مینیم سیگنال قابل تشخیص ، Pout,mds بیان می شود . مقدار Pout,mds به صورت سطح xdB بالای قدرت نویز خروجی تعریف می شود در بیشتر موارد x ،3dB انتخاب می شود. قدرت نویز خروجی یک آمپلی فایر با فرمول زیر بدست می آید .
Pn out =KTBGOF (9.105)
که اگر به صورت dBm بیان شود می تواند به صورت زیر باشد :
Pn,out(dBm)=1010g(kt)+1010gB+G0(dB)+F(dB)
که 1010g(kt)=-173.8 در T=300k و B پهنای باند است .
شبیه هر مدار غیر خطی ، آمپلی فایر های قدرت بالا ، اعوجاجهای هارمونیکی ایجاد می کنند( چند تا از فرکانسهای اساسی). آنها به عنوان افت توان در فرکانسهای اصلی ظاهر می شوند .
به طور عمومی، عملکرد تقویت کننده کلاس A پایین ترین شکلهای اعوجاجی را ایجاد می کند. برای کاربردهای قدرت بالاتر که عملکرد کلاس A مناسب نیست، با توجه بهراندمان پایین، تقویت کننده های کلاس AB پوش پول برای دستیابی به سطوح اعوجاج تقریبا مشابه استفاده میشوند.
اعوجاج هارمونیکی به عنوان محتویات هارمونیکی خروجی کلی که به صورت dB زیر قدرت خروجی در فرکانسهای اصلی بیان شده مشخص می شود .
یک مشخصه غیر دلخواه تقویت کننده های قدرت ، واقعه ای است که به اعوجاج مدولاسیون داخلی معروف است (Inter modulation distortion)IMD اگر چه در هر تقویت کننده ای وجود دارد (شبیه اعوجاجهای هارمونیکی) و آن مهمترین موضوع در منطقه قدرت بالای یک وسیله اکتیواست که رفتار غیر خطی آن باید در نظر گرفته شود . بر خلاف اعوجاجهای هارمونیکی, IMD نتیجه کاربرد دو سیگنال هارمونیکی مدوله نشده می باشد که اختلاف کمی از نظر فرکانس با ورودی تقویت کننده دارند و خروجی را دنبال می کنند همانگونه که در شکل 9.27 نشان داده شده .

شکل 9-27
متناسب با آمپلی فایر غیر خطی درجه 3 سیگنال های ورودی Pin(f1) و Pin(f2) سیگنالهای مجاور خروجی مورد انتظار Pout(f1) و Pout(f2)
.P 525
و بعلاوه فرکانسهای pout(2f1-f2) و pout(2f2-f1) را ایجاد می کنند مولفه های فرکانس اضافی می توانند هدف مورد دلخواه را هنگامی که به مسئله مدارهای میکسر می پردازیم بر آورده کنند . (فصل 10 را ببینید) هر چند برای یک تقویت کننده تنها چیزی که دوست داریم ببینیم این است که این مولفه ها تا حد امکان کوچک باشند. اختلاف بین سطح قدرت دلخواه و غیر دلخواه (در dBm) در پورت خروجی بطور معمول به IMD بر حسب dB بدست می آید که داریم:
IMD(dB)=fout(f2)(dBm)-Pout(2f2-f1)(dBm)
در شکل 9-28 فرکانسهای خروجی Pout(f2) و Pout(2f2-f1) نسبت به توان ورودی Pin(f2) روی یک مقیاس لگاریتمی کشیده شده اند در ناحیه تقویت خطی خروجی Pin(f2) متناسب با توان ورودی Pin(f1) افزایش می یابد ، اجازه بدهید بگوئیم : هر چند جواب درجه سوم Pout(2f2-f1) متناسب با ضریب توان سوم قدرت افزایش می یابد (یعنی بنابراین IMD، متناسب با معکوس مربع توان ورودی کاهش یافته است . با نگاه کردن به راستای خطی Pout(f2) و Pout(2f2-f1) که در یک نقطه فرضی همدیگر را قطع میکنند ، نقطه باز دارنده بوجود میآید (IP).
بطور عملی، اگر جواب های بیشتر از درجه 3 بتوانند نادیده گرفته شوند، IP یک نقطه ثابت می شود، مستقل از بهره توان ویژه تقویت کننده . این به ما این اجازه را می دهد که IP بعنوان یک عدد، تنها جهت سنجش رفتار IMD استفاده می شود .
شکل 9-28
همچنین در شکل 9-28 مقداری نشان داده شده که رنج دینامیکی آزاد کاذب نامیده می شود که تحت فرمول زیر بیان می شود .

.P 526
مقادیر معمول برای Pin,mds=-100dBm MESFET و IP=40dBm و df=85dB می باشند.
9.7.3 تقویت کننده های چند طبقه :
مدار تقویت کننده چند طبقه اگر که نیازبه بهره توان تقویت کنندگی خیلی بالا است, باید بررسی شود و یک تقویت کننده یک طبقه ممکن است قادر نباشد به آن دست یابد. یک مثال معمولی از یک تقویت کننده دو طبقه ای BJT در شکل 9-29 نشان داده شده .
شکل 9-29
در کنار ورودی و خروجی شبکه های تطبیق معمولی (MN3, MN1) ، این پیکر بندی اصطلاح , شبکه تطبیق ذاخلی(MN2) را, برای تطبیق خروجی طبقه 1 با ورودی طبقه 2 نشان می دهد .
به علاوه برای برقراری تطبیق مناسب، MN2 همچنین می تواند برای شرایط یکنواختی بهره استفاده شود.
با فرض یک شبکه بدون تلف و بطور بهینه تطبیق شده ، اجازه بدهید که مهمترین پارامتر های عملکردی دو طبقه ای را خلاصه کنیم . بهره قدرت کل Gtot یک تقویت کننده دو طبقه ای تحت شرایط عملکرد خطی ، با جمع مقادیر مستقل بهره های G1 و G2 به صورت dB بدست می آید .
Gtot(dB)=G1(dB)+G2(dB)
یک افزایش در عملکرد بهره متاسفانه سبب افزایش در عدد نویز همانگونه که در ضمیمه H بحث شد می شود. به طور مشخص اگر F1 و F2 به ترتیب عددهای نویز در ارتباط با طبقه های 1و 2 را مشخص کنند، ما یک عدد نویز کلی را بدست می ‌آوریم :
9.110
به علاوه اگر مینیمم سیگنال قابل تشخیص Pin,mds در 3dB بالای نویز حرارتی در ورودی ، بوسیله رابطه Pin,mds=Ktb+3dB+F1 داده شود مینم قدرت قابل تشخیص خروجی Pout,mds می شود:
Poutmds(dBm)=KTB(dBm)+3dB+ftot(dB)+Gtot(dB)
(9.111)
همچنین مشخصه های دینامیکی تحت تاثیر هستند . برای مثال Rhode و bucher (بخش خواندنیهای اضافه را ببینید) نشان دادند که نقاط باز دارنده درجه سوم که قبلا بطور مختصر اشاره شدند تغییر می کنند با :

که IP1 و IP2 نقاط باز دارنده درجه سوم مرتبط با طبقه های 1 و 4 هستند .
سرانجام رنج دینامیکی غیر کاذب dftot تقریبا
dftot(dBm)=IPtot(dBm)-Pout,mds(dBm) (9.113)
معادله (9.113) همچنین نشان می دهد که اضافه کردن طبقه دوم کل بهره دینامیکی را کاهش می دهد.
مثال 9.18: انتخاب ترانزیستور برای طراحی تقویت کننده چند طبقه ای:
تقویت کننده با Pout,1dB=18dBm و بهره توان که کمتر از 20dB می باشد طراحی کنید . از ترانزیستور های لیست شده در جدول 9-8 که مشخصه های مربوط را در فرکانس عملکرد 2GHZ نشان می دهد که تعداد طبقات را برای تقویت کننده مشخص کنید و درباره انتخاب ترانزیستور مناسب برای هر طبقه بحث می‌نماید. به علاوه عدد نویزFtot و نقطه باز دارنده درجه سوم IPtot تقویت کننده را حدس بزنید :
جدول 9-8
حل : از زمانیکه قدرت خروجی باید 18dBm باشد تنها انتخاب ترانزیستور برای طبقه خروجی تقویت کننده BFG540 است بدلیل
P 528.
اینکه قدرت خروجی تقویت کننده Pout,1dB=18dBm است که خیلی کمتر از Pout,1dB ترانزیستور BFG540 است ، که آن می تواند در ماکزیمم بهره G=7dB عمل کنند . این بدین معنی است که طبقات باقی مانده تقویت کننده باید بتوانند که حداقل 20dB-7dB=13dB بهره را تهیه کنند.
بنابراین تقویت کننده ما باید حداقل سه طبقه ای باشد .
برای داشتن 18dBm توان خروجی در طبقه آخر، ترانزیستور طبقه دوم باید بتواند یک سطح بهره Pout,1Db=18dBm-7dBm=11dBm را تولید کند، که این ترانزیستور BFG505 را از کاندیداهای ممکن لیست حذف می کند . با توجه به اینکه BFG540 قابلیت حمل قدرت خیلی بالاتری را از مقدار لازم برای طبقه دوم دارد ما BFG520 را انتخاب می کنیم .
بنابراین واقعیت که Pout,1dB=11dBm است و خیلی پایین تر از بهره فشرده 1dB است ترانزیستور طبقه دوم خیلی پایین تر از نقطه فشردگی عمل خواهد کرد و ماکزیمم بهره برابر Gmax=9 خواهد بود . بنابراین ترانزیستور در طبقه اول باید مینمم گین G=13dB-9dB=+4dB داشته باشد و قادر باشد که توان POUT=11dBm-9dBM=2dBm را فراهم نماید . بنابراین BFG505 جهت کار با Pout=2dBm و G1=4dB مناسب تر است وقدرت ورودی به تقویت کنند برابر است با :
Pin=-2dBm
همانگونه که در ضمیمه H نشان داده شده عدد نویز کل آمپلی فایر با فرمول زیر محاسبه می شود.

و اگر بهره طبقه اول بالاباشد عدد نویز کل به حداقل مقدار خود می رسد . BFG505 نمی تواند بهره ای بالاتر از 6dB را تهیه کند برای اینکه در این مورد (برای یک Pin داده شده ) به نقطه فشردگی می رسد. اگر در طبقه اول از BFG520 استفاده شود این مشکل بوجود نخواهد آمد. ما می توانیم طبقه اول را برای بهره ماکزیمم و طبقه دوم را برای توان لازم برای راه اندازی ترانزیستور خروجی طراحی کنیم ما همچنین می توانیم بهره های طبقات مستقل را تنظیم کنیم تا هیچ کدام از ترانزیستور ها به نقطه فشردگی نرسند .
بلوک دیاگرام تقویت کننده حاصله در شکل 9-30 نشان داده شده است ، که بهره هر طبقه بر طبق بحث های پیشین انتخاب شده است . عدد نویز این تقویت کننده بدست می آید با :

شکل 9-30
P529.
توان خروجی در نقطه باز دارنده درجه سوم با استفاده از رابطه (9.112) محاسبه شده و برای تقویت کننده سه طبقه ای تغییر یافته است:

که فرمول قبلی از رابطه (9-112) اول به وسیله محاسبه IP از دو مرحله اول و سپس دوباره جایگزین آن در معادله (9.112) بدست آمد.
تحلیلهای بالا واقعا یکی از اولین قدمهای مورد نیاز در فرآیند طراحی تقویت کننده می باشد . اینجا قدمهای مهم انتخاب مناسب انواع ترانزیستور و تصمیم درانتخاب تعداد طبقات است . آنها سپس وارد نقطه شروع تحلیل جز به جز عملکرد می شوند .
9.8 خلاصه
این فصل به مسئله طیف گسترده مفاهیم طراحی تقویت کننده می پردازد . اول ارتباطات مختلف توان تعریف شدند . بطور مشخص بهره توان انتقالی

به خوبی شناخته شده است و عملکرد بهره های توان از اهمیت کلیدی برخوردارند . ما سپس معادلات دایره های پایداری و رودی و خروجی مختلف را بدست اوردیم و معنی پایداری غیر شرطی را امتحان کردیم . به خصوص فاکتور:

که جهت برآورد کردن پایداری غیر شرطی یک وسیله فعال بکار گرفته شده است . اگر ترانزیستور به ناپایداری برود ، به مقاومتهای موازی یا سری اضافی می توانند برای پایداری وسیله اضافه شوند .نکته بعدی دایره های بهره یک طرفه هستند که در نمودار اسمیت نشان داده شده اند . معادلات مکان و شعاع :

که اینها اطلاعاتی بدست می دهد که مقادیر بهره ثابت معین تحت شرایط طراحی یک سویه مکان یابی می شوند(بهره قدرت معکوس بی اهمیت فرض می شود). خطای ایجاد شده با استفاده از روش طراحی یک سویه بالای طراحی دو سویه از طریق حالت تک سویه سنجیده می شود اگر روش تک سویه خیلی غیر دقیق بشود یک طراحی دو سویه باید پیگیر ی شود. که به ضرایب انعکاس مختلف متقارن در پورتهای ورودی و خروجی منجر می شود .
تطبیق بهینه

با مقدار بالای در طراحیهای تقویت کننده با بهره بالا حاصل می شود . شروع از بهره توان در حال کار فشرده دایره های بهره ثابت تحت تطبیق بهینه منبع حاصل می شوند . بطور مکرر بهره توان در حا ل کار آماده ، دایره های بهره ثابت ،تحت بار تطبیقی بهینه شده مشتق می شوند . ما سپس اثر نویز تولید شده بوسیله یک تقویت کننده را بررسی کردیم با استفاده از عدد نویز یک شبکه جنریک دو پورتی:

معادلات دایره ها برای نمودار اسمیت محاسبه شده اند . دایره های عدد نویز می توانند بوسیله طراح مدار برای بده بستان بابهره تحلیلی ثابت هدایتی قبلی بکار روند .
یک برسی روی کاهش VSWR بعنوان قسمتی از استراتژی شبکه تطبیق ورودی و خروجی مختلف به این نتیجه می رسد که : اضافه کردن مجموعه معادلات دایره ها به VSWR در پورتهای شبکه تطبیق مقادیر زیر را نتیجه میدهد :

P531.
ترکیب نمونه های دایره های مختلف اجازه می دهد که، تقویت کننده سیگنال کوچک بر مبنای بهره در حال کار ثابت، عدد نویزو دایره های VSWR، بطور پیوسته در نمودار اسمیت نشان داده شود .
برای طراحی های پهن باند، ما در ممورد نیاز به شبکه های تطبیق جبران شده فرکانسی توسعه یافته در تلاش برای رنج فرکانسی عملکرد گسترده ، صحبت می‌کنیم. استفاده از حلقه فیدبک منفی به عنوان راهی برای صاف کردن بهره قدرت در طول رنج فرکانسی پهن باند معرفی شده است . در کاربرد های تقویت کننده قدرت بالا ، موضوعهای ارتباط یافته با فشردگی توان خروجی، از زمانیکه آنها به رنج تقویت دینامیکی محدود می شوند . وابستگی مهمی هستند .
یک عدد مهم شایستگی نقطه فشردگی dB 1 است:
Pout,1dB(dBm)=G0(dB)-1dB+Pin1dB(dBm)
علاوه بر این یک مشخصه غیر دلخواه دیگر پدیده اعوجاج مدولاتور داخلی متناسب با وجود قابلیت غیر خطی بودن است . سرانجام توان فشرده ، عدد نویزو بهره در زمینه آمپلی فایر های چند طبقه ای ای برسی شدند .
مطالعه بیشتر
.P 532
مسائل
9.1: مقدار بهره آماده یک منبع RF راه اندازی کننده یک آمپلی فایر متصل به بار می تواند با داده شود که بر مبنای فلوگراف سیگنال نشان داده شده در شکل 9.1(b) می باشد .
(a توان در بار PL را در ترمهای پیدا کنید.
(b برای توان آماده PA و توان دربار PL را پیدا کنید.
9.2 : از فلوگراف سیگنال در شکل 9.2b استفاده کرده درستی معادله 9.8 در بخش 9.2.2 برسی کنید.
P532.
9.3: یک آمپلی فایر با پارامتر های S زیر مقداردهی شده است :
S22=0.9<-29 و S12=0.11<-21 و S21=2.2<78 و Sn=0.78<-65 طرف ورودی تقویت کننده به منبع ولتاژ با VS=47<0 و امپدانس متصل است خروجی برای راه اندازی یک آنتن که امپدانس را دارد بکار برده شده. فرض کنید که پارامتر های S تقویت کننده با مرجع امپدانس مشخصه اندازه گیری شده اند و پارامتر های زیر را محاسبه کنید.
(a بهره انتقالی GT ، بهره انتقالی یک طرفه Gtu بهره موجود GA و بهره توان در حال کار G
(b قدرت رسیده به بار PL و قدرت موجود PA و قدرت تابشی به تقویت کننده Pinc
.P533
9.4: یک FET در فرکانس 5.5GHZ و تحت شرایط با یاس VDS =3.2V و ID =24mA در حال کار می باشد. پارامتر های S و و و می باشند . در غیاب شبکه های تطبیق بار و منبع به هم متصل شده اند فرض کنید .
(a پیدا کنید، Gtu ، GT، GA و بزرگی GTU برای را بکشید
(b طرف ورودی را برای مورد یک سویه تطبیق کنید و GTU را پیدا کنید .
(C هم ورودی و هم خروجی را برای مورد یک سویه تطبیق کنید و بدست آورید که GT=GTumax
9.5: پایداری غیر شرطی در پلان مختلط به این نیاز دارد که : دامنه
بطور کامل با دایره وابسته باشد یا | |cS|-rS| <1 که و
(a این دو معادله را بدست آورید.
(b معادلات دایره برای CL و rL را پیدا کنید و نشان دهید که می باشند .
9.6: ثابت کنید که این یک کلید شناسایی در فاکتور پایداری که در مثال 9.2 بدست آمد می باشد .
:9.7 یک BJT پارامتر های S زیر را (جدول زیر را بببیند) به عنوان یک تابع از چهار فرکانس دارد . مناطق پایداری را مشخص کنید و ‌آنها را در نمودار اسمیت بکشید .
جدول مثال 9.7
9.8: پارامتر های S برای یک BJT در یک نقطه با یاس خاص و عملکرد فرکانس خاص بصورت زیر هستند
P535.
S11=0.6<157 S11=2.18<61 ، S12=0.07<77 و S22=0.47<-29 .
پایداری ترانزیستور را چک کنید و اگر لازم است آن را پایدار کنید و یک تقویت کننده برای ماکزیمم بهره طراحی کنید .
9.9: در این فصل ما معادلات دایره را برای بهره توان در حال کار ثابت بدست آورده ایم . آن می تواند نتیجه دهد که ماکزیمم بهره هنگامی که شعاع دایره بهره ثابت مساوی صفر است بدست می آید . با استفاده از این شرط ثبت کنید که ماکزیمم بهره قابل دسترسی در پایداری غیر شرطی است .
که K فاکتور پایداری است (K<1)
9.10: یک BJT در فرکانس F=750 MHZ کار می کند (و با پارامتر های S زیر داده شده: S11=0.56<-78 و S21=0.05<33 و S12=8.64<122 و S22=0.66<-42 تلاش کنید که ترانزیستور را به وسیله پیدا کردن مجموعه مقاومتهای سری یا رسانایی های موازی برای پورتهای ورودی و خروجی پایدار کنید.
9.11: در مثال 2 عامل پایداری بر مبنای معادله دایره ورودی بدست آمد. با معادله دایره پایداری خروجی شروع کنید و نشان دهید که نتیجه یکسان (9.24) بدست می آید .
9.12: یک BJT در فرکانس F=7.5 GHZ عمل می کند و بر مبنای این است که پارامتر S با S11=0.85<105 داده شده است . فرض شده است که ترانزیستور در پایداری غیر شرطی است تا اینکه تقریب یک سویه بتواند زده شود . ماکزیمم بهره منبع را پیدا کنید و دایره های بهره منبع ثابت را برای مقادیر مناسب انتخاب شده برای gs بکشید .
9.13: یک MESFET در یک آمپلی فایر تک طبقه ای در 2.25GHZ استفاده شده است . پارامتر های S در آن فرکانس و تحت شرایط با یاس داده شده در زیر شده اند .
S11=0.83<-132 ، S12=0.03<22 و S21=4.9<71 و S22=0.36<-82 برای یک بهره 18-dB از فرض یک سویه بوسیله تنظیم 0=S12 استفاده کنید و :
(a اگر مدار پایدارغیر شرطی است مشخص کنید.
(b ماکزیمم بهره توان را قسمت انتخابهای بهینه ضرایب انعکاسی پیدا کنید .
(c ضریب انعکاس بار را تنظیم کنید تا اینکه بهره دلخواه با استفاده از دوایر بهره ثابت تشخیص داده شود .
9.14: یک BJT در یک تقویت کننده در فرکانس 7.5 GHZ استفاده شده است پارامتر های S در آن فرکانس و تحت شرایط با یاس به صورت زیر می باشند .
P535.
، ، ، به بهره 19dB نیاز داریم. از فرض یک سویه استفاده کنید و
(a بهره توان ماکزیمم را با انتخاب بهینه ضرایب انعکاس پیدا کنید.
(b ضریب انعکاس بار را تنظیم کنید تا اینکه بهره مطلوب با شرایط عملکردی پایدار حاصل شود .
:9.15 یک تقویت کننده سیگنال کوچک که با یک BJT در 4GHZ کار می کند بطور مناسب با یاس شده و پارامتر های S زیر را دارد .
، ، ،
اگر یک روش طراحی یک سویه صورت گیرد ، خطای صورت گرفته را حدس بزنید .
9.16: یک BJT باmA IC=10 وv 6VCE= در فرکانس F=2.4GH کار می کند . بر طبق آن پارامتر های S آن عبارتند از: ، ، ، مشخص کنید که آیا ترانزیستور پایدار غیر شرطی است؟ و مقدار ضرایب انعکاس منبع و بار را که ماکزیمم بهره را بدست می دهند پیدا کنید.
:9.17 از BJT یکسان با مسئله 9.16 استفاده کنید و یک تقویت کننده طراحی کنید که بهره توان انتقالی آن GTmax60% باشد. به علاوه یک تطبیق خوب را در پورت ورودی تقویت کننده تضمین کنید.
9.18: یک MESFET که در 9GHZ با شرایط بایاس مناسبی کار می کند ، دارای پارامتر های S زیر است: ، ، ، یک تقویت کنند طراحی کنید که با 80% GTUmax کار کند علاوه بر این مطمئن شود VSWRout=1 است یا نه.
9.19: در بخش 9.4.9 به این موضوع اشاره شد که طراحی بهره ثابت برای یک ورودی تطبیق شده در معادله دایره زیر نتیجه می شود:

نشان دهید که مرکز dg0 و شعاع rg0 با معادلات زیر بدست می آیند.
و

.P 536
9.20 برای دایره بهره آماده ثابت (9.66 را ببینید) نشان دهید که

9.21: یک ترانزیستور RFG197X با VCE=8V و IC=10mA پار مترهای s زیر را که در فرکانس f=1GHZ اندازه گیری شده اند دارد . ، ، و عدد شایستگی یک سویه را مشخص کنید و بهره انتقالی تقویت کننده طراحی شده با فرض های یک سویه و دو سویه را مقایسه کنید.
9.22: BFG33 یک BJT است که با و IC=5mA با یاس شده و نویز ها و پارامتر های S زیر را دارد :
جدول مساله 9.22
یک تقویت کننده کم نویز پهن باند طراحی کنید با مینمم بهره 10dB و عدد نویز که بیشتر از 3.5 dB نباشد .
9.23: یک تقویت کننده مایکروویو با استفاده از FET ، GaAs طراحی کنید که پارامتر های S آن در فرکانس F=10GHZ به صورت زیر باشند .
، ، ، ، trade-off posed را بوسیله پایداری بهره و VSWR تحلیل کنید.
9.24: یک تقویت کننده باند پهن با مشخصه های نامی VSWRin=4 ، VSWRout و GT=10dB به عنوان قسمتی از یک طرح تقویت کننده متعادل استفاده شده است . بدترین VSWR ورودی و خروجی و بهره جایگزینی تقویت کننده متعادل شدهرا اگر مقادیر لیست شده بتوانند تا %10 تغییر کنند.
9.25: در بخش 9.7.3 ما معادله (9.112) برای توضیح IP یک تقویت کننده دو طبقه ای لیست کردیم :
(a بدست آورید یک فرمول کلی را برای محاسبه IP یک تقویت کننده N طبقه ای.
P.537.
(b محاسبه کنید IP کل و عدد نویز یک تقویت کننده n طبقه ای را با فرض اینکه همه طبقات یکسان هستند و IPOW=35dBm و F=2dB و G=8dB دارند .
9.26 :یک تقویت کننده باند پهن 15-dB با استفاده از BJT با حلقه فیدبک طراحی کنید . مقدار مقاومت فیدبک را محاسبه کنید و مینم جریان کلکتور ترانزیستوررا پیدا کنید . فرض کنید که تقویت کننده در T=300 K کار می کند .
9.27: یک ترانزیستور پارامتر های S زیر را دارد .
، ، ، یک آمپلی فایر برای مینیمم عدد نویز ،اگر Fmin=3dB و و باشد طراحی کنید .
9.28: معادله (9.113) که رنج دینامیکی غیر کاذب (غیر دروغی) را بیان می کند . ثابت کنید .
9.29: یک آمپلی فایر، بهره انتقالی GT=25dB و پهنای باند 200MHZ دارد . عدد نویز F=2.5dB و 1dB نقطه فشردگی بهره است که باPout,1dB=20dBm اندازه گیری شده است . رنج دینامیکی و


دسته‌بندی نشده  یاس هارمونیکی نویز مینیم موازی مقاومتهای معکوس ماکزیمم گین گرایشهای فیدبک فشرده فشردگی فرکانسی فرکانسهای فرکانس فایر ضمیمه ضرایب شرطی سیگنال رنج دینامیکی دوایر دروس درس دایره دانشجویان دانشجو تطبیق ترجمه ترانزیستور تخصصی پورت پهنای پهن پایداری ببینید انعکاس انتقالی امپدانس اسمیت آمپلی VSWROMN VSWRIMN VSWR RF Pout Pin mds IP IMD IC GT gm GHZ Fmin FET dBm dB BJT BFG

3 (29)

انتخاب سیستم خنک کاری توربینی گاز : این فصل اساساً توزیع و پخش انتقال جرمی و گرمایی را در کانون توجه قرار می دهده ، از آنجایی که برای خنک کاری اجزای توربو ماشینی به کار می روند ، و خواننده انتظار داد تا با اساس این رشته ها آشنا گردد . شماری از کتب... ادامه متن

انتخاب سیستم خنک کاری توربینی گاز :
این فصل اساساً توزیع و پخش انتقال جرمی و گرمایی را در کانون توجه قرار می دهده ، از آنجایی که برای خنک کاری اجزای توربو ماشینی به کار می روند ، و خواننده انتظار داد تا با اساس این رشته ها آشنا گردد .
شماری از کتب مفید می تواند در بررسی این اصول توصیه گردد ، همچون :
دینامیک سیالات ، استریتر – تحلیلی از انتقال جرم و حرارت ، اکرت و دراک – اصول انتقال جرم و گرما ، اینکروپا و دویت – کتاب راهنمای انتقال گرما ، هارت نِت و ورُزنا – انتقال جرم و گرمای همرفتی کایز تئوری لایه مرز ( شیلیختینگ و دینامیک و ترمودینامیک ) جریان سیال تراکمی وقتی مرجعی جامع از اطلاعات در دسترس است ، نویسنده توجه خواننده را به چنین مرجعی جلب می کند .
با این وجود وقتی که فرضیه ای انتشار می یابد نوسینده در خلاصه کردن آن تلاش می کند .
فهرست اصلاحات
a : سرعتی صوت
b : بعد خطی در عدد دورانی
A : سطح مرجع ، سطح حلقوی مسیر گازی
Ag : سطح بیرونی ایرفویل
: عدد شناوری
BR و M : نرخ وزش
CP : ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت
d : قطر هیدرولیک
e : ارتفاع اغتشاشی گرا
: عدد اکرت
FP : پارامتر جریان برای هوای خنک کاری
g : شتاب جاذبه
G : پارامتر زیری انتقال گرما
: عدد گراشوف
h : ضریب انتقال گرما
ht : ضریب انتقال گرمایی افزایش یافته با اغتشاش گرها
= نرخ شار اندازه حرکت
K : رسانایی گرمایی
Kf : رسانایی گرمایی سیال
L : طول مرجع
M : نرخ جریان جرمی
MC : نرخ جریانخنک کاری
: نرخ وزش
: عدد ماخ
N ، Rpm : سرعت روتور
: عدد ناسلت
: عدد پرانتل
PR : نرخ فشار کمپرسور
PS : فشار استاتیکی
Pt : فشار کل
Ptin : فشار ورودی کل
Q : نرخ انتقال گرما و نرخ انتقال انرژی
: شارگرمایی
P : فاصله اغتشاش گرها
r : موقعیت شعاعی
R : شعاع متوسط ، شعاع مشعل ، مقاومت و ثابت گاز
Ri : شعاع موضعی تیغه
RT : شعاع نوک تیغه
Rh : شعاع توپی تیغه
: عدد رینولدز بر اساس قطر هیدرولیک
: عدد رینوادز بر اساس L
: عدد دورانی
S : فاصله عمودی سطح
St : عدد استانتون
t : زمان
Tc : دمای هوای خنک کننده و همچنین دمای تخلیه کمپرسور
Tf : دمای سطحی لایه
Tg : دمای گاز
Tgin : دمای گاز ورودی
Tm : دمای فلز ، همچنین دما ی لایه ترکیب
Tref : دمای استاتیک محلی
Tu : شدت اغتشاش
: نوسان سرعت محوری محلی
Uin : سرعت گاز ورودی
U,V,W : جریان اصلی یا مؤلفه های سرعت جریان خنک کاری در جهات X ، Y ، Z
W : عرض
: زاویه شیب فواره لایه ای
: زاویه بین فواره لایه و بردارهای جریان اصلی
r : نسبت گرمایی ویژه
: ضریب حجمی انبساط گرمایی و زبری سطح
h: پخشندگی گردابی گرما
m: پخشندگی گردابی اندازه حرکت
: تأثیر انتقال گرما
: بازده گرمایی
: گرانروی مطلق گاز
: دانسیته
6 : محدوده تنش گسیختگی ( شکست )
: فرکانس دورانی
فهرست پارامترها
aw : دیواره آدیاباتیک
b : بالک
C : حنک کن
d : بر اساس قطر لبه حمله ( سیلندر )
f : لایه
hc : ردیف پره داغ
O : کلی
tur : توربینی
W : دیواره
: وضعیت جریان اصلی ( جریان آزاد )
خنک کاری توربین به عنوان یک فن آوری کلیدی برای پیشرفت موتورهای توربینی گازی
عملکرد یک موتور توربینی گازی شدیداً تحت تأثیر دمای ورودی توربینی است و افزایش عملکرد می تواند با ماکزیمم دمای ورودی مجاز توربین حاصل شود . از نقطه توقف ( معیار ) عملکرد، احتراق استوکیومتر یک با دمای ورود توربینی حوالی 2000 درجه سانتی گراد ( 3650 درجه فارنهایت ) ، یک ترمودینامیک ایده آل خواهد بود، چون کاری صرف تراکم هوای مورد نیاز محصولات رقیق تراکم نمی شود . بنا بر این رویه کنونی صنعت ، دمای ورودی توربینی را به دمای سوخت استوکیومنز یک نزدیکتر می سازد ، به ویژه برای موتورهای نظامی با این وجود دمای مجاز قطعه فلزی برای اغلب آلیاژهای پیشرفته و فرآیند های صنعتی نمی تواند فراتر از محدوده 980-930 درجه سانتی گراد (1800-1700 درجه فارنهایت ) برود .
برای عملکرد مناسب در دماهای گازی بالاتر از این محدوده دمایی ، به سیستم خنک کاری با بازده بالا لازم است .
آوانس در خنک کاری روش مهمی برای رسیدن به دماهای بالاتر در ورودی توربینی و در حقیقت سوق دادن به عملکردی بهبود یافته و بهتر کردن توربین است . انتقال گرما بدین نحو عامل طراحی بسیار مهمی برای تمامی بخشهای یک توربین گازی مدرن به ویژه احتراق کننده ( مشعل ) و بخشهای توربینی می باشد . در شرح طراحی خنک کاری بخش داغ یادآوری این نکته لازم است که طراح توربین به طور مداوم تحت فشار مالی و حد دوام دیگر ملزومات مختلف مربوط به چیدمان داخلی اجزا می باشد . همه اینها به شدت مجموعه ای از طراحی سیستم خنک کاری را تحت تأثیر قرار می دهند .
چالش های خنک کاری برای افزایش مداوم دمای گاز و نسبت فشار کمپرسور .
ارتقاء در موتورهای مدرن توربین گازی با بازده و توان ویژه بالا به مدد افزایش درجه حرارت کارکرد و در مجموع نسبت فشار کمپرسور سنجیده می شود . اغلب موتورهای باسیکل ساده معمول با نسبت های فشار بالاتر و تطبیق یافته با درجات گازی بالاتر می توانند به توان بالاتری برای همان اندازه و وزن و کلاً به راندمان بهتری از سوخت موتور برسند .
موتورها دارای کواپراتور( بهبود دهنده )منفعتی ترمودینامیکی از نسبت فشار بالای کمپرسور نمی برند.
آلیاژهای پیشرفته برای ایرفویل های توربین می توانند به صورت ایمن در داماهای فلزی زیر 980 درجه سانتی گراد ( 1800 درجه فارنهایت ) کار کنند و آلیاژهای مربوط به دیسک ها در دمای 700 درجه سانتی گراد ( 1300 درجه فارنهایت ) کار می کنند .
اما توربین های گازی مدرن در دماهای ورودی کار می کنند که کاملاً بالای این حدود باشند . همچنین تفاوت زیادی در دمای کارکرد توربین های پیشرفته هوایی و توربین های صنعتی می باشد ، که نتیجه تفاوت های بنیادی در عمر مورد نیاز ، وزن و کیفیت سوخت / هوا می باشد .
برای موتورهای هوایی پیشرفته دماهای ورودی نوسانی ( TRIT ) نزدیک به 1650 درجه سانتی گراد ( 3000 درجه فارنهایت ) و نسبتهای فشار کمپرسور حدود 40:1 یک واقعیت می باشند .
یک توان ویژه بالا که در ابتدا برای این نوع موتور قابل رویت می باشد معمولاً در یک راندمان بالا بدست می آید .
چنین وضعیتهای سخت عملکردی به طور ذاتی بازدیدهای متناوب و سنجش موتور را به طور مداوم نیاز دارند . برای موتورهای صنعتی مهم ترین نیاز ، طولانی بودن دوره حد دوام ، بدون بازدیدهای متناوب و تعمیرات کلی سیستم ها می باشد .
از اجزای اصلی توربینی صنعتی معمولاً انتظار می رود که حداقل 30000 ساعت بین تعمیرات کلی سیستم ها را با پنانسیلی که آن را قابل تعمیر در نظر بگیرد و عمر موتور را به 100000 ساعت افزایش دهد ، کار کنند .
این تشبیهی است به قطعه توربینی هوایی که فقط چند هزار ساعت عمر می کند . این عامل از آنجایی که نیاز معمول فشار تخلیه کمپرسور ، پایین بودن فشار ذخیره سوخت لوله گاز می باشد ، منجر به یک دمای متوسط ورودی توربینی با نوسان بالا می باشد .
محدوده TRIT برای یک توربین گازی صنعتی مدرن در دامنه 1370-1260 درجه سانتی گراد ( 2500-2300 در جه فارنهایت ) بنیان شده است .
شکل (1) سر گذشت افزایش مداوم TRIT و نسبتهای فشار کمپرسور را توضیح می دهد . این روند افزایش دما در عملکرد درجه حرارت های گازی نتیجه می شود و به طور چشمگیری از محدودیت های موتور نیاز دارد . خصوصاً اینکه افزایش محیط زیست را در معرض درجه حرارت بالا قرار می دهد . در ارتباط با هوای خنک ناشی از تخلیه کمپرسور و در برخی موارد بخش های میانی کمپرسور ، روش قدیمی برای خنک کاری اجزای توربینی می باشد .
بعد از انجام خنک کاری ، این هوا به سمت جریان اصلی تخلیه می شود . هوای خنک کاری تخلیه شده در هر مرحله خنک کاری خاص ، قبل از اینکه به سرعت جریان اصلی شتاب داده شود ، عملاً نمی تواند کاری در این مرحله انجام دهد ، که تلفات زیادی را در عملکرد منجر می شود .
به طور خلاصه مزایای سیستم خنک کاری هوای باز شامل یک خنک کاری موثر با نسبت کم می شود ، تلفات زیاد کار مورد نیاز برای خنک کاری هوای متراکم و تلفات ترکیبی که بازده آیرودینامیکی توربین را کاهش می دهد .
مزیت اصلی سیستم خنک کاری هوای باز این است که به طور معمول به خاطر سادگی اش برای توربین های گازی با سیستم خنک کاری سیکل بسته مقایسه شده است .
با نسبت های فشار هوای متراکم برای موتورهای هوایی مدرن فراتراز 30:1 می رود و به 40:1 می رسد. دمای هوای تخلیه کمپرسور نزدیک به 650 درجه سانتی گراد (( 1200 درجه سانتی گراد )) می شود .
تفاوت چشمگیری را در هوای استفاده شده برای خنک کاری دیسک های توربینی ، استاتورها و حوالی آخرین طبقات روتور کمپرسور بوجود می آورد .
به حساب اینکه توانایی ماده برای این اجزا به حدود 700 درجه سانتی گراد ( 1300 درجه فارنهایت ) محدود شده باشد .
کاربرد هوا با دمای پایین تر از طبقات میانی کمپرسور می تواند سودآور باشد به شرطی این هوا اختلاف فشار کافی یی با فشار خارجی قطعه خنک کاری شده داشته باشد . در برخی موارد دمای هوای تخلیه می تواند در مبدل حرارتی خروجی کاهش یابد ، به طور مثال بکارگیری مدار خنک کاری یک میان بر هوا با درجه حرارت کم در موتورهای هوایی یا آبی سیکل ترکیبی توربین های صنعتی می باشد .
یک سیستم خنک کاری بسته که در آن خنک کن به طور مداوم در یک حلقه بسته می چرخد به کارگیری سیستم های سیکل بسته دارای خنک کن های فلز مایع به جهت وسعت کاربرد شان شناخته شده اند .
یک سیستم خنک کاری سیکل بسته بخار که طی دهه های گذشته آزمایش شده است به خاطر کار سنگین توربین های گازی صنعتی دوباره مشهور شده است . به خصوص نسل ماشین های تولید توان سیکل ترکیبی .
پیشرفت های فن آوری خنک کاری شیوه مهمی همراه با پیشرفت مواد دارای درجه حرارت بالا می باشند که رسیدن به دماهای ورودی بالاتر توربین را میسر می سازد .
سیستم های خنک کاری یی که طراحی شده اند اطمینان می دهند که دمای ماکزیمم و گرادیان دمای قطعه آزمایش شده اند .
در طول عملکرد موتور با محدودیت های تنش ماکزیمم وضع شده به وسیله عمر عملکرد مشخص شده قطعه سازگار شده اند . طراحی سیستم خنک کاری و فرآیند توسعه ، روشهای تحلیلی به اثبات رسیده و تجهیزات آزمایش پیشرفته همچنان مواد و تکنیک های تولید ، به تجربه طراحی جدیدی نیاز دارند . اطمینانی در پیش بینی دماهای قطعه توربینی بنا شده است که عمر و عملکرد موتور را تحت تأثیر قرار می دهد . چالش اصلی در رسیدن به بازده بالای توربینی به حداقل رساندن نرخ جریان هوای خنک کاری توربینی با بهترین بهره برداری از پتانسیل خنک کاری اش جهت تدارکات دمای مورد نیاز قطعه می باشد .
یک عامل مهم که باید به آن توجه شود ، به ویژه در محیط صنعتی ، کیفیت سوخت/هوا است که باعث فرسایش لایه هایی است که اجزاء بخش داغ حفاظت می کنند .
همچنین عملکرد در چنین محیطی ، به مجاری خنک کاری بزرگتری برای جلوگیری از انسداد شان نیاز دارد .
اجزای اصلی توبین گازی که معمولاً به خنک کاری نیاز دارند شامل :
مرحله 1 و مرحله 2 پره های نازل
مرحله 1 تیغه ها
ساختار تکیه گاه برای نازل ها و پوشش های نوک ( جعبه نازل ، دیافراگرام ها )
مجموعه دیسک / روتور توربینی
خطوط محترق
علاوه بر تقلیل دمای قطعه نقش مهم دیگر برای سیتم خنک کاری کنترل فعال بودن یا غیر فعال بودن موقعیت نسبی بین روتور و استاتور و خطر لقی پره توربین است .
تکنیک های رایج خنک کاری
اغلب تکنیک های رایج خنک کاری به دلایل شرح داده شده بر اساس کاربرد وزش هوای تخلیه ای کمپرسور یا طبقات میانی بنا شده است .
شکل2 بخش ذاغی از یک توربین کامل را با عناصر اصلی توربین و سیستم خنک کاری مشعل توضیح می دهد .
عرضه جریان پایین دست هوای خنک توربین از شعله از تنزل کیفیت عملکرد توربین حاصل می شود چونکه کار کمتری از هوای خنک کاری متراکم استخراج شده است .
در عین حال مقدار کاهش یافته هوای موجود برای شعله ، سرمایش خطی و کنترل انتشار را مشکل تر می سازد که این چالش مهمی را برای طراح سیستم خنک کاری مطرح می سازد :
انتخاب سیستمی که مقدار کمی از هوای سرمایش را برای رسیدن به دمای فلزی مورد نظر اجزای توربین و محصولات را نیاز دارد .
اثر کوچکتر منفی بر پایداری ، عملکرد ، وزن ، انتشار ، هزینه و پیچیدگی ساخت می باشد .
خارج از این ویژگی های مهم موتور ، کاهش وزن ملاک طراحی مهمی برای موتورهای صنعتی هستند . و دوام طولانی مدت وکاهش انتشار معمولاً اهداف مهمی برای موتورهای صنعتی هستند .
مرحله 1 پره نازل در دمای بالاتر سیکل گازی کار می کند و پره ها ترکیبی از دمای بالا و بارهای گریز از مرکز را تجربه می کنند .


به تناسب آنکه آنان خنک می شوند وظایف سخت تری در طراحی سیستم خنک کاری توربین بوجود می آید .
شکل 2
بارهای حرارتی معمول برای پره ها شرایط مرزی گرمایی سطوح خارجی ، می تواند در یک شکل ساده بوجود آید ، از آنجایی که ترکیب ضرایب انتقال حرارت محلی در ارتباط با دمای گاز ورودی روتور توربین ( TRIT ) است ، سرمایش ایرفویل داخلی جهت شمارش تعادلی بارهای گرمایی براساس حفظ دمای فلزی در یک مرحله قابل قبول ترتیب یافته است .
شماری از تکنیک های خنک کاری پیچیده ( شکل 3 ) بوجود آمده اند تا دمای گازی حدود 540 درجه سانتی گراد ( 1000 درجه فارنهایت ) بالای محدوده دمای ماده باشد . این تکنیک های خنک کاری در سه دسته طبقه بندی می شوند :
خنک کاری داخلی به صورت همرفتی ، جایی که خنک کاری فقط بوسیله همرفتی انجام شده است . ( بدون فراهم کردن اثر سرمایش بوسیله هوای مصرف شده ) . این دسته می توانند به شش زیر مجموعه تقسیم شوند .
شکل 3
(a ) مجاری صاف
(b ) گذرگاه داخلی اضافه شده به همراه شیارهای طولی
( C ) مجاری به همراه شیارهای عمودی و زاویه دار ( ورقه های لغزنده )
( d ) مجاری افزوده شده به وسیله پایه ها یا فین های سوزنی شکل
( e ) خنک کاری تصادمی فواره ای به وسیله جریان عرضی یا بدون آن
( f ) جریان گردابی خنک کن .
خنک کاری لایه ای خارجی ، که در آن خنک کن یک لایه حفاظتی را بر روی سطح قطعه تشکیل می دهد .
در اغلب موارد این نوع خنک کاری با کنوکسیون داخلی پیوند داده می شود ، و برای حفظ لایه ، هوای خنک کاری صرف شده را مصرف می کند .
به این نکته توجه کنید که لایه خنک کاری مشهور است .
3- خنک کاری تعرقی که در آن خنک کن به دیواره اسفنجی سطح ایرفویل نفوذ می کند و بسیار پر بازده است .
اما به علت اندازه کوچک منافذ و مسایل دیگر محدودیت های زیادی دارند . همچنین تلفات آیرودینامیکی ناشی از پاشش عمودی هوای خنک کاری کم سرعت به سوی لایه مرزی جریان اصلی می تواند زیاد باشد .
با این حال وقتی که این تکنیک برای خطوط احتراق کننده به صورت خنک کاری ریزشی با صرف مقدار زیادی از هوای خنک کاری به کاربرده می شود ، محدودیت های نامبرده مناسب نیست ، چونکه هوا می تواند در سوراخهای نسبتاً بزرگ پس از آن ، با یک جریان اصلی نسبتاً کم سرعتی ترکیب شود .
خنک کاری
چالش عمده در توسعه و پیشرفت یک سیستم خنک کاری ، نگهداری دمای گاز ورودی توربینی در تنش موجود و نیازهای زندگی برای مصرف مقدار کمی از هوای خنک کاری است .
اثر خنک کاری که به صورت ( Tc – Tg ) / ( Tm – Tg ) = تعریف شده ، معیار مهمی است . وقتی که روشهای مختلف خنک کاری ، در نظر گرفته شده اند . در یک اختلاف میان دمای گاز محلی ( موضعی ) Tg و دمای هوای خنک کاری Tc ، راندمان خنک کاری مورد نیاز نسبت مستقیمی با اختلاف دمای میان Tg و دمای فلزی ماکزیمم ترکیب Tm دارد .
پیچیدگی های کارآیی خنک کاری معمولاً به عنوان رابطه های تجربی با جریان های خنک کاری نمایان شده اند . بیشترین روال معمول به کارگیری پارامتر جریان Acp / Mchc = FP می باشد .
شکل 4 اثر ترکیبات مختلف روشهای خنک کاری پره را مقایسه می کند . کارآیی خنک کاری سنتی به صورت کنوکسیونی معمولاًTRIT را به 1120درجه سانتی گراد (2050 درجه فارنهایت) محدود می کند .
خنک کاری تصادمی لبه حمله یک پره توربین ، کارآیی را بهبود بخشیده و به TRIT اجازه می دهد تا به ( ) افزایش یابد . بیشتر پیشرفتهای اخیر در خنک کاری لبه حمله که بر اساس جریان هوای خنک کاری گردابی در مجرای پره می باشد ، انتظار می رود تا این حد به ( ) افزایش یابد .
افزایش بیشتر در TRIT ترکیبی از کنوکسیون ، تصادم ( برخورد ) و خنک کاری لایه ای را نیاز دارد ، که دانش موجود ، دمای ورودی توربین را برای توربین های صنعتی تا ( ) و برای موتورهای هوایی پیشرفته ( ) موجب می شود .
کنوکسیون داخلی و خنک کاری لایه یا ترکیبی از آن دو بیشتر فن آوری هایی هستند که برای خنک کاری ایرفویل توربینی به کار می روند .
خنک کاری کنوکسیون داخلی ایرفویل که یک پایه علمی رایج را با مبدل های حرارتی سهیم می باشد و به طور کلی مطالعه شده است که قادر به پیش بینی تحلیلی دقیقی به طور نسبی می باشد . مقداری از اطلاعات طراحی برای این گروه خنک کاری در برخی از آثار دیده می شود . خواننده مقداری از جزئیات و راهنمایی های طراحی را برای کاربردهای ویژه خنک کاری داخلی در بخش هایی از این فصل که از آن تبعیت می کند ، خواهد یافت .
علی رغم پیشرفتها و ساخت داخواهش و ملاحظه های مربوط به هزینه ، خنک کاری داخلی برای گام اول عملکرد ایرفویل های توربینی در موتورهای مدرن با دمای بالا وقتی که دماهای گاز محلی از محدودیت دمایی - ( - ) فراتر می رود ، معمولاً کفایت نمی کند .
خنک کاری داخلی نمی تواند کاهش دمای فلزی را که می تواند با خنک کاری لایه ای پیشرفته بدست آید ، فراهم کند ؛ که آن ترکیبی از خنک کاری لایه و خنک کاری داخلی را برای رسیدن به اثر خنک کاری مورد نیاز بوجود می آورد .
دقت بر کارایی عمر دماهای فلزی مجاز قطعه ، یک کارآیی خنک کاری بالاتر قطعات مشابه ( نازل ، پره ، etc ) توربین های صنعتی با عمر بالات که با موتورهای هوایی ر مقایسه شده را نیاز دارد ، که به آسانی می تواند ثابت کند که یک تکنیک خنک کاری وقتی که افزایش زیاد جریان خنک کاری ، سود کمی را در کارایی خنک کاری حاصل کند ، فاقد کارآیی لازم است . اختلاف دمای مشخص بین دمای فلزی قطعه خنک شده و گاز داغ با یک کارایی حتمی خنک کاری مورد نیازی که می تواند برای هر تکنیک خنک کاری در جریان خنک کاری مجاز به آن برسد ، مطابقت می کند .
به وسیله مراحل هوای خنک کاری به طور کلی فشارهای موجود در توربین ها و افزایش مداوم دمای هوا در هنگام تخلیه از کمپرسور فراهم می شود و وقتی که خنک کاری ایرفویل ها به صورت کنوکسیونی صورت پذیرد ، در حالی که فراتر از یک کارآیی خنک کاری میانگین مرحله 5/0 باشد ، کاری دشوار می گردد . این مرحله نشان می دهد که دمای قطعه فلزی نیمه راه بین هوای خنک کاری و دمای گازی است . همچنین به این معنی است که افزایش دمای گازی ( ) پیامد افزایش دمای فلزی قطعه خنک کاری شده تا حوالی ( ) خواهد بود ، که عمر این قطعه را به صورت تقریبی تا نیمه تمام می کند .
همچنین با مراحل بالای راندمان خنک کاری کنوکسیونی ، گرادیان دمای فلز قطعه برای زیاد شدن مستعد و بنا بر این مسایل مربوط به تنش گرمایی محلی ( موضعی ) را موجب می شود .
وقتی که ترکیبی از دمای گاز توربین ، دمای خنک کن و دمای مجاز فلزی به مرحله کارآیی بالاتری نایز دارد ، معمولاً خنک کاری لایه به کاربرده می شود . هر چند که هوای خنک کاری لایه عمدتاً به عنوان سپری برای حفاظت سطح ایرفویل در مقابل گاز داغ به کار برده می شود .
همچنین خنک کاری کنوکسیونی مهمی را در داخل سوراخهای تخلیه لایه شکل می دهد .
بیشترین سیستم مؤثر ترکیبی از کنوکسیون داخلی و خنک کاری لایه خارجی می باشد .
در یک موقعیت ایده آل که در آن خنک کاری لایه به خنک کاری تعرقی نزدیک می شود ، دمای هوای منبع خنک کاری لایه ممکن است به دمای فلزی مورد نظر نزدیک شود .
راندمان خنک کاری در این مورد می تواند به 1 نزدیک شود .
هر چند که جریان خنک کاری بزرگی را نیاز دارد و ردیف های چندگانه سوراخهای لایه به پوشش لایه ای کاملی از قطعه بدون تنزل کارآیی خنک کاری لایه ای میان سوراخها می رسد .
پنالتی خنک کاری
برای یک توربین صنعتی پیشرفته ، نیازهای جریان خنک کاری در حدود 25-20 درصد جریان تراکمی کلی است . این کمیت بزرگ هوا عامل اتلاف فراوان عملکرد چرخه موتور است و سه اثر داد که مستعد است .
بهبود عملکرد دمای بالای بالای ورودی توربین را به طور جزیی به چندین بخش تقسیم کند . اول اینکه هوای مصرفی جهت انجام خنک کاری ، به توربین در دمای کمتری وارد می شود که دمای جریان پایین دست گاز احتراق کننده را می کاهد ، بنابر این به یک توان مشخص می رسد . موتور باید در دمای بالاتر ورودی توربین نسبت به موتوری که خنک کاری نشده است کار کند .
دوم اینکه هوای خنک کاری از احتراق کننده عبور می کند که متعاقباً به چالش های بیشتریمنجر می شود تا جایی که گسیل را کنترل و توزیع دمای دلخواه در خروجی احتراق کننده ( مشعل ) را فراهم می کند .
سوم با تلفات آیرودینامیک وقتی که هوای خنک کاری دوباره مطرح شده است و با جریان گاز اصلی با سرعت بالاتر ترکیب شده است ، مرتبط شده است .
اتلاف آیرودینامیکی اغلب اتلاف ترکیب نامیده می شود که بوسیله پاشش خنک کن به سمت یک مجرای ایرفویل توربین و ترکیب پس از آن با جریان اصلی بوجود آمده است ، که عموماً در دوره های کاهش یا اتلاف فشار کل جریان اصلی گزارش شده است .
بنابر این باید مراحل پرتوان به حداقل مقدار هر دو یعنی هم کمیت هوای خنک کاری مصرفی و تلفات مرتبط با مصرفش برسند ، به منظور اینکه به حداکثر منافع حاصل از دمای بالای چرخه تئل آیند ، که می تواند ممانعت جدی بر درجه آزادی با طراحی خنک کاری یی که شکل گرفته باشد
عدم توجه به اینکه چه مدلی از تکنیک خنک کاری استفاده شده است ؛ داخلی یا از میان لبه فرارش تخلیه شده است . به این دلیل وقتی که تکنیک خنک کاری لایه به کار برده می شود تلاش می گردد تا هوای خنک کننده برای برخی خنک کاری های کنوکسیونی در طول کانالهای منافذ تخلیه لایه سودمند واقع شود .
دو حقیقت اصلی با کاهش پنالتی مرتبط است که باید در حین طراحی خنک کاری داخلی ایرفویل در نظر گرفته شوند :
اثر رقت دمای جریان اصلی را با بهره برداری از پتانسیل حداکثر خنک کاری راخلی و تخلیه هوای مصرفی که نزدیک به دمای فلزی مجاز است کاهش دهید .
2- افت فشار حداقل در مجاری خنک کاری داخلی ایرفویل قادر به تخلیه هوای خنک کاری مصرفی بر روی سمت فشاری جریان بالا دست ایرفویل یا سراسر لبه فرار در یک سرعتی که سرعت جریان اصلی را جفت و جور می کند می باشد و کاهش تلفات آیرودینامیکی و عملکرد اصلاح شده توربینی را سبب می شود .
طراحی ها برای وقتی که خنک کاری داخلی برای لبه حمله به کار برده می شود . که معمولاً بالاترین بخش باردار گرمایی یک ایرفویل است خود را سازش می دهند .
خنک کاری داخلی لبه های حمله تیغه معمولاً برای دماهای ورودی بالا به علت کمی هزینه ساخت و حذف تمرکز تنش نسبت به خنک کاری لایه ترجیح داده می شوند .
بیشتر تکنیک های خنک کاری داخلی موثر بر اساس خنک کاری گردابی یا خنک کاری تصادمی برای این ناحیه از ایرفویل مورد نیازند .
این روشها نوعاً افت فشار بزرگتری از هوای خنک کاری نیاز دارند و هوا باید در مکان های کمتری برای آیرودینامیکی در طرف مکش یا در لبه فرار ایرفویل در سرعت کمتری نسبت به جریان اصلی تخلیه شود .
تا حدودی اطلاعات محدود در مقالات علمی در ارتباط با کارآیی خنک کاری لایه بر تلفات آیرودینامیکی یافت می شوند ، خصوصاً برای جریان ایرفویل توربین که بوسیله گرادیان های فشار بالا و ردیف های چند گانه ای از تزریق مشخص شده است ،
شکل 5 و 6 چکیده فرضیه ] 9 و 8 [ را نشان می دهد که برای جریان های خنک کاری عادی و پنالتی مرتبط با مکان های مختلف تخلیه خنک کاری در سراسر یک پره نازل و یک پره توربین را نتیجه می دهد . این فرضیه به طور واضح یک نیروی نسبتاً کوچک هوای تخلیه شده در نقاط کم عددماخ جریان اصلی همانند نقطه سکون یا بخش بزرگی از سوی فشاری را توضیح می دهد .
با وجود این یک اثر نا مطلوب خیلی قوی می تواند در نقاط بالای عدد ماخ جریان اصلی همچون طرف مکش به خصوص نزدیکتر به گلو گاه مجرا مشاهده شود .
یک رفتار تحلیلی برای اتلاف ترکیبی ناشی از وزش لایه ، بر اساس این فرض است که خنک کن تزریق شده با جریان اصلی ترکیب می شود تا باقی ماندن در لایه مرزی ، که بوسیله هارتسل ] 10 [ توصیه شده است .
معادله اتلاف فشار کل بعدی به طرز ساده عبارت است از :

که در آن : فشار ورودی کل می باشد .
/ خنک کنی برای نسبت جریان جرمی جریان اصلی کل می باشد .
زاوئیه تزریق می باشد .
اتلاف فشار کل جریان اصلی ناشی از کاهش تزریق با کاهش زاویه تزریق مستقیماً با مربع عدد ماخ جریان اصلی متناسب است و به شدت تحت تأثیر نرخ وزش می باشد ، وقتی که کاهش زاویه تزریق و کارآیی خنک کن به نسبت دمای جریان اصلی / Tc برای نسبت های دمای بالاتر و برای نسبت های پایین تر به صورت واضح تر کمتر اعلام شده اند . فرضیه تجربی محدود ، این پیش بینی اتلافی را تا جایی اثبات شده با نتایج آزمایشی است ، را نشان می دهد .
و قطعی این روش این است که راهنمای قاطعی را در ارتباط با مکان مطلوب منافذ خنک کاری لایه بدست می دهد . واضح است که خنک کاری لایه ای نزدیک به نقطه سکون و بر سطح فشاری ایرفویل ها ( جایی که اعداد ماخ پایین هستند ) تلفات فشاری کلی کوچکی و خنک کاری لایه ای بر سمت مشکی نزدیک گلوگاه ( جایی که اعداد ماخ بالا می باشد . ) تلفات فشاری کلی بالایی را بدست خواهند داد .
اغلب بحث شده است که پرش لبه فرار جریان کن ممکن است تلفات آیرودینامیکی را با پرکردن در اثر کاهش دهد . چندین تحقیق اثر مثیتی از تخلیه خنک کاری به سمت بلند شدگی لبه فرار را نشان داده ، به ویژه وقتی که مقدار زیادی از جریان خنک کاری شاری با مومنتوم بالا تخلیه شده باشد .
هر چند که به علت ساخت و مسائل مربوط به هزینه ایرفویل های پیشرفته بر اساس هوای تخلیه شده بر روی جریان بالا دست سمت فشاری لبه فرار طراحی شده اند .
دقت زیاد در چند سال گذشته به پنالتی های مرتبط با خنک کاری لایه ای دیواره انتهایی تمرکز یافته است . تعدادی از مطالعات نشان داده اند وقتی که لایه ، جریان بالا دست سطح سکون ایرفویلها معرفی شده است ، ممکن است تشکیل جریان ثانویه را همچون یک فعال ورتکس ( گردشار ) در اتصال میان یک ایرفویل و دیواره انتهایی کنترل (( جزئیات بیشتر درباره خنک کاری دیواره انتهایی و کنترل جریان ثانویه در بخش دیگر بحث می شود .
همچنین یک نقش مهم در پنالتی های خنک کاری با هوای خنک کاری بوجود می آید که دیسک های توربینی و حفره های دیسکی ضربه گیر را پس از دخول داغ خنک می سازد .
روند تخلیه این هوا به سمت جریان اصلی می تواند بر تلفات عملکرد بسیار اثر گذار باشد ، اخیراً مطالعه ای جامع نشان داده که بیشترین جای مفید برای تخلیه کند که نزدیک به زیر دمای محلی سطح فلز باشد .
تلفات ترکیبی را به وسیله قرار دادن بردارهای نزدیک به هم ، بین جریان اصلی و جریان های خنک کاری تخلیه شده به کمترین مقدار برسانید .
از تخلیه لایه روی سمت مکشی یک یک ایرفویل در اطراف لایه مرزی پرهیز کنید .
حداکثر تلاش خود را در جلوگیری از تخلیه جریان خنک کاری سمت مکش یک ایرفویل در حوالی جریان بالا دست گلوگاه به خصوص جریان پایین دست گلوگاه به کارگیرد .
تلفات فشاری در مجاری خنک کاری داخلی را کاهش دهید تا فشار کل در جریان خنک کاری حفظ کنید .
مکانیزم گردابی را برای سیستم خنک کاری پره جهت کم کردن دمای نسبی خنک کن و کاهش تلفات اصطکاکی دیسک به کار ببرید .
ترکیب خنک کاری با پوشش های محافظ گرمایی
استفاده از پوشش های گرمایی ( TBC ) کمک بزرگی را در کاهش بار گرمایی روی آلیاژ ایرفویل می کند ، خصوصاً برای ایرفویلهایی که به صورت داخلی خنک کاری شده اند .
ایرفویلها به استثنا تحت پوشش حفاظت گرمایی با یک رویه معمول لایه نازکی از یک ماده عایق بندی شده با دمای بالا ساخته شده اند .
ماده TBC معمولاً می تواند در مقابل دماهای خیلی زیاد مقاومت کند و هدایت گرمایی را در حدود یک دهم آلیاژهای عالی معمول داشته باشد .
در نتیجه مقاومت گرمایی اضافه شده ، ایرفویلهای پوشیده شده با این رویه می توانند با هوای خنک کاری کمتری در یک دمای گازی داده شده کار کنند یا بطور معکوس می تواند دماهای گازی بالاتری را در یک مرحله جریان خنک کاری نسبت به ایرفویلهایی که پوشیده نشده اند تحمل کنند . کاملاً واضح است که TBC به کار برده شده بر سطح خارجی نمی تواند ماده ایرفویل را از دمای بالا بدون کاربرد خنک کاری روی سطح داخلی حفظ کند .
طراحی ایرفویلهای خنک کاری شده با پوشش های محافظ حرارتی مسائل مهمی را موجب می شود .
حتی وقتی که صیقلی اند ماده به طور ذاتی دارای زبری و در متیجه افزایش اصطکاک پوسته و هو افزایش ضرایب انتقال حرارت می باشد .
همچنین کاربرد یک لایه پوششی محافظ گرمایی در لبه های فرار ضخیم تر ، پنالتی های آیرودینامیکی مرتبط با آن را در ضریب انتقال حرارت داخلی و دمای خنک کن ، گرادیان دمای عبوری از ضخامت پوشش و ضریب انتقال حرارت خارجی موجب می شود .
کمک بزرگتر کاربرد TBC یا گرادیان دمای بالاتر سر تا سر پوشش می تواند در محیطی که اختلاف دمای زیادی میان گاز داغ و هوای خنک کاری ترکیب شده با ضرایب انتقال حرارت بالا ، بر هر دو جهت بدست آید .
این محیط اغلب در برخی نواحی مشخص ایرفویل ها ، دیواره های انتهایی و خطوط احتراق کننده ( مشعلی ) ای که بوسیله کنوکسیون خنک شده اند ، می باشد . مسأله مهم تر تأثیر استفاده از پوشش های حفاظت گرمایی ریال عمرشان می باشد که به وسیله شکنندگی و پوسته پوسته شدن شان به علت انبساط حرارتی دیفرانسیلی یی می باشد که با اساس ماده ایرفویل مرتبط است .
پیشرفتهای اخیر در مواد برای TBC و تکنیک های کاربردی اصلاح شده پوشش به طور چشمگیری عمرشان را زیاد کرده است ، که این محافظه کاری کمتری در پیش بینی عمر نازل های پوشش دارو پره ها شامل مقاومت گرمایی پوشش در تحلیل دمای قطعه را در نظر می گیرد .
مجموعه ضخامت پوششی برای پره ها همچنین باید این واقعیت را در نظر بگیرد که مقاومت پوششی مربوط به آلیاژ پایه کم است که سبب تنش های ( گریز از مرکز ) داخلی افزایش یافته در ماده پره می گردد.طراحی ایرفویلها با پوشش های محافظ گرمایی باید به طور آشکار تمام این عوامل را بسنجد
فرآیند توسعه خنک کاری ایرفویل
شکل 7 یک فرآیند توسعه معمول برای خنک کاری ایرفویل را نشان می دهد . نقطه آغازین برای طراحی سیستم خنک کاری ایرفویل نیازهای عمر قطعه را مشخص می کند که یک محدوده دمای فلزی قابل پذیرش را تعیین می کند . دما فلزی محلی ایرفویل عمدتاً به کمک ترکیبی از سه عامل به حرکت در می آید .
1- بازگرمایی خارجی به طرف سطح گاز جریان اصلی بوسیله کنوکسیون در سراسر لایه مرزی یا سراسر یک لایه خنک کاری لایه ای ( وقتی که هوای خنک کاری در سراسر سوراخهای لایه تخلیه شده است . )
2- خنک کاری کنوکسیونی داخلی بخش به وسیله هوای خنک کاری
3- هدایت گرمایی و غوطه وری گرمایی درون قطعه .
یک طراحی مقدماتی آیرودینامیکی توربین ، هندسه ایرفویل را تدارک می بیند ، جریانهای هوای خنک کاری را تخمین می زند و فشار ، دما و سرعت های جریان اصلی را تعیین می کند .
تجارب گذشته برای فرضیات صحیح در تحلیل و مجموعه مفهومی خنک کاری مهم می باشد .
پیشرفتهای اخیر در کامپیوتر بر اساس روشهای تحلیلی ، به ویژه در گرافیک کامپیوتر می باشد که ابزار پیشرفته ای را برای مصارف معمول مهندسی همچون داده های سه بعدی برای مدلسازی جامد ، سیال ، انتقال گرما و تحلیل های مکانیکی فراهم می سازد .
مدلسازی جامد نمایش گرافیکی مبسوطی از هندسه پیچیده تر قطعه را نشان می دهد .
محسبه ضرایب انتقال حرارت محلی قطعه بر اساس شرایط مرزی تعریف شده اطراف سطوح داخلی و خارجی ایرفویل می باشد . وجود کدهای تخمینی دینامیک سیال برای جریان اصلی ( اغلب به حالت سه بعدی ) ، رابطه ها و کدهای سیال ( اغلب یک بعدی یا سه بعدی ) برای جریانهای داخلی در مجاری خنک کاری ، این شرایط مرزی را تشکیل می دهد .
تحلیل های گرمایی پیوسته ایرفویل که به طور معمول شکل گرفته است ، مفروضات ، انتقال گرما ، خواص فیزیکی آلیاژو پارامترهای ترمودینامیکی جریان اصلی و جریان خنک کاری را ترکیب می کند تا زمانی که دمای فلزی مورد نیاز ارضا کننده باشد .
اثرات اغتشاش جریان آزاد ، جریان ثانویه و چرخش ( برای پره ها ) برای نتایج پربار تحلیل های گرمایی مهم است .
پروفیل دمای شعاعی موردانتظار جریان اصلی ، به عنوان داده ورودی جهت تحلیل پره توربین به کار برده می شود . دمای حداکثر محیطی (( نقطه داغ )) در یک عامل دمای محترق کننده غیر یکنواخت به عنوان شرایط مرزی برای پیش بینی دمای پره نازل به کار برده شده است . دماهای پیش بینی شده تحلیلی ایرفویل در مدل جامد کامپیوتری درونیابی و به عنوان داده ای برای تحلیل های مکانیکی به کار برده شده اند .
پس از گذشت 4 دهه از پیشرفت آنالیز عددی و مطالعات توربو ماشینی ، بیان تکنیک های تحلیلی صنعتی در فراهم آوردن یک پیش بینی عمر دقیق برای اجزاء محدود شده است . بنا بر این اندازه گیری تجربی و تصدیق تحلیل ها نقش مهمی در توسعه چرخه محسوب می شوند . تصدیق تجربی تحلیل ها بعد از اینکه تیم طراحی از نظر مفهوم و پیش بینی تحلیل متعاقد شد ، شکل می گیرد . بخش روی خنک کاری مشعل ( عامل احتراق ) اجزای اصلی تصدیق تجربی را توصیف می کند .
شرح گرمای اصلی و پارامترهای تشبیهی انتقال جرم
سه اثر انتقال گرمایی وقتی که اجزای توربین تحلیل می شوند ، باید در نظر گرفته شوند :
انتقال گرما با هدایت ( رسانایی )
انتقال گرما با همرفت ( کنوکسیون )
انتقال گرما با تابش
انتقال گرمای تابشی معمولاً در پیش بینی تحلیلی خط احتراقی و پره های نازل مرحله 1 در مواجه با خط احتراق ( مشعل ) مهم است ، که معمولاً انتقال گرمای مزدوج در قطعه توربین نامیده می شود .
برای مثال یک پره توربین خنک کاری شده شامل ترکیبی از انتقال گرمای خارجی به صورت همرفتی از گاز داغ به پره ها ، رسانایی در امتداد دیواره پره توخالی ، انتقال گرمای داخلی به صورت کنوکسیونی از پره به سمت هوای خنک کاری و تابش شعله ای ممکن به خوبی انتقال گرمای تابشی از دیواره ها با دمای بالا
بر هم کنش انتقال جرم – گرما در لایه مرزی ایرفویل
انتقال گرما در یک سیال در حین رسانایی به خوبی ادوکسیون می تواند هنگام حرکت سیال رخ دهد . ( استفاده از مرحله همرفتی وقتی که به انتقال افزاینده با حرکت بدون ترتیب مولکولها اشاره می شود و مرحله ادوکسین وقتی که به انتقال ناشی از حرکت سیال بالک اشاره می گردد . از ادوکسیون ترکیبی انتقال گرمای کل و رسانایی در میانه حرکت معمولاً به عنوان انتقال گرمای کنوکسیونی یاد می گردد .
انتقال جرم و گرما که تخصص سرعت و دما را شرح می دهند دو زوج بسیار نزدیک و دو عمل متقابلی هستند که بر یکدیگر تأثیر گذارند . کنوکسیون اعمال شده نقش بسیار مهمی را برای اغلب قطعات توربین در مقایسه با کنوکسیون طبیعی بازی می کند .
عناصر مهم در انتقال حرارت خارجی از گاز داغ به سمت دیواره یک پره ، توسعه لایه مرزی بر سطح و دمای کلی جریان آزادی می باشد . لایه های مرزی که به عنوان یک ضربه گیر بین جریان اصلی و جامد عمل و در مقابل انتقال گرما مقاومت می کنند .
انتقال گرما در این لایه بین جامد و سیال ، در هر دو مکانیزم رسانایی و همرفتی رخ می دهد .
اگر سطح قطعه در یک دمای بالاتری باشد ، انتقال گرما از سطح به طرف سیال رخ خواهد داد اگر دمای سیال بالاتر از سطح باشد ، به محض اینکه گرما به جریان نفوذ پیدا کرد انتقال انرژی عمدتاً در حین کنوکسیون در میانه حرکت رخ می دهد .
بنا بر این ناحیه ضربه گیر یا لایه مرزی نقش بسیار مهمی را در انتقال گرما بازی می کند .
وضعیت و خواص این لایه نزخ گرمایی که انتقال یافته است را تعیین می کند .
درک فیزیکی خوبی از انتقال گرمای کنوکسیونی می تواند به کمک امتحان کردن معادله انرژی بدست آید ، که در آن یک طرف معادله ادوکسیون انرژی و طرف دیگر انتقال گرما با وضعیت مولوکولی در سیال کار انجام شده توسط نیروهای فشاری ، کار انجام شده توسط تنش های آرام ، کار انجام شده بوسیله تنش های اغتشاشی و انتقال گرما بوسیله تغییرات دما و سرعت اغتشاش می باشند .
توزیع نسبی انتقال حرارت بر یک پره توربین معمولی در شکل 8 نشان داده شده است . با لاترین فشارهای گرمایی معمولاً در نایحه سکون لبه و به سمت لبه فرار پره رخ می دهند . تغییرات بزرگ انتقال گرمای طرف گازی باید به طور مناسب با اثرات بالای گرمایی طرف خنک کن به صورت تطابقی جفت و جور شود تا جایی که به توزیع دمای قابل قبولی برسند .
به طور واضح حداقل هفت ناحیه مختلف انتقال حرارت پره می تواند تشخیص داده شود .
نقطه سکون
لایه مرزی آرام
لایه مرزی انتقالی
لایه مرزی مغشوشی ( متلاطم )
عمل متقابل لایه مرزی تلاطمی
جدایی با پیوستگی مجدد
جدایی بدون پیوستگی مجدد
از آنجایی که انتقال گرما به پدیده مکانیک سیالات به صورت خیلی تنگا تنگ مرتبط شده است . هر یک از این نواحی یک اعتبار تحلیلی مجزایی را برای آن ناحیه ویژه شامل می شود .
انتقال گرما به عدد ماخ ، عدد رینولدز ، اغتشاش جریان آزاد ، نسبت دمای جریان آزاد به دیواره ، انحنا و صافی پره ، ماده و خواص گازی وابسته است .
در کاربردهای انتقال گرما استفاده از تحلیل های ابعادی مهم است ، تا جایی که انتقال گرما به عدد بزرگی از متغیرها وابسته است . تحلیل ابعادی قادر به کاهش اعدا بزرگی از تغییرات به طرف عدد ترتیب پذیری از گروههای غیر ابعادی می باشند .
ملاحظه غیر علمی در تحلیل کنوکسیونی انتقال گرما می باشد ، به خاطر اینکه هندسه و عمل تقالبی پیچیده ای را بین جریان و زمینه های انتقال حرارت شامل می شود . گروههای زیرین می تواند بوسیله تحلیل ابعادی مشخص شده باشد :
عدد ریولدز Rel = PVL/[ که بر اساس طول مرجع می باشد ، یا Red = PVL/[ که بر اساس قطر هیدرولیک می باشد .
عدد ماخ Ma = v/a
عدد پرانتل Pr = [ cplk
عدد اکرت Ec = ( r-1 )
در کاربرد های انتقال گرما ( داخلی به خوبی خارجی ) چندین گروه غیر ابعادی مهم هستند . انتقال گرمای کلی با اختلاف دمای بین سیال (T ) و دیواره جامد ( Tw ) بواسطه قانون خنک کاری نیوتن ، مرتبط است :
Y ) T / 5 ) = - KA ( Q(x) = h (x) A ( Tw – T
ضریب انتقال حرارت h ، وقتیکه عدد نا سلت را تعریف می کنیم غیر ابعادی می باشد .
Nu = h (x)L/K = -L
از آنجاییکه بیشتر نشان داده شده است که لایه مرزی به عنوان یک مقاومت در برابر انتقال گرما عمل می کند و این خاصیت با تنش برشی تشخیص داده شده است .
گروه غیر ابعادی ،عدد استانتون نامیده شده است که St ضریب انتقال حرارت بی بعد را نشان می دهد:

ST = Nu/RePr همچنین
انتقال گرما تابعی از عدد رینولدز و عدد پرانتل می باشد و مستقیماً با وضعیت لایه مر.زی متلاطم در حال اصطکاک پوسته ای متناسب می باشد .
29% Nu =یا 2Nu = Cf/ ، 058/0Cf =
یک لایه مرزی نازک ( مقاومت کوچکتر ) ، انتقال گرمای بزرگتری را به وجود می آورد وضعیت ضخامت لایه مرزی صفر ( به عنوان نقطه سکون بیشترین انتقال گرما را دارد . ضخامت لایه های مرزی سرعت و گرما برای هوا تقریباً همان می باشند و پروفیل های سرعت و دما برای یک سطح صاف شبیه به هم می باشند ( گرادیان فشاری صفر ) در یک لایه مر.زی متلاطم ، شار حرارتی متلاطم می تواند همان روش را به مانند تنش رینولدز انجام دهد . رابطه دمایی سرعت ، متناسب با گرادیان دما در جهت y ( عمود بر دیوار ) فرض شده است . از این رو شار حرارتی ناشی از نوسانات اغتشاش می تواند به صورت زیر نوشته شود : که ( گسیل ) پخشندگی گرمایی می باشد .
به شباهت های میان تبادلات گرمایی و اندازه حرکت بوسیله نوسانات اغتشاشی در حضور گرادیان سرعت باید اهمیت داد . ارتباطی نزدیک میان انتقال گرما و انتقال اندازه حرکت وجود دارد که جفت شدگی نزدیک میان شارگرمایی و تنش برش را شامل می شود .
از آنجاییکه موضوع مورد بحث در این جا انتقال حرارت بین سیال و جامد است ، تنش برش در دیواره نقش کلیدی را بازی می کند . عدد پرانتل اغتشاش بدون بعد رابطه ای میان دو جفت نزدیک به هم یعنی ، اندازه حرکت و انتقال گرما برقرار می سازد .
نقش تشابه در رقابت تجربی انتقال جرم و گرمای ایرفویل توربین
یکی از بیشترین سنجش های حیاتی تأثیر گذار بر عمر تیغه توربین و پره نازل دمای فلزی آنان است . به موجب پیش بینی در دمای فلزی ممکن است به آسانی کاهش 50درصدی عمر خزش تیغه را موجب شود . پیش بینی دقیق این دما معمولاً بر اساس شبیه سازی تجربی با کیفیت بالای انتقال حرارتی قطعه ، حالات واقعی موتور را به خصوص برای ایرفویل توربین خنک کاری شده نشان می دهد که در آن انتقال حرارت کنوکسیونی ( همرفتی ) داخلی و خارجی به عنوان شرایط مرزی برای انتقال حرارت رسانایی در قطعه استفاده شده است . ، مهم است .
استفاده از یک جریان آبشاری داغ کوچک برای آزمایشهای حالت پایدار برای آزمایشهای زودگذر ، ضرورتی برای رسیدن به یک فرضیه معتبر و تصدیقی برای سیستمهای خنک کاری ایرفویل شده است. آزمایشهای جریان آبشاری داغ حالت پایدار که به صورت واقعی شبیه سازی شده اند .
با یه کارگیری سخت افزار موتور واقعی همراه با چیدمان خنک کاری د اخلی / خارجی مناسب در نهایت می توانند برای پیش بینی دمای محلی ایرفویل درگام ابتدایی پیشرفت توربین سودمند باشد . تعدادی از آزمایش ها کاربرد شکل واقعی موتور را شرح داده اند ] 16-12[ . با این وجود آزمایشهای انتقال حرارت ارزیابی و مقایسه خنک کاری در موتور و محیط آبشار کوچک داغ را در هر دو مورد در مقالات شامل می شوند .
را حل معادلات انرژی و ناویر – استوکس برای سیال متراکم به عدد گروههای بی بعد وابسته است . این معادلات پیشنهاد می کنند که شباهت خطوط جریان سیال و ایزوترمهای و دما ثابت ها در انتقال حرارت کنوکسیونی می تواند بوسیله کاربرد نفوذ این گروههای بی بعد برای پدیده واقعی و آزمایش شبیه سازی شده اعمال شود . وقتی که اندازه حرکت و معادلات انرژی بی بعد به ، را حل استوار به چهار متغیر بی بعد وابسته است :
+
برای اغلب مسایل همرفتی مورد علاقه ما چنین انتقال حرارت خارجی بر تیغه توربین گازی ، نیروی مرزی به طور جزیی با نیروهای داخلی مقایسه شده


دسته‌بندی نشده  وزش واضح نازل موقعیت موتورهای محوری مجاری ماخ گرمایی گرمای گرما گردابی گرادیان کنوکسیونی کنوکسیون کمپرسور فارنهایت غشاء صنعتی سیکل سوخت سکون روتور رسانایی راندمان دیسک دیاگرام چرخش تیغه توربینی توربین تلفات تکیه تحلیلی پنالتی بالانسر ایرفویل اینرسی اغتشاش احتراق ابعادی آیرودینامیکی آزادی TRIT Tg TBC

3 (28)

مقدمه صنعت قند یکی از گسترده ترین صنایع در زمینه ی تولید مواد غذایی می باشد که تقریبا اکثر دستگاههای کارخانجات مختلف صنایع غذایی در صنعت قند متمرکز شده است ،با توجه به کاهش منابع نفتی در کشورمان ، باید صادرات غیر نفتی خصوصا محصولات کشاورزی رشد... ادامه متن

مقدمه
صنعت قند یکی از گسترده ترین صنایع در زمینه ی تولید مواد غذایی می باشد که تقریبا اکثر دستگاههای کارخانجات مختلف صنایع غذایی در صنعت قند متمرکز شده است ،با توجه به کاهش منابع نفتی در کشورمان ، باید صادرات غیر نفتی خصوصا محصولات کشاورزی رشد روز افزون داشته باشد و صادرات قند و شکر نیز از این مورد مستثنی نیستند ، امروزه به غیر از روش های شیمیایی متداول تصفیه ی قند راههای فراوری جدید که بر مبنای تکنولوژی غشایی بنا شده است در کشورهای پیشرفته در حال توسعه که در این پروژه به دلیل حجم زیاد مطالب به آن اشاره ای نکردیم .
در این پروژه سعی شده است که تکنولوژی قند به ساده ترین شکل ممکن بیان شود تا درک مفاهیم آن برای دانشجویان محترم و صنعت گران آسان شود توصیه می شود دانشجویان محترم برای درک مفاهیم بهتر این درس حتما به دروس شیمی مواد غذایی ، اصول مهندسی صنایع غذایی ، اصول نگهداری مواد غذایی ، تسلط لازم و کافی داشته باشند .
امیدوارم توانسته باشم با این مجموعه ، به عنوان عضو کوچک صنعت غذای کشور در جهت پیشبرد اهداف عالیه این صنعت گامی براشته باشم و این مجموعه نیز در جهت رفع نیاز دانشجویان و صنعت گران موثر واقع شود .
تاریخچه
در مناطق جزایر اقیانوسیه ، گینه ده هزار سال قبل از میلاد مسیح ، نیشکر وجود داشته است و این گیاه به مرور به سرزمین هند منتقل شد و در قرن 3 میلادی در بنگاله هندوستان ، شکر از نیشکر تولید شد ، نیکشر از کشور هندوستان به ایران (شمال ایران خصوصا مازندران ) منتقل شد ،در قرون وسطی نیشکر در منطقه خلیج فارس ، شیراز و مازندران کاشته می شد و برای تولید شکر مورد استفاده قرار می گرفت و از اینرو در همان زمان نام خوزستان یعنی سرزمین نی بوجود آمد ، نیشکر ایران از خوزستان در جهان معروف می شود و در کشور ایران در قرن 13 میلادی ، برای اولین بار در دنیا ، روش شیمیایی تصفیه شربت کشف می شود و از آن زمان ایران در زمینه ی شکر سفید و تکنولوژی قند با اهمیت شد . مدت شکوفایی صنعت قند در ایران (به دلایل خاص ) کوتاه بودهخ است .
تولید شکر از چغندر قند حدود 250 سال قبل شروع می شود که در سال 1747 میلادی مارگاف رئیس آکادمی علوم در برلین ، دریافت که در چغندر قند مقادیری قند (حدود 7%) وجود دارد بنابراین بعنوان یک منبع قندی می تواند حائز اهمیت باشد ، آقای آخارد شاگرد مارگارف با آزمایشات مختلف در زمینه اصلاح نژاد چغندر قند و تولید صنعتی شکر از چغندر قند در سال 1801 موفق می شود اولین کارخانه ی قند چغندری را در آلمان احداث نماید .
گسترش کشف چغندر از اواسط قرن 18 میلادی به بعد معلول رقابتهای سیاسی و جنگ های دولتی مختلف می باشد ، ضمن اینکه آلمان و فرانسه در این زمینه موفق تر بودند . به همین دلیل رقابت در زمینه ی این صنعت بوجود آمد .
نیشکر از خوزستان به اسپانیا منتقل گشت و کریستف کلمب آنرا به امریکا برد به این ترتیب مزارع نیشکر را در مستعمرات امریکا و مکزیک توسعه دادند .
در ایران اولین کارخانه قند ، کارخانه قند کهریزک در سال 1274 در جنوب شرقی تهران تاسیس شد که توسط بلژیکی ها راه اندازی شد و سپس تا سال 1315 ، کارخانه ی دیگر نیز ساخته می شود . در سال 1336 انحصار دولتی شکر در ایران لغومی شود و سرمایه گذاری مجدد آن را توسط بخش خصوصی برای کارخانه های چغندر قند و نیشکر انجام می گیرد و به مرور زمان تعداد کارخانه های بیشتری ساخته شد .
فصل اول
خصوصیات و شیمی چغندر قند
چغندر قند
چغندر قند از گونه ی بتاولگاریس بوده و گیاهی دو ساله می باشد ، این گیاه سال اول غده تشکیل داده ، سال دوم تولید بند ، گل و بذر می نماید . از نظر ظاهری ، چغندر قند رسیده ی آماده ی مصرف در کارخانه مخروطی شکل می باشد که ریشه ی آن باریک میباشد ، ریشه تا1/5 متر نیز ممکن است طولش باشد که به آن دم چغندر قند می گویند .
قسمت فوقانی آن را تنه می گویند ، از قسمت انتهایی دم که قطری حدود 1 سانتیمتر دارد را قطع نموده و جزء ضایعات محسوب می شود ، سطح خارجی شیارهایی با ریشه های ضیف دارد که مقدارش بستگی به رقم انتخابی چغندر قند دارد قسمت بالای تنه که ریشه ی جانبی ندارد را گردن گویند و قسمتی که روی آن تاج برگ قرار دارد را سر چغندر قند می نامند.
چغندر قند در سال اول کاشت پس از 240-170 روز برداشت شده و پس از جداسازی برگ و سر به کارخانه حمل شده و نسبت قطر غده به طول غده بستگی به وضعیت مزرعه و آبیاری آن دارد ، اگر آب کافی به مزرعه برسد این نسبت ، بیشتر می شود .
بیشترین مقدار ساکارز در تنه می باشد ، اگر در تنه عیار 17/90% باشد ، در سر چغندر قند حدود 14/5% است و در قسمت دم نیز میزان عیار بیشتر کاهش می یابد .
چغندر قند همانند سایر گیاهان از تعداد زیادی سلول تشکیل شده و بافت سلولی اصلی غده ی چغندر قند شامل سلولهای ذخیره ای است که به این سلولها پارانشیمی اطلاق می شود ،در یک سانتیمتر مکعب از این بافت حدود 150 میلیون سلول پارانشیم وجود دارد که مرکز تجمع عصاره ی قندی هستند .
هر سلول پارانشیمی از یک جدار سلولزی که سلول را احاطه کرده است تشکیل شده است . عصاره ی قندی که در واکوئل تجمع یافته ، دارای غشاء بیولوژیکی بنام پروتوپلاست است که برای خروج این عصاره
باید ابتدا این غشاء از حالت نیمه تراوا به تراوا تبدیل شود ، لایه ی بعدی سیتوپلاسم نام دارد که قسمت های مختلف سلولی در آن جای دارد ،غشاء دیگر بیولوژیکی که روی سیتوپلاسم است پلاسما لما نام دارد که نیمه تراوا است ، مواد را از خارج به داخل وارد می کند (آب ،Na ، K ... ) و مولکول های کوچکتر را خارج می کند ولی به ساکارز اجازه ی خروج نمی دهد و برای خروج باید تراوا گردد . اما لایه ی سلولزی قابلیت تراوایی دارد ، بنابراین سه عامل محدود کننده عبور ساکارز وجود دارد که برای عملیات استخراج باید تراوا گردند .
دو غشاء بیولوژیکی باید دارای سوراخ هایی باشد که حین حرارت دهی باز شده و عبور مواد از آن صورت گیرد ، عصاره پس از خروج از سلول وارد کانالهای برون سلولی شده که این کانالها ، عصاره را به خارج بافت هدایت می کنند .
چغندر قند از بافتهای مختلفی تقسیم شده است که به صورت حلقه های رنگی می باشد ، حلقه های مربوط به سلول های پارانشیمی ، برنگ سفید شیری می باشد و بافت آن ها 3/4-2/3 کل بافت است . حلقه ی بعدی آوندها هستند که رنگشان تیره تر از بافت پارانشیم است ، رویش و گسترش این آوندها در بافت سلولی چغندر قند قند موجب افزایش مقاومت برش در چغندر قند قند می شود که خصوصا در خلال سازی که در مباحث بعدی به آن اشاره خواهیم کرد با اهمیت هستند ، در سر چغندر قند سلولهای پارانشیمی کمتری وجود داردبه همین دلیل درصد قند قسمت سر چغندر قند کمتر است و عیار آن پایین تر است ، همچنین انرژی برش هم بیشتر است ، بنابراین سر چغندر قند از سلولهای خشبی تشکیل شده است و دارای ارزش تکنولوژیکی کمتری می باشد .
مواد تشکیل دهنده ی چغندر قند
بطور کلی چغندر قند از مواد زیر تشکیل شده است که در جدول نشان داده می شود .
اجزای تشکیل دهنده چغندر قند و برگ چغندر قند
ترکیبات شیمیایی چغندر قند برگ چغندر قند
ماده خشک
ساکارز
پروتئین
چربی
الیاف
عصاره ی بدون ازت
خاکستر 23/6 درصد
16/5 درصد
1/05 درصد
0/12 درصد
1/6 درصد
2/92 درصد
0/75 درصد 13/85 درصد
0 درصد
2/41 درصد
0/19 درصد
0/78 درصد
6/88 درصد
2/75 درصد
مارک : قسمت عمده ی تشکیل دهنده ی چغندر قند که در مقدار معین آب گرم و در مدت زمان معین به صورت غیر محلول باشد و عمدتا از ترکیبات زیر تشکیل شده است :
سلولز %23/5
لیگنین %4/2
پکیتن %31/1
پنتوازن %24/2
چغندر قند قند از مواد قندی و غیر قندی تشکیل شده است ، در صنعت قند ، فقط به ساکارز قند می گویند و به سایر ترکیبات حتی گلوکز ، فروکتوز و ......... مواد غیر قندی می گویند .
مواد غیر قندی در صنعت قند به چند دسته تقسیم می شود :
الف) مواد غیر قندی بدون ازت
اینورت ، رافینوز ، لیگنین ، پکیتن ، اربان ، گالاکتان ، اسیدهای آلی ، ساپونین ، لیپید
ب) مواد غیر قندی ازت دار
اسیدهای آمینه ، مواد پروتئینی ، بتائین ، کولین ، پورین ، پیریمیدین ، آمید ، املاح آمونیوم ، نیترات ، مواد رنگی ، ازت مضره ، اسانس ، ویتامین ها ، آنزیم ها .
ج) مواد معدنی
کاتیونها ،آنیونها
ساکارز
ساکارز دی ساکاریدی است که از یک مولکول گلوکز و یک مولکول فروکتوز تشکیل شده است ،قندی غیر احیا کننده بوده و دارای کربنهای نامتقارن می باشد ، از اینرو قادر است صفحه ی نورپولاریزه را به راست منحرف نماید ، چرخش مخصوص ساکارز (66/529+) است ، از این خاصیت استفاده می کنند و درصد قند چغندر قند یا شربتها را بوسیله ی پولاریمتر اندازه گیری می کنند ، ساکارز در آمونیاک ، دی متیل فرمالید ، دی متیل سولفوکسید ، و همچنین در آمین های نوع دوم مانند مورفولین ،دمای محلول ساکارز ، ویسکوزیته محلول آن افزای می یابد .
چنانچه 26 گرم ساکارز را در آب مقطر حل نموده و آنرا به حجم CC 100 برسانیم ، پولاریمتر عدد 100 را به ما نشان می دهد .
رافینوز
تری ساکاریدی است که مقدار آن در چغندر قند 0/5 – 0/3 درصد نسبت به ماده ی خشک می باشد ، در اثر نگهداری چغندر قند در سیلو این مقدار تا 2 برابر و حتی بیشتر افزایش می یابد ، رافینوز در الکل متیلیک بخوبی محلول است و لی ساکارز محلول نمی باشد ،از این خصاصیت برای جدا سازی رافینوز از ساکارز استفاده می نمایند . رافینوز قادر است صفحه ی نور پولاریزه را 1/85 برابر بیشتر از ساکارز منحرف نماید ، رافینوز تمام مراحل کارخانه را طی نموده و قسمت کمی ازآن تبدیل به کریستالهای سنجاقی شکل شده و بقیه ی آن در ملاس جمع می گردد ، اگر پولاریمتر بیش از مقدار واقعی را نشان داد نشان دهنده ی وجود رافینوز می باشد ،ضمنا رافینوز در نیشکر وجود ندارد و موجب افزایش ویسکوزیته ی پخت III می گردد . بهمین علت گاهی اوقات در هنگام سانتریفوژ کردن به علت ویسکوزیته ی بالا ملاس بخوبی از کریستالها جدا نمی گردد ، در کارخانجاتی که قند گیری از ملاس دارند وجود رافینوز باعث می گردد که پیوند بین ساکارز و آهک بخوبی صورت نگیرد .
پکیتن
در چغندر قند قند به میزان زیاد وجود دارد و از واحدهای گالاکتورونیک اسید تشکیل شده است ، چون در پکتین چغندر قند گروه استیل بیشتر از پکتین سایر گیاهان است لذا ژله ای ضعیفتر می سازد ، پکتین چغندر قند قند در مقایسه با سایر پکتین ها در برابر گرما و قلیایی حساستر می باشد . پکیتن در صنعت قند ژله ای نمی سازد ولی ویسکوزیته ی شربت را افزایش می دهد ، از اینرو گل یا (کربنات کلسیم ) در دکانتور رسوب نمی کند و مشکل صاف کردن بوجود می آید .
در آهک خور پکیتن به صورت کلوئید با بار منفی وجود دارد و در اشباع I ، کربنات کلسیم تشکیل شده دارای بار مثبت است و کلوئید با بار منفی(پکتین ) به سمت اشباع I در حرکتند که در نهایت جذب کربنات کلسیم شده و کریستال کربنات کلسیم سنگینتر گردیده و سریعتر رسوب می نماید .
اگر پکیتن سالم باشد به صورت کلوئید با بار منفی در می آید ولی اگر شکسته شود در شربت باقی مانده و منجر به افزایش ویسکوزیته ی شربت می شود از اینرو باید حتی الامکان :
1- از ورود پکیتن یه شربت جلوگیری نماییم .
2-زمانی که به صورت ناخواسته پکیتن وارد شربت گردید از شکسته شدن آن ها جلوگیری نماییم .
در هنگام شربت گیری از چغندر قند سعی می گردد که پکتین در داخل سلولها تثبیت شده و وارد شربت نگردد ، برای تثبیت پکیتن از ترکیبات آلومینیوم ، کلسیم یا اسید استفاده می نمایند . مشروط بر اینکه اسیدهای مذکور منجر به هیدرولیز ساکارز نگردد .
اسیدهای آلی
در چغندر قند اسیدهای آلی نظیر اسید سیتریک ، اسید اگزالیک ، اسید مالیک ، اسید سوکسینیک ، اسید فوماریک ، اسید لاکتیک ، اسید گلوکونیک ، اسید پیرولیدون ، اسید فرمیک ، اسید استیک ، اسید بوتیریک و ... وجود دارد ، مقدار این اسیدها ثابت نبوده و بسته به شرایط رشد چغندر قند قند و مدت زمان نگهداری چغندر قند در سلوها وابسته می باشد .
در اثر نگهداری چغندر قند قند در سیلوها و همچنین در سالهای خشک ، مقدار اسید های آلی در چغندر قندقند افزایش می یابد د ر هنگام نگهداری چغندر قند قند در سیلوها ، اسید لاکتیک و اسید سیتریک نسبت به بقیه ی اسید های آلی از افزایش بیشتری برخوردارند .
نمکهای کلسیم بیشتر این اسیدها به سختی محلول بوده و در فرایند ایجاد رسوب می نمایند ، به عنوان مثال نمک های اسید سیتریک ، اسید اکسالیک ، اسید گلوتامیک به سختی محلول بوده و در کارخانه ایجاد رسوب می نماید ، لازم به توضیح است که سیتراتها معمولا به صورت رسوبی در می آید و اکثراوقات نیز تمام فرایند را طی نموده و به صورت شوره و به همراه شکر باقی می ماند . به عنوان مثال اگزالات کلسیم در شربت رسوب می نماید ولی لاکتات کلسیم محلول است و سختی شربت را افزایش می دهد .
اسیدهای آلی در میزان PH شربت نیز نقش دارند :
18288005461000259080054610004800600546100037338005461000شربت غلیظ اواپراسیون شربت رقیق تصفیه شربت خام
9=PH 9=PH 6=PH
علت 9= PH پس از تصفیه در شربت رقیق به خاطر حذف اسیدهای آلی ضمن تصفیه می باشد .
ساپونین
مقدار ساپونین در چغندر قند 0/14 درصد می باشد ، ساپونین در شربت ایجاد کف می نماید ، ساپونین در چغندر قند ضخامت یک میلمتری پوسته ی آن قرار دارد مقدار آن در دم چغندر قند بسیار زیاد می باشد، ساپونین دارای ساختمان گلکوزیدی است و بخش های قندی آن از گلوکز ، گالاکتوز ، اسیدهای ارونیک تشکیل شده و بخش غیر قندی آن ساپوجنین نام دارد .
در اثر اضافه کردن اسید ب ه شکر ساپونین منعقد می شود که این مورد در صنایع نوشابه سازی از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا ساپونین موجب رسوبات کلوئیدی در نوشابه ها می گردد ، بنابراین کارخانجات نوشابه سازی باید بهترین نوع شکر را مورد استفاده قرار دهند .
لیپیدها
در چغندر قند مانند هر گیاه دیگری چربی وجود دارد ولی چون دارای مقادیر پایین می باشد بر روی تکنولوژی اثری ندارد ، مقدار چربی در چغندر قند 0/1 درصد نسبت به ماده ی خشک می باشد .
مواد غیر قندی ازت دار
در چغندر قند قند 0/2-0/15 درصد ازت وجود دارد ، چون قسمت عمده ی این ازت وارد شربت می گردد لذا از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، مقدار ازت در چغندر ثابت نبوده و متغییر است ، ترکیبات ازته اکثرا به صورت اسیدهای آمینه است که این اسیدهای آمینه به صورتهای زیر می باشد :
1- اسیدهای آمینه با واکنش خنثی : مانند الانین ، گلیسین ، گاما آمینوبوتیریک اسید ، لوسین ، والین ، فنیل آلانین ، ایزولوسین ، سرین ، تیروزین ، سیستئین ، ترئونین، پرولین ، متیونین، تریپتوفان.
2- اسیدهای آمینه با واکنش اسیدی :اسیدگلوتامیک ، اسیداسپارتیک
3- اسیدهای آمینه با واکنش های بازی : لیزین ، آرژنین ، هیستیدین
پروتئین ها
پروتئین ها از اسیدهای آمینه ی مختلف تشکیل شده اند و 55 % مواد متشکله ی پروتئین چغندر قند از اسید گلوتامیک ، لوسین ، فنیل الانین ، اسپارتیک اسید ، آلانین ، 40% آن از ترئونین ، سرین ،لیزین، میتونین، تریپتوفان ، آرژنین ، 50% از گلیسین ، هیستیدین تشکیل شده است .
پروتئین ها دارای عوامل اسیدی و بازی هستند و به فرم یونیزه وجود دارند ، از نظر میل واکنش دهی چون اسیدهای آمینه ی متشکله مواد پروتئینی چغندر قندقند دارای واکنش های اسیدی هستند بنابراین نقطه اپتیمم انعقاد آنها (نقطه ی ایزو الکتریک ) در محدوده ی اسیدی قرار دارد . بنابراین نقطه ایزو الکتریک در محدوده ی بازی برای مواد پروتئینی وجود ندارد بهمین علت مواد پروتئینی در مجاورت قلیا به هنگام تصفیه شربت (کلوئید با بار منفی ) همانند پکتین ظاهر می شوند .


چون پروتئین دارای خاصیت قطبی می باشد لذا همیشه مولکول ، خود را با آب محصور می نماید و هنگام دناتوراسیون بوسیله ی گرما و قلیایی ، آب از دست داده و منعقد می شود .
حرارت دادن ناگهانی خلال چغندر قند موجب می شود که پروتئین در داخل سلولها منعقد شود و فرصت ورود به شربت را نداشته باشد .
مواد پروتئینی در محیط اسیدی و قلیایی به صورت مولکول های ساده ی دیگری مانند پپتیدها و اسیدهای آمینه هیدرولیز می گردد به طور کلی :
هر مولکول ازت قادر است که از کریستالیزاسیون 25 مولکول ساکارز جلوگیری کند .
بنابراین در بین مواد غیر قندی ، ازت بیشترین اثر را از نظر جلوگیری از کریستالیزاسیون برروی مولکول های ساکارز می گذارد یعنی موجب افزایش ملاس می شود . همیشه وقتی می گوییم که از کریستالیزاسیون جلوگیری می شود یعنی ضایعات ملاس افزایش می یابد .
شکستن پروتئین و تولید لسیدهای آمینه و پپتیدها موجب افزایش سختی شربت می شوند .
نتیجه : باید حتی الامکان از ورود پکیتن و پروتئین به شربت جلوگیری نماییم و اگر وارد شد از شکسته شدن مولکولهایشان جلوگیری نماییم .
بتائین
مقدار بتائین در چغندر قند 0/3-0/2 درصد بوده و بعد از پروتئین ، بیشترین مقدار را در چغندر قند داراست ، بتائین تمام مراحل کارخانه را طی نموده و بدون هیچ تغییری در ملاس جمع می گردد . بازهای پورین ، پیریمیدین در ملاس جمع می گردند و در فرایند حضور پیدا نمی کنند .
ازت مضره
به آن دسته از ترکیبات ازتی اطلاق می گردد که در ملاسها هستند . در طی تصفیه ی شربت مواد پروتئینی جدا می گردند منظور ازت های مضره بقیه ترکیبات ازتی ( اسیدهای آمینه ) هستند که در طی فرآیند جدا نمی شوند ولی چنانچه مولکولهای پروتئین در طی فرآیند شکسته شوند در این صورت چون به صورت محلول در شربت باقی می ماند نمی توان مولکولهای شکسته شده ی پروتئین را از جریان خارج نمود که به آن ازت مضره می گویند .
مواد رنگی
بتالائین رنگدانه ی اصلی چغندرقند است . چغندرقند ماده ی رنگی که از نظر تکنولوژی مضر باشد ندارد ولی دارای ترکیباتی است که قادر به تشکیل رنگ است رنگ در کارخانه بر روی کریستالیزاسیون و رنگ محصول اثر منفی می گذارد.
به طور کلی در کارخانه قند چهار نوع رنگ وجود دارد.
1- کارامل که در مباحث گذشته به آن اشاره شد .
2- ملانوئیدین حاصل قهوه ای شدن غیر آنزیمی (میلارد ) می باشد .
3- رنگ قرمز آجری : به علت تبدیل آهن 2 ظرفیتی به آهن 3 ظرفیتی تشکیل می شود .
4- ملانین : حاصل قهوه ای شدن آنزیمی می باشد آنزیم فنل اکسید از باعث قهوه ای شدن بافت چغندر می گردد به عبارت دیگر سوبسترای فنلی تیروزین که در چغندرقند وجود دارد طی واکنش زیر تشکیل ملانین می دهد :

پلی فنل اکسیداز تیروزیناز
32004001200150048006001200150091440012001500ملانین ارتودی فنل دی هیدروکسی فنیل تیروزین پلیمریزاسیون P.P.O الانین
در مجاورت هوا هیدروکسیلاسیون
معمولا ملانین اثر منفی بر روی فرآیند ندارد و در طی تصفیه ی شربت جذب کریستال کربنات کلسیم شده و از جریان خارج می گردد .
مواد معطر : بیشترین مواد معطر شامل الکل پیرول وانیلین استامید می باشد و بوی کارخانه ی قند را تشکیل می دهد .
مقادیر ویتامین های مختلف در چغندر تفاله خشک برگ چغندر
انواع ویتامین ها چغندرقند
(mg/kg) تفاله ی خشک
(mg/kg) برگ چغندر
(mg/kg)
ویتامینB1
ویتامینB2
اسیدنیکوتینیک
اسید فولیک
ویتامینB6
بیوتین 1
1
2/4
0/26
1/3
0/75 0/55
0/2
خیلی کم
-
0/18
0/001
2/4
5/5
10/9
0/031
4/4
0/23
کاتیونها
کاتیونها شامل Mgo Cao Na2O K2o مقدار کمی باریم، سرب ،بور آهن،کبالت، مس، منگنز، مولیبدون، نیکل، نقره سیلیس استرانسیم، تالیم و ......
کاتیونها محلولیت ساکارز را افزایش می دهد بنابراین از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری می نماید به عبارت دیگر موجب افزایش ملاس می گردد.
سدیم وپتاسیم از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری می نماید به عبارت دیگر هر یک مولکول سدیم وپتاسیم قادر است که از کریستالیزاسیون 5 مولکول ساکارز جلوگیری به عمل آورد .
سدیم و پتاسیم که به چغندر قند قند وارد می شود قابل جداسازی نیستند ( محلول باقی می مانند ) و منجر به افزایش ملاس می گردد گاهی اوقات سود (NaoH) و سودا ( Na2 CO3) در کارخانه ی قند برای افزایش pHکاربرد دارد . ولی باید حتی الامکان از ترکیبات فوق استفاده نکنیم .
آنیونها
که شامل HCL H2so H3po4 اسیدهای آلی که قسمتی از این اسیدها با آهک خنثی شده و از جریان خارج می گردد.
فصل دوم
تکنولوژی چغندرقند
مراحل حمل چغندر قند به کارخانه را می توان در این نمودار مشاهده نمود
274320017399000403860017399000167640017399000495300017399000سیلو چغندرقند دستگاه تخلیه عیارسنج توزین کامیون
-22860009017000جهت نگهداری حامل چغندرقند

خاک برگشتی به
کامیون
289560011430002918460-148590000
80010007112000
291846062611000کامیون حامل خاک
291846031305500توزین
خروج از کارخانه
راه حل عبور چغندر قند به کارخانه و سپس به سیلو
نمونه برداری
مقدار نمونه ای که از کامیون برداشته می شود حدود 50-40 کیلوگرم است و معمولا از کامیون نمونه از دو قسمت و در حدود 60-50 کیلوگرم در نظر گرفته می شود نمونه گیری از چغندر قند به سه طریق انجام می گیرد :
الف- نمونه برداری با دست
هنگام نمونه برداری با دست معمولا از قسمت فوقانی چغندر قند انتخاب می گردد لذا نمونه مذکور نمی تواند گویای لایه های زیرین باشد ( معمولا چغندرقند ریز عیار بالا و چغندرقند درشت عیار پایین دارد )
به منظور تعیین عیار و افت ابتدا نمونه برداری از چغندرقند انجام گرفته و سپس نمونه ها به عیار سنج هدایت می شود .
نمونه گیری با دست صحیح نبوده و همان طور یکه قبلا اشاره کردیم لایه های زیرین را در بر نمی گیرد امروزه اکثر کارخانجات قند دارای نمونه گیر اتومات به نام Ripro (ریپرو ) و بیلچه ی مکانیکی می باشند .
ب – Ripro ( ریپرو)
از یک استوانه ی مکعبی تو خالی که انتهای آن مجهز به دریچه می باشد تشکیل شده است هنگام نمونه برداری چغندرقند داخل ریپرو قرار گرفته و پس ازپر شدن دریچه بسته می شود و بدین ترتیب نمونه برداری انجام می شود از معایب این دستگاه این است که از محل نمونه برداری مقداری از چغندرقند شکسته شده بنابراین قابلیت نگهداری چغندرقندهای شکسته شده در سیلو کاهش می یابد و در اثر نگهداری دچار پوسیدگی می گردد و گاهی اوقات پوسیدگی مذکور باعث پوسیدگی چغندر قند های اطراف می گردد .
ج- بیلچه ی مکانیکی
نوار لاستیکی حاوی چغندر قند ( نوار I ) به سمت نوار (II) در حرکت است و بیلچه نیز در بین مسیر قرار می گیرد ومقداری از چغندرقند را به صورت نمونه انتخاب می کند بیلچه مکانیکی بهترین وسیله ی نمونه برداری می باشد .
پس از آن که از کامیون نمونه برداری شد نمونه ی مذکور برای تعیین افت و عیار به عیارسنج منتقل شده و کامیون برای تخلیه به طرف دستگاه تخلیه هدایت می گردد .
عیارسنج
نمونه ای که به عیار سنج وارد می گردد عیار و افت آن تعیین می گردد .
افت
عبارتست از درصد خاک و گلی که به چغندرقند چسبیده است .
پس از آن که نمونه وارد عیارسنج شد ابتدا نمونه توزین گردیده و سپس برای شستشو وارد آسیابهای شستشو می گردد فشار آب در آسیابهای شستشو در حدود 4 اتمسفر است و آب بوسیله ی انجکتور بر روی نمونه های چغندرقند قند پاشیده می شود باید توجه شود که چغندرقند خروجی از آسیاب کاملا شسته شده و آغشته به گل نباشد پس از آن که چغندرقند در آسیاب شستشو شد برروی نوار مشبکی ریخته می شود تا قطرات آب آن گرفته شود و سپس مجددا توزین می گردد باید توجه شود که در مدت شستشو تقریبا %1 آب جذب چغندر شده و حدود 1% آب در سطح چغندرقند باقی می ماند .
افت چغندرقند از فرمول زیر محاسبه می گردد :

وزن ثانویه (پس از شستشو)- وزن اولیه
(قبل از شستشو)
144780016065500 100 * افت چغندرقند
وزن اولیه ( قبل از شستشو)
پس از آن که چغندرقند وارد آسیابهای تهیه خمیر می گردد تیغه های این آسیاب مدور بوده و به صورت دندانه ای ( اره مانند ) بوده و در هر آسیاب 10-8 تیغه قرار دارد و جنس تیغه ها از استیل می باشد .
خمیره های خروجی از آسیاب داخل کاسه ی استیل ریخته می شود و کاسه های استیل بر روی نواری نصب می شود و در هر نمونه طوری نوار به گردش در می آید که نمونه داخل یک کاسه ریخته می شود و این نوار تا نمونه ی بعدی متوقف باقی می ماند .
نمونه با قاشق های مخصوصی از کاسه استیل برداشته شده و بر روی کاغذ مومی به نام ( Pergament ) پرگامنت گذاشته می شود . نکته قابل توجه این که کاغذ پرگامنت جاذب الرطوبه نبوده و فاقد خاکستر می باشد .
تهیه خلال و استخراج عصاره از چغندرقند
چغندرقند پس از آماده سازی به بونکر چغندرقند منتقل می شود که در بونکر همیشه مقداری چغندرقند آماده وجود دارد تا کار به صورت یکنواخت صورت می گیرد تا در صورت ایجاد مشکل در مراحل آماده سازی برای مدت زمان کوتاهی حدود 15 بونکر جوابگو باشد . بونکر آسیاب خلال در بالای آسیاب خلال قرار می گیرد تا چغندرقند ورودی به ماشین یا آسیاب خلال تحت فشار باشد تا خلال های یکنواختی تولید گردد.
زمانی که بونکر خالی باشد فشار بر روی سطح آسیاب کم است و خلال ها نازک می شوند و زمانی که بونکر پر باشد فشار ایده آل بوده و خلال مورد نظر ایجاد می گردد .
علت دو تا بودن ماشین آسیاب خلال این است که یکی در حال کار کردن باشد و یکی در حال بازسازی باشد به دلیل این که تیغه های آسیاب خلال هر 5 ساعت یک بار کند می شود .
معمولا برش خلال باید به نحوی باشد که حتی الامکان تعداد زیادی از سلول ها باز شوند و خلال ها باید دارای سطح خارجی نسبتا زیادی باشند .
اگر خلال های تولیدی حاصله از آسیاب خلال خیلی نازک باشد خرد شده و تولید نرمه می نماید و اگر ضخیم باشد راه خروج شربت به خارج از خلال زیاد می شود بنابراین باید یک قطر بهینه انتخاب کرد تا مسیر عبور کوتاه و مناسب باشد همچنین در جهات مختلف یکسان باشد چون اگر یکنواخت نباشد در برخی قسمت ها علاوه بر ساکارز مواد قندی هم استخراج می شود .
خلال ها باید دارای مقاومت زیادی باشد چون چغندرقند ترد و شکننده است و نباید حین ریختن روی هم خرد گردند هر چه خلال ها درشت تر باشند فضای بین خلال ها برای عبور بیشتر است بنابراین عملیات بهتر صورت می گیرد . پس فضای آزاد برای عبور شربت استخراج شده باید وجود داشته باشد .
روش های ارزیابی کیفیت خلال
نرمه
به خلال های کوچکتر یا مساوی یک سانتی متر نرمه می گوییم .
هر چه در صد نرمه ی خلال کمتر باشد خلال از کیفیت بالاتری برخوردار است و حداکثر درصد نرمه بین 4-3 می باشد .
علت تشکیل شدن نرمه به عوامل همچون ریز بودن یا شکسته شدن چغندرقند دور زیاد آسیاب خلال علف و برگ هایی که در لا به لای تیغه های آسیاب خلال قرار می گیرند و کندی تیغه های آسیاب خلال بستگی دارد .
عدد سیلین
عدد سیلین بیان کننده ی درجه ی ظریف بودن خلال و سطح خارجی مخصوص خلال است ( ظرافت برش و میزان سطح را نشان می دهد ) برای این کار 100 گرم خلال را وزن نموده و طول 100 گرم خلال را اندازه می گیرند . معمولا این طول بین 25-10 متر است بر اساس عدد سیلین تعداد دندانه و تیغه و کیفیت خلال تعیین می گردد.
رابطه تعداد دندانه تیغه و کیفیت خلال
تعداد دندانه در تیغه متر
17
19
22
24 10
13
18-16
20
تعداد دندانه های تیغه های 137 میلی متر 19 -17- 15-22-24 می تواند باشد و در تیغه های 167 میلی متر تعداد دندانه ها 18-21-23-26-29 می تواند باشد .
به طور کلی فاکتورهایی را که در عدد سیلین موثرند عبارتست از :
- کیفیت چغندرقند
- نوع تیغه ای که برای برش خلال به کار می بریم
- تنظیم تیغه در آسیاب خلال نوع خلال
- گام های تیغه
در اوایل بهره برداری خلال ها ترد هستند و ترکیبات همی سلولزی سلولزی پکتینی تغییری در آن ها ایجاد نشده و نرم نشده است . به همین دلیل می توان خلال های ظریف با طول زیاد تهیه کرد و استخراج بهتر است .
اما پس از سیلوگذاری تغییراتی در ساختمان پکتینی رخ می دهد و چغندرقند تردی خود را به مرور زمان از دست می دهد که برای استخراج بهتر باید خلال ها را ضخیم تر کرد تا مواد غیر قندی کمتری استخراج شود که این تشخیص به عهده ی مسئول خط تولید است . که باید شماره ی تیغه را به دیفوزیون بدهد تا نوع تیغه و خلال مشخص شود و کوسیان مناسبی در شربت ایجاد کرد .
عدد سوئدی
یکی دیگر از فاکتور های موثر در ارزیابی خلال می باشد و بیانگر درجه ی Permeability توده خلال است یعنی ریزی و درشتی خلال و وجود خلال های بسیار ریز را مشخص می کند .
معمولا عدد سوئدی در فواصل 20-15 قرار دارد و طبق تعریف عبارتست از :
وزن خلال های بیش از 5Cm
160020013652500 = عدد سوئدی
وزن خلال های کمتر از Cm1
فاکتور های موثر در عدد سوئدی عبارتند از :
- مدول الاستیسیته ی چغندرقند ( هر چه خمش بیشتر باشد برش صحیح نیست )
- قدرت مقاومت برش چغندر قند ( هر چه مقاومت برش کمتر باشد برش بهتر صورت می گیرد )
- تنظیم فاصله تیغه ها تیز شدن تیغه ها از عوامل مهم و تاثیر گذار در عدد سوئدی می باشند .
ماشین خلال ( آسیاب خلال )
این دستگاه از چند قسمت تشکیل شده است .
- قیف ورودی خلال
- صفحه ی برش ( قطر این صفحه به ظرفیت کارخانه بستگی دارد )
- قوطی برش ( دو یا سه تیغه دارند ) این تیغه ها قابل تعویغ هستند .
- نگهدارنده چغندرقند ( برای این که چغندرقندها با صفحه ی برش بچرخند و خرد شوند )
- دریچه ( برای تعویض قوطی های برش و تیغه ها تعبیه شده است )
- قیف زیرین ( خلال ها را بر روی باسکول می اندازد )
- کلاج الکترومغناطیسی
تیغه ها بر روی صفحه ی دوار افقی قرار دارند و ممکن است این ماشین ها به صورت استوانه ای افقی قرار گیرند در این صورت تیغه ها بر روی استوانه ی دوار قرار دارند در هر حال تیغه ها روی صفحه ی دوار یا بدنه ی استوانه ثابت هستند .
صفحات دوار ماشین های خلال به سه بزرگی ساخته می شوند ( قطر mm1650- mm2000- mm2200 ) تیغه های هر صفحه ی برش دارای ابعاد mm167 هستند و در هر جعبه ی برش دو عدد تیغه جمعا با mm334 طول برش می باشند تیغه های امروزی و متداوال به کونیگس فلدر یا گلر معروفند .
دیفوزیون
یکی از مهمترین مرحله استخراج قند در صنعت چغندرقند و نیشکر دیفوزیون می باشد هدف اصلی از دیفوزیون به دست آوردن شربت خام با حداکثر درجه ی خلوص و حداقل در صد قند تفاله می باشد .
در گذشته برای شربت گیری از چغندرقند آن را به پوره تبدیل نموده و با استفاده از پرس عصاره ی شربت را استخراج می کردند ولی امروزه این روش به دلایلی متروک گردیده و دیفوزیون جایگزین شده است جهت استخراج مواد قندی از بافت چغندرقند یا نیشکر ابتدا لازم است که مواد مذکور بتوانند با عمل دیفوزیون از قسمت های داخل آن ها به طرف سطح آن نفوذ کنند ، این نفوذ طبق فرآیندی اسمزی صورت می پذیرد .
به عبارت دیگر چون چغندرقند تبدیل به خلال می گردد ، بنابراین شربت سلولی به طور مستقیم خارج می شود و نیاز به عمل اسمز نمی باشد ولی مابقی شربت باید طبق روش اسمزی خارج گردند .
با توجه به آن که سلول های چغندرقند دارای پرده ی نیمه تراوا می باشند ، لذا شربت سلولی به سادگی از درون سلول خارج نمی شوند و برای عمل اسمز باید دما را افزایش داد که اصطلاحا این عمل را " کشته شدن غشاء سلولی " می نامند . در صنعت قند این عمل با افزایش درجه ی حرارت تا حد C 70 صورت می پذیرد .
در اثر افزایش دما سلول ها کشته شده و پرده ی نیمه تراوا باز شده و عمل اسمز بهتر و سریعتر انجام می گیرد ، ثانیا سرعت عمل اسمز وابسته به دما می باشد ، هر چه این دما بیشتر شود عمل اسمز با سرعت بیشتر صورت می گیرد ، البته باید توجه داشته باشیم که از نظر دما محدودیت وجود دارد زیرا اگر دما بیش از حد نصاب افزایش یابد ، پکتین سلولی حل شده و وارد شربت می شود و با ورود پکتین به داخل شربت مشکلات مختلفی به وجود می آید .
با ورود پکتین به داخل شربت ویسکوزیته ی شربت افزایش می یابد و با توجه به این که پکتین حساس به دما است لذا در اثر دمای زیاد شکسته شده و موجب افزایش ویسکوزیته ی شربت قند می شود که بالبطع مشکلات کاهش سرعت ترسیب گل در دکانتور و کاهش سرعت صاف کردن را به همراه خواهد داشت .
در ابتدای عمل اسمز سرعت خروج ماده ی قندی بیش از ماده ی غیر قندی می باشد و هر چه به انتهای عمل اسمز نزدیکتر می شویم ، این موضوع بر عکس می شود .
به عبارت دیگر در انتهای عمل اسمز شتاب خروج ماده ی غیرقندی بیش از ماده ی قندی است .
نتیجه 1 : اصولا شربتی که از عمل اسمز ایجاد می شود ، درجه ی خلوص بیشتری از شربتی که در اثر پارگی سلول ها ایجاد می شود داراست.
نتیجه 2 : به طور کلی کوسیان شربت در ابتدای دیفوزیون زیاد است و هر چه به انتهای دیفوزیون نزدیکتر می شویم کوسیان شربت کاهش می یابد .
روش های مختلف استخراج
کلیه فرآیندهای فنی استخراج بر اساس اصول جریان متقابل می باشد که می تواند در دو حالت متفاوت یک مرحله یا تدریجی باشد .
استخراج به طریقه ی جریان متقابل بروش یک مرحله در یک محفظه بزرگ انجام می گیرد ، در این محفظه مواد و شربت در خلاف جهت هم حرکت می کنند .
در روش تدریجی عمل استخراج در یک دستگاهی که بخش های مختلف از نظر فرآیند تقسیم شده است انجام و عمل مخلوط شدن تقریبا پیچیده بوده و بین مواد و شربت صورت می گیرد ، پس از هر مرحله مواد و شربت جدا شده و هر کدام در جهت خود از هر مرحله به مرحله ی دیگر هدایت می شود با همه ی این که مخلوط شدن مواد و شربت درهر مرحله جداگانه انجام می گیرد ولی دستگاه به طور کلی مطابق اصل جریان متقابل عمل می کند .
اهمیت کیفیت استخراج
در ارزیابی یک فرآیند استخراج علاوه بر بازدهی استخراج کیفیت استخراج نیز از اهمیت بیشتری برخوردار است برای نیشکر نیز مشابه چغندرقند قبل از عملیات اواپراسیون و کریستالیزاسیون عمل تصفیه ضروری است .
در عملیات تصفیه تفکیک کامل ناخالصی های شربت خام انجام نمی شود و این ناخالصی های باقیمانده در عملیات کریستالیزاسیون اثرات بد گذاشته و کیفیت شکر تولیدی را کاهش می دهد .
بنابراین خیلی مهم خواهد بود که عملیات استخراج به نحوی صورت گیرد که شربت خام دارای حداقل این گونه مواد خارجی و ناخالصی باشد ، به موازات این امر باید فعالیت های میکروبیولوژیکی را تحت کنترل داشت ، زیرا این فعالیت ها نه تنها موجبات افزایش ضایعات را فراهم خواهند آورد بلکه از کیفیت شربت در ارتباط با فرآیند کریستالیزاسیون خواهند کاست .
عوامل موثر در دیفوزیون
دما
دما موجب افزایش سرعت عمل اسمز می شود و هر چه این دما بیشتر باشد فرآیند اسمز با سرعت بیشتری صورت می گیرد و در صد قند تفاله کاهش می یابد .
به طوری که قبلا ذکر شده درجه ی حرارت کمی بالاتر از 0C70 برای کشته شدن سلول های چغندرقند لازم است و این حداقل درجه ی حرارتی است که یک دیفوزیون با آن کار می کند .
تاثیر دما بر میکروبها نیز حائز اهمیت است ، چنانچه دمای دیفوزیون نامناسب باشد میکروارگانیسم ها شروع به فعالیت می کنند و ساکارز را هیدرولیز نموده و در نتیجه قند زیادتری را از بین می برند که موجب افزایش ضایعات نامعلوم می گردند که قابل محاسبه نیست و برای از بین بردن میکروارگانیسم ها بهترینراه این است که دمای دیفوزیون در حداکثر ممکن ، در حدی که تکنولوژی اجازه می دهد قرار گیرد .
دیفوزیون های چغندرقندی که در درجه ی حرارت حداکثر oC73-72 کار می کنند فقط خطر آلودگی با باکتریهای اسید لاکتیک وجود دارد ( باکتریهای نوع ترموفیل ) که موجب کاهش PH در بخش مرکزی دیفوزیون می شود و آلودگی و عفونت در دیفوزیون هایی را به وجود می آورد .
دیفوزیون هایی که با سرعت بیشتری کار می کنند نسبت به دیفوزیون هایی که زمان توقف بیشتری برای شربت یا خلال چغندرقند دارند کمتر در خطر این آلودگی قرار دارند ، به علاوه تعداد باکتریهایی که به همراه چغندرقند و آب وارد دیفوزیون می شوند نقش مهمی را در آلوده شدن ایفاء می کنند ، در دیفوزیون هایی که به
شدت آلوده می باشند ، PH به حدود پنج که حداقل PH برای باکتریها در درجه ی حرارت oC70 می باشند کاهش می یابد با آلودگی در دیفوزیون می توان با افزایش درجه ی حرارت oC80- oC 75 مقابله کرد ولی همان طوری که در قبل اشاره شد ، این کار موجب حل شدن پکتین می گردد ، بنابراین در عمل با آلودگی در دیفوزیون با افزودن فرمالدئید مقابله می شود .
تاثیر بعدی دما ، تغییر در پوسته ی خارجی سلول می شود ، چنانچه دمای دیفوزیون بالا باشد در نتیجه پکتین درون سلولی حل شده و به شربت راه پیدا نماید به همان نسبت تفاله حالت لزجتری پیدا نموده که نتیجه آن این است که عمل آبگیری به علت لزج بودن تفاله در پرسها به خوبی انجام نمی گیرد و ماده ی خشک تفاله پرس شده کاهش می یابد .
معمولا مناسب ترین دما برای دیفوزیون oC72 است در این دما شربت پاستوریزه شده و عمل اسمز نیز به خوبی صورت می گیرد ، اگر دمای دیفوزیون کمتر از oC72 باشد در این صورت به نسبت کاهش دما درصد قند تفاله افزایش پیدا نموده و فعالیت میکروارگانیسم ها را افزایش می دهد ، چنانچه دمای دیفوزیون بیش از oC 72 باشد به نسبت افزایش دما پکتین بیشتری وارد شربت می شود و در نتیجه مقدار مواد کلوئیدی شربت افزایش می یابد و احتمال شکسته شدن مولکول های پکتین وجود دارد .
و مولکول های پکتین بیشتری وارد شربت می شود و ویسکوزیته ی شربت افزایش می یابد و اثر منفی بر روی صافی و دکانتور می گذارد به علاوه این که ماده ی خشک تفاله کاهش می یابد ، البتهoC72 یک دمای تعریف شده ی کلاسیک است که اکثر کارخانجات قند آن را رعایت می کنند .
ولی بهتر آن است که دمای دیفوزیون را بر حسب وضعیت چغندرقند و با توجه به شرایط زیر تعیین نمایند :
الف) چگونگی پرس شدن تفاله در پرس ها ( تفاله حالت لزج نداشته باشد )
ب) چگونگی حمل خلال در داخل دیفوزیون
ج) چگونگی صاف شدن گل در دکانتور و عبور از صافی ها
لازم به توضیح است که چنانچه دمای دیفوزیون افزایش یابد به همان نسبت در حمل و انتقال خلال در دیفوزیون مشکل ایجاد می کند .
کشش دیفوزیون ( سوتیراژ )
درصد وزنی یا حجمی شربت خام نسبت به چغندرقند را کشش دیفوزیون می گوییم ، اگر به ازای صد تن چغندرقند 105 تن شربت خام داشته باشیم ، کشش وزنی %105 است .
اگر به ازای m3100 چغندرقند ،m3105 شربت خام داشته باشیم کشش حجمی %105 است .
هر گاه آب دیفوزیون را افزایش دهیم میزان کشش آن نیز افزایش می یابد و اگر میزان آب دیفوزیون را کاهش دهیم میزان کشش دیفوزیون کاهش می یابد ، به عبارت دیگر مقدار شربت خام کمتری تولید می گردد .
کشش دیفوزیون بین 120%-%105 قرار دارد و امروزه به خاطر صرفه جویی در مصرف انرژی کشش دیفوزیون را 105% در نظر می گیرند.
اگر کشش دیفوزیون کمتر از حد نصاب شود به نسبت کاهش کشش درصد قند تفاله افزایش می یابد بهترین درصد قند تفاله 0/7-0/5
درصد است و کوسیان شربت طبق رابطه زیر افزایش می یابد .
pol pol
16764001200150076200012001500 = Q=
ماده غیرقندی + pol Bx
اگر آب کمتر استفاده شود ماده ی غیر قندی کاهش و کوسیان افزایش می یابد .
اگر کشش دیفوزیون بیشتر از حد نصاب شود در این صورت قند تفاله کاهش می یابد مقدار مواد کلوئیدی شربت افزایش می یابد و مصرف انرژی کارخانه بیشتر می شود ، سرمایه گذاری کارخانه برای تبخیر آب های اضافی و نصب دستگاه های مورد لزوم بیشتر می شود .
درجه دیفوزیون
با دیفوزیون های امروزی قادریم تا %99 قند خلال را استخراج کنیم به عبارت دیگر عیار معمولی چغندرقند در حدود %20-15% است و قند خلال را می توان تا حدی استخراج نماییم که میزان قند تفاله به 0/7-0/5 درصد برسد ولی باید توجه داشت که ماده غیر قندی زیادی وارد شربت نگردد زیرا از کریستالیزاسیون مولکول ساکارز جلوگیری نموده و راندمان استحصال شکر را کاهش می دهد .
زمان دیفوزیون
در صنعت چغندرقند قند که بیش از صد سال است که دیفوزیون مورد استفاده قرار می گیرد مطالعات و بررسی های متعددی طی سالیان گذشته به عمل آمده تا شرایط مطلوب برای چغندرقند به دست آید ، نتایج به دست آمده از این مطالعات خطوط اصلی قبول شده مورد عمل در دیفوزیون های چغندرقندی می باشد .
به طور مثال کوتاهترین زمان ممکن حداقل درجه ی حرارت ممکن PH کمی بالاتر از 6 یا برابر با PH شربت قند مد نظر می باشد .
میزان کاهش زمان توقف بستگی به ضخامت خلا ل های چغندرقند خواهد داشت و بر اساس آن ضریب استخراج و زمان توقف تعیین


دسته‌بندی نشده  ویسکوزیته نیشکر نرمه مولکول مودال ملاس مغناطیسی کوسیان کلسیم کشش کریستالیزاسیون کربنات کامیون کنترلی قندی غشاء عیار عصاره صلب شکسته شکر شستشو سوئدی سلول ساکارز ساپونین ژیروسکوپی روتورهای رسوب رافینوز دیفوزیون خلال چغندرقند چغندر جفکات جابجایی جابجا تیغه تفاله تراوا پکیتن پکتین پروتئینی پروتئین بونکر اسیدی اسیدهای اسید اسمز استیل استخراج آسیاب PH oC mm

3 (27)

640080-80581500 13716005588000 فصل اول كليات و چهارچوب تحقيق مقدمه: طي چند دهه اخير حجم تجارت الكترونيك جهان در اثر تحولات گسترده فناوري اطلاعات و ارتباطات، رشد قابل توجهي داشته است. در اين ميان بانك‌ها با حركت بسوي بانكداري الكترونيكي و عرضه خدمات مالي... ادامه متن

640080-80581500
13716005588000
فصل اول
کلیات و چهارچوب تحقیق
مقدمه:
طی چند دهه اخیر حجم تجارت الکترونیک جهان در اثر تحولات گسترده فناوری اطلاعات و ارتباطات، رشد قابل توجهی داشته است. در این میان بانک‌ها با حرکت بسوی بانکداری الکترونیکی و عرضه خدمات مالی جدید نقش قابل توجهی در افزایش حجم تجارت الکترونیکی داشته‌اند. از سوی دیگر افزایش نیروهای حاضر در صحنه رقابت جهانی در صنایع مالی و به ویژه بانکداری و تداوم تقاضا و تنوع نیازهای مشتریان موجب رویکرد بانک‌ها به استفاده از مکانیزم‌های تجارت الکترونیکی از قبیل اینترنت و شبکه جهانی وب به منظور ارائه خدمات بانکداری الکترونیکی شده است. رقابت یکسان و نگهداری و جذب مشتری از جمله مزایای بانکداری الکترونیکی در کوتاه مدت است. همچنین مدیریت اطلاعات، هدایت مشتریان به سوی کانال‌های مناسب جزء مزایای میان مدت آن است و از جمله مزایای بلند مدت آن نیز کاهش هزینه پردازش معاملات و ایجاد درآمد می‌باشد.
مهمترین خدمات بانکداری الکترونیکی که امروزه در سطح جهان ارائه می‌شود: عبارتند از اطلاع رسانی در مورد حساب‌های مشتریان، انتقال وجوه بین حساب‌ها، خرید و فروش سهام، خرید و فروش ارز، انجام خدمات اعتبارات اسنادی و ایجاد مسیر ایمن برای ارتباط بین بانک و مشتریان. استقرار تجارت الکترونیکی در کشور، ورود به بازارهای جهانی و عضویت در سازمان‌هایی نظیر WTO، نیازمند نظام بانکی کارآمد و به روز است.
با درک این ضرورت‌ها سیاست تجارت الکترونیکی کشورمان بانک مرکزی را موظف کرد که تا پایان سال 1381 برنامه سخت افزاری و عملیاتی لازم را برای راه اندازی و بکارگیری وسیع بانکداری الکترونیکی و انتقال الکترونیکی وجوه فراهم آورد. در طی 3 سال گذشته برخی از روش‌های ارائه خدمات بانکداری الکترونیکی نظیر ماشین‌های خودپرداز و کارت‌های اعتباری در نظام بانکی کشور مورد استفاده قرار گرفته، اما بدیهی است چنین اقداماتی برای استقرار بانکداری و تجارت الکترونیکی کفایت نمی‌کند.
برای نمونه در ایالات متحده، در سال 2001، 8/25 میلیون تن، در سال 2002، 5/27 میلیون تن، در سال 2003، 5/28 میلیون تن به روش‌های الکترونیکی و از راه دور به کار می‌پرداخته‌اند و پیش بینی شده که در سال 2020، این شمار به 64 میلیون‌تن برسد.
بانکداری الکترونیکی نیز دست آورد این پیشرفت‌ها است. بدین منظور که هر مشتری بتواند از راه دور، خدمات بانکی دلخواه خود، مانند نقل و انتقال وجه و بررسی حساب را انجام دهد. از این رو خدمات الکترونیکی نوین بانکی مطرح گردیده و امکانات و قابلیت‌هایی برای مشتریان فراهم شده که در چارچوب آنها، بهره گیری از خدمات بانکی از دور، امکان پذیر باشد.
موضوع تحقیق:
موضوع تحقیق «بانکداری الکترونیکی، خدمات نوین بانکی و گسترش و توسعه کارت‌های اعتباری» می‌باشد. در این تحقیق پژوهشگر بر آن است که نقش بانکداری الکترونیکی و خدمات نوین آن را به عنوان جایگزینی مناسب برای بانکداری سنّتی با هدف تجهیز منابع به صورت بهینه تر و نوین‌تر به کنکاش بگذارد.
تبیین موضوع:
هنگامی که از بانکداری الکترونیکی سخن می‌رود، منظور این است که شرکت‌های اینترنتی و مؤسسات مالی با هم مشارکت کنند تا خدمات مالی که نیازهای مشتریان را برآورده کرده، به بهره‌مندی بالاتر و درآمد بیشتر و به دست آوردن گسترده‌تر بازار بیانجامد، فراهم آورند. بانکداری الکترونیکی برای مشتریان بانک‌ها و مؤسسات مالی، روش الکترونیکی جایگزین و نوینی برای دسترسی بهتر به حساب‌ها، پرداخت قبوض، مدیریت دارائی و استفاده از دیگر خدمات است.
هم اکنون بانکداری الکترونیکی در بخش خدمات بانکداری خرد، بسیار نیرومندتر ظاهر شده است. هر چند که ارائه بانکداری کلان بر پایه وب نیز رو به گسترش است.
جهان آینده، جهان مجازی است و بهترین استراتژی برای رقابت و عقب نماندن از صفحه جهانی مجهز شدن به تکنولوژی اطلاعات و ارائه خدمات الکترونیکی است. بانک‌ها نیز بعنوان مؤسسات مالی که رضایت و علایق مشتری و ارائه خدمات مورد انتظار مشتری به ایشان اهمیت زیادی دارد از این قاعده مستثنی نیستند و برای اینکه بتوانند در صحنه رقابت حضور داشته و مشتریان خود را از دست ندهند باید دنیای جدید را درک کنند و بتوانند خدمات بانکی خود را به صورت الکترونیکی ارائه دهند. بحث بانکداری الکترونیکی از آن رو جدید است که ارائه خدمات الکترونیکی مد نظر است؛ تفاوت این دو در تعریف اتوماسیون بانکی و بانکداری الکترونیکی است. در اتوماسیون بانکی شعب مجهز به کامپیوتر می‌شوند و در مقابل افراد رایانه قرار می‌گیرد، اما وقتی می‌خواهید چک را نقد کنید باز هم باید همان دو امضای سیستم سابق وجود داشته باشد. اما در بانکداری الکترونیکی زیر ساخت بانک بطور کامل عوض می‌شود. ضمن این که بانکداری الکترونیک دارای شاخه‌های مختلفی مانند سوئیفت، بانکداری اینترنتی، پول الکترونیکی یا کارت‌های بانکی است.
بطور کلی از چهار انگیزه عمده جهت بکارگیری سیستم انتقال الکترونیکی وجوه یا EFT که دستگاه‌های خودپرداز یا ATM یکی از ابزار آن می‌باشد نام برده می‌شود که عبارتند از:
1ـ تمایل مؤسسات مالی به حفظ و افزایش سپرده‌ها، که این امر می‌تواند با توجه به مزایایی چون کاهش وابستگی مشتری به یک شعبه خاص، استفاده از خدمات بانکی در ساعات غیر اداری ، در نتیجه کاهش نیاز به نگهداری و نقل و انتقال وجه نقد و همچنین ایجاد احساس رضایت در مشتری به خاطر استفاده از خدمات نوین و عدم برخورد با پرسنل خسته و عبوس بانک نام برد.
2ـ تمایل مؤسسات مالی به کنترل هزینه‌ها به وسیله تغییر ساختار آنها از کاربر به سرمایه‌بر، که این مهم، با محول کردن بعضی از پرداخت‌ها به خصوص پرداخت‌های جزئی غیر درآمدزا و بعضی از نقل و انتقالات بین حساب‌ها به سیستم‌های اتوماتیک، قابل حصول می‌باشد.
3ـ تمایل مؤسسات به اعمال کنترل بیشتر بر پرداخت‌ها، که این امر با کاهش قابل توجه زمان انجام فرآیند پرداخت در سیستم‌های خودکار در مقایسه با سیستم‌های دستی حاصل می‌آید.
4ـ تمایل مؤسسات مالی به افزایش درآمد به وسیله ارائه خدمات کارمزدی از طریق این سیستم‌ها.
اینها انگیزه‌هایی هستند که در هنگام سرمایه‌گذاری مد نظر مؤسسات مالی بوده و در راه دستیابی به این اهداف تلاش می‌نمایند.
نخستین مسئله‌ای که در این پروژه مطرح است و مسئله اصلی این است که آیا ارائه خدمات بانکداری به مشتری از طریق بانکداری الکترونیکی می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش و درآمدهای عملیاتی را افزایش دهد یا نه؟
و دومین مسئله این که تأثیر بکارگیری دستگاه‌های خودپرداز بر جذب سپرده و ساختار هزینه‌ها چگونه است؟
کارت پول بانکی جدیدترین سوغات غرب به ایران بوده که با خوش آمدگوئی بسیار روبرو شده است. کارت‌های بانکی در انواع گوناگون خود هر یک دارای کاربرد و مزایای خاص‌اند که کاربرد هر یک در کشور ما تا چه اندازه است، مسئله‌ای است که جای تعمق دارد.
پول الکترونیکی بزرگترین انقلاب در نظام پولی پس از مقرر نمودن طلا به عنوان پشتوانه پول محسوب می‌شود. گسترش شبکه اطلاعات به کمک تکنولوژی، ایجاد شبکه‌های به هم پیوسته ماهواره‌ای، استفاده از طول موج‌های جدید بی‌سیم و سیستم‌های دیجیتالی با ماهیت باز اینترنت و بزرگراه‌های اطلاعاتی،‌تحولی ژرف و شگرف را به دنبال خواهد داشت. بدین خاطر هر چه زمان می‌گذرد بر تعداد ابزار پذیرش کارت اضافه می‌شود و دارنده کارت حق خریدهای جزئی‌تر و روزانه مثل نشریات و روزنامه‌ها را (در کشورهای توسعه یافته) از طریق کارت خریداری می‌کند.
طبیعی است که در این مقوله، موانع و مشکلات زیادی نیز در روند گسترش بانکداری الکترونیکی و انتقال الکترونیکی وجوه EFT در کشورمان وجود دارد که به آنها پرداخته شده است.
چارچوب نظری:
نظر ارائه شده در این پروژه در چارچوب فعالیت‌های بانکی با محوریت تجهیز منابع و ارائه خدمات کیفی‌تر به مشتریان بوده و به کارت‌های اعتباری به دیده یک ابزار کار برای پیشبرد اهداف نگریسته و محقق سعی کرده تا آن را وسیله‌ای برای جذب مشتری قرار دهد.
برای درک مفهوم جذب مشتری و تجهیز منابع به وسیله بانکداری الکترونیکی باید فرآیندهایی را مد نظر قرار داد که عبارتند از:
1ـ درک مفهوم بانکداری الکترونیکی و نقش خدمات ارائه شده در تحقق آن
2ـ جمع آوری و تجزیه تحلیل اطلاعات مربوط به نقاط ضعف و قوت آن
3ـ تعیین اهداف و راهبردهای اجرائی
در فصول دیگر به کارت‌های بانکی که در حال حاضر به دلیل تأثیر مثبتشان بر افزایش کارآیی شبکه‌های بانکی و کاهش هزینه‌های جاری آنها نقش مهمتری را در گردش عملیات‌های در سطح ملی و بین‌المللی پیدا نموده‌اند به عنوان یک ابزار مهم نگریسته می‌شود.
ادبیات کارت‌های اعتباری روز به روز غنای بیشتری یافته و تحولات فن‌آوری الکترونیکی تأثیر بسزایی در آن ایجاد نموده است. به طور کلی در این نوشتار سعی گردیده تا به شناخت انواع مختلف آن پرداخته شود تا از کلیه جهات با آن آشنایی پیدا کنیم.
اهمیت و ضرورت تحقیق:
رقابت در عرصه جهانی و حفظ بقای نظام بانکداری کشورمان یکی از مهمترین مسائل اقتصادی کشور محسوب می‌شود. راه‌های توسعه باید از طریق مطالعه جنبه‌های کاملاً متفاوت و کاملاً مرتبط صورت گیرد. یکی از جوانب متمرکز بر تکنولوژی و دیگری متمرکز به پول می‌باشد. هر دو جنبه در زمان‌های مختلف متأثر از عوامل زیادی بوده و هر دو روند تغییر و تحول سریع را طی نموده‌اند. ایجاد شعب متعدد و افزایش تعداد چک‌های صادره موجب پیچیدگی و افزایش حجم ثبت‌ها و نگهداری حساب‌ها و پردازش آنها توسط حسابداری بانک شده است. بانک‌های نوین در جستجوی دستیابی به امکانات و توسعه سیستم‌های کامپیوتری هستند که بتوانند وظایف کارکنان بانک را که با چک سر و کار دارند و پرسنلی که مانده حساب‌ها را محاسبه می‌نمایند، انجام دهد. هم اکنون به کارگیری ماشین‌های خودکار تحویلداری، مقدّمات اوّلیه جهت سوق دادن اداره چک‌های کاغذی به سمت بانکداری الکترونیکی را فراهم آورده است.
سپرده‌ها ابتدائی‌ترین و مهمترین اقلام تشکیل دهنده بخش بدهی‌های ترازنامه یک بانک و منبع اصلی تأمین مالی به منظور اعطای تسهیلات و سرمایه‌گذاری بانک‌ها می‌باشند. از این رو تغییرات آنها با اهمیت بوده و باید به طور مستمر مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند.
سیستم‌های پرداخت خودکار، کنترل مؤسسات را بر پرداخت‌ها افزایش می‌دهند زیرا در مقایسه با سیستم‌های فعلی زمان انجام فرآیند پرداخت بسیار کوتاهتر است و این عملکرد لحظه‌ای سیستم تا حد بسیار زیادی از وقوع اشتباهات و تخلفات جلوگیری می‌نماید این بعد از موضوع را می‌شد تحت عنوان تأثیر بکارگیری دستگاه‌های خودپرداز و خدمات نوین بانکداری بر جنبه‌های کنترلی پرداخت و امنیت آن مورد بررسی قرار داد. اما به علت گسترده شدن بیش از حد موضوع از این کار صرفه نظر گردید. امید است از سوی محققی دیگر، بعنوان یک تحقیق مستقل مورد بررسی قرار گیرد.
اهداف تحقیق:
هدف محقق از انتخاب موضوع آن بوده است که با بررسی تأثیر استفاده از بانکداری الکترونیکی و خدمات مرتبط با آن از قبیل دستگاه‌های خود پرداز و تلفن بانک بر جریان جذب سپرده و بهای تمام شده خدمات بانکی و تجزیه و تحلیل نتایج حاصله، کاری هر چند کوچک در زمینه ایجاد سابقه در مورد بکارگیری این ابزار در بانک‌های ایرانی بوجود آید. به امید آنکه در تصمیم گیری‌های آینده مثمر ثمر واقع شود.
ضمن در نظر داشتن هدف اساسی فوق چند هدف دیگر نیز مد نظر بوده است:
1ـ معرفی بهتر بانکداری الکترونیکی و خدمات مالی نوین و شناخت مزایا و معایب ناشی از بکارگیری آنها
2ـ جلب توجه کارشناسان امور بانکی و دست‌اندرکاران برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری بانک‌ها به اهمیت تأثیر کاربرد این ابزار بر عملکرد بانک‌ها
3ـ نوآوری در خدمات و پاسخگویی به نیاز مشتریان با بهترین کیفیت
سابقه و پیشینه تحقیق:
پژوهش‌های مرتبط در زمینه موضوع، موجود است که ذیلاً به آنها اشاره می‌شود:
1ـ «بررسی روش‌های حسابداری در بانکداری الکترونیکی و مقایسه آن با روش‌های سنتی» عنوان پایان‌‌نامه‌ای است که در سال 82-1381 به کوشش خانم میترا رجبی با راهنمایی آقای دکتر کامبیز فرقاندوست حقیقی و مشاوره آقای دکتر پرویز هوشمندان در مؤسسه عالی بانکداری ایران انجام شده است.
2ـ «بررسی تأثیر استفاده از دستگاه‌های خودپرداز بر جذب سپرده و بهای تمام شده خدمات بانک سپه سال 1377-1375» به کوشش آقای رضا انوری نیا، با راهنمایی جناب آقای مصطفی علی مدد و مشاوره جناب آقای رحمت‌ا... دلگشایی در مؤسسه عالی بانکداری ایران انجام شده است.
3ـ «بررسی عوامل مؤثر بر بهبود ساختار مالی بانک‌های تجاری کشور» عنوان تحقیقی است که در مهرماه سال 1376 به کوشش آقای غلام سوری با راهنمایی آقای دکتر سید ابوالفضل دلقندی و مشاوره آقای علی یاسری در مؤسسه عالی بانکداری ایران انجام شده است.
4ـ «بررسی نحوه بازاریابی از طریق کارت‌های اعتباری» عنوان تحقیقی است که در اردیبهشت 1383 به کوشش آقای ابوالفضل شعبانی فر با راهنمایی آقای حسین زاده در دانشکده علمی – کاربردی پست و مخابرات انجام شده است.
علل انتخاب موضوع:
تأکید بر استفاده از خدمات نوین بانکداری از طریق کارت و اینترنت و مزایای بالقوه این وسایل، باعث شده است که بانک‌ها وجوه قابل ملاحظه‌ای را در این امر سرمایه گذاری نمایند. آمارهای ارائه شده در این زمینه از سوی بانک‌های مختلف نیز، نمایانگر افزایش روزافزون بکارگیری کارت‌های هوشمند و اعتباری (با‌ نام‌های مختلف)، نصب و گسترش دستگاه‌های خودپرداز و دستگاه‌ پایانه فروش POS و بهره‌مندی از آنهاست که در قسمت ضمیمه پایان‌نامه به آن اشاره شده و نمودارهای مربوطه تنظیم و ارائه گردیده است. بطور خلاصه مهمترین علل انتخاب موضوع عبارتند از:
الف ـ تأثیربکارگیری خدمات نوین بانکداری الکترونیکی بر عملکرد و صورت‌های مالی بانک‌ها
ب ـ تأثیر بکارگیری خدمات نوین بانکداری بر منافع بانک‌ها و مشتریان
پ ـ کاربردی بودن موضوع
ت ـ نو بودن موضوع در سیستم بانکی کشورمان
ث ـ افزایش تعداد استفاده کنندگان از این خدمات
ج ـ علاقه محقق به موضوع
فرضیات تحقیق:
بانک‌ها در استفاده از خدمات نوین بانکداری اهدافی مانند جلب و جذب مشتری بیشتر به وسیله ارائه خدمات مطلوبتر و کاهش هزینه‌های ارائه خدمات بانکی به وسیله تغییر و تعدیل ساختار آنها را دنبال می‌کنند. حال مسئله اصلی این است که آیا بانک‌ها در نیل به این هدف موفق بوده‌اند؟
الف ـ فرض اهم:
1ـ ارائه خدمات بانکداری به مشتری از طریق بانکداری الکترونیکی می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش و درآمدهای عملیاتی را افزایش دهد.
ب ـ فرض‌های فرعی:
با توجه به فن آوری‌های نوین بانکداری، نیازی به افزایش شعب بانک‌ها وجود ندارد.
بانکداری الکترونیکی می‌تواند جایگزینی مناسب برای بانک‌های سنتی باشد.
گسترش خدمات نوین بانکداری الکترونیکی باعث جذب مشتری و افزایش جذب سپرده بانک‌ها می‌شود.
قلمرو تحقیق:
قلمرو زمانی: کار پژوهش و تحقیق پیرامون پایان‌نامه در سال 85-1384 صورت گرفته است.
قلمرو مکانی: شاید مناسب‌تر آن بود که جهت بالا بردن قابلیت تعمیم نتیجه تحقیق، قلمرو مکانی کلیه شعب بانکی تعیین می‌شد. اما به علت محدودیت در عدم دسترسی به کلیه شعب این امر امکان پذیر نبود. لذا تصمیم گرفته شد چند شعبه از بانک‌های مختلف سطح شهر تهران بصورت تصادفی، به عنوان قلمرو مکانی انتخاب گردد.
قلمرو موضوعی: موضوع اصلی تحقیق بانکداری الکترونیکی و خدمات نوین بانکداری بوده و در این راه از نظرات کارشناسان خبره بانکداری استفاده شده است.
روش تحقیق:
تحقیق کتابخانه‌ای:‌ در تحقیق کتابخانه‌ای سعی گردید با مراجعه به منابع، نشریات، مقالات علمی مرتبط با موضوع، فصلنامه‌های بانکی، مجله‌های اقتصاد ایران ـ تکفا و تجارت الکترونیکی و رایانه اطلاعاتی درباره مباحث زیر جمع‌آوری گردد:
1ـ تاریخچه و چگونگی پیدایش بانکداری و بانکداری الکترونیکی در جهان و ایران
2ـ معرفی بانکداری الکترونیکی و خدمات نوین آن از قبیل دستگاه‌های خودپرداز (ATM)، تلفن بانک (Telephone Banking)، اینترنت بانک و موبایل بانک (Mobile Banking) و کارت‌های اعتباری و سوئیفت SWIFT
3ـ مشکلات و موانع گسترش بانکداری الکترونیکی و انتقال الکترونیکی وجوه (EFT)
تحقیق میدانی: برای آزمون هر یک از فرضیه‌ها، با مراجعه به برخی شعب بانکی و دفاتر مرکزی چند بانک دولتی و یک بانک غیر دولتی، سعی گردیده از نظرات صاحبنظران و کارشناسان بانکی و نیز مشتریان آنها در تکمیل پرسشنامه و نتیجه گیری استفاده گردد.
محدودیت‌های تحقیق:
محدودیت‌هائیکه در این تحقیق با آن مواجه بوده‌ام عبارتند از:
1ـ جدید و نوپا بودن بانکداری الکترونیکی در کشور که به تازگی پیاده و اجرائی شده است.
2ـ عدم فرهنگ سازی مناسب به عنوان گام اول در استقرار بانکداری الکترونیکی در کشور.
3ـ عدم اطلاع جامعه آماری (بخصوص مشتریان) از مفاهیم و کم و کیف موضوع تحقیق یکی دیگر از محدودیت‌های تحقیق است.
4ـ عدم امکان دسترسی به بعضی از اطلاعات و آمارهای موجود به علت مشکلات اداری
5ـ محدودیت در نیروی فنی متخصص
اصطلاحات مورد استفاده در پژوهش:
بانکداری الکترونیکی: شیوه نوین بانکداری است که در آن به مقیاس بسیار زیاد از فن آوری اطلاعات و ارتباطات استفاده می‌شود. در این شیوه بانکداری مکانیزم پرداخت و انتقال وجوه بصورت الکترونیکی صورت می‌پذیرد و استفاده از کاغذ به حداقل می‌رسد.
اتاق پایاپای خودکار: در نظام سنتی بانکداری به منظور نقل و انتقال وجوه بین بانک‌ها، اتاق پایاپای بانکی وجود دارد که اینکار را بر مبنای کاغذی انجام می‌دهد، در نظام جدید بانکداری الکترونیکی این فرآیند به صورت خودکار انجام می‌گیرد که به آن اتاق پایاپای خودکار می‌گویند.
انتقال الکترونیکی وجوه:‌ در پرداخت الکترونیکی یا انتقال الکترونیکی وجوه،‌اساساً عمل پرداخت بدون جابجایی فیزیکی پول و از طریق مخابره پیام الکترونیکی بین دو طرف با مشارکت یا بدون مشارکت یک یا بیش از یک واسطه انجام می‌گیرد.
پول الکترونیکی:‌ پول الکترونیکی را به نام‌های دیگر مثل پول دیجیتالی، وجه الکترونیکی، پول غیر قابل لمس، پول بر پایه اطلاعات نیز می‌شناسند. پول الکترونیکی عبارت است از بیت‌های موجود در حافظه کامپیوتر که دارای ارزشی برابر ارزش پول نقدی باشد و دارنده با توجه به پیشرفت‌های الکترونیکی، از آن می‌تواند مثل پول نقد استفاده کند.
ماشین‌های خودپرداز: ترمینال الکترونیکی که هر فرد با داشتن کارت مخصوص می‌تواند در طول 24 ساعت شبانه روز به آن مراجعه نماید و امور بانکی خود شامل دریافت وجه نقد،‌ سپرده گذاری، یا انتقال وجه بین حساب‌ها را با استفاده از شماره شناسایی شخصی (PIN) انجام دهد. ماشین‌های خودپرداز به عنوان مظهر بانکداری الکترونیکی در ایران شناخته می‌شود.
اینترنت:‌ شبکه‌ای بین‌المللی متشکل از شبکه‌ها و یک بزرگراه جهانی اطلاعات است. این شبکه جهانی افراد، دستگاه‌ها، سازمان‌های دولتی، مؤسسات عمومی و خصوصی و شرکت‌ها را به هم پیوند می‌دهد.
وب جهانی: شبکه‌ای جهان گستر که بر اینترنت قرار دارد و در عرصه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از استفاده‌های آن جستجوی اطلاعات است و استفاده دیگر آن تجارت الکترونیکی است. وب جهانی وقتی که در تجارت استفاده می‌شود چنین تعریف می‌شود:
بازاری است که کالاها، اطلاعات و خدمات را برای فروش عرضه می‌نماید و خریداران می‌توانند به وسیله جستجوگرها این بازار را ملاحظه نمایند و در آن خرید نمایند.
مبادله الکترونیکی داده‌ها: شیوه‌ای است که تراکنش پیام‌های الکترونیکی را جایگزین تراکنش‌ها و پیام‌های کاغذی می‌نماید. از مبادله الکترونیکی برای مخابره الکترونیکی مدارک و اسناد مانند سفارش خرید، فاکتور، اعلامیه حمل، تأییدیه وصول کالا و سایر مکاتبات استاندارد بازرگانی بین طرفین تجاری استفاده می‌شود.
ماشین‌های نقطه فروش (POS): ماشین‌هایی هستند که معمولاً در فروشگاه‌های بزرگ، مراکز تجاری، هتل‌ها، فرودگاه‌ها و … مستقر هستند و به کاربر اجازه می‌دهد پرداخت صورتحساب‌های خرید کالا و خدمات خود را از طریق کارت انجام دهد. در این روش پرداخت، پول بلافاصله و یا با فاصله زمانی نسبتاً کوتاهی از حساب بانکی کاربر به حساب فروشگاه یا مرکز تجاری منتقل می‌شود.
انجمن جهانی مخابرات مالی بین بانکی (سوئیفت SWIFT)) : سوئیفت انجمن بین‌المللی است که به منظور تسهیل عملیات مالی بین بانک‌های بین‌المللی به وجود آمده است. هدف اولیه آن استاندارد کردن روش‌های ارتباطی بین‌ بانکی در سطح جهان بود. سوئیفت از آغاز تشکیل تا به حال توانسته است زیر ساخت‌های مورد نیاز را جهت انتقال اطلاعات مالی بین بانک‌ها در سطح جهان، بوجود آورد، به همین علّت هم مورد استقبال قرار گرفته است. بانک مرکزی ایران نیز ابتدا و سپس سایر بانک‌های ایران به تدریج به عضویت سوئیفت در آمدند. خدماتی که توسط سوئیفت ارائه می‌شود شامل تسویه حساب‌های مبالغ کوچک و بزرگ، انواع حواله‌ها، معاملات و مبادلات ارزی، انواع صورتحسابها و … می‌باشد.
640080-80581500
13716005588000
فصل دوم
مبانی نظری و
ادبیات موضوعی تحقیق

274320-106997500
128016022034500
بخش اول:
تاریخچه و چگونگی پیدایش
بانکداری الکترونیکی در جهان و ایران
تاریخچه و چگونگی پیدایش بانکداری:
بانکداری در جهان در عمل از زمانی آغاز شد که بشر به تولید کالا به منظور تجارت (غیر از معامله جنس به جنس) مبادرت ورزید. وصول مطالبات از مشتریان دور و نزدیک و خطرات ناشی از نقل و انتقال پول، ایجاب می‌کرد که این عمل توسط مؤسساتی انجام گیرد که برای این کار به وجود آمده‌اند. لفظ بانک اصطلاحی است بسیار قدیمی که از واژه آلمانی Banck به معنای «شرکت» اقتباس شده است.
پیدایش بانکداری به قرن ها پیش باز می‌گردد. در آن موقع اهداف بانکداری با زمان حال متفاوت بوده است، قرن‌ها پیش دریافت بهره قرض و کارمزد حفظ امانت، سود قابل توجهی به همراه داشت. این موضوع به تدریج حس رقابت برخی افراد را برانگیخت و با وجود مشکلات عدیده‌ای که برای جلب اعتماد عمومی داشتند اولین مؤسسات خصوصی، جذب سپرده‌‌های مردم را راه انداختند. در اندک زمانی این مؤسسات توانستند فعالیت‌های خود را از محدوده جذب سپرده و قرض دادن اموال خود و دیگران، به خدمات بیشتری چون نقل و انتقال وجوه در داخل، خرید و فروش انواع پول‌های خارجی و در مواردی ایجاد اسناد اعتباری گسترش دهند. در نتیجه اولین بانک‌های خصوصی تشکیل گردید. این بانک‌ها نه تنها برای حفظ و نگهداری سپرده‌ها چیزی نمی‌گرفتند بلکه حاضر بودند در مقابل سپرده‌گذاری چند درصدی به عنوان پاداش بپردازند و این امر موجب روی آوردن مردم به سمت بانک‌های خصوصی گردید. این روند به این صورت ادامه داشت و تحول اساسی زمانی رخ داد که صرافان پی بردند می‌توانند، به جای پول نقد برای قرض گیرنده نیز رسید بپردازند و اینجا بود که مهمترین تحول در عرصه بانکداری یعنی خلق پول اعتباری صورت پذیرفت و بدین ترتیب صرافان توانستند متناسب با اعتبارشان چند برابر اندوخته‌های مردم رسید بین آنان پخش کنند و پول‌های واقعی را به عنوان پشتوانه برای مراجعات احتمالی نگه داشته و با این ابداع حرفه صرافی و بانکداری به یکی از پردرآمدترین مشاغل تبدیل گردید. بعد از تسلط کلیسا بر امور مردم به دلیل سخت‌گیری‌های شدید مقامات کلیسا در مقابل قرض‌های با بهره، این حرفه با مشکل جدی مواجه گشته و تا حدود زیادی از رونق افتاد در این دوران گردانندگان عمده چنین مراکزی، یهودیان بودند چرا که طبق تفسیرشان از آیین یهود گرفتن ربا و بهره از غیر یهودی را مجاز می‌دانستند. پایان جنگ‌های صلیبی و آشنایی اروپاییان با کشورهای مسلمان و فرهنگ و تمدن اسلامی، دوره جدیدی از تجارت و بازرگانی بین‌الملل بین شرق و غرب شکل گرفت و در قرن‌های چهاردهم و پانزدهم میلادی اهمیت فوق‌العاده‌ای یافت. گسترش بازرگانی، تنوع پول‌های رایج، مشکلات نقل و انتقال مسکوکات، نیاز تجار و پیشه‌وران به سرمایه‌های مالی و … عوامل مختلفی بودند که ضرورت تجدید حیات مؤسسات پولی و بانکداری را طلب می‌کرد. در همان حال تحولات سیاسی اجتماعی جوامع غربی، زمینه را برای این مؤسسات آماده می کرد. از یک طرف با پیدایش تفکرات جدید سیاسی از نفوذ کلیسا در اداره کشورهای اروپایی کاسته شد و قوانین کلیسایی تضعیف شدند. از طرف دیگر تحت تأثیر نیازهای اجتماعی برخی از رهبران مسیحی معتقد بودند نرخ بهره‌های عادلانه (کم) ربا نمی‌باشد و یا ربا تنها در قرض‌های مصرفی مطرح است و شامل قرض‌های تولیدی و تجاری نمی‌شود، این تغییر نگرش در رهبران مسیحی همراه با توجیهات ربا و بهره که از طرف حقوقدانان و اقتصاددانان آن روز ارائه می‌شد عرصه را برای پدیدار شدن بانک‌ها در مقیاسی وسیع‌تر از سابق آماده کرد و بدین ترتیب نسل جدید بانکداری پا به عرصه وجود نهاد. بعد از آن تاریخ افراد و مؤسسات با ابداع شیوه‌های نوین فعالیت‌های بانکی موجب تکامل صنعت بانکداری شدند. امروزه نظام بانکی از اجزاء لاینفک اقتصادها خصوصاً اقتصاد سرمایه‌داری به حساب می‌آید. البته باید توجه داشت که فعالیت‌های متنوع بانکی عصر حاضر، همه با هم و در یک مؤسسه خاص به وجود نیامده بلکه پیدایش آنها به تدریج در کشورهای مختلف و در شرایط گوناگون صورت گرفته است.
تاریخچه پیدایش بانکداری الکترونیکی:
توسعه شگفت انگیز فناوری اطلاعات و ارتباطات و گسترش آن به بازارهای پولی و بانکی جهان، علاوه بر تسهیل امور برای مشتریان بانک‌ها، روش‌های جاری بانکداری را متحول و دگرگون کرده است.
فناوری بانک‌ها، فناوری پردازش، ثبت، نگهداری، تغذیه و تبادل اطلاعات مشتریان است. این فناوری به تدریج تکامل یافت، و همراه با پیشرفت فناوری اطلاعات و ارتباطات متحول گردید. چند دهه اخیر تحولات شگرفی در نظام بانکداری به وجود آمده است. این تحولات را به چهار دوره می‌توان تقسیم نمود. در هر دوره تا حدی رایانه و نرم افزار جایگزین انسان ها و کاغذ شده‌اند. هر دوره از تکامل برای مدیران نظام بانکی این امکان را فراهم نموده است که اوقات تلف شده را در شرایط کار رقابتی به حداقل برسانند و در گستره بالاتری به ارائه خدمت بپردازند. به عبارت دیگر فناوری جدید و الکترونیکی شدن بانکداری به آنها این امکان را می‌دهد که سرعت، کیفیت، دقت، هزینه و تنوع خدمات خود را افزایش دهند.
در ادامه چهار دوره تحول در نظام بانکداری تشریح خواهد شد.
الف ـ دوره اول: اتوماسیون پشت باجه:
در این دوره که نقطه آغازین کاربرد رایانه در نظام بانکداری می‌باشد با استفاده از رایانه‌های مرکزی، اطلاعات و اسناد کاغذی تولید شده در شعب، به صورت دسته‌ای به مرکز ارسال و شبانه پردازش روی آنها انجام می‌شود. در این دوره کاربرد اصلی رایانه محدود به ثبت دفاتر و تبدیل کاغذ به فایل‌های رایانه‌ای است. فناوری اتوماسیون پشت باجه که در دهه 1960 رواج داشت این امکان را فراهم نمود تا دفاتر و کارت‌ها از شعب حذف و گردش روزانه حساب‌ها در پایان وقت هر روز به رایانه‌های مرکزی برای به روز شدن ارسال گردد. پیشرفت اتوماسیون پشت باجه در دهه 1970 باعث شده که به جای ارسال اسناد کاغذی به مرکز، عملیات روزانه شعب، از طریق ثبت آنها بر روی محیط های مغناطیسی به مرکز ارسال گردد و پردازش اطلاعات و به روز رسانی حساب‌ها کماکان در اطاق‌های رایانه مرکزی صورت می‌گرفت. در این دوره عملیات اتوماسیون تأثیری در جهت رفاه مشتریان بانک‌ها ایجاد ننمود و تأثیر رقابتی نیز بین بانک‌ها بر جای نگذاشت. در طول این دوره سیستم‌های پردازش دسته‌ای و سیستم‌های بزرگ رایانه‌ای به خدمت گرفته شدند و تنها تأثیر اتوماسیون در آن دوره ایجاد دقت و سرعت در موازنه حساب‌ها بود.
ب ـ دوره دوم: اتوماسیون جلوی باجه:
این دوره از زمانی آغاز می‌شود که کارمند شعبه در حضور مشتری عملیات بانکی به صورت الکترونیکی ثبت و دنبال می‌کند. از اواخر دهه 1970 امکان انتقال پیوسته اطلاعات از طریق بکارگیری ترمینال‌ها که به ظاهر شبیه به رایانه‌های شخصی امروزی بودند،‌از طریق خطوط مخابراتی و رایانه‌های بزرگ مرکزی متصل می‌شدند. امکان انتقال اطلاعات به صورت مؤثر در بین شبکه‌های بزرگ رایانه‌ای و ترمینال‌های ورودی و خروجی به وجود آمد. در این دوره کارمندان شعب قادر شدند به صورت پیوسته به حساب‌های جاری دسترسی داشته باشند. در این دوره بانک ها مجبور بودند برای نیل به اتوماسیون جلوی باجه، از شبکه مخابراتی موجود که در اختیار و انحصار شرکت‌های دولتی بود و استفاده از آنها نه تنها از نظر فناوری محدود، بلکه از لحاظ هزینه‌ای بسیار گران بود، استفاده نمایند. این شبکه‌های مخابراتی و اطلاعاتی، ترمینال‌های بانکی شعب مرکز را به مراکز رایانه پشت باجه مرتبط و متصل می‌ساخت. در این دوره هنوز تمایل به استفاده از اسناد کاغذی وجود داشت. اگر چه ترمینال‌ها امکان جستجو و پردازش را سهولت بخشیده بودند لکن هنوز تمامی کارها توسط کارمندان بانک و از طریق ورود اطلاعات و گردش حساب‌ها به ترمینال‌ها صورت می‌گرفت و فقط نیاز به استفاده انبوه از اسناد کاغذی تا حدودی برطرف شد. در این دوره بانک‌ها نتوانستند کارکنان خود را کاهش دهند زیرا هنوز نیاز به افرادی که پاسخگوی مراجعین به بانک‌ها باشند وجود داشت. از طرف دیگر نرم‌افزارهای به کار گرفته شده در این دوره، کماکان غیر یکپارچه و جزیره‌ای بودند. به عبارت دیگر برای هر نوع عملیات، نرم افزار خاص طراحی شده و ارتباط نرم‌افزارها با یکدیگر محدود بود.
ج ـ دوره سوم: متصل کردن مشتریان به حساب‌هایشان
در این دوره که از اواسط دهه 80 آغاز شد امکان دسترسی مشتریان به حساب‌هایشان فراهم گردید. یعنی مشتری از طریق تلفن یا مراجعه به دستگاه خودپرداز (ATM) و استفاده از کارت هوشمند یا کارت مغناطیسی یا کامپیوتر شخصی به حسابش دسترسی پیدا می‌کند و ضمن انجام عملیات دریافت‌ها و پرداخت‌ها، نقل و انتقال وجوه به صورت الکترونیکی انجام می‌دهد. در این دوره سالن معاملات بانک‌‌ها به مرور خالی از صف‌های طولانی مراجعین می‌شود و آن دسته از کارکنانی که در جلوی باجه به امور دریافت و پرداخت از حساب‌ها اشتغال دارند به بخش‌های دیگر نظیر بازاریابی و خدمات مشتریان منتقل می‌شوند. خطوط هوایی مثل ماهواره، ماکرویو، مودم‌های بدون سیم حجم زیادی از کار (ولی نه همه آن) را پیش می‌برد.
مهمترین ویژگی‌های دوره سوم که آن را از دوره‌های قبل و بعد متمایز می‌سازد عبارت است از توسعه جزیره‌ای سیستم‌های مکانیزه‌ در جلوی باجه و پشت باجه و همچنین توسعه سیستم‌های ارتباطی مشتریان با حساب‌هایشان مثل خودپرداز (ATM) و تلفن بانک و فاکسی بانک. در این دوره هم، هنوز نیروی انسانی در ارائه خدمات مؤثر است و بخشی از نیروی انسانی وظیفه ایجاد هماهنگی بین سیستم‌های جزیره‌ای و نیازهای مختلف مشتریان را به عهده دارد. در این دوره کارت‌های بانکی و هوشمند به معنای واقعی و به طور کامل الکترونیکی نشده است و به عبارت دیگر بخشی از فرآیند تبادل الکترونیکی اطلاعات وارد عملیات بانکی و سیستم‌های مکانیزه شده است.
بنابراین می‌توان گفت در این دوره عملیات بانکی به صورت دستی – الکترونیکی در می‌آید. در این دوره نظام بانکی با دو مشکل اساسی مواجه می باشد. یکی عدم یکپارچگی سیستم‌های مکانیزه، جزیره‌ای بودن و ناهماهنگی آنها جهت ارائه خدمات به مشتریان، و دیگری تکامل نیافتگی خطوط مخابراتی و ارتباطی سریع، گسترده و مطمئن و همچنین فقدان پروتکل‌های ارتباطی لازم برای متصل نمودن شعب بانک‌ها به یکدیگر و اتصال مشتریان به شعب.
دـ دوره چهارم: یکپارچه سازی سیستم‌ها و مرتبط کردن مشتری با تمامی عملیات بانکی
آخرین دوره تحول در نظام بانکی زمانی آغاز می‌شود که همه نتایج به دست آمده از سه دوره قبل به طور کامل مورد توجه قرار گیرد و مشکلات آنها برطرف گردد و کلیه عملیات بانکی به طور الکترونیکی انجام شود. در این دوره هم بانک و هم مشتریان می‌توانند به طور دقیق و منظم اطلاعات مورد نیازشان را کسب نمایند. گرچه آهنگ این تحولات متفاوت است اما این چهار دوره به طور یکسان در صنعت بانکداری روی خواهد داد.
لازمه ورود به این مرحله داشتن امکانات و بسترهای مخابراتی و ارتباطی پیشرفته و مطمئن است. این دوره با جمع بندی بخش‌های نرم افزاری و سخت‌افزاری در دوره‌های پیشین به صورت واقعی ارتباط بین بانک و مشتریانش را به تصویر می‌کشد. در دوره‌های قبلی اغلب بانک‌ها بدون سامان‌دهی و نظم مشخص، تنها به خلق جزایر مکانیزه پرداختند.
در دوره چهارم به منظور رسیدن به یکپارچگی و ساماندهی سیستم‌های مکانیزه بانکی، بانک‌ها به یکی از دو جهت زیر تأکید دارند:
تلاش برای استانداردسازی نرم افزاری و سخت افزاری در سیستم‌های رایانه‌ای موجود.
تلاش برای ایجاد سیستم‌های یکپارچه صرفنظر از سیستم‌های جزیره‌ای که قبلاً به وجود آمده است.
سیستم‌های جدید بانکی که اساس آنها مشتری‌مداری است نه حساب‌مداری، کار چندان ساده‌ای نیست. زیرا اغلب با صرف هزینه‌های زیادی همراه است و تلاش طاقت‌فرسا می‌طلبد.
در دوره چهارم، سیستم یکپارچه بانکی این امکان را به مشتری می‌دهد که از رایانه منزل یا محل کار خود خدمات متعارف خود را از سیستم الکترونیکی بانک دریافت نماید. در این دوره صرفه‌جویی واقعی در نیروی انسانی به وجود می‌آید و پول کاملاً حالت الکترونیکی پیدا می‌کند و ابزار تعامل دو طرف یعنی مشتری و بانک، خدمات الکترونیکی است. این در حالی است که در دوره سوم مشتری برای دسترسی به خدمات بانکی از اسناد کاغذی و اعمال دستی کاملاً بی‌نیاز نبود. در دوره چهارم مشتری حتی برای دریافت وام یا خدمات بیمه‌ای و یا دیگر سرویس‌های بانک بی‌نیاز از مراجعه به بانک می‌باشد.
با توجه به توضیحات فوق به طور خلاصه می‌توان نتیجه گرفت که از اوایل دهه 1960 نوعی از خدمات بانکی رواج یافت که مبنای تحول بزرگی برای سال‌های آتی در نظام بانکداری گردید. این نوع خدمات به صورت کارت‌های بانکی بود که در اختیار عموم قرار گرفت.
بعد از مدت زمانی کوتاه هم چک و هم کارت‌های بانکی به مرور اتوماتیک گردیدند، ولی با این حال تا آن زمان حجم بالایی از اسناد کاغذی تولید می‌گردید. از این رو فناوری پیچیده و پیشرفته مخابراتی به عنوان راه حلی جهت حل این مشکل استفاده گردید. در نتیجه با ایجاد اتاق‌های پایاپای خودکار(ACH)، از سیستم انتقال الکترونیکی وجوه در سطح بسیار وسیعی استفاده شد و ساختار سیستم بانکی یک بار دیگر دچار تحولی عمده گردید. بانک‌ها از مؤسسات سپرده گذاری که صرفاً منابع فیزیکی را نگهداری می‌نمودند به مراکز پردازش اطلاعات تبدیل شدند، پول نیز از یک مفهوم قابل لمس به یک مفهوم غیر قابل لمس تبدیل گردید. به طوری که پول می‌توانست هر لحظه بر روی صفحه رایانه نشان داده شود. نه تنها پول به پول الکترونیکی تبدیل گردید، بلکه چک نیز به همین سرنوشت دچار شد و بانک‌ها با ارسال تصاویر چک به جای چک‌های فیزیکی شروع به استفاده از چک‌های الکترونیکی نمودند. با پیشرفت فناوری اطلاعات و ارتباطات، فناوری تصویر به حدی پیچیده و پیشرفته گردید که بانک‌ها می‌توانستند بدون نیاز به اسناد کاغذی، اطلاعات مربوط به دستور پرداخت‌ها را بین خود مبادله نمایند. در واقع با این کار، مبادله الکترونیکی اطلاعات به جای پردازش اسناد کاغذی مورد استفاده قرار گرفت.
در گذشته انجام فعالیت‌های بانکی به صورت سنتی و دستی صورت می‌گرفت. در این فرآیند مشکلات و مسائل متعددی در راه انجام دقیق، سریع و مطمئن فعالیت‌های بانکی وجود داشت. ولی امروزه سرعت توسعه صنعت انفورماتیک باعث ایجاد تغییرات عمده‌ای هم در شکل پول و سیستم‌های انتقال وجوه در عرصه بانکداری گردید و هم مفاهیم جدیدی را به عنوان پول الکترونیکی و انتقال الکترونیکی آن ارائه نموده است، که این به مفهوم ایجاد نوع جدیدی از بانکداری تحت عنوان بانکداری الکترونیکی می‌باشد. با گسترش شبکه اینترنت و قابل دسترس بودن آن برای همگان شیوه عرضه خدمات در بانک‌ها متحول شده و این تحولات زمینه ظهور پدیده‌هایی مانند: بانکداری تلفن همراه، بانکداری اینترنتی، بانکداری خانگی، و بانکداری مجازی (الکترونیکی) گردیده است.
مقایسه بانکداری سنتی با بانکداری الکترونیکی:
در کشورهای پیشرفته دنیا مذاکرات بین خریدار و فروشنده، سفارش خرید، تهیه بیمه نامه،‌انتقال پول، حمل و نقل کالا و ترخیص از گمرکات به صورت الکترونیکی پشتیبانی می‌شود و روش‌های نقل و انتقال پول به صورت الکترونیکی و حمل و نقل کالا بر اساس درخواست‌های الکترونیکی است که در این راستا بانکداری الکترونیکی از ارکان اصلی و لازمه تحقق این امر می باشد.
بانکداری الکترونیکی به معنای یکپارچه سازی کلیه فعالیت‌های یک بانک از طریق بکارگیری فناوری‌ نوین اطلاعات و ارتباطات، مبتنی بر فرآیندهای بانکداری، منطبق بر ساختار سازمانی بانک‌هاست که امکان ارائه کلیه خدمات مورد نیاز مشتریان را فراهم می‌سازد.
به عبارت دیگر بانکداری الکترونیکی را می‌توان استفاده از فناوری پیشرفته شبکه‌های ارتباطی و مخابراتی جهت انتقال وجوه در سیستم بانکداری معرفی نمود.
آنچه که در جدول ذیل ملاحظه می‌نمایید، مقایسه‌ای است بین ویژگی‌های بانکداری سنتی و بانکداری نوین (الکترونیکی). در این بین آنچه که حائز اهمیت است این است که بانکداری الکترونیکی با وجود چالش‌هایی که برای پیشرفت و توسعه پیش روی خود دارد، می‌تواند به عنوان پدیده بسیار مؤثر و غیر قابل انکار، امور تجاری و مالی را برای تمامی گروه‌های ذی‌نفع تسهیل نماید.
بانکداری نوین (الکترونیکی) بانکداری سنتی
بازار نامحدود از لحاظ مکانی
رقابت نام‌های تجاری
ارائه خدمات گسترده
ارائه خدمات متنوع بر اساس نیاز و سفارش مشتری و نوآوری
بانک‌های چند منظوره مجهز به امکانات الکترونیکی
تمرکز بر هزینه و رشد درآمد
کسب درآمد از طریق کارمزد
از نظر زمانی نامحدود و 24 ساعته
وجود رابطه نزدیک و تنگاتنگ بین بانکی
به علت استفاده از رایانه، حجم کاغذ و نیروی انسانی به شدت کاهش می‌یابد. بازار محدود
رقابت بین بانک‌ها
ارائه خدمات محدود
ارائه خدمات به یک شکل خاص
متکی بر شعب
تمرکز بر هزینه
کسب درآمد از طریق حاشیه سود
در قید ساعات اداری
نبود رابطه نزدیک و مرتبط (بین بانکی)
به علت وجود ساختار مبتنی بر کاغذ، به تعداد زیاد نیروی انسانی نیاز دارد.
آنچه حائز اهمیت و در خور توجه است ویژگی فعال و آینده‌نگر خصوصیات بانکداری الکترونیکی در مقایسه با بانکداری سنتی است. بانکداری سنتی بیشتر با یک دید محافظه کارانه سعی می‌نماید به شیوه‌های مختلف هزینه‌های بانک را کاهش دهد. در صورتی که بانکداری الکترونیکی ضمن ارائه جامع خدمات بانکی در فکر توسعه و تحول بر مبنای جلب رضایت مشتری و افزایش درآمد بر مبنای ارائه خدماتی است که در قالبش کارمزد دریافت می‌دارد. بنابراین در بانکداری الکترونیکی کاهش هزینه‌های بانکی مورد توجه قرار می‌گیرد و بر رشد درآمد بانک از طریق ارائه خدمات متنوع تأکید می‌گردد.
موفق‌ترین بانک‌ها


با ورود فن‌آوری و تکنولوژی اطلاعاتی و ارتباطی در جهت گسترش بهبود صنعت، بانکداری الکترونیکی بوجود آمده است. نقطه آغاز بانکداری الکترونیک را می‌توان ظهور سوئیفت در ماه می 1973 دانست که در اندک زمان بعلت استاندارد بودن فرمت پیام‌های ارسالی، قابلیت اطمینان، امنیت، سرعت، کاهش هزینه و قابلیت دسترسی سریع توسعه چشمگیری داشته است به طوری که اغلب بانک‌های مطرح دنیا از این سیستم برای ارسال و مبادله پیام‌های بانکی استفاده می‌کنند. یکی از موفق‌ترین بانک‌های الکترونیکی در جهان بانک Nordea فنلاند می‌باشد. برای این بانک نمی‌توان از بسیاری جهات در دنیا رقیبی پیدا کرد. 5 سال پیش 12 باجه در شعبه این بانک در ناحیه مالی هلسینکی وجود داشت که مشتری‌ها در صف به انتظار فرا رسیدن نوبت خود بودند. نوبتی که دست کم برای رسیدن به هر نفر نیم ساعت بطول می‌انجامید ولی امروزه 12 باجه تحویلداری به 4 باجه کاهش پیدا کرده است در حالیکه هیچ صفی هم تشکیل نمی‌شود زیرا تقریباً دو صدم مشتریان بانک Nordea بسوی استفاده از خدمات بانکداری از طریق اینترنت روی آورده‌اند. بانکداری الکترونیکی بانک Nordea کمک کرده تا در طول 5 سال اخیر تعداد شبکه‌های خود را در فنلاند به نصف کاهش دهد و نیروی انسانی شاغل را تا 5000 نفر کم کند. البته این در حالیست که تعداد معاملات بانکی خود را تا یک سوم افزایش داده‌آند.
بررسی وضعیت بانکدای الکترونیکی در ایران:
قبل از بررسی وضعیت بانکداری الکترونیکی در ایران لازم است به تاریخچه بانکداری در ایران اشاره شود.
تاریخچه بانکداری در ایران:
بررسی تاریخی نشان می‌دهد که کشور ما خیلی دیر پا به عرصه عملیات جدید بانکی گذاشته است. در گذشته عملیات نقل و انتقال پول و ضرب سکه و تغییر و تبدیل پول به وسیله صراف‌ها صورت می‌گرفت و در واقع سیستم قدیم بانکداری ایران را سیستم صرافی تشکیل می‌داده است. عملیات بانکی در ایران از سال 1888 میلادی با تأسیس شعبه‌هایی در تهران و چند شهر بزرگ از طرف دو «بانک جدید شرق» که مرکز آن در هندوستان بود شروع گردید. سپس در سال 1889 که مطابق با 1306 هجری قمری است با امتیاز «بارون ژولیوی روتر» بانک شاهنشاهی (شاهی) ایران تأسیس شد و پس از آن بانک‌های دیگری به نام بانک ایران و روس و بانک عثمانی در ایران به وجود آمد. ولی کلیه این بانک‌ها از طرف اتباع خارجی و زیر نفوذ سیاست خارجی و استعماری کشورهای انگلستان و روسیه تزاری اداره می‌شد. تا اینکه سال 1306 هجری شمسی بانک ملی ایران تأسیس گردید و از آن تاریخ فعالیت بانکی به معنای واقعی در ایران به وجود آمد و عملیات بانکی رسماً از طرف خود ایرانیان تعقیب شد. عملیات بانک ملی تا قبل از تأسیس بانک مرکزی به دو قسمت نشر اسکناس و عملیات بانکی تقسیم می‌شد و برای هر قسمت ترازنامه جداگانه تنظیم می‌شد، بعد از واگذاری حق انتشار اسکناس از بانک ملی به بانک مرکزی، بانک ملی فقط به عملیات بانکی پرداخت. بانک مرکزی ایران به موجب قانون 7 خرداد 1339 هجری شمسی تأسیس گردید. تأسیس این بانک به منظور حفظ ارزش پول و تنظیم اعتبارات و انتشار پول بود. این وظایف تا سال 1339 هجری شمسی به عهده بانک ملی بود. ولی بانک ملی به علت وظایف متنوع اغلب موفق به انجام وظایف اصلی خود که حفظ ارزش پول و تنظیم اعتبارات است نمی‌گردید. از این نظر در سال 1339 وظایف بانک ملی محدود به عملیات بانکی شد و انحصار انتشار اسکناس و نظارت در گردش پول به بانک مرکزی واگذار گردید.
بانکداری الکترونیکی در ایران:
بانکداری الکترونیکی دو قید و محدودیت خدمات بانکی سنتی یعنی زمان و مکان را از بین برده است در سیستم سنتی بانکی گسترش ساعات بانکی و شعب بانک‌ها عامل تسهیل کننده خدمات رسانی بانکی به شمار می رفت هم اکنون با گسترش روز افزون بانکداری الکترونیکی این معیارها اهمیت و ارزش خود را از دست داده است. با توجه به پیشرفت‌های سریع فناوری اطلاعات و ارتباطات، اغلب کشورها با استفاده از این فناوری نظام بانکداری خود را الکترونیکی کرده‌اند، جمهوری اسلامی ایران نیز از دهه‌های 60 و 70 شمسی تلاش‌های زیادی را در جهت استفاده از سیستم‌های رایانه‌ای در بانک‌ها انجام داده است، اما بنابر دلایل متعدد ایجاد این سیستم‌ها نتایج قابل قبولی را در بر نداشت و تاکنون باعث حذف دفاتر حسابداری و یا کاهش هزینه‌های واقعی پردازش اطلاعات نگردیده است. به همین سبب هر چند سیستم‌های نوینی مانند کارت‌های بانکی یا حساب‌های هوشمند جدا از حساب‌های جاری و یا پس‌انداز بانک‌ها ایجاد شد ولی ارتباط آن با سیستم سنتی از طریق صدور یک سری سند و به صورت دستی انجام می‌پذیرد.
با وجود مشکلات و موانعی که در راه گسترش بانکداری الکترونیکی و انتقال الکترونیکی وجوه در ایران وجود دارد، اقدامات قابل توجهی در این زمینه انجام شده است. در این بخش کارت‌های بانکی، سوئیفت (SWIFT)، شتاب، مهتاب، VSAT ، به طور اعم و اقدامات بانک‌های مختلف ایران به طور اخص مورد بررسی و تحلیل قرار خواهند گرفت.
کارت‌های بانکی در ایران:
استفاده از کارت‌های بانکی در ایران قبل از انقلاب به میزان محدودی رواج داشت. این کارت‌ها توسط مؤسسات بین‌المللی مثل ویزا و مستر کارت ارائه می شد که جنبه‌ بین‌المللی نیز داشتند. علاوه بر آن قبل از انقلاب تعداد بسیار محدود ماشین‌های ATM توسط بعضی از بانک‌ها وارد کشور گردیدند، ولی عملاً مورد استفاده قرار نگرفتند. بنابراین تا قبل از سال 1369 اقدام جدی جهت استفاده از کارت در ایران صورت نگرفت، تا این که در این سال مطالعات و بررسی‌هایی توسط بانک تجارت به خصوص در زمینه تطبیق قوانین موجود بانکی و نحوه استفاده از کارت صورت گرفت و نهایتاً در سال 1370 این بانک توانست اولین کارت بانکی را در ایران صادر نماید که به طرح چک کارت بانک تجارت معروف شد. این کارت ماهیتاً یک کارت بدهکاری می‌باشد. برای صدور این کارت متقاضی به بانک مراجعه می‌کند و یک حساب سپرده در بانک افتتاح می‌نماید و به میزان مبلغ واریزی به حساب، اعتبار کارت تعلق می‌گیرد.
پیرو این اقدام بانک تجارت، بانک سپه نیز در سال 1371 با نصب هفت دستگاه ماشین خودپرداز (ATM)، کارت بانکی صادر نموده و به ارائه خدمات کارت بانکی پرداخت، پس از آن به تدریج سایر بانک‌ها دست به کار شدند و اقدام به ارائه کارت بانکی نمودند. کارت‌هایی که تا به حال توسط بانک های داخلی صادر شده است کارت بدهکار می‌باشند، زیرا اولاً برای دریافت کارت باید حساب افتتاح نمود و به مبلغ کارت سپرده واریز کرد و ثانیاً این کارت‌ها بیشتر برای استفاده از ماشین‌های خودپرداز (ATM) کاربرد دارند.
به غیر از بانک‌ها طی سال‌های اخیر مؤسسات دیگری نیز اقدام به تولید و صدور کارت‌های بانکی نموده‌اند که نمونه بارز آن مؤسسه امین و کارت ثمین می‌باشد. کارت تلفن هم نمونه‌ای کارت می‌باشد که برای پرداخت هزینه مکالمات تلفنی استفاده می‌شود.
شاید جدیدترین اقدامی که در این خصوص توسط بانک‌های کشور انجام شده است سیستم یکپارچه بانک ملی ایران (سیبا) باشد. این سیستم تلفیقی از دو سیستم کارت‌های بانکی (ملی‌کارت) و حساب جاری الکترونیکی می‌باشد. به عبارت دیگر در این سیستم حساب جاری (حساب چک) و حساب کارت مشتری در اصل یک حساب مشترک می‌باشد. بنابراین مشتری هم می‌تواند از دسته چک و هم از کارت، جهت انجام عملیات بانکی خود استفاده نماید.
علاوه بر کارت‌های بدهکار که توسط بانک‌ها ارائه می‌گردد اخیراً کارت هزینه‌ای به نام کارت ثمین ارائه گردیده است. کارت ثمین که توسط شرکت ایزایران تولید شده است مراحل اولیه گسترش خود را سپری می‌کند. این کارت 206 بایت حافظه و یک تراشه (chips) را در خود جای دارد. طریقه تهیه این کارت بدین نحو است که افراد کارمند و یا شاغل در مؤسسات و ادارات دولتی و یا سازمان‌های معتبر از سازمان خود تقاضای کارت می‌نمایند، مؤسسه ذیربط تقاضای مربوطه همراه با اطلاعات مورد نیاز و تعهدات لازم را برای شرکت ایزایران ارسال می کند. شرکت ایزایران کارتی حداکثر معادل 80% حقوق فرد صادر می‌کند. افراد حقیقی نیز می‌توانند با مراجعه به مؤسسه‌های مالی و اعتباری، حدود دو برابر مبلغ اعتبار درخواستی را به صورت اسناد مالی و وثیقه قرار بدهند و با استفاده از اعتبار آن، از مؤسسه صادر کننده کارت، کارت دریافت نمایند. پس از دریافت کارت، دارنده کارت می‌تواند به فروشگاه‌های خاصی مراجعه نماید و کالای مورد نظر خود را خریداری نماید و یک تا سه ماه بعد بدهی خود را پرداخت نماید. در صورت عدم پرداخت بدهی خود، کارت وی از درجه اعتبار ساقط می‌گردد. فروشنده نیز پس از انجام معامله، پس از دو روز می‌تواند با ارائه صورت حساب فروش، مبلغ صورت حساب خود را پس از کسر 2 درصد کارمزد ایزایران، دریافت نماید. در صورت مفقود شدن کارت یا سرقت رفتن آن، پس از اطلاع یافتن شرکت، کارت غیر قابل استفاده خواهد بود.
گسترش استفاده از کارت‌ها در ایران با مشکلات و موانع زیادی روبروست. یک دسته از مشکلات، مشکلات سخت افزاری می‌باشد، منظور از سخت افزار دستگاه‌های خودپرداز (ATM)، نقطه فروش (POS) و سایر دستگاه‌های مورد نیاز می‌باشد. با توجه به این که بانک‌های ایران از ماشین‌های مشابهی استفاده نکرده‌اند محدوده کاربرد کارت‌ها در ایران وسیع نیست. علاوه بر این، موضوع قیمت هنگفت چنین دستگاه‌هایی سبب شده است که بانک‌ها نتوانند در کلیه شعب خود این دستگاه را نصب نمایند.
علاوه بر مشکلات سخت‌افزاری، مشکلات نرم افزاری نیز در بانک‌ها وجود دارد. به علت این که بانک‌ها از نرم افزارهای مشابهی استفاده نمی‌کنند، تبادل اطلاعات، با مشکل مواجه است.
علاوه بر معضلات مطرح شده مشکل عمده کاربرد کارت‌ها، فقدان زیر ساخت‌های الکترونیکی لازم در بانک‌ها و مؤسسات مالی است، زیرا بانک‌ها و مؤسسات مالی از سیستم‌های سنتی استفاده می‌کنند. در نتیجه استفاده از کارت‌های بانکی محدود می‌گردد. این موضوع سبب شده است که بانک‌ها سیستم‌های کارت کاملاً مجزا از سیستم بانکی خود تعریف نمایند. گسترش و رواج بعضی از کارت‌ها مثل کارت‌های اعتباری به علت قانون بانکداری بدون ربا از لحاظ قانونی و شرعی با مانع روبرو است.
مشکل فرهنگ استفاده و امنیت کارت‌ها، تقلب، سرقت، شیوه رسیدگی به تخلفات و فرایند قضایی مربوطه از موانع مؤثر در گسترش کارت‌ها در ایران می‌باشد. زیرا باعث ایجاد جو عدم اطمینان و اعتماد در بین مردم می‌شود.
یکی از استفاده های مهم کارت‌ها در تجارت بین‌المللی می‌باشد، کارت‌های صادر شده در ایران در سطح ملی و محدود کاربرد دارند، محدودیت کاربرد آنها باعث مانع در گسترش استفاده از این کارت می‌شود.
بعضی از موانع فوق مربوط به عدم دستیابی فناوری پیشرفته اطلاعات و ارتباطات است که به علت تحریم اقتصادی آمریکا بر علیه جمهوری اسلامی ایران تشدید شده است. حال که مشکلات و معضلات کارت‌ها در ایران بررسی شد، پیشنهاداتی برای بهبود وضعیت کارت‌ها در ایران ارائه می‌گردد. به طور خلاصه برای گسترش استفاده از کارت‌ها در کشور اقدامات زیر پیشنهاد می‌گردد:
حرکت بانک‌ها از بانکداری سنتی به بانکداری الکترونیکی.
هماهنگ کردن سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای بانک‌ها.
ایجاد زیرساخت‌های لازم برای انتقال الکترونیکی وجوه در ایران.
تجدید نظر در قوانین بانکی و وضع قوانین لازم در خصوص انواع کارت‌های بانکی.
ایجاد فرهنگ لازم جهت استفاده از کارت‌ها.
فراهم آوردن امکان استفاده از کارت‌ها در تمامی مکان‌ها، بانک‌ها و فروشگاه‌ها.
برقراری ارتباطات بین‌المللی بانک‌ها و بین‌المللی کردن استفاده از کارت‌ها.
شبکه تبادل اطلاعات بانکی (شتاب):
یکی دیگر از اقدامات نظام بانکداری ایران برای ایجاد زمینه راه‌اندازی بانکداری الکترونیکی طرح شبکه تبادل اطلاعات بانکی (شتاب) می‌باشد. از آنجایی که تبادل الکترونیکی وجوه مختص به یک بانک نیست و همانگونه که در شیوه سنتی تبادل وجوه نقدی، حساب‌ها و اسناد دریافتی بین بانک‌ها از طریق اتاق پایاپای انجام می‌پذیرد، برای تبادل الکترونیکی وجوه بین بانک‌ها نیز چنین مکانیسمی به طور الکترونیکی مورد نیاز است. برای این منظور بانک‌ها به شبکه الکترونیکی جدیدی که مانند اتاق پایاپای برای بانک‌ها عمل کند نیازمند می‌باشند. وظیفه تبادل اطلاعات بانکی در سطح بین‌المللی و خارج از کشور به عهده شبکه‌های بین‌المللی به خصوص سوئیفت است. اما در داخل کشور و با توجه به ارتباط بین بانک‌های داخلی، سوئیفت کارآیی و ویژگی های لازم را برای این کار ندارد. به همین منظور شبکه‌ای به نام شتاب (شبکه تبادل اطلاعات بانکی) در نظر گرفته شده که این خلاء را در آینده پر نماید. شرکت خدمات انفورماتیک به عنوان سازمان اجرایی طرح اتوماسیون سیستم بانکی اقدام به طراحی مرکز شتاب با اخذ مجوز از شورای عالی بانک‌ها در سال 1377 کرده است. در این مرکز شرایط، مقررات، آیین‌نامه‌ها و استاندارد پیام‌ها تدوین گردیده است. محدوده خدمات این مرکز دستگاه‌های نقطه فروش (POS)، خودپرداز (ATM) و PINPAD و همچنین ارائه خدمات تجارت الکترونیکی است.
مرکز شتاب پس از بررسی و مطالعه مراکز سوئیچ کشورهای پیشرفته و بکارگیری تجربیات آنها به وجود آمده است. سیستم نرم افزار به کار گرفته شده بر اساس سیستم عامل UNIX، windows با پیروی از پروتکل TCP/IP بنا شده است و از معماری خادم و مخدوم با پیکربندی سوپرسرورهای قدرتمند استفاده می‌نماید.
شکل‌گیری شبکه شتاب از آغاز تا امروز:
در حقیقت تقریباً از سال 1379 سیستم شتاب یا همان شبکه تبادل اطلاعات بانکی پایه‌ریزی شد. ولی در عمل از مردادماه سال 1381 این طرح به مرحله‌ی اجرا در آمد. در ابتدای شکل گیری این شبکه بانک صادرات ایران و بانک کشاورزی آغازگر این اتصال شبکه‌ای بودند.
به گفته کارشناسان امور بانکی، در حال حاضر سوئیچ واسط میان کلیه بانک ها به بانک مرکزی متصل است و دارندگان کارت هوشمند در صورت اتصال به دستگاه‌های پذیرنده کارت می‌توانند فارغ از این که در بانکی حساب داشته یا نداشته باشند، خدمات گرفته


دسته‌بندی نشده  یکپارچه موانع مکانیزه مشکلات مشتری مخابراتی مؤسسه مؤسسات کشور کاغذی کاغذ قلمرو فناوری شعبه شعب سوئیفت سنتی سکون سپرده رقابت رایانه راندمان درآمد خودکار خودپرداز جزیره تلفن ترمینال تحولات تحول تجارت تاریخچه تأسیس پیشرفت پیدایش پهنای پایاپای بانکی بانکداری بانک باجه اینترنت انسانی الکترونیکی اعتباری اسناد ارتباطات اتوماسیون ATM

3 (26)

فصل اول : مقدمه بسياري از تجهيزات حساس وكليدي در كارخانجات و به خصوص صنايع بزرگ را ماشينهاي دوار تشكيل مي‌ دهند و نابالانسي جرمي قسمتهاي متحرك اين تجهيزات يكي از مشكلات تكراري و مهم آنها است . بسياري از روتورها در معرض تغيير دائمي شرايط بالانس... ادامه متن

فصل اول :
مقدمه
بسیاری از تجهیزات حساس وکلیدی در کارخانجات و به خصوص صنایع بزرگ را ماشینهای دوار تشکیل می‌ دهند و نابالانسی جرمی قسمتهای متحرک این تجهیزات یکی از مشکلات تکراری و مهم آنها است . بسیاری از روتورها در معرض تغییر دائمی شرایط بالانس قرار دارند . این تغییرات معمولاً به دلیل سایش در اثر برخورد مواد ساینده ، چسبیدن برخی مواد مانند گرد و غبار ، رسوب مواد ، تغییرات حرارتی در ماشین ، تغییرات پروسه کاری و غیره رخ می‌ دهند . بروز مسایل فوق باعث بالا رفتن ارتعاشات ماشین شده و در نتیجه موجب کاهش عمر قطعات و خرابی المانهای ماشین می‌گردد.
افزایش ارتعاشات می‌تواند به حدی برسد که کارکرد ماشین را غیر ممکن نموده و توقف ماشین را اجتناب ناپذیر نماید . در چنین شرایطی یک راه حل قدیمی یعنی بالانس در محل نصب چاره ساز می‌باشد . در این روش توسط دستگاه‌ های آنالیز ارتعاشات از ماشین اندازه‌گیری ارتعاشی به عمل می آید و دامنه و فاز ارتعاشات اندازه‌گیری می شود . سپس براساس دستورالعمل مشخصی با چندین مرحله راه‌اندازی و توقف تجهیز و اتصال وزنه‌ های بالانس کننده آزمایشی و تکرار اندازه‌گیری‌ها نهایتاً روتور به شرایط بالانس جرمی رسیده و عملیات بالانس به پایان می‌رسد و تجهیز مجدداً راه‌اندازی می‌گردد . این پروسه در شرایط مختلف معمولاً بین چند ساعت تا چند روز به طول می‌انجامد .
چکیده
ارتعاشات ماشین‌های دوار یکی از مسایل مهم مهندسی محسوب می‌گ ردد . نابالانسی روتور به عنوان عمومی‌ترین منبع ایجاد ارتعاشات ، رایج‌ترین مشکل سیستمهای دوار می‌باشد . افزایش دائمی نابالانسی در بسیاری از تجهیزات صنعتی مانند فنها ،‌ توربین‌ها ، پمبها ، کمپرسورها و ... عموماً موجب توقف تولید گردیده و خسارات سنگینی به صنایع وارد می‌کند . امروزه بالانس اتوماتیک ماشینهای دوار به عنوان یکی از جدیدترین و بهترین راه ‌حلها مورد توجه مجامع علمی و صنعتی قرار دارد . در این پروژه بالانس اتوماتیک ماشینهای دوار مورد بررسی قرار گرفته است .
ابتدا روشهای مختلف بالانس اتوماتیک و کنترل ارتعاشات شناسایی و دسته‌بندی شده است .به طور کلی روشهای بالانس اتوماتیک به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم می‌گردد. در روشهای غیر فعال بالانس رینگ و گلوله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و معادلات دینامیکی حاکم بر این سیستم ، شرط جواب دهی و نقاط تعادل آن بررسی شده است .
سیستمهای بالانس فعال نیز به دو دسته تقسیم گردیده‌ اند . دسته اول سیسمتهای کنترل مستقیم ارتعاشات می‌باشند که قادرند از طریق عملگرهای مغناطیسی ، نیروهای کنترلی مناسبی برای کنترل ارتعاشات روتور به آن اعمال کنند . دسته دوم ابزارهایی هستند که با جابجا کردن وزنه‌های تصحیح ،‌ روتور را بصورت اتوماتیک و کنترل شده بالانس می‌نمایند .
به طور کلی سیستمهای جابجا کننده‌ی وزنه به سه دسته‌ی هدهای دکارتی ، قطبی و جابجایی مایع تقسیم می‌شوند . در این پروژه در ضمن معرفی این سه دسته ، معادلات حاکم ارائه شده ونمونه‌هایی از هر یک معرفی شده است . روشهای کنترل سیستم بالانس اتوماتیک به دو دسته ، « جابجایی بهینه » و « جابجایی مشخص » تقسیم شده و هر یک برای روتورهای جفکات و روتور صلب با در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی و برای روتورهای انعطاف پذیر ، شرح داده شده است .
بالانس اتوماتیک به روش مودال و ضرایب تأثیر نیز شرح داده شده و برای رفع معایب آنها یک الگوریتم بالانس اتوماتیک ترکیبی پیشنهاد شده است . در این روش ابتدا ماتریس ضرایب اثر از روی پارامترهای مودال محاسبه شده و این ماتریس برای شروع عملیات بالانس به کار می‌رود . حین جابجایی جرم ماتریس ضرایب اثر جدید محاسبه و برای تکمیل و عملیات بالانس به کار می‌رود .
بحث دینامیک روتورها عنوان مباحث مقدماتی برای تکمیل بحث و فهم چگونگی عملکرد سیستمهای بالانس اتوماتیک ارائه گردیده است . شبیه سازی عددی روشهای بالانس اتوماتیک براساس معادلات به دست آمده در این قسمت انجام شده است .
توقف ماشین و در نتیجه توقف خط تولید در اثر نابالانسی معمولاً خسارات سنگینی به کارخانجات وارد می آورد . یک راه حل مناسب برای این مساله استفاده از سیستمهای بالانس اتوماتیک می‌باشد . سیستمهای بالانس کننده فعال که ایده اولیه آن از سالهای پیش ارائه گردیده ، سیستمهایی هستند که قادرند یک ماشین دوار را در هنگام بروز نابالانسی ، بصورت خودکار و بدون نیاز به متوقف کردن تجهیز بالانس نمایند . این کار توسط جابجا شدن وزنه‌هایی که بطور دائمی به روی روتور نصب شده‌ اند صورت می‌گیرد . مهمترین مزیت این سیستمها عدم نیاز به متوقف کردن تجهیز برای عملیات بالانس می‌باشد .
1-1 روشهای بالانس اتوماتیک
تا کنون روشهای مختلفی در سیستمهای بالانس کننده اتوماتیک به کار گرفته شده است . از جمله می‌توان سیستمهای بالانس کننده اتوماتیک انفعالی ، سیستمهای کنترل مستقیم ارتعاشات به صورت فعال و سیستمهای فعال جابجا کننده وزنه را نام برد . هر یک از این روشها کاربردهای خاص خود را داشته و این سیستمها هم اکنون در گستره وسیعی از المانهای دوار به کار می‌روند .
قدیمی‌ترین روش بالانس اتوماتیک استفاده از بالانس کننده‌های انفعالی است . محققین نشان داده‌‌اند که ارتعاشات ماشینهای دوار می‌تواند بوسیله یک سیستم بالانس غیر فعال کاهش یابد . سیستم غیر فعال ، بالانس کننده‌ای است که عملیات بالانس روتور را بدون نیاز به سیستم کنترل و یا محرک انجام می‌دهد .
برای کنترل فعال ارتعاشات در ماشنهای دوار دو تکنیک وجود دارد . تکنیک کنترل مستقیم ارتعاشات به صورت فعال (DAVC) که در آن بطور مستقیم یک نیروی عمود بر روتور اعمال می‌گردد یکی از این تکنیکها می‌باشد . در تکنیک دوم توزیع جرم روتور توسط ابزارهای خاص و با جا بجا کردن وزنه‌های تصحیح تنظیم می‌گردد.
در روش کنترل مستقیم ارتعاشات ، نیروی اعمالی به روتور توسط ابزارهای ایجاد کننده نیرو نظیر بیرینگهای مغناطیسی تولید می‌گردد مزیت مهم تکنیکهای DAVC این است که نیروی اعمال شده به روتور می‌تواند خیلی سریع تغییر نماید . این مزیت باعث می‌شود که بوسیله این سیستم بتوان ارتعاشات ناشی از نابالانسی ، ارتعاشات ازاد گذرا و سایر ارتعاشات موجود در ماشین‌‌های دوار را بطور کلی حذف نمود . محدودیت این سیستم ، حداکثر نیرویی است که عملگرهای تولید کننده نیرو می‌توانند اعمال نمایند .
در سرعتهای دورانی بالا ، نیروی نابالانسی سیستم می‌تواند به سطح فوق‌العاده‌ بالایی برسد و بیشتر ابزارهای اعمال نیرو نمی‌توانند نیروی کافی را جهت خنثی کردن آن ایجاد نمایند . در این شرایط روشهای جابجا کننده وزنه مناسب خواهد بود. در این روش ابزار خاصی که دارای مرکز جرم قابل تغییر است ، بر روی روتور نصب می‌گردد .پس از آنکه ارتعاشات ماشین اندازه‌گیری و وجود نابالانسی تشخیص داده شد ، مرکز جرم این ابزار در جهت مخالف نابالانسی سیستم تغییر می‌نماید و به این ترتیب ارتعاشات ماشین دوار به واسطه حذف منبع ارتعاشات ، یعنی نابالانسی روتور ، از بین می‌رود .
برخلاف ابزارهای نیرویی ، ابزارهایی تغییر توزیع جرم قادرند نیروهای زیادی را ایجاد نمایند اما سرعت عمل آنها پایین است . همچنین این ابزارها قادر به از بین بردن ارتعاشات گذرا و ارتعاشات غیر هماهنگ ماشین که ناشی از عیوب دیگر هستند ، نمی‌باشند .
1-2- تاریخچه
در این پروژه علاوه بر سیستمهای بالانس اتوماتیک ، بحث دینامیک روتورها و بالانس غیر اتوماتیک ، به عنوان پیش زمینه بالانس اتوماتیک مورد توجه قرار گرفته است ، مدل ریاضی روتور و روش بالانس مناسب آن ، اساس هر تکنیک بالانس اتوماتیک می‌باشد. لذا جهت تکمیل بحث مروری بر تکنیکهای مدلسازی دینامیک ماشینهای دوار مناسب می‌باشد .
تا کنون فعالیتهای علمی و تجربی فراوانی برای بررسی رفتار دینامیکی سیستمهای دوار صورت پذیرفته است . براین اساس مدلهای مختلفی با فرضهای مختلف ، براساس شرایط تکیه گاهی و اشکال مختلف روتور ، ارائه شده است . مدل صفحه‌ ای روتور ، ساده‌ترین مدل است . در این مدل حرکت تنها در صفحه‌ای که عمود بر شافت است ، مورد توجه قرار می‌گیرد . این مدل برای اولین بار توسط جفکات در سال 1919 ارائه گردید و به نام خود او معروف می‌باشد .هر چند روتور صفحه‌ای یک مدل خیلی ساده شده است ، اما می‌تواند درک خوبی از مفاهیم پایه دینامیک روتورها نظیر سرعت بحرانی ، اثر استهلاک و .... ارائه میدهد .
برای اینکه مدل ریاضی واقعی‌ تری از روتورهای صنعتی بدست آید لازم است روتور بصورت یک دیسک صلب که به کمک یک شافت الاستیک ( که خود بر روی بیرینگهای صلب نصب شده است ) حول یک محور ثابت دوران می‌کند ، فرض شود .
تفاوت اصلی این مدل با مدل جفکات این است که حرکت روتور به جای حرکت ذره‌ای بصورت حرکت جسم صلب بیان می‌گردد.این مدل می‌تواند مفاهیمی چون لنگ زنی مستقیم ومعکوس روتور تحت نیروی نابالانسی ، سرعتهای بحرانی ، اثر ژیروسکوپی و غیره را بیان نماید . تابعیت فرکانسی طبیعی نسبت به سرعت را می‌توان بوسیله این مدل پیش‌بینی نمود . شی وژو در سال 2001 معادلات حاکم بر چنین روتوری را در فضای حالت ارائه نموده‌ اند . آنها معادلات را با فرض ثابت نبودن سرعت دورانی روتور بدست آوردند . اگر چه این مدل رفتار روتورهای صلب را به خوبی ارائه می‌کند لیکن برای روتورهای پیچیده و با سرعتهای بالا نیاز به مدل روتور انعطاف پذیر می‌باشد .
مدلهای پیچیده روتور معمولاً شامل المانهای مختلفی نظیر دیسک ، بیرینگها ، شاف انعطاف پذیر ، واسطه‌ها، مستهلک کننده‌ها و ... هستند . برای مدلسازی این روتورها دو روش اجزا محدود و ماتریس انتقال ارائه شده است . رول و بوکر در سال 1972 از یک مدل اجزاء محدود جهت استخراج مشخصات دینامیکی توربو روتورها استفاده کردند . در مدل آنها تنها خمش الاستیک و انرژی جنبشی انتقالی در نظر گرفته شده است .
چند سال بعد دیمار گناس مدل عمومی‌تری را ارائه داد که در آن اینرسی دورانی ، اثر ژیروسکوپی و استهلاک داخلی نیز در نظر گرفته شده بود . گش در سال 1976 مدلی ارائه داد که از مدل دیمار گناس ساده‌تر بود اما شامل اثر توزیع خارج از مرکزی نیز بود. در پایان دهه هشتاد نلسون مدل خود را که شامل اینرسی دورانی ، اثر ژیروسکوپی و نیروی محوری بود با در نظر گرفتن استهلاک داخلی و اثر تغییر شکل برشی ارائه داد .
روش مهم دیگری که در آنالیز دینامیکی روتورهای انعطاف پذیر به کار می‌رود روش ماتریس انتقال است . این روش برای روتورهای « زنجیره وار » نسبتاً مناسب است . این روش در سال 1974 توسط لاند برای بررسی ارتعاشات پیچشی روتور مورد استفاده قرار گرفت مزیت این روش این است که نیازی به ذخیره سازی آرایه‌های بزرگ ماتریسی نمی‌باشد . در روش ماتریس انتقال محاسبات با شرایط مرزی در یک طرف روتور شروع وبه سمت انتهای دیگر روتور ادامه می‌یابد .حل مربوطه باید در طول مسیر تمام شرایط مرزی را در کلیه نقاط مرزی ارضاء نماید . عیب این روش این است که توسعه مدل در دامنه زمانی و آنالیز غیر خطی نتایج مناسبی نخواهد داشت اگر چه کامار و سانکار نشان دادند این کار غیر ممکن نمی‌باشد. به هر حال استفاده از این روش در سیستمهای بالانس فال مناسب نمی‌باشد .
بحث دینامیک روتورهای با سرعت متغیر در گذشته کمتر مورد توجه قرار گرفته است . قدیمی‌ ترین مقالات در مورد پاسخ گذاری روتورها احتمالاً از لوئیس می‌باشد . وی در سال 1932 با استفاده از یک روش گرافیکی ، پاسخی تقریبی برای مسأله حرکت ر وتور یک درجه آزادی و با استهلاک خطی از حالت سکون تا رسیدن به سرعت بحرانی ،‌ با شتاب ثابت ، بدست آورد .بعد از او شین ، در سال 1972 از قوانین نیوتن برای بدست آوردن فرمول بندی ریاضی برای آنالیز دینامیکی روتورهای انعطاف پذیر ، در دو حالت پایدار و گذرا ، استفاده نمود آخرین تحقیقات در این زمینه توسط شی و ژو انجام شده که پاسخ تحلیلی برای یک روتور صفحه‌ای ، با سرعت متغیر و شتاب ثابت را در سال 2001 بدست آوردند .
تا به حال فعالیتهای علمی و آزمایشگاهی فراوانی در مورد بالانس روتورها انجام شده و مقالات فراوانی در این زمینه در دسترس می‌باشد . روشهای مختلف بالانس را می‌توان از یک دیدگاه به صورت بالانس غیر اتوماتیک روتورهای صلب و انعطاف پذیر طبقه‌بندی نمود .
روشهای بالانس غیر اتوماتیک روتورهای صلب در صنعت بسیار رایج است . دراین روش روتور بصورت صلب مدل میگردد و حین کار نمی‌تواند تغییر شکل الاستیک داشته باشد . وک بیان می‌دارد که هر نابالانسی موجود در روتورهای صلب را می‌توان به کمک عملیات بالانس در دو صفحه از میان برد .
روشهای بالانس در روتورهای صلب به ‌آسانی انجام پذیراند اماتنها در روتورهای با سرعت پایین ، که فرض صلبیت اعتبار دارد ، قابل استفاده هستند . روتورهایی که دارای سرعت کارکردی بالاتر از 70% سرعت بحرانی خود می‌باشند ، جزء دسته‌بندی روتورهای انعطاف پذیر قرار می‌‌گیرند .روشهای بالانس روتورهای صلب قابل استفاده برای روتورهای انعطاف پذیر نیستند .
برای بالانس روتورهای انعطاف پذیر سه روش پیشنهاد گردیده است . این سه روش عبارتند از : عملیات بالانس مودال ، روش ضرائب اثر و روشهای ترکیبی . در روش بالانس مودال ، هر مد ارتعاشی بوسیله تنظیم وزنه‌ها طوری بالانس می‌شود که بالانس مد قبلی از بین نرود . اولین تکنیک بالانس شبیه به این روش توسط گربل در سال 1953 پیشنهاد داده شده و در سال 1972 بوسیله بای شاپ مورد تجزیه و تحلیل تئوری و عملی قرار گرفت . دارلو در سال 1989 بررسی‌های کاملی در مورد این روش ارائه داده است در این روش معمولاً از روندهای تحلیلی جهت انتخاب وزنه‌های تصحیح استفاده می‌شود و لذا یک مدل دینامیکی دقیق از روتور مورد نیاز خواهد بود . به همین دلیل معمولاً توسعه این روش برای الگوریتم‌های بالانس اتوماتیک مشکل بوده و از دقت کافی نیز برخوردار نمی‌باشند .
برخلاف روش بالانس مودال ، ضرایب اثر یک روش تجربی است . این روش ا ب تدا در سال 1964 بوسیله گودمن پیشنهاد شد و سپس در سال 1972 توسط لاند و تانسون مورد بررسی قرار گرفت . بعد از آن تسارزیک و دیگران این روش را اصلاح کردند در این روش ، میزان ارتعاشات هر بیرینگ در اثر ایجاد نابالانسی واحد در هر صفحه بدست می آید و نسبت این ارتعاشات به نابالانسی‌ها ، ماتریس ضرایب اثر را تشکیل خواهد داد . از معکوس این ماتریس می‌توان جهت محاسبه نابالانسی روتور بوسیله مقادیر اندازه‌گیری شده ارتعاشات بیرینگها استفاده نمود .
روش ضرایب اثر یک روند کاملاً تجربی دارد و براحتی می‌توان آن را برای بالانس اتوماتیک به کار برد . لیکن عیب این روش این است که تعداد استارتهای آزمایشی زیادتری مورد نیاز خواهد بود . همچنین اگر سرعت کار روتور تغییر کند کلیه عملیات باید از ابتدا تکرار گردد زیرا ضرایب اثر به سرعت دوران روتور نیز وابسته هستند . استفاده از بالانس کننده‌ های اتوماتیک این عیب را مرتفع می‌نماید .
روش بالانس ترکیبی سعی در ترکیب روشهای مودال و ضرایب اثر جهت دستیابی به نتیجه بهتر با تعداد استارت کمتر دارد . پایه تئوری و روند تجربی این روش در سال 1987 بطور مفصل توسط دارلو شرح داده شده است .
روشهای بالانس اتوماتیک به دودسته انفعالی یا غیر فعال و فعال تقسیم می‌گردد . بالانس کننده‌های غیر فعال خود به دو دسته کلاسیک و غیر کلاسیک قابل تقسیم می‌باشند . بالانسرهای انفعالی غیر کلاسیک زمینه‌های کاربردی زیادی ندارند و فقط اختراعاتی در مورد آن به ثبت رسیده است . از سیستمهای کلاسیک بالانسر رینگ و گلوله کاربرد صنعتی داشته و مورد توجه محققین قرار گرفته است . اولین بالانس کننده اتوماتیک غیر فعال در سال 1950 بوسیله تیارل پیشنهاد داده شد. وی ابزاری را تشریح کرد که در آن یک یا دو گلوله و یا حلقه در یک شیار دارای استهلاک لزح واقع بر روی روتور می‌ توانستند آزادانه حرکت کنند . او نشان داد که روتورهای صفحه‌ ای بوسیله این ابزار بطور اتوماتیک بالانس می‌شوند . این مسئله براساس خصوصیات دینامیکی سیستم امکان پذیر می‌باشد .
یک سیستم رینگ و گلوله توسط الکساندر در سال 1964 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته ولی طرز کار سیستم به خوبی تشریح شده است . یک سال بعد کید ملزومات یک سیستم رینگ و گلوله را تشریح کرده ، اما به طور واضح پیش زمینه‌ های تئوری سیستم را بیان نکرده است . در سال 1986 بویک و هاگفرس با استفاده از تئوری آشفتگی نشان داد که برخی از روتورهای انعطاف پذیر رفتار بالانس اتوماتیک از خود نشان می‌ دهند .
در سال 1966 لی و وان مورهم بررسی‌هایی تئوری و آزمایشگاهی بر روی یک سیستم انفعالی انجام داده‌اند . آنها نشان داده‌اند که یک سیستم رینگ و گلوله تنها زمانی می‌تواند یک ماشین دوار را بالانس کند که سرعت ماشین بالاتر از سرعت بحرانیش باشد . البته آنها توضیح نداده‌اند که چرا یک بالانسر انفعالی در بعضی موارد که سرعت بالاتر از سرعت بحرانی هست نمی‌ تواند عمل بالانس را انجام دهد .به عبارت دیگر مقاله آنها ملزومات واضح و قطعی یک بالانسر اتوماتیک را برای بالانس سیستم دوار بیان نمی‌کند .
همچنین آقای چانگ در سال 1999 بررسی‌های تئوری و آزمایشگاهی بر روی یک بالانسر اتوماتیک که بر روی یک روتور جفکات نصب شده است انجام داده ونتایج نسبتاً خوبی بدست آورده‌اند . آنها با استفاده از فرمول لاگرانژ معادلات حرکت سیستمی که دارای تعداد گلوله‌ های دلخواه است را استخراج نموده‌اند .
بالانس کننده‌های فعال به دودسته سیستمهای کنترل مستقیم وفعال ارتعاشات و ابزارهای جابجا کننده وزنه تقسیم شده‌‌اند . کنترل فعال ارتعاشات برای ماشینهای دوار حالت خاصی از کنترل فعال ارتعاشات بر روی سازه‌های انعطاف پذری است . سرفصلهای عمومی کنترل ارتعاشات در اواخر دهه هشتاد بوسیله مایروویچ ، اینمان و سایمونس مورد بحث قرار گرفته است .
تفاوت بین ماشینهای دوار وسازه‌های انعطاف پذیر این است که در ما شینهای دوار دینامیک روتور بوسیله تغییر سرعت دوران تغییر می‌کند .به دلیل اینکه شافت یک عضو متحرک است از یک ابزار غیر تماسی برای اعمال نیروی کنترلی بر روی شافت ا ستفاده می شود . ابزارهای مختلفی جهت کنترل فعال ارتعاشات وجود دارد که ابزارهای الکترومغناطیسی ، هیدرولیکی و پیزوالکتریک از این جمله هستند . بیرینگ‌های مغناطیسی که یک تکنولوژی مورد استفاده در صنعت بوده و دارای رشد روز افزون است ، مناسب‌ ترین انتخاب برای کنترل ارتعاشات روتور می‌باشد . بیرینگهای مغناطیسی می‌توانند با اعمال یک نیروی سینوسی با فرکانس برابر سرعت دوران به شافت ، نابالانسی روتور را کنترل نمایند .
در سال 1996 ناسپ و تامر یک روش کنترل حلقه باز تبدیلی را برای کنترل ارتعاشات ناشی از نابالانسی با استفاده از بیرینگهای مغناطیسی ارائه دادند . در این روش یک نیروی سینوسی با دامنه و فاز مناسب به روتور اعمال می‌گردد و به این ترتیب ارتعاشات روتور به حداقل می‌رسد .
همچنین الگوریتم‌های کنترلی مناسب‌تری توسط محققین مختلف جهت حذف کامل ارتعاشات به کار برده شده است . به عنوان نمونه فیروزیان و استانوی در سال 1988 یک تکنیک مشاهده کننده با متغیرهای حالت کامل را برای طراحی یک سیستم کنترل فعال و حلقه بسته به کار بردند و پایداری سیستم را مورد بررسی قرار دادند . هوپ و ناسپ نیز یک روش وفقی برای کنترل حلقه بسته ارتعاشات توسط بیرینگ‌های مغناطیسی ارائه داده‌‌اند .
دسته دیگری از سیستمهای کنترل فعال ، ابزارهای جابجا کننده وزنه هستند . اولین تحقیقات در مورد بالانس کننده توزیع جرم در سال 1964 توسط ون دی وگتاانجام شد . عملکرد سیستم توزیع جرم براساس حرکت وزنه‌های تصحیح در راستای دو محور ( که نسبت به روتور ثابت هستند ) استوار است . وزنه ها به کمک دو سرو موتورکوچک حرکت می‌کنند و برق مورد نیاز این موتورها به کمک رینگهای لغزشی تأمین می‌گردد .بنابراین عملیات بالانس می‌تواند در حین چرخش روتور صورت پذیرد . تنها ورودی سیستم کنترل فعال ، از اندازه‌گیری ارتعاشات ناشی از نابالانسی در بیرینگها بدست می آید . ون دی وگتا دریافت که اگر سرعت کاری به اندازه کافی از سرعت بحرانی شافت دور باشد ، نابالانسی موجود در سیستم را می‌ توان با استفاده از ارتعاشات بیرینگها و ضرایب اثر از پیش تعیین شده محاسبه نمود . اما اگر سرعت کاری نزدیک سرعت بحرانی باشد خطاهای ناشیس از اندازه‌‌گیری وتخمین ضرایب اثر باعث عملکرد نامناسب سیستم می‌شود . در این موارد روشهای بالانس مودال راهگشا خواهد بود .
ون دی و گتا در تحقیقات بعدی خود از دو عملگر برای کنترل موقعیت وزنه‌ها در دو صفحه بالانس استفاده نمود . به دلیل اینکه در آن زمان کنترل خاصی بر روی موتورها وجود نداشت ، تنظیم موقعیت وزنه‌ها در دو صفحه براساس سعی و طخا و بصورت متناوب تا رسیدن به شرایط بهینه ارتعاشی ادامه می‌یافت . وی از سه معیار کنترلی حداکثر کردن نابالانسی بطور متناوب ، حداقل کردن مجموع مربعات ارتعاشات بیرینگها و حداقل کردن مجموع ارتعاشات بیرینگها استفاده نمود . بای شاپ در سال 1982 روش پیشنهادی ون دی وگتا را مورد نقد قرار داد . او دریافت که اگر یکی از سرعتهای بحرانی علت اصلی ارتعاشات باشد و این سرعت بحرانی از دیگر فرکانسهای طبیعی سیستم به اندازه کافی دور باشد ، عملیات بالانس با استفاده از یک صفحه بالانس نیز نتیجه خوبی در پی خواهد داشت .
گوسیوسکی در سال 1985 به تحقیق وبررسی انجام اتوماتیک بر روی روتورهای انعطاف پذیر پرداخت . کامپیوترهای دیجیتال به عنوان کنترلر در طرح او مورد استفاده قرار گرفت . روش گوسیوسکی توسعه‌ای از روش ضرایب اثر بود که در آن برای جابجایی وزنه‌ها از همان ابزار پیشنهادی ون دی و گتا استفاده شد .او در روش خود فرض کرد که ضرایب اثر قبلاً تعیین شده و در حافظه کامپیوتر موجود می باشند . همچنین او دریافت که با استفاده از سیستم جابجا کننده وزنه می‌توان ضرایب اثر را در حین کار عادی روتور نیز تعیین کرد ولی الگوریتم این کار را ارائه نداد .
دیر ونی در سال 1999 طرح کنترلی تبدیلی را که ترکیبی از تخمین ضرایب اثر در حین کار وروش بالانس روتورهای انعطاف پذیر بود ، ارائه کردند و روش خود را بوسیله یک ابزار جابجا کننده وزنه بطور موفقیت آمیز آزمایش نمودند . زنگ و وانگ سیستم جابجا کننده وزنه الکترومغناطیسی را در سال 1998 پیشنهاد دادند . در ابزار پیشنهادی آنها وزنه‌های تصحیح توسط نیروهای الکترومغناطیسی در یک مسیر دایره‌ای روی روتور حرکت می‌کردند ی. همچنین آنها الگوریتم‌ کاملی برای تعیین ضرایب اثر و بالانس اتوماتیک روتور ارائه دادند .
امروزه کاربردهایی از سیستم بالانس اتوماتیک مدنظر قرار گرفته که در آنها لازم است بالانس اتوماتیک در حین شتاب گرفتن روتور انجام گیرد . یکی از مهم‌ترین این کاربردها در « ماشینکاری قطعات با سرعت بالا » می‌باشد . شی و ژو در سالهای اخیر فعالیتهای علمی و تجربی گسترده‌ای را در این زمینه انجام داده‌ اند . آنها قصد دارند جواب مختلف بالانس اتوماتیک روتورهای با سرعت متغیر را بررسی نمایند و تا کنون مباحثی چون روشهای بالانس وفقی ، بالانس بهینه تک صفحه‌ای و تخمین نابالانس بوسیله مشاهده کننده متغیر با زمان را برای روتورهای در حال شتاب گیری مورد بررسی قرار داد‌ه‌اند .
1-3 خلاصه پروژه
در این پروژه ابتدا دینامیک روتورها مورد مطالعه‌ی اجمالی قرار گرفته است .در فصل بعد علاوه بر یک سری مفاهیم عمومی روتور دینامیک ، مانند دیاگرام کمبل و سرعتهای بحرانی ، معادلات حرکت و پاسخ نابالانسی روتور جفکات ، روتور صلب با در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی و یک مدل ساده از روتورهای انعطاف پذیر ارائه گردیده است . از این مدلها و معادلات برای شبیه‌سازی سیستم بالانس اتوماتیک استفاده خواهد شد .
الگوریتم‌های متداول برای بالانس ماشینهای دوار به عنوان اساس روشهای بالانس اتوماتیک به کار برده می‌شوند . روشهای بالانس تک صفحه‌ای و دو صفحه‌ای برای روتورهای صلب و روشهای بالانس مودال و ضرایب اثر برای روتورهای انعطاف پذیر مورد بررسی قرار گرفته و معادلات مربوطه ارائه شده است . از فرمول بندی‌های ارائه شده در این فصل برای نوشتن برنامه‌ها و الگوریتم‌ های کنترل سیستم بالانس اتوماتیک استفاده خواهد شد .
در فصل سوم روش بالانس اتوماتیک انفعالی به عنوان یکی از مهم‌‌ترین و پر کاربردترین روشها مورد بحث قرار گرفته است . با توجه به اینکه این روش به عنوان هدف نهایی این پروژه مد نظر نبوده است ، لذا فقط نحوه‌ی عملکرد اینگونه سیستمها ، معادلات حرکت و مکانهای تعادل برای بالانسر رینگ و گلوله دو وزنه‌ای و چند وزنه‌‌ای ، در حالتهای روتور همسان و ناهمسان ارائه شده است . بررسی مسائلی مانند پایداری مکانهای تعادل و.... بحثهای مفصل وپیچیده‌ای هستند که بررسی آنها خود مجال دیگری را می طلبد .
در فصل چهارم بررسی سیستمهای بالانس اتوماتیک جابجایی وزنه پرداخته شده است .روشهای مختلف جابجایی وزنه بر روی روتور که تا کنون در فعالیتهای علمی و یا سیستمهای صنعتی به کار رفته است به صورت خلاصه شرح داده شده‌ اند . این روشها به سه دسته‌ هدهای بالانس قطبی ، دکارتی و جابجایی مایع تقسیم گردیده و معادلات حاکم بر رفتارهر یک استخراج گردیده است .همچنین براساس اینکه هد بالانس توانایی اندازه‌گیری موقعیت وزنه‌های تصحیح را داشته باشد یا نه ، الگوریتم کنترل و بالانس مناسب شرح داده شده است . روش جابجایی بهینه که مبتنی بر سعی و خطا می‌باشد ، به عنوان روش مناسبی برای سیستمهایی که موقعیت وزنه‌های آنها معلوم نمی‌باشد ارائه گردیده است . البته این روش برای روتورهای انعطاف پذیر که بیش از دو هد بالانس نیاز داشته باشند کارایی نخواهد داشت .
روشهای کنترل جابجایی مشخص براساس روش ضرایب اثر و یا مودال فرموله شده‌ اند . در این روشها بایستی بتوان موقعیت اولیه وزنه‌ها را تشخیص داده وبراساس ارتعاشات اندازه‌گیری شده و الگوریتم بالانس انتخاب شده موقعیت نهایی وزنه‌ها محاسبه گردد. پس از آن وزنه‌ها از موقعیت اولیه به موقعیت نهایی جابجا شده روتور بالانس می‌گردد. روش جابجایی مشخص بر پایه بالانس مودال یا ضرایب اثر بنا می‌شود و در هر دو حالت دارای مشکلات و نقطه ضعفهایی می‌باشد . در پایان سعی شده است با استفاده از یک روش ترکیبی از بالانس مودال و ضصرایب اثر الگوریتم بالانس اتوماتیک مناسبی پیشنهاد شود که برخی از مشکلات و نقاط ضعف روشهای قبلی را نداشته باشد .
فصل دوم:
دینامیک سیستمهای دوار
مبحث دینامیک روتورها پایه کلیه مطالعات در زمینه‌ سیستمها یا ماشینهای دوار می‌باشد . براین اساس در آغاز هر مطالعه یا تحقیقی که مربوط به روتورهاست بررسی رفتار دینامیکی روتور ضر ورتی اجتناب ناپذیر است . لذا در طرح حاضر نیز قبل از هر چیز به مطالعه این موضوع پرداخته می‌شود .
برای نمونه محاسبه فرکانسهای طبیعی و سرعتهای بحرانی یک ماشین دوار ، تفاوت این دو اصطلاح و محاسبه پاسخ ارتعاشی یک روتور به نابالانسی از جمله مباحثی هستند که به طور مرتب در فصلهای بعدی مورد نیاز خواهند بود . دانستن مفاهیمی چون ناپایداری ارتعاشی و تفاوت آن با فرکانس بحرانی ، تأثیرات ژیروسکوپی و اثرات آن در سرعتهای بحرانی ، دیاگرام کمبل ، ارتعاشات آزاد و اجباری روتور ولنگ زنی روتورها در فهم بهتر مباحث آتی بسیار مفید خواهد بود .
در مطالعه رفتار دینامیکی روتورها سعی شده است کلیه مباحثی که در فصلهای بعدی مورد نیاز خواهد بود بررسی گردد و از ‌آوردن مطالب اضافی یا غیر ضروری در این پایان نامه خودداری شده است . قبل از هر چیز ارائه تعریف دقیقی از روتوردر مهندسی مکانیک و تفاوت آن با دیگر سازه‌های دینامیکی در ادامه بحث راه گشا خواهد بود .
2-1 روتورها و سازه‌ها
سازه‌ها قطعات والمانهای ثابتی هستند که مشخصات آنها را می‌ توان در یک دستگاه اینرسی تعریف کرد . بعضی از المانهای ماشین را نمی‌ توان در غالب سازه‌ها مورد مطالعه قرار داد و این به خاطر دوار بودن آن قطعات است و اینکه نمی‌ توان برای آنها یک دستگاه اینرسی ثابت تعریف نمود .
براساس تعریف ISO ، یک روتور جسمی است که بر روی مجموعه‌ ای از تکیه گاههای استوانه‌ای قرار دارد که به آن اجازه می‌ دهند بطور ‌آزادانه حول محور خود که در فضا ثابت است دوران کند . به دلیل اینکه در مورد نوع تکیه گاهها با وجود داشتن آنها بحثی نشده لذا به بسیاری از گردنده‌ها و اجسام آسمانی هم که حول محور با جهت ثابت خود در فضا دوران می‌کنند می‌توان روتور اطلاق کرد و بسیاری از مواردی را که خواهیم گفت در مورد آنها نیز صادق است . دیگر قطعات ماشین که دوار نیستند به طور عمومی استاتور نامیده می شوند .
چندین فرض ساده کننده به ما اجازه خواهد داد تا مدل ریاضی نه چندان پیچیده‌تر برای مطالعه رفتار روتورها بدست آوریم . معادلاتی که حرکت یک جسم صلب را در فضای سه بعدی شرح می‌دهند واقعاً پیچیده هستند ، مخصوصاً وقتی که درجات آزادی دورانی در نظر گرفته شده اجازه استفاده از هیچ مدل خطی شده‌ای را به ما نمی‌ دهند . با تعریف دستگاه‌های مختصات XYZ و xyz ( اولی اینرسی و دومی متصل به جسم صلب و منطبق بر محورهای اینرسی اصلی جسم ) ، و با اعمال نیروی عمومی و ممان شش معادله حرکت به صورت زیر نوشته می‌شود .


سه معادله آخر برای درجات آ‌زادی دورانی معادلات معروف اویلر هستند که برحسب سرعت زاویه ای کاملاً غیر خطی‌‌اند .برای حالت خاص روتورها ، ساده سازیهایی برای خطی کردن معادلات مربوط به درجات آزادی دورانی امکان پذیر می‌باشد . اگر روتور کاملاً بالانس باشد ، در حالت تغییر شکل نیافته ، دارای یک محور دوران ثابت است که بریکی از محورهای اینرسی جسم منطبق است ، در واقع این فرض بصورت تقریبی درست است زیرا نابالانسی ، یعنی انحراف از حالت اید‌‌ه آل معمولاً کوچک است . همچنین جابجایی محور دوارن از موقعیت اصلی ‌اش در اثر تغییر شکلهای سیستم ، کوچک فرض می‌شود . دو فرض کوچک بودن نابالانسی و تغییر مکانهای کوچک به ما اجازه خطی کردن معادلات را می‌دهد . مشابه این مساله در دینامیک سازه‌ها نیز با کوچک فرض کردن تغییر شکلها برای بدست آوردن معادلات حرکت خطی وجود دارد .
فرض عمومی دیگر وجود تقارن محوری روتور است . اگر این فرض برقرار باشد ، مطالعه دینامیکی خیلی ساده‌تر می‌شود و معمولاً دستگاه مختصات غیر دوار نیز می‌تواند برای مطالعه رفتار روتور انتخاب گردد . اگر نتوان روتور را دارای تقارن محوری دانست ، معادلات خیلی پیچیده می‌شود مگر اینکه فرض تقارن محوری بر روی قسمت غیر دوار سیستم برقرار باشد . در این حالت یک دستگاه مرجع که با سرعت زاویه‌ای روتور دوران می‌کند می‌ تواند مورد استفاده قرار گرفته ومعادلات ساده‌تری بدست آید .اگر روتور و استاتور هر دو نسبت به محور دوران ، ایزوتروپیک باشند ، می‌توان یک مدل کاملاً ساده بدست آورد .
2-2 ارتعاشات روتورها و دیاگرام کمبل
معمولاً در مطالعه رفتار دینامیکی روتورها ، سرعت زاویه‌ای حول م حور روتورثابت فرض می‌شود و یا حداقل سرعت متوسط آن ثابت فرض می‌شود با توجه به اینکه فرکانس طبیعی یک روتور یا ماشینی که دارای روتور می‌باشد وابسته به سرعت دوران روتور است ، لذا برای بیان رفتار دینامیکی این سیستمها فرکانسهای طبیعی را در نموداری بر حسب سرعت دوران رسم می‌ کنند . همچنین در بیشتر موارد فرکانس نیروهای تحریک نیز وابسته به سرعت دوران هستند و فرکانس این نیروها را نیز می‌توان در نمودار مشابهی ترسیم نمود . چنین نمودارهایی معمولاً به عنوان دیاگرام کمبل شناخته می شوند . حالتهایی وجود دارد که در آنها فرکانس‌های طبیعی وابسته به سرعت چرخش نیستند ، در این حالات دیاگرام کمبل به صورت یک خط افقی در می ‌آید . نمونه‌ای از این دیاگرام برای روتوری که دارای فرکانس طبیعی ثابت است در شکل (2-1 ) نشان داده شده است .
باید توجه داشت که دیاگرام کمبل فقط برای سیستمهای خطی ترسیم شود ، زیرا تنها در این حالت مفهوم عمومی فرکانس طبیعی وجود دارد . بنابراین در حالت سیستمهای غیر خطی ، دیاگرام کمبل مربوط به سیستم خطی شده می‌تواند اطلاعات مفیدی از رفتار سیستم به ما بدهد .
شکل 2-1 نمایش ترسیمی سرعتهای بحرانی در حالتی که سرعتهای بحرانی ثابت هستند (دیاگرام کمبل )
2-3 ارتعاشات اجباری روتورها و سرعتهای بحرانی
اغلب روتورها تحت تاثیر نیروهای متغیر با زمان بوده که در بیشتر موارد این نیروها هارمونیک هستند . به عنوان مثال نیروی ناشی از نابالانسی روتور می‌ تواند بصورت یک بردار دوار که با سرعتی مساوی با سرعت چرخش روتور ، دوران می‌ کند تشریح شود و مولفه‌های آن در دستگاه مرجع ثابت ، بصورت هارمونیک با فرکانس دوران نسبت به زمان تغییر می‌کند . در حالات دیگر تاریخچه زمانی به این سادگی نیست ، اما اگر تغییرات پریودیک باشد می‌ تواند بصورت مجموعی از اجزاء هارمونیک نوشته شود . همچنین برای روتورها حالاتی نیز وجود دارد که در آنها توابع نیرو فقط به روشهای آماری قابل بیان می‌باشد .
در دو حالت اول ، فرکانس تاب نیروواجزای هارمونیک آن اغلب مضربی از سرعت چرخش روتور هستند و می‌توانند در دیاگرام کمبل ترسیم شوند . برای نمونه در حالت تحریک بر اثر نابالانسی ، فرکانس نیرو در صفحه بوسیله خط راست ( نیمساز ربع اول ) بیان می‌شود ( شکل 2-1) . به این حالت تحریک هم سرعت گفته می‌شود .
رابطه مشابه بین فرکانس نیرو و سرعت دوران اغلب بصورت ساده و تناسبی بوده ، می‌ توان آنها را در دیاگرام کمبل بوسیله خطوط راست که از مبدا می‌‌گذرند بیان کرد.
سرعت دورانی که در آن یکی از فرکانسهای طبیعی روتور با سرعت چرخش برابر باشد ، سرعت بحرانی روتور نامیده می شود . سرعتهای بحرانی را در دیاگرام کمبل با بدست آوردن نقاط تقاطع منحنی‌‌ها‌ی فرکانس طبیعی با فرکانس نیروها می‌توان تعیین کرد .
محدوده سرعت روتور بین صفر تا اولین سرعت بحرانی ، محدوده سرعت زیر بحرانی نامیده می‌شود . سرعتهای بالاتر از اولین سرعت بحرانی ،محدوده فوق بحرانی نامیده می شود. امروزه تعداد رو به رشدی از ماشینها در محدوده فوق بحرانی کار می‌کنند و حداقل از یکی از سرعتهای بحرانی خود در هنگام شروع کار و توقف عبور می‌‌کنند .
اگر نمودار کمبل مربوط به ا رتعاشات عرضی بصورت خط مستقیم موازی با محور باشد ، مثلاً اگر فرکانس طبیعی وابسته به سرعت نباشد ، مقدار عددی سرعت بحرانی برابر آن فرکانس طبیعی در حالت توقف ماشین خواهد بود . این موضوع در شکل (2-1) نشان داده شده است . شاید بتوان اشتباهاتی که معمولاً بین مفهومهای سرعت بحرانی و فرکانس طبیعی پیدا می‌شود را به این مورد خاص نسبت داد . حتی اگر مقدار عددی این دوکمیت برابر باشد باز هم دو پدیده متفاوت هستند و به خصوص وقتی که تنشهای روتور مورد توجه قرار می گیرد این تفاوت جدی‌تر است .
چنانچه در دستگاه متصل به روتور به نیروی ناشی از نابالانسی ، که در یک دستگاه مرجع ثابت می‌توان آنرا بصورت یک بردار با سرعت دوران در نظر گرفت ، نگاه کنیم دارای جهت ثابت خواهد بود . اگر ماشین دارای تقارن محوری باشد ، در سرعت بحرانی روتور در حالت تغییر شکل یافته خواهد چرخید اما ارتعاش نخواهد داشت وتنشهای سیکلی بوجود نمی آید . در حقیقت سرعت بحرانی عرضی را می‌ توان سرعتی تعریف کرد که در آن نیروی گریز از مرکز ناشی از خمش روتور در تعادل بی‌ تفاوت با نیروی بازگرداننده الاستیک قرار می‌گیرد واز این نقطه نظر این حالت به مشخصه‌های ناپایداری الاستیک شبیه‌تر است ، تا اینکه حاکی از پدیده‌های ارتعاشی باشد . روتوری که در سرعت بحرانی می‌چرخد تحت هیچ ارتعاشی قرار نمی‌گیرد اما منبع تحریک پریودیک شده و باعث ارتعاش ، غالباً بسیار قوی ، در اجزاء غیر دوار ماشین می‌شود .
گذشته از سرعت بحرانی عرضی ، سرعت بحرانی پیچشی هم می‌تواند بسیار خطرناک باشد ، بویژه برای ماشینهای رفت و برگشتی این خطر شدیدتر است ، امروزه ابزارهای زیادی که هدفشان کاهش دامنه ارتعاش بوجود آمده در سرعت بحرانی است ، ساخته شده است .
تعریف سرعت بحرانی به صورت قابل فهم فقط برای سیستم خطی امکان پذیر است واین تعریف برای روتورهای غیر خطی استفاده نمی‌شود . بنابراین اغلب تعریف عمومی‌تری برای سرعت بحرانی ارائه می‌شود وآن « سرعت چرخشی است که در آن ارتعاشات بسیار شدید بوجود می آید » این سرعت که روتورهای غیر خطی را نیز تحت پوشش قرار می‌دهد ، تا حدودی متغیر است چرا که دامنه ارتعاش به علتی که آنرا بوجود آورده نیز وابسته است ، در روتورهای غیر خطی سرعتی که در آن بیشترین دامنه ارتعاشی بوجود می آید ،‌که براساس تعریف اخیر سرعت بحرانی نام دارد ، به کمیتی مربوط به علت تحریک نیز وابسته است ( برای مثال نابالانسی مسبب سرعت بحرانی عرضی است ) برعکس ، در سیسیتمهای خطی ، سرعت بحرانی مشخصه‌ای از سیستم بوده و به تحریک وابسته نیست .
2-4- معادلات حرکت سیستم بدون استهلاک
ساده‌ترین مدل که برای مطالعه ارتعاشات عرضی روتورها می‌توان مورد استفاده قرار د اد ، روتور جفکات نام دارد که عبارت است از یک جرم نقطه‌ای m که به یک شافت بدون جرم متصل است . تنها نیروی وارد بر جرم ، ناشی از نیروی بازگشتی الاستیک ( فنریت ) شافت می‌باشد . از نیروی وزن روتور صرفنظر می‌کنیم اما این فرض چندان از اعتبار مدل نمی‌کاهد . سختی k که نیروی بازگشتی را فراهم می‌کند می‌تواند سختی شافت ، سازه تکیه گاهها یا ترکیبی از این دو باشد تا زمانی که سیستم بدون استهلاک و با تقارن محوری است ، دو شماتیک رسم شده در شکل ( 2-2 ) نتایج یکسانی به ما می‌دهند .
نقطه P که جرم m در آن قرار گرفته همواره در صفحه XY قراردارد . این شرایط با جدا کردن حرکتهای محوری و شعاعی و با در نظر گرفتن فرض تغییر مکانهای کوچک که اساس آنالیز سازه‌ ای خطی است ، تحقق می‌یابد .
در مطالعه رفتار عرضی ، یک مدل با دو درجه آزادی قابل استفاده است . اگر X و Y مختصات نقطه P در زمان t باشد ، معادلات حرکت جرم m بسادگی بصورت زیر بدست می آید :
شکل 2-2 شکل شماتی ک روتور جفکات در حالت تغییر شکل یافته
الف – شافت انعطاف پذیر روی تکیه گاههای صلب ، ب- شافت صلب روی تکیه گاه‌های انعطاف پذیر
مطالعه حرکت در امتداد هر یک از محورهای مختصات مانند معادله حرکت آزاد یک سیستم یک درجه آزادی بوده و پاسخ آن حرکت هارمونیک با فرکانس می‌باشد . حرکت نقطه p می‌تواند ترکیب دوحرکت هارمونیک در طول محور X و Y با فرکانس یکسان ، برابر با فرکانس طبیعی شافت بدون دوران در نظر گرفته شود . این دو حرکت می‌توانند با هم جمع شده و مسیر نقطه P بدست آید . این مسیر بسته به شرایط اولیه ، دایره‌ای ، بیضوی و یاخط راست در صفحه XY است . نتایج مشابهی با استفاده از مختصات مختلط در صفحه XY بدست می آید :
(2-3)
با ضرب واحد مختلط I در معادله دوم (2-2) و جمع کردن آن دو معادله رابطه زیر بدست می‌آید :
(2-4)
حل این معادله دیفرانسیل همگن بصورت که W0 یک عدد مختلط بصورت می‌باشد . با قرار دادن این ح ل در معادله (2-4) معادله جبری همگن ( معادله مشخصه ) بدست می آید. حل عمومی معادله ( 2-4) بصورت زیر می‌باشد .
(2-5)
دیاگرام کمبل مربوط به یک روتور جفکات بصورت خط مستقیم است که نمونه آن در شکل (2-1) نشان داده شده است . سرعت بحرانی عرضی ، به سرعتی گفته می شود که در آن فرکانس طبیعی برابر با فرکانس دوران می‌ گردد که در این حالت برابر فرکانس طبیعی سیستم در حالت سکون نیز می‌باشد .
(2-6)
شکل 2-3 وضعیت نابالانسی یک روتور جفکات در زمان t
در عمل مرکز ثقل جرم m ( نقطه p) نمی‌تواند کاملاً منطبق با مرکز مقطع شافت (نقطه C) باشد اگر چه فاصله بین دو نقطه می‌تواند کوچک باشد . وجود خارج از مرکزی ‌( شکل 2 -3) سبب یک نابالانسی استاتیکی می‌شود که می‌تواند تاثیر بسیار بزرگی در رفتار سیستم بگذارد .
با وجودی که زاویه بین خط CP ومحور X بوسیله سیستم محرک تعیین و کنترل می‌شود ، باز هم تعداد درجات آزادی سیستم 2 خواهد بود . فرض کنید مختصات نقطه C ، مختصات تعمیم یافته باشد . بردار موقعیت و سرعت نقطه P و تابع لاگرانژین به ترتیب عبارتند از :
معادله حرکت شافت را می‌توان با استفاده از معادلات لاگرانژ بصورت زیر بدست آورد :
با ضرب معادله حرکت دوم ( 2-8) در واحد مختلط i وجمع دو معادله ، معادله حرکت زیر برحسب مختصات مختلط W بدست می آید .
(2-9)
قسمت همگن معادله شبیه معادله ( 2-4) بوده و شامل سرعت زاویه‌ای روتور نمی‌شود. این قسمت معادله قبلاً مورد قرار گرفت .

2-5 - پاسخ نابالانسی سیستم بدون استهلاک در سرعت ثابت
اگر سرعت زاویه ثابت فرض شود ، زاویه بصورت قابل بیان بوده و معادله (2-9) بصورت زیر ساده می‌شود :
(2-10)
با جایگزینی انتگرال ویژه معادله فوق ، که عبارت ساده می‌باشد ، در معادله ( 2-10) آنرا به معادله جبری تبدیل کرده و از آن معادله زیر بدست می آید :
(2-11)
سرعت بحرانی تعریف شده بوسیله معادله ( 2-6) می‌باشد . مقدار دامنه W0 بصورت حقیقی بدست می آید .در نتیجه ، بردار (CO) یا W ،‌در صفحه XY می‌ چرخد و همراستا با بردار (PC) باقی می‌ماند . مقدار که مخرج رابطه W0 در معادله (2-11) را صفر می‌نماید و موجب بینهایت شدن دامنه می‌ گردد، برابر با سرعت بحرانی عرضی روتور می‌باشد .

2-6 – معادلات حرکت روتور جفکات دارای استهلاک
برای بررسی استهلاک در روتورها باید توجه داشت که دودسته استهلاک در یک ماشین دوار وجود دارد دسته اول استهلاکی موجود در قسمتهای ثابت ماشین است که به آن استهلاک غیر دوار گفته می شود اثرات استهلاکی موجود در اجزاء روتور به استهلاک دوار معروف است . ضریب میرایی دوار با Cr و ضریب میرایی غیر دوار با Cn نشان داده می‌شود.
با اضافه کردن نیروی تعمیم یافته ناشی از استهلاک به سمت راست رابطه ( 2-9) معادله حرکت روتور دارای میرایی بدست می‌آید . مختصات نقطه C یعنی X وy به عنوان مختصات تعمیم یافته انتخاب گردیدند و لذا نیروی میرایی که از شفت بر روتور وارد می شود دارای مؤلفه‌هایی در این دو راستا است . با فرض استهلاک ویسکوزی نیروی ناشی از میرایی غیر دوار به صورت زیر در سیستم مختلط بیان می‌شود :
(2-12)
برای مطالعه استهلاک چرخشی و یک چهارچوب مرجع دوار Oxy معرفی می‌گردد.مبدأ و محور Z این چهارچوب بر مبدأ و محور Z چهارچوب اینرسی منطبق است و اما محورهای x و y در صفحه XY با سرعت روتور می‌چرخند . مختصات مختلط w در صفحه xy به صورت زیر تعریف می‌شود :
( 2-13)
مشتق مختصات w به صورت بدست می آید و نیروی استهلاک دوار درچهارچوب Oxyz به صورت زیر خواهد بود :
( 2-14)
با نوشتن بردار در چهارچوب OXYZ نیروی میرایی دیوار درچهارچوب اینرسی بدست می‌آید .
(2-15)
با اضافه کردن ترم‌های نیروی میرایی به سمت راست معادله ( 4-9) معادله حرکت روتور جفکات دارای میرایی به صورت زیر بدست می ‌آید :
(2-16)
2- 7- پاسخ‌ نابالانسی روتور دارای میرایی در سرعت ثابت
با فرض ثابت بودن سرعت دوران روتور معادله حرکت به صورت زیر ساده می گرد:
(2-17)
پاسخ دائمی معادله (2-17) به نابالانسی به صورت می‌باشد و W0 با جایگزینی در معادله حرکت بدست می ‌آید :
(2-18)
همانطور که مشاهده می‌شود استهلاک دوار در پاسخ نابالانسی روتور ظاهر نشده است . علت این است که در پاسخ دائمی از دیدگاه چهارچوب دوار و روتور هیچگونه حرکت وتغییر شکلی ندارد مؤلفه‌های حقیقی و موهومی پاسخ به صورت زیر بدست می ‌آید :
با تعریف پارامترهای بی‌بعد بصورت زیر :
دامنه وفاز پاسخ بر حسب پارامترهای بی‌بعد بدست می آید :
روتور جفکات یک مدل بیش از حد ساده شده روتورهای واقعی است ، اما با وجود این به ما اجازه می‌دهد که یک فهم و مدل ساده ، حداقل بصورت کیفی ، از بعضی از مهمترین دینامیک روتورها مثل وجود سرعتهای بحرانی و خود مرکز کنندگی داشته باشیم . براساس توضیحی که گفته شد ، به روشنی مشخص است که مساوی شدن سرعت بحرانی ( خواه از پاسخ نابالانسی و خواه از رفتار آزاد سیستم محاسبه شده باشد ) با فرکانس طبیعی سیستم بدون استهلاک ، یک مشخصه ویژه مدل جفکات یا بطور عمومی‌تر همه روتورهایی است که فرکانس طبیعی آنها وابسته به سرعت نیست ونباید بعنوان یک مشخصه عمومی فرض شود .
2-8- مدل با چهار درجه آزادی و اثرات ژیروسکوپی
در مدل جفکات روتور به صورت یک جرم نقطه‌ای فرض شد و از ممانهای اینرسی روتور صرفنظر شد . ممانهای اینرسی روتور می‌توانند تاثیرات قابل توجهی در رفتار دینامیکی سیستم داشته باشند . عات این مسئله ممانهای ژیروسکوپی هستند که باعث وابستگی فرکانسهای طبیعی مودهای خمشی به سرعت چرخش می‌شوند و دیاگرام کمبل دیگر از تعدادی خط مستقیم افقی تشکیل نمی‌گردد. برای ارزیابی این اثر ، ساده‌ترین مدل همان شکل (2-2) است که به جای جرم نقطه‌ای ، یک جسم صلب در نقطه p در نظر گرفته می‌شود . یکی از محورهای اصلی در حالت تغییر شکل نیافته منطبق بر محور Z است . ممان اینرسی قطبی JP حول محور چرخش و ممان اینرسی متقاطع Jt حول هر محوری در صفحه دوران ، ممانهای اینرسی اصلی جسم صلب هستند .
همچنین فرض کنید ، به سبب خطاهای کوچک ، موقعیت نقطه P که بر روی مرکز جرم جسم صلب قرار دارد ، منطبق بر نقطه C ، مرکز شافت ، نباشد . فاصله بین این دونقطه خارج مرکزی است . بنابراین ، محور تقارن جسم صلب کاملاً منطبق بر م حور چرخش نیست . زاویه بین آنها خطای زاویه‌ ای است . این دو خطا ، که کوچک فرض می‌شوند ، به ترتیب باعث نابالانسی استاتیکی و کوپل می‌شوند .
این سیستم دارای شش درجه آزادی است و برای مطالعه رفتار دینامیکی سیستم باید شش مختصات تعمیم یافته تعریف شود . فرض دیکوپله بودن رفتارهای محوری، عرضی و پیچشی که در تیرها صادق است برای مطالعه قسمت الاستیک سیستم در نظر گرفته می شود . می‌توان نشان داد که جدایش مشابهی بین قسمتهای اینرسی مدل رخ می‌دهد و برای مطالعه رفتار عرضی سیستم در سرعت ثابت یک مدل چهار درجه آزادی کافی است .
برای بدست ‌آوردن معادلات ح رکت روتور ابتدا به معرفی چهارچوبهای موردنیاز پرداخته می‌شود . چهارچوب OXYZ طبق معمول چهارچوب اینرسی و مبداءO منطبق بر مرکز هندسی روتور در حالت سکون است . دستگاه CX'Y'Z' چهارچوبی است که محورهای ‌آن موازی محورهای دستگاه OXYZ است لیکن مبداء آن منطبق بر مرکز هندسی روتور در حالت تغییر شکل یافته است . چهارچوب Cxyz چهارچوب متصل به روتور است که مبداء آن همان نقطه C می‌باشد چهارچوب CX'Y'Z' با دورانهای زیر به دستگاه Cxyz تبدیل می‌شود .
- دوران حول محور X' به اندازه به طوریکه محور Y' وارد صفحه دوران روتور در حالت تغییر شکل یافته بشود. دستگاه بدست ‌آمده را CX"Y"Z" می‌نامیم و ماتریس دوران مربوطه R1 است .
- دوران حول محور Y" به اندازه به طوریکه محور X" وارد صفحه دوران بشود . دستگاه بدست آمده و ماتریس دوران R2 است .
- با دوران چهارچوب بدست آمده حول محور به اندازه دستگاه Cxyz بدست می‌آید . برابر زاویه چرخش روتور است و اگر سرعت زاویه‌ ای روتورثابت و برابر باشد زاویه برابر است . ماتریس دوران این مرحله R3 است .
زوایای و همان زوایای اویلر می‌باشند . با توجه به اینکه روتور دارای اندکی نابالانسی است لذا مرکز جرم روتور بر نقطهC منطبق نبوده و روتور دارای خارج از مرکزی می‌باشد . مرکز جرم روتور را با P نشان داده و زاویه بین خط CP و محور x برابر فرض می‌شود . همچنین محور تقارن روتور کاملاً بر محور دوران یعنی z منطبق نبوده و با یکدیگر زاویه‌ای برابر خواهند داشت .
اگر نابالانسی روتور به گونه‌ای فرض شود که یکی از محورهای اینرسی اصلی روتور ( محوری که در صفحه روتور قرار می‌گیرد) موازی محور y باشد ، می‌توان با دوران دستگاه Cxyz حول محور y به اندازه به چهارچوب متصل به جسم و منطبق بر محورهای اصلی روتور رسید . ماتریس دوران متناظر با R4 نشان داده می‌شود . ماتریسهای دوران R1 تا R4 به صورت زیر بدست می‌آید :
مختصات تعمیم یافته X ،‌ Y و Z ، مختصات نقطه C بوده وزاویه‌های و زوایای اویلر روتور می‌باشد . فرض کوچک بودن جابجایی‌ها برای صادق نمی‌باشد لیکن برای دیگر مختصات برقرار است. برای محاسبه انرژی جنبشی سیستم ابتدا مختصات و سرعت نقطه P یعنی مرکز ثقل روتور در دستگاه اینرسی محاسبه می‌شود . ماتریس دوران را با جایگزینی به جای در R3 بدست آورده و مختصات نقطه P به صورت زیر بدست می‌آید :
( 2-29)
با انجام عملیات ریاضی و صرفنظر کردن از ترمهای کوچکتر داریم :
(2-30)
وسرعت نقطه P به صورت زیر محاسبه می‌گردد:
(2-31)
ترم دوم در مولفه سوم سرعت بیانگر سرعت محوری P در اثر دورانهای حول محورهای عمود بر شافت و خارج از مرکزی است و باعث کوپله شدن حرکت‌های محوری و عرضی می‌شود . با فرض کوچک بودن خارج از مرکزی روتور می‌توان از این ترم صرفنظر نموده و انرژی جنبشی مربوطبه سرعت خطی به صورت زیر بدست می‌‌آید :
برای محاسبه انرژی جنبشی دورانی ، سرعت زاویه‌ ای مطلق روتور در چهارچوب منطبق بر محورهای اصلی روتور بصورت زیر بدست می ‌آید :
با انجام عملیات ریاضی و در نظر گرفتن فرض جابجایی‌های کوچک می‌توان نتیجه گرفت :
انرژی جنبشی دورانی با صرفنظر کردن از ترمهای کوچکتر به صورت زیر بدست می‌آید :
(2-35)
برای استخراج معادلات حرکت ازمعادله لاگرانژ استفاده می‌شود لیکن در اینجا کلیه نیروهای وارد بر


دسته‌بندی نشده  وزنه هارمونیک نابالانسی میرایی موقعیت مودال مغناطیسی مشتری مختلط مختصات محوری محورهای ماشینهای گلوله کنترلی کمبل کشور فرکانسهای فرکانس عرضی ضرایب صلب شافت سیستمها سرعتهای ژیروسکوپی رینگ ریاضی روتورهای روتورها روتور رقابت دینامیکی دینامیک دیاگرام دورانی درآمد دائمی چهارچوب چرخش جنبشی جفکات جسم جابجایی جابجا تکیه تکنیک تقارن تعمیم ترکیبی تحریک بیرینگها بانکی بانکداری بانک بالانسر بالانس اینرسی اینترنت انفعالی انرژی الگوریتم الکترونیکی الاستیک استهلاک ارتعاشی ارتعاشات اتوماتیک آزادی XY

3 (25)

معرفي مهندسي عمران   INCLUDEPICTURE “http://www.vojoudi.com/civil/images/image001.jpg” \* MERGEFORMATINET   1-  مقدمه: مجموعه مهندسي عمران يا رشته عمران يكي از رشتههاي پر اهميت و جذاب در مجموعه رشتههاي آزمون سراسري است كه داوطلب در گروه آزمايشي علوم رياضي و فني ميتواند آن را... ادامه متن

دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil   دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil
معرفی مهندسی عمران
  INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image001.jpg" \* MERGEFORMATINET  
1-  مقدمه:
مجموعه مهندسی عمران یا رشته عمران یکی از رشتههای پر اهمیت و جذاب در مجموعه رشتههای آزمون سراسری است که داوطلب در گروه آزمایشی علوم ریاضی و فنی میتواند آن را انتخاب کند. پیشرفت سریع جوامع و نیازهای روز افزون آنها به انجام طرحهای مختلف عمرانی از یک طرف و رشد و توسعه علوم مختلف از طرف دیگر، ایجاب مینماید تا با یک برنامه ریزی صحیح و همه جانبه و پرورش استعدادهای جوان و نیز استفاده بهینه از ابزار و امکانات موجود در جامعه ، گامی بلند  در جهت ترقی و تعالی جامعه برداشته شود.
 2-  اهمیت و ضرورت:
سرپناه از نیازهای اساسی و اولیه نوع بشر است که در دورههای مختلف زندگی او بصورتهای مختلفی به این نیاز پاسخ داده شده است. انسانهای اولیه از غارها که بصورت طبیعی ساخته پدیدههای زمین شناسی بودند استفاده میکردند. ولی آیا انسان بلند پرواز که همواره سعی در بدست آوردن و رام کردن طبیعت دارد، میتوانست به این مکانهای محدود و بی روح بسنده کند؟
انسانها با بکارگیری ابزارهای دست ساز خود و استفاده از منابعی که طبیعت در اختیار آنها قرار میداد، اقدام به ساخت محلی برای زندگی خود کردند. با پیدایش اولین سرپناه دست ساز بشر پایه و اساس مهندسی عمران بوجود آمد. با بزرگتر شدن جوامع و نیاز آنها به سرپناههای بزرگتر، و تلاش بشر در جهت مهار و رام کردن طبیعت در جهت رفع نیازهای خود همانند ساختن سدها و پلها و ... رفته رفته نقش مهندسی عمران در زندگی بشر پررنگ و پررنگتر شد.
پیشرفتهای بزرگی که امروزه شاهد آن هستیم در سایه آرامش و ایمنی ایجاد شده توسط مهندسی عمران حاصل گردیدهاست. مهار قهر طبیعت همانند سیل و زلزله و طوفانهای وحشتناک، هدیههایی هستند که مهندسی عمران به جامعه امروزی عطا کرده است. از طرف دیگر راههای ارتباطی که همچون شریانهای حیاتی جامعه هستند، سدهای عظیمی که برق را به ارمغان میآورند، تونلهایی که دل کوهها را میشکافند و ... همگی شواهدی بر اهمیت این رشته مهندسی دارند.
در زبان انگلیسی به مهندسی عمران Civil Engineering اطلاق میشود که Civil به معنی تمدن و از همان ریشه کلمه Civilization است. پس میتوان نتیجه گرفت همانطور که از اسم این رشته پیداست، مهندسی عمران یعنی مهندسی تمدن! و تقریبا بیش از سایر رشتههای مهندسی به جامعه نزدیکتر است.
 
3-  تفاوت مدرک و شغل مهندس عمران:
ذکر این نکته ضروری است که مهندسی عمران، یک مدرک تحصیلی است که به فرد پس از تحصیل در دانشگاه اعطا میشود، ولی به عنوان شغل به حساب نمیآید. بلکه بدلیل گسترده بودن حوضه فعالیت دانش آموختگان این رشته، شغلهایی که یک مهندسی عمران میتواند داشته باشد بصورتهای مختلفی طبقهبندی میشوند. یک مهندس عمران میتواند در حوضه پیمانکاری، مشاوره، نظارت و یا اگر دقیقتر به موضوع بنگریم در قسمتهای ساختمان سازی، سدسازی، راه سازی، پالایشگاه و سازههای صنعتی، مدیریت ساخت، سازههای دریایی و ... فعالیت داشته باشد که سعی خواهم کرد در ادامه مطلب توضیحات بیشتری را در این مورد ارائه نمایم.
 رشته عمران در کشور ایران در مقاطع کاردانی، کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترا تدریس میشود و امکان گرفتن مدرک در هرکدام از مقاطع برای دانشجویان ایرانی وجود دارد. با بالارفتن سطح تحصیلی، بدلیل گسترده بودن زیر مجموعهها، زمینه فعالیت محدود و بصورت تخصصی درمیآید، برای مثال یک دانشجو در دوره کارشناسی عمران، بصورت ضمنی تمام دروس زیر مجموعههای مختلف را مطالعه میکند و تقریبا با تمام زیر مجموعهها بصورت محدودی آشنا میشود ولی در دورههای بالاتر فقط یکی از زمینهها مورد مطالعه دقیقتر قرار میگیرد. برای مثال درس "اصول مهندسی زلزله" یکی از دروس دوره کارشناسی است که طی آن دانشجویان با اساس زلزله و طراحی در برابر زلزله آشنا میشوند. اما در دوره کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، دانشجویان فقط بصورت تخصصی به مطالعه دقیق زلزله میپردازند.
در این مطلب بیشتر به معرفی رشته مهندسی عمران یعنی دوره کارشناسی عمران پرداخته میشود و گرایشهای مختلف آن توضیح داده میشود.
 
 
  INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image003.jpg" \* MERGEFORMATINET
نمایی از سد کارون 3 در حال ساخت
 
 
 
 
4-  معرفی اختصاری گرایشهای مختلف مهندسی عمران
4-1-       مهندسی عمران – عمران
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image005.gif" \* MERGEFORMATINET
این رشته قبلا به مهندسی راه و ساختمان موسوم بوده و به منظور تربیت مهندسان طراح ، محاسبه و اجرای پروژه‌های ساختمانی، صنعتی ، راه‌سازی و تاسیسات آبی و نظارت بر حسن اجرای طرحهای عمرانی در زمینه‌های فوق و همچنین همکاری با مهندسان مشاور یا محاسبه در زمینه‌های یاد شده ، به وجود آمده است. قسمت عمده دروس این رشته را مجموعه متنوعی از دروس نظری و پروژه‌های طراحی تشکیل می‌دهد و کنار آنها تعدادی دروس آزمایشگاهی و کارگاهی و نیز دو دوره کارآموزی در طی دو تابستان پیش‌بینی شده است. با توجه به سیاستهای عمرانی و سرمایه‌گذاریهای دولت برای ایجاد ساختمانها، راهها، پلها، سدها، نیروگاههای هسته‌ای و حرارتی ، رفع نیازهای عمرانی در زمینه مسکن و تاسیسات آبی جهت تامین آب آشامیدنی شهرها و روستاها همچنین بازسازی مناطق جنگ‌زده اهمیت این رشته مشخص می‌شود. فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در وزارتخانه‌ها (نظیر وزارتخانه‌های راه‌ و ترابری مسکن و شهرسازی و نیرو) و شرکتهای دولتی و شرکتهای خصوصی و مهندسان مشاور به کارهای طراحی ، محاسبه و اجرا بپردازند. در شرایط حاضر فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در دوره‌های مختلف کارشناسی ارشد سازه (آنالیز و طرح سازه‌ها) ، خاک و پی (مطالعه مسائل مربوط به رفتار خاکها و محاسبات پی‌ها) ، راه و ترابری (طرح راهها و شبکه ترابری) ، سازه‌های آبی (طراحی سازه‌های هیدرولیکی و مسائل آبی دیگر در ارتباط با سدها) در داخل کشور ادامه تحصیل دهند.
امکان ادامه تحصیل در دوره دکتری در داخل و در خارج از کشور وجود دارد. دارا بودن دانش قوی ریاضی و فیزیک و توانایی جسمانی از ضروریات این رشته است. حدود 10 درصد از دروس این دوره عملی است و از دروس تخصصی آن می‌توان طراحی سازه‌های فولاد و بتن ، پی‌سازی، مکانیک خاک، مکانیک سیالات، هیدرولیک و تحلیل سازه‌ها را نام برد.
 
 
4-2-       مهندسی عمران – نقشه‌برداری
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image007.gif" \* MERGEFORMATINET
 
طرح و اجرای برنامه‌های عمران و مطالعات مربوط به زمین مستلزم وجود اطلاع دقیق مهندسی (مسطحاتی، ارتفاعی، چگونگی) به هنگام به صورت نقشه‌های گوناگون (ترسیمی ، رقمی، تصویری) از منطقه مورد نظر است. مجموعه نقشه‌برداری پاسخگوی این نیازها به گونه‌ای هماهنگ با دیگر رشته‌های عمران است و هدفش تربیت افرادی است که آگاهی علمی کافی و مهارت فنی لازم را در زمینه نقشه‌برداری داشته باشند. داوطلبان ورود به این رشته باید در ریاضیات (هندسه، مثلثات) و فیزیک دوره دبیرستان قوی بوده علاقه‌مندی و آمادگی جسمی (برای کارهای صحرایی و ...) لازم را دارا باشند. بعضی دروس تخصصی این رشته عبارتند از : راه سازی ، تئوری خطاها، جغرافیای ایران ، نقشه‌برداری، ژئودزی (جهت تعیین شکل زمین) فتوگرامتری زمینی و هوایی (عکسهای هوایی) کارتوگرافی، هیدروگرافی (نقشه‌برداری از بستر دریا) ، پروژه و کارآموزی از جمله دروس این دوره است. بعضی تواناییهای فارغ‌التصیلان این رشته عبارتند از:
مدیریت گروههای اجرایی در عملیات نقشه‌برداری ، طرح و برنامه‌های سیستم نقشه، محاسبات و برنامه‌ریزی در زمینه‌های مختلف فنی نقشه‌برداری، تدریس و آموزش در دوره کاردانی (پس از طی دوره مربوط به تعلیم و تربیت).
امکان ادامه تحصیل در این رشته تا حد کارشناسی ارشد در داخل و در سطوح بالاتر در خارج از کشور موجود است. سازمان نقشه‌برداری وزارت برنامه و بودجه ، وزارت راه و ترابری ،‌ وزارت نفت ، سازمان آب ، سازمان بنادر و کشتیرانی،‌ اداره جغرافیایی ارتش و سپاه و بخش خصوصی و ... از جمله محلهای جذب فارغ‌التحصیلان این رشته است.
نظر دانشجویان: این رشته از لحاظ آموزشی با نارسایی‌هایی نظیر کمبود استاد و لوازم کار مواجه است. زیربنای کلیه کارهای عمرانی نقشه برداری است و با توجه به لزوم انجام دادن کارهای عمرانی، فارغ‌التحصیلان آن سریعا جذب بازار کار می‌شوند. داوطلبان باید به سختی کار در بیابان و کوهستان و شرایط سخت نقشه‌برداری توجه داشته باشند.
 
4-3-       مهندسی عمران – آب


INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image009.gif" \* MERGEFORMATINET
این دوره به منظور تربیت متخصصانی تدوین شده است که بتوانند در زمینه‌های شناخت منابع آب و کنترل و بهسازی کیفیت منابع آب اطلاعات لازم را به دست آورند تا بتوانند در مراحل مختلف طراحی ، نظارت و مدیریت پروژه‌های آب کار کنند. با توجه به اینکه توسعه کشور در زمینه‌های کشاورزی، صنعتی ، عمران و ... بستگی به میزان آب قابل استفاده دارد می‌توان صنعت آب را در ایران در زمره صنایع مادر به حساب آورد. داوطلبان ورود به این دوره باید در دروس ریاضی، فیزیک و شیمی دبیرستان قوی بوده، علاقه‌مندی و استعداد لازم (خصوصا در زمینه طراحی ) را داشته باشند. دروس این دوره به صورت عمومی، پایه ، اصلی ، تخصصی، انتخابی و کارآموزی (کارآموزی صحرایی پروژه تخصصی و کارآموزی تخصصی) است. بعضی دروس اصلی و تخصصی این رشته عبارتند از : مکانیک خاک ، هواشناسی ، هیدرولیک ، آبهای زیرزمینی ، سدهای کوتاه ، پی‌سازی و ...
فارغ‌التحصیلان این دوره تواناییهای لازم را در زمینه‌های مربوط به کارشناسی مطالعه منابع آب ، تاسیسات آبی و سازه‌های هیدرولیکی، کارشناسی آب و فاضلاب و نظارت بر حسن اجرای طرحهای آبی را خواهند داشت. امکان ادامه تحصیل در این رشته تا حد کارشناسی ارشد و بالاتر در داخل و خارج از کشور وجود دارد. سازمان آب، وزارت جهاد کشاورزی ،‌ وزارت نیرو و بخش خصوصی و ... از جمله مراکز جذب فارغ‌التحصیلان این دوره است.
نظر دانشجویان : یکی از امتیازات این گرایش آن است که علاوه بر محاسبات سازه‌ای، وارد محاسبات هیدرولوژی و هیدرولیک نیز شده و بر وسعت کار می‌افزاید.
 
 
 
بدلیل اهمیت گرایش مهندسی عمران – عمران و اینکه امروزه اطلاق مهندسی عمران بیشتر تداعی کننده این گرایش است، به توضیح جزئیات بیشتری از این گرایش میپردازیم:
 
5-   توضیح کامل گرایش مهندسی عمران – عمران
 
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image011.jpg" \* MERGEFORMATINET
 
5-1-    تعریف و هدف
عمران یکی از گرایشهای مجموعه مهندسی عمران است که در مقطع کارشناسی در بسیاری از دانشگاههای معتبر کشور ارائه می گردد.
هدف از این رشته تربیت نیروهای متخصصی است که بتوانند در پروژه های مختلف عمرانی در زمینه های ساختمانی ، راه سازی،پل سازی، سازه ها و بناهای آبی ، جمع آوری  و دفع فاضلاب و … مسوولیت طرح، محاسبه اجرا و نظارت بر اجرا را بر عهده گیرند.
5-2-    اهمیت و جایگاه در جامعه
کمتر جایی از یک جامعه و کمتر محلی  از یک منطقه است که فعالیتهای عمرانی به عنوان اولین واساسی ترین نیازهای آن طرح نشود. حتی تمام فعالیتهای صنعتی، کشاورزی، و … نیز به طور مستقیم و غیر مستقیم به این رشته و ابسته اند و از آن سود می برند.
علاوه بر رشد و توسعه جوامع، پیشرفت علم و فن آوری نیز ضرورت پرداختن و توجه دقیق و علمی به کارهای عمرانی و تغییر شیوه های گذشته را آشکار می سازد. فعالیتهای مختلف عمرانی در جهت ایجاد ساختمانها، راهها- پلها، سدها، شبکه های آب رسانی شهرها و روستاها، ساختمانهای خاص نظیر نیرو گاههای هسته ای و حرارتی و .. بخش بزرگی از مجموعه فعالیتهای اقتصادی و تولیدی کشور را به خود اختصاص می دهد به گونه ای که سهم عظیمی از سرمایه گذاری های ملی در طرحهای ساختمانی و صنایع وابسته به آن به کار گرفته می شود.
مجموعه مطالب بیان شده و نیز جذب سریع فارغ التحصیلان این مجموعه در وزارت خانه ها و نهادها  و سازمانهای دولتی و همچنین بخشهای خصوصی نظیر : شرکتهای مهندسان مشاور و شرکتهای ساختمانی و راه سازی و … اهمیت قابل ملاحظه و نیاز خاص به متخصص در این رشته را، حتی در مقایسه با سایر رشته های فنی و مهندسی، به وضوح نشان می دهد .
 
5-3-    تواناییهای لازم برای داوطلبان این رشته و ادامه تحصیل در آن
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image013.jpg" \* MERGEFORMATINET
برای ادامه تحصیل در این رشته – با توجه به کمیت و کیفیت درسهایی که در این دوره تدریس می گردد – داوطلب باید از توان و دانش برتر در زمینه های ریاضی . فیزیک برخوردار باشد، همچنین توان جسمی، قدرت تجزیه و تحلیل، قدرت تجسم و دقت کافی در مسائل را داشته باشد. شایان ذکر است که بسیاری از کارها و طرحهای عمرانی در خارج از محیطهای شهری بوده و فعالیت نسبتا" زیادی را می طلبد.
5-4-    تواناییهای فارغ التحصیلان
همان گونه که اشاره شد، فارغ التحصیلان این رشته می توانند پس از پایان تحصیلات، مسوولیتهای متفاوتی نظیر طراحی، محاسبه ، اجرا و نظارت بر اجرای طرحهای مختلف عمرانی را به عهده گیرند. از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود :
     1- محاسبه، ساخت و اجرا و تا حدودی طراحی ساختمانهای مختلف مسکونی ، اداری و صنعتی اعم از آجری، بتنی وفولادی، نظیر ساختمانهای مسکونی ویلایی ، چند طبقه، آپارتمانها و برجهای بلند و همچنین کارهای ساختمانی اداره ها، مدرسه ها، بیمارستانها، کارخانه ها و مراکز صنعتی، ساختمانها و مراکز ورزشی، تالارهای اجتماعات و …
2 - طراحی، محاسبه و اجرای راهها و جاده های مختلف ارتباطی داخل و خارج شهرها و و روستاها اعم از : راههای شوسه، راههای آسفالته، بزرگ راهها و نیز راه آهن ( شامل مسیریابی، پیاده کردن مسیر، زیر سازی و روسازی).
3-  ساخت و اجرا و در مواردی طراحی و محاسبه انواع پلهای بتنی وفلزی و با دهانه ها و ابعاد و شکلهای متفاوت نظیر : پلهای داخل شهری و روگذرها، پلهای خارج شهری و جاده ها.
4- اجرای سدهای مختلف خاکی و بتنی و نیز بندهای انحرافی و سایر تاسیسات وایسته نظیر تونل یا کانال انحراف آب رودخانه ( جهت اجرای عملیات کارگاهی در ضمن ساخت سد) ، تاسیسات آبگیری از سد و کنترل ارتفاع آب در پشت سد و ... )
5 - اجرای کارهای مربوط به ساماندهی رودخانه ها.
6- طراحی، محاسبه و ساخت خطوط انتقال آب اعم از انواع کانالهای تحت فشار و یا کانالهای با سطح آزاد آب که به منظور انتقال آب از سدها و دریاچه ها و .. . برای مصارف کشاورزی، شرب و صنعتی به منطقه های مورد نیاز و نیز جهت انتقال آب از تصفیه خانه های آب به مخازن آب و از آن جا به مناطق مصرف، ساخته می شوند.
7- ساخت تصفیه خانه های آب و فاضلاب شامل : ساختمانها تاسیسات مربوط ، محوطه سازی و ...
8- طراحی، محاسبه وساخت شبکه های آب رسانی به منطقه های شهری و روستایی جهت تامین آب شرب مورد نیاز افراد و تاسیسات مربوط نظیر : مخازن آب،لوله کشی، انشعابات، و ...
9- طراحی ، محاسبه ساخت شبکه های جمع آوریو دفع آبهای سطحی ناشی از نزولات جوی در خیابانها وسایر منطقه های شهرها و شهر کها و همچنین شبکه های جمع آوری و دفع فاضلابهای خانگی و صنعتی و انتقال آنها به خارج از شهر و تصفیه خانه ها.
10- انجام بسیار از کارهای نقشه برداری که برای کارهای ساختمانی مختلف نظیر: سراه سازی، سد سازی، و  کهبه خصوص برای پیاده نمودن و اجرای دقیق نقشه ها مورد نیاز است، و همچنین تا حدودی کارهای نقشه کشی طراحی و معماری .
 
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image015.jpg" \* MERGEFORMATINET
نمایی از برج مخابراتی میلاد در حال ساخت
 
 
5-5-    موقعیتهای شغلی و محلهای کار
مراکز مختلفی به صورت مستقیم و غیر مستقیم در فعالتیهای عمرانی نقش دارند که هر یک به تناسب نوع فعالیت خود، اقدام به جذب فارغ التحصیلان این رشته می کنند. 
 وزارت خانه های مسکن و شهر سازی، راه و ترابری ، جهاد سازندگی و نیرو بهصورت گسترده تر و سایر وزارت خانه ها ، اداره ها ، سازمانها، مراکز دولتی و خصوصی نظیر : وزارت خانه های آموزش وپرورش ، کشاورزی، فرهنگ و آموزش عالی،بانکها و ... به صورت غیر مستقیم برای کارهای عمرانی خود مثل طرح محاسبه ، اجرا و نظارت بر اجرا، نیاز به استخدام مهندسان عمران دارند. علاوه بر آن، شرکتهای مختلف مهندسان مشاور که در کشور به صورت گسترده  وظیفه طراحی ، محاسبه و نظارت براجرای پروژه های ساختمانی را برعهده دارند، همچنین شرکتهای ساختمانی و را ه سازی دولتی و خصوصی که در اجرای این طرحها فعالیت دارند ،تعداد کثیری از فارغ التحصیلان رشته عمران را استخدام می کنند.
5-6-    واحدهای درسی
بر اساس مصوبه های شورای عالی برنامه ریزی، دانشجو باید در دوره کارشناسی عمران 14 واحد درسی رابگذراند که 20 واحد آن درسهای عمومی ، 25 واحد درسهای پایه، 8 واحد درسهای اصلی و تخصصی الزامی و 15 واحد درسهای اختیاری است.
     1- درسهای عمومی ،درسهایی است که در تمام رشته های تحصیلی دانشگاهی و در دوره های کارشناسی و کارشناسی ارشد پیوسته ب صورت مشترک ارائه می گردد و دانشجو موظف به گذراندن آنهاست، نظیر معارف اسلامی، فارسی و زبان خارجی .
درسهای پایه به درسهای گفته می شود که در غالب رشته های هم گروه ( نظیر گروه فنی و مهندسی ) و بخصوص در گرایشهای مختلف یک رشته، بهصورت مشترک تدریس شده، اساس و پایه درسهای اصلی و تخصصی را تشکیل می دهد نظیر ریاضی عمومی ،معادلات دیفرانسیل وفیزیک.
درسهای اصلی و تخصصی الزامی عبارت از درسهایی است که دانشجو را در زمینه تخصصی مربوط آموزش داده،او را برای انجام وظایف خاص در زمینه کارهای خویش در جامعه آماده میسازد ، نظیر " رسم فنی و نقشه کشی ساختمان " ، " سازه های بتن آرامه " و " سازه های فولاد " . گذراندن این درسهای تخصصی الزامی است.
درسهای اختیاری ، عبارت است از : مجموعه درسهایی که اگر چه تخصصی است، اما دانشجو می تواند با توجه به علاقه شخصی و برنامه ای که برای اینده خود دارد و همچنین نظر استاد راهنما در گروه و با هماهنگی شورای آموزشی گروه، تعدادی از آنها را انتخاب نماید : نظیر : " ماشین الات ساختمان " ، اصول مهندسی ترافیک " و بناهای آبی " .
الف ) درسهای پایه
13 واحد از درسهای پایه در زمینه ریاضی است، شامل " ریاضی عمومی " ، " معادلات دیفرانسیل " ، " محاسبات عددی و آمار " و " احتمال مهندسی " که پایه درسهای تخصصی در مهندسی عمران را تشکیل می دهد ومکمل ریاضیاتی است که در دوران دبیرستان و در رشته ریاضی – فیزیک خوانده می شود. برای موفقیت در این درسها، دانشجو باید تلاشهای فکری و علمی قابل ملاحظه ای انجام دهد.
همچنین درسهای " فیزیک در زمینه های حرارت " ، " مکانیک " و الکتریسته " و " مغناطیس " و یز درس " برنامه نویسی رایانه" – که در آن دانشجو با رایانه و زبانهای برنامه نویسی رایانه آشنا می شود وبه برنامه نویسی به زبان فرترن تسلط پیدا می کند – از جمله درسهای پایه هستند.
ب ) درسهای اصلی و تخصصی الزامی
این درسها که بسیاری از آنها به یک دیگر وابسته اند و بعضی پیش نیاز درس دیگر است، دانشجو در طول نیم سالهای مختلف تحصیلی آنها را انتخاب ومی گذراند. دراین جا خلاصه ای از مطالب مطرح شده در بعضی از درسهای تخصصی الزامی را ارائه می کنیم .
رسم فنی و نقشه کشی ساختمان : در درس " رسم فنی و نقشه کشی ساختمان " ، دانشجو با اصول کلی رسم فنی و نمایش قطعه ها به صورت تصویری آشنا شده، پس  از شناخت علائم قرار دادی در نقشه های ساختمان و نقشه های تاسیسات برقی و مکانیکی، چگونگی رسم نقشه های مختلف و خواندن نقشه های ساختمانی  را فرامی گیرد.
اصول مبانی معماری و شهر سازی : در این درس که پس از درس فنی و نقشه کشی گذراندنه می شود، دانشجویان با نظریه های معماری ونقش مهندسان معماری در جامعه آشنا شده، چگونگی ارتباط بین فضاهای مختلف در انواع ساختمانها نظیر ساختمانهای مسکونی ، کودکستان، مدرسه ، کتابخانه ، بناهای صنعتی و درمانگاه وبیمارستان را فرا می گیرند.  همچنین مطالبیدر مورد مفاهیم اولیه شهر سازی و جوامع روستایی و شناخت طرحهای هادی و تفصیلی و منطقه ای در مورد فعالیتهای عمرانی شهری، در این درس ارائه می گردد.
استاتیک، مقاومت مصالح ،تحلیل سازه ها : در این درسها که به ترتیب در نیم سالهای مختلف ارائه می گردد، تعادل سازه های مختلف دراثر بارها ونیروهای وارده بر آنها مورد مطالعه قرار گرفته، چگونگی محاسبه سازه هایی همچون خرپاها بیان می شود. سپس به بررسی نیروهای داخلی به وجود آمده دراثر بارهای خارجی وروشهای تعیین آنها در قسمتهای مختلف سازه پرداخته ، ضمن تعیین مشخصه های هندسی قطعه های مختلف، مقاومت آنها را در مقابل نیروهای محوری و برشی همچنین خمش و پیچش مورد بررسی و تجزیه وتحلیل قرار می دهد.
همچنین در درس" تحلیل سازه ها " ، روشهای محاسبه تغییر مکان سازه ها و تحلیل سازه های پیچیده تر نظیر : " تیرهای سراسری " " قابهای" وساختمانهای بلند ( برج)، به دانشجو آموزش داده می شود.
اصول مهندسی زلزله : شناخت علتهای وقوع زلزله ، چگونگی سنجش قدرت زلزله، چگونگی تخریب و راههای کاهش پیامدهای آن، و روشهای تحلیل سازه های مختلف در برابر زلزله جهت مقاوم سازی آنها  به خصوص برای منطقه های زلزله خیز ایران از اهمیت  خاصی برخوردار است کهدر درس " اصول مهندسی زلزله " مورد بحث قرار می گیرد.
سازه های بتن آرمه و پروژه : بسیاری از ساختمانها وسازه ها نظیر ساختمانهای چند طبقه ،پلها و .. با بتن و بتن مسلح ساخته می شود و در موارد دیگر نیز حداقل برای ساخت قسمتهایی از سازه نظیر پی و فوندانسیون ( شالوده ) و..  از بتن استفاده می گردد. در درس " سازه های بتن آرامه " با استفاده ازاصول فراگرفته شده در تحلیل سازه ها، واکنش قطعات بتنی نظیر تیرها، ستونها، قابها، و صفحات ساخته شده از بتن مسلح تحت تاثیر انواع مختلف بارگذاری وترکیبات آنها مورد بررسی قرار گرفته ، با توجه به خواص مکانیکی بتن و فولاد و ایین نامههای مختلف ،ابعاد قطعه ومیزان فولاد لازم در هر قسمت ، معین و طراحی می گردد.
در نهایت ،دانشجو از طریق انجام طرح، کلیه مرحاه های بارگذاری، آنالیز، و طراحی یک سازه بتنی را به پایان رسانیده، گزارش کاملی از طی مراحل و نحوه محاسبات ونتیجه آنها ارائه می کند.
سازه های فولادی وپروژه : دراین درسها،دانشجو ضمن آشنا شدن با انواع فولادهای ساختمانی ، واکنش و مقاومت آنها، به چگ.نگی عملکرد اعضای مختلف یک سازه فولادی تحت اثر بارهای مختلف تسلط یافته، نحوه محاسبه قطعه های مختلف نظیر تیرها، ستونها، قابها، بادبندها واتصالهای مختلف آنها را فرا می گیرد، همچنین برای طراحی و تعیین مشخصه ها و ابعاد این قطعه ها، حداقل با یک ایین نامه معتبر بین المللی و نیز با ایین نامه ساختمانهای فولادی ایران آشنایی کامل پیدا می کند.
در پایان درس نظری ، دانشجو طرح کامل یک سازه فولادی را از ابتدا تا انتها به همراه گزارش مبسوط آن – به عنوان پروژه – ارائه می کند.
مکانیک خاک و پی سازی : بارهای وارد شده بر سازه ها از طریق پی یا فوندانسیون ( شالوده ) به خاک منتقل می شود. بدین جهت، شناخت چگونگی واکنش انواع خاکها و پی ها از ضروریات است. با این تعبیر ، هدف از این دو درس ، اشنایی دانشجو با مبانی و مفاهیم مقدماتی واکنش خاکها با تکیه بر خواص فیزیکی – مکانیکی آنها و با توجه به زمینه های کاربردی در مسائل مهندسی نظیر تنشها ومقاومت خاک و بررسی پایداری در خاکها و اصول و قانونهای حاکم بر آنها وهمچنین شناسایی انواع پی ها، ظرفیت باربری و محاسبه آنهاست .
مکانیک سیالات ، هیدرولیک و هیدرولوژی مهندسی : بررسی خواص فیزیکی سیالات و از جمله آب، قانونهای حاکم بر آنها در حالت سکون و حرکت، نیروهای وارد ده بر اجسام و ساختمانها تاسیسات مختلف ناشی از وجود سیال، تجزیه وتحلیل ومحاسبه جریان درمسیرهای تحت فشار و نیز بررسی حرکت وواکنش آب در شرایط و حالتهای مختلف در کانالهای با سطح آزاد و قانونهای هیدرولیکی حاکم بر آنها، از جمله هدفهای درسهای مکانیک سیالات و هیدرولیک است. همچنین در درس هیدرولوژی مهندسی، دانشجو با انواع بارندگیها، تبخیر و تعرق ، نفوذ آب در خاک، آبها سطحی ، آبهای زیر زمینی و روشهای تخمین و مطالعه آنها آشنا می شود.
مهندسی آب وفاضلاب و پروژه : برای تامین آب مورد نیاز جوامع روستایی ،شهری ومراکز صنعتی لازم است تا با انواع و میزان مصرف آب،چگونگی تامین آب، خطوط انتقال و نحوه محاسبه آنها، تصفیه خانه ها، مخزنهای ذخیره، شبکه  توزیع آب و محدودیتهای فنی مربوط، آشنایی کامل وجود داشته باشد، همچنین چگونگی جمع آوری ، دفع و تصفیه فاضلابهای سطحی ، خانگی وصنعتی و آشنایی با مجموعه تاسیسات مرتبط از مسائلی است که یک مهندس عمران باید با آنها آشنایی داشته باشد. این موارد از جمله هدفهای درس " مهندسی آب و فاضلاب و پروژه " است که در نهایت به انجام یک پروژه برای محاسبه و طراحی کامل شبکه توزیع آب، جمع آوری و دفع فاضلاب و آبهای سطحی یک شهر یا شهرک منجر می شود.
بناهای آبی : در این درس ، دانشجو با طراحی و محاسبه برخی از شیوه های انتقال  آب و سازه های آب نظیر : کانالهای خاکی  و پوشش دار، کانالهای تحت فشار ، ایستگاههای پمپاژ، آبشارها یا شیب شکنها، زیر گذرها، حوضچه های آرامش و چگونگی آبگیری از سدها، دریاچه ها، کانالها و رودخانه ها و تاسیسات مربوطه آشنا می شود.
نقشه برداری و عملیات : کاردان با دوربینهای مختلف نقشه برداری از طریق اندازه گیری مستقیم و موقعیت نقاط زمینی شناخت انواع و استاندارد نقشه و کاربرد آنها در مهندسی عمران، روشهای اندازگیری طول، زاویه تعیین امتداد وترازیابی و ... از نیازهای ضروری مهندسی عمران است که در درسهای یاد شده به عنوان یکی از درسهای جذاب بیان می گردد.
راه سازی، روسازی راه و مهندسی ترابری : از جمله تخصصهای مهم یک مهندس عمران، شناخت طرح و محاسبه زیر سازی و روسازی راههاست. بدین منظور درسهای یاد شده جهت فراگیری مطلبی نظیر : طراحی و اجرای راها شامل : مسیریابی، عملیات خاکی، مشخصه ها و طرح هندسی راها در مسیرهای افقی و قائم، مشخصه های فنی انواع مصالح راه و لایه های مختلف روسازی آن ، همچنین روشهای طرح و اجرای روسازیهای شنی و آسفالتی و نیز شبکه هاب حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی و برنامه ریزیها و مدیریتهای حمل و نقل ارائه می گردند.
در درس پروژه راه سازی که پس از درسهای راه سازی و مهندسی ترابری ارائه می شود، کاربرد اصول را هسازی در طرح کامل یک راه، از ابتدا تا انتها به همراه رسم نقشه ها و محاسبه های مربوط مورد توجه قرار می گیرد .
ج ) سایر درسها
علاوه بر موارد یاد شده که اهم درسهای دانشگاهی در رشته مهندسی عمران – عمران می باشد، درسهای دیگری نظیر : " مصالح ساختمانی و آزمایشگاه " ، " تکنولوژی بتن و آزمایشگاه " ، " آزمایشگاه مکانیک خاک " ، " آزمایشگاه هیدرولیک " و " آزمایشگاه مقاومت مصالح " ارائه می گردد که در درسهای آزمایشگاهی، دانشجو بعضی مطالب خوانده شده در درسهای نظری را در عمل آزمایشگاهی آزمایش می کند.
درسهای نظیر " راه آهن " ، و " اصول مهندسی ترافیک " هم که از جمله درسهای مهم این دوره هستند در بسیاری از دانشگاههای معتبر به عنوان درسهای اجباری تدریس می شوند.
درسهای دیگری به عنوان درسهای اختیاری در دانشگاههای مختلف باعنوانهای متفاوت ارائه می گردند. از جمله مهمترین آنها می توان به درسهای : " بارگذاری " ، " اصول مهندسیسد" ، " طراحی ومعماری " و " اصول مهندسی پل " اشاره کرد.
 
5-7-    ادامه تحصیلات
ادامه تحصیلات در دوره بعد از کارشناسی را تحصیلات تکمیلی می نامند که شامل : کارشناسی ارشد ( فوق لیسانس یا دکترای حرفه ای ) و دکترای تخصصی است. در دوره کارشناسی ارشد ناپیوسته ، دانشجو حدود 32 واحد آموزشی تخصصی را که به تناسب رشته ، تعدادی از واحدهای آن را پایان نامه ( یا رساله ) تشکیل می دهد، می گذراند و معلومات خود را در یک زمینه خاص از رشته، گسترده تر از مقطع کارشناسی افزایش می دهد .
در دوره کارشناس تخصصی که پس از پایان تحصیلات در مقطع کارشناسی ارشد شروع می شود، بسته به رشته تحصیلی ، حدود 45 واحد درس اختصاصی ارائه می گردد که اغلب در حدود نصف این تعداد واحد به پایان نامه دکتری اختصاص می یابد. دانشجو با تدوین این رساله ، کار تحقیقاتی نسبتا" گسترده ای را در یک زمینه تخصصی خاص به انجام می رساند و سعی می کند در گسترش مرزهای دانش سهیم باشد.
 
 
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image017.jpg" \* MERGEFORMATINET
 
5-8-    گرایشهای مختلف کارشناسی ارشد و دکتری در رشته عمران
فارغالتحصیلان مقطع کارشناسی عمران- عمران، می تواند در مقطع کارشناسی ارشد در گرایشهای مختلف : سازه، سازه های هیدرولیکی ،مهندسی زلزله ، راه وترابری، مکانیک خاک وپی ، مهندسی آب، سازه های دریایی ،مهندسی مدیریت ساخت، مهندسی برنامه ریزی حمل و نقل ،مهندسی نقشه برداری ( ژئودزی)، فتوگرامتری و مهندسی محیط زیست به تحصیل ادامه دهد و  در هر یک از گرایشهای یاد شده زیر شاخه های تخصصی تری وجود دارد که در مقطع دکترای تخصصی و به خصوص در ضمن انجام رساله دکتری به آن پرداخته می شود.
امکان ادامه تحصیل در تمام گرایشهای یاد شده درمقطع کارشناسی ارشد و در بعضی از زمینه های یاد شده در مقطع دکتری در داخل کشور وجود دارد، ولی ادامه تحصیل در پاره ای از گرایشهای دیگر، در حال حاضر فقط در خارج از کشور میسر است. 
 
5-9-    تواناییهای فارغ التحصیلان مقطعهای کارشناسی ارشد و دکتری
در دوره های تحصیلات تکمیلی ( کارشناسی ارشد و دکتری ) بیشتر به جنبه های نظری و پژوهشی پرداخته می شود. بدین جهت فارغ التحصیلان این دوره ها در هر یک از گرایشهای یاد شده، بیشتر تواناییهای علمی و محاسباتی و به طور کلی نظری خود را افزایش می دهد، اگر چه این افزایش توانایی ، در کارهای اجرایی علمی نیز از نظر صحت اجرا می تواند نقش مهمی داشته باشد.
در مقطع دکتری دانشجو ضمن اففزایش مراتب علمی خود، در یک زمینه تخصصی تر ، قدرت و توان خود را برای انجام کارهای تحقیقاتی و توسعه مرزهای دانش و رفع معضلات علمی و اجرایی از طریق پژوهش بالا برده، تحقیقاتی را در یک مورد خاص، انجام می دهد.
5-10-          جذب فارغ التحصیلان تحصیلات تکمیلی در محیطهای کار
از آن جا که این فارغ التحصیلان علاوه بر تواناییهای یک کارشناس عمران، از نظر علمی و نظری وپژوهشی در یک زمینه خاص، معلومات بیشتری دارند، بدین جهت کارایی بیشتری نیز دارند واز مطالب فراگرفته شده می توانند در زمینه های طراحی و محاسباتی دقیق و تخصصی تر و همچنین پژوهشی ، استفاده نمایند. این گونه فارغ التحصیلان ضمن آن که می توانند در تمام محلیهای جذب فارغ التحصیلان کارشناسی مشغول به کار گردند، مسوولیتهای بالاتر و سنگین تر علمی،پژهشی و اجرایی را به عهده می گیرند. پس از پپایان دوره دکترای تخصصی ، امکان همکاری در دانشگاهها و سایر مراکز علمی و پژوهشی به عنوان عضو هیات علمی برایشان میسر می گردد.
 
6-   اینده شغلی ، بازارکار، درآمد:
مراکز مختلفی به صورت مستقیم و غیرمستقیم در فعالیتهای عمرانی نقش دارند که هر یک به تناسب نوع فعالیت خود، اقدام به جذب فارغ‌التحصیلان این رشته می‌کنند.
وزارت‌خانه‌های مسکن و شهرسازی، راه و ترابری، جهاد سازندگی و نیرو به صورت گسترده‌تر و سایر وزارت‌خانه‌ها، اداره‌ها ، سازمانها ، مراکز دولتی و خصوصی نظیر : وزارت‌خانه‌های آموزش و پرورش ، کشاورزی ، فرهنگ و آموزش عالی، بانکها و ... به صورت مستقیم برای کارهای عمرانی خود مثل طرح و محاسبه، اجرا و نظارت بر اجرا، نیاز به استخدام مهندسان عمران دارند. علاوه بر آن ، شرکتهای مختلف مهندسان مشاور که در کشور به صورت گسترده وظیفه طراحی ، محاسبه و نظارت بر اجرای پروژه‌های ساختمانی را بر عهده دارند؛ همچنین شرکتهای ساختمانی و راه‌سازی دولتی و خصوصی که در اجرای این طرحها فعالیت دارند، تعداد کثیری از فارغ‌التحصیلان رشته عمران را استخدام می‌کنند.
«اصولا مهندس عمران شانس کاری زیادی دارد چون در طراحی و ساخت بسیاری از کارهای عمرانی مانند راهها ، پل‌ها ، سدها ، سازه‌های دریایی برای سکوهای نفتی، آشیانه‌های هواپیما و خانه‌های مسکونی مقاوم در مقابل زلزله‌، مهندسین عمران حضوری فعال دارند. متخصصانی که یا در دفترهای مشاوره به طراحی پروژه‌های فوق می‌پردازند و یا مجری کارهای عمرانی مذکور بوده و به کیفیت اجرای آنها نظارت دارند.»
«البته باید توجه داشت که هر دانشجوی مهندسی عمران نمی‌تواند فرصت‌های شغلی خوبی داشته باشد. بلکه باید در دوران تحصیل به دنبال پژوهش ، تحقیق و یادگرفتن باشد نه این که تنها واحدهای دانشگاهی را پاس کند و یا حتی به فکر یک معدل خوب دانشگاهی باشد. چون شرکتهای عمرانی خصوصی و دولتی به دنبال یک نیروی کارآمد هستند نه یک شاگر اول دانشگاه »
       7-         توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه :
یک مهندس عمران باید بسیار اجتماعی و دارای توان ایجاد ارتباط با جمله سایرین باشد چون رشته مهندسی عمران یک رشته گروهی است. یعنی متخصص عمران در محیط کار خود با اقشار مختلف جامعه از جامعه کارگران، تکنسین‌ها و مهندسان رشته‌های دیگر سروکار دارد و باید با همه این افراد ارتباط خوبی برقرار کند تا بتواند شاهد پیشرفت و موفقیت کارش باشد.
با توجه به کمیت و کیفیت درسهایی که در این رشته ارایه می‌گردد، داوطلب باید از توان و دانش برتر در زمینه‌های ریاضی و فیزیک برخوردار باشد. همچنین توان جسمی ، قدرت تجزیه و تحلیل ، قدرت تجسم و دقت کافی در بسیاری از مسایل را داشته باشد.
«رشته مهندسی عمران دارای دو بعد اجرایی و نظری و آزمایشگاهی است. در این میان عده‌ای از مهندسین جذب کارهای اجرایی می‌شوند که در این صورت باید آمادگی کار در کارگاههای داخل و خارج شهر را داشته باشند یعنی برای برنامه‌ریزی و سروکار داشتن با اقشار مختلف مردم آماده باشند و عده‌ای نیز جذب بعد نظری و آزمایشگاهی مهندسی می‌شوند که این عده نیز باید آمادگی کارهای محاسباتی ، دفتری و آزمایشگاهی را داشته باشند. کارهایی که به ریاضیات قوی و صبر و حوصله بسیار نیاز دارد.»
شایان ذکر است که بسیاری از کارها و طرحهای عمرانی در خارج از محیطهای شهری بوده و فعالیت نسبتا زیادی را می‌طلبد لذا داوطلب این رشته باید علاقمند به کارهای عمرانی بوده و توانایی کار در محیطهای پرجمعیت را داشته باشد.
 
8-         وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر :
وقتی کسی صحبت از سازندگی می‌کند اولین چیزی که به ذهن هر کس می‌رسد پل، سد، کارخانه و کارگاه است که ساخت بنای همه اینها بر عهده مهندسین عمران است و به همین دلیل فرصت‌های شغلی این رشته در همه جای دنیا بسیار زیاد است. در همه کشور ما نیز که فعالیت‌های عمرانی 30 تا 40 درصد کل بودجه کشور را به خود اختصاص می‌دهد، بازار کار یک مهندس عمران از مهندسین رشته‌های دیگر بیشتر است. بویژه این که کشور ما بعد از انقلاب در زمینه مهندسی عمران رشد زیادی داشته است.»
با توجه به روند رو به رشد ساخت و ساز بناهای شهری در ایران و احتیاج به مسکن و ساختمان به نظر می‌رسد بازار کار این رشته همچنان پویا و پرتحرک باشد.
 
 
9-         پیش‌بینی وضعیت اینده رشته در ایران :
«چندسال پیش که برای مترو کارشناسان ژاپنی آمده بودند، یکی از آنها گفته بود تهران ده بزرگی است چرا که خیلی از سیستم‌های شهری را ندارد. این نشان می‌دهد که برای پیشرفت و توسعه، ما به کارهای زیربنایی مثل راه، مترو و تاسیسات شهری بسیار نیازمندیم. برای مثال امکان ندارد که کشوری پیشرفت کند اما سیستم ترابری و حمل و نقل آن به طور کامل درست نشده باشد؛ کاری که بخش اصلی آن بر عهده مهندسین عمران است.»
 
INCLUDEPICTURE "http://www.vojoudi.com/civil/images/image019.jpg" \* MERGEFORMATINET
 


دسته‌بندی نشده  وزارت هیدرولیک مولکول مهندسین مهندسی مهندسان مهندس مکانیک مشاور گرایشهای گرایش کارشناسی کشور کانالهای کارشناسی کارآموزی فیزیک فنی فاضلاب فارغ غشاء عمرانی عمران عصاره شهری شرکتهای سیکل سدها سد ساختمانی ساختمانهای زلزله ریاضی رسم رافینوز ذخایر دکتری دروس درسهایی درسهای درسها درس دانشجویان دانشجو خلال خاک جوامع تواناییهای تصفیه تربیت تراوا ترابری تدریس تخصصی تحصیلی تحصیلات تحصیل تاسیسات پیشرفت پکیتن بناهای بتنی بتن الزامی التحصیلان استخراج آزمایشگاهی آزمایشگاه vojoudi MERGEFORMATINET jpg INCLUDEPICTURE images image civil

3 (24)

1- نگرش كلي بر توربين‌هاي گاز دنياي توربين گاز اگر چه دنياي جواني است ليكن با وسعت كاربردي كه از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ي تكنيك مطرح كرده است . زمينه‌هاي كاربرد توربين‌هاي گاز در نيروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردي كه فوريت در نصب و بارگيري... ادامه متن

1- نگرش کلی بر توربین‌های گاز
دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیکن با وسعت کاربردی که از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ی تکنیک مطرح کرده است . زمینه‌های کاربرد توربین‌های گاز در نیروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردی که فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است می‌باشد. همچنین‌ به عنوان پشتیبان واحد بخار و نیز مواقعی که شبکه سراسری برق از دست می‌رود یعنی در خاموشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مضافاً این‌که توربوکمپرسورها که از انرژی حاصله روی محور توربین برای تراکم و بالا بردن فشار گاز استفاده می‌شود، در سکوهای دریایی ، هواپیماها و ترن‌ها استفاده می‌شود .
مختصری از سرگذشت توربین‌های گاز از سال 1791 میلادی تا به امروز به‌شرح زیر می‌باشد .
اولین نمونه توربین گاز در سال 1791 توسط Jonh Barber ساخته شد . نمونه بعدی در سال 1872 توسط Stolze ساخته شد که شامل یک کمپرسور جریان محوری چند مرحله‌ای به هم‌راه یک توربین عکس‌العملی چند مرحله‌ای بود که یک اتاق احتراق نیز در آن قرار داشت . اولین نمونه آمریکایی آن در 24 ژوئن 1895 توسط Charles G.Guritis ساخته شد. اما اولین بهره‌برداری و تست واقعی از توربین گاز در سال 1900 م بوسیله Stolz صورت گرفت که راندمان آن بسیار پایین بود . در همین سال ها در پاریس یک توربین گاز بوسیله برادرانArmangand ساخته شد که دارای نسبت فشار تقریبی 4 و چرخ کوریتس به ابعاد 5/93 سانتی‌متر قطر با سرعت rpm 4250 بود که دمای ورودی به توربین حدود 560اندازه‌گیری شد و راندمان آن در حدود 3% بود. H.Holzwarth اولین توربین گاز با بهره اقتصادی بالا را طراحی کرد، که در آن از سیکل احتراق بدون پیش‌تراکم استفاده می‌‌شد و قسمت اصلی یک ماشین دوار با تراکم متناوب بود.
هم‌چنین Stanford سال 1919 یک توربین گاز که دارای سوپر شارژر بود، ساخت که در هواپیما نیز از آن استفاده شد. اولین توربین گازی که برای تولید قدرت مورد استفاده قرار گرفت به‌وسیله Brown Boveri ساخته شد. وی از یک توربین گاز برای راندن هواپیما استفاده کرد. هم‌چنین در سال 1939 م، وی یک توربین گاز با خروجی MW 4 ساخت که بر اساس سیکل ساده طراحی شده بود و کارکرد پایینی داشت. این توربین تنها به مدت 1200 ساعت مورد بهره‌برداری قرارگرفت و عیوب مکانیکی فراوان داشت . از جمله اصلاحات وی برروی توربین ، بالا بردن راندمان آن به میزان 18% بود.
در انگلستان گروهی به سرپرستی Whittle در سال‌‌ 1936 ‌م یک کمپرسور سانتریفوژ‌تک مرحله‌ای با ورودی دوطرفه و یک توربین تک‌ مرحله‌ای کوپل شده به ‌آن را به هم‌‌راه یک اتاق طراحی کردند. اما با تست این موتور نتایج چندان راضی‌کننده‌ای به‌دست نیامد. در سال 1935‌م در آلمان شخصی به‌نام Hans Von یک توربوجت با کمپرسور سانتریفوژ ساخت که از مزایای خوبی نسبت به نمونه‌های قبلی برخوردار بود. در آمریکا کمپانیAlis Chalmers اصلاحات فراوانی برروی راندمان توربین‌های گاز و کمپرسورها انجام داد و راندمان کمپرسور را به 70% - 65% و راندمان توربین را به 65% -60% رسانید.
در سال 1941‌م کمپانی British Wellond یک توربوجت ساخت که در هواپیما مورد استفاده قرار گرفت . این توربوجت با آب خنک‌کاری می‌شد. در سال 1942‌م کمپانی German Jumo یک توربوجت ساخت که در جنگ جهانی دوم نیز از آن استفاده شد. در این سال‌ها استفاده از موتور توربوجت برای هواپیماها رشد فزاینده‌ای به خود گرفت و هواپیماهای جنگی بسیاری در آمریکا، آلمان و انگلیس ساخته شد. در سال 1941‌م در سوئیس از یک توربین گاز برای راه‌اندازی لوکوموتیو استفاده شد که دارای قدرت 1700 اسب بخار و راندمان 4/18% به هم‌راه بازیاب حرارتی بود.
در سال 1950‌م کمپانی Rovet Car از توربین گاز در اتومبیل‌ها استفاده کرد که شامل کمپرسور سانتریفوژ، توربین تک‌مرحله‌ای جهت گرداندن کمپرسور و توربین قدرت جداگانه بود که از مبدل حرارتی نیز در آن استفاده شد. در سال 1962‌م کمپانی General Motors یک توربین گاز به هم‌اه بازیاب ساخت که مصرف سوخت آن نسبت به نمونه مشابه 36% کاهش داشت .
در سال 1979‌م با توافق بین سازندگان بزرگ توربین گاز، استانداردی جهت کاهش میزان NOx وCO دود خروجی ازتوربین گاز نوشته شد . در خلال سال‌های بعد تغییرات فراوانی در نوع سوخت، متریال روش‌های خنک‌کاری و کاهش نویز و سر و صدا به‌وسیله شرکت NASA صورت گرفت.
در 15 سال گذشته توربین گاز، خدمات فزآینده‌ای را در صنعت و کاربردهای پتروشیمی در سراسر جهان ارائه داده است. انسجام ، وزن کم و امکان کاربرد سوخت چندگانه موجب استفاده از توربین گاز در سکوهای دریایی نیز شده‌است .
امروزه توربین‌های گازی وجود دارند که با گاز طبیعی ، سوخت دیزل ، نفت ،متان ، گازهای حرارتی ارزش پایین ، نفت گاز تقطیر‌شده و حتی فضولات کار می‌کنند و روز به روز تلاش‌ها در جهت تکمیل و اصلاح عملکرد آن ادامه دارد.
1-2- مقایسه نیروگاه گازی با نیروگاه‌های دیگر
شکل (1-2) مقایسه میزان حرارت در چهار نمونه سیکل داده شده را نشان می‌دهد.
باتوجه به شکل (1-2) بدیهی است که هرچه درجه حرارت توربین افزایش می‌یابد میزان حرارت بیش‌تر جلب توجه می‌کند.
بعضی از عوامل قابل ملاحظه در تصمیم‌گیری برای انتخاب نوع نیروگاه که متناسب با نیازهای موجود باشند، عبارتند از:
هزینه سرمایه‌گذاری
زمان لازم از برنامه‌ریزی و طراحل تا اتمام کار هزینه‌های تعمیراتی و هزینه‌های سوخت.
توربین گاز کم‌ترین هزینه تعمیراتی و سرمایه‌گذاری را دارد. هم‌چنین سریع‌تر از هر نوع نیروگاه دیگری اتمام می‌یابد و به مرحله بهره‌برداری می‌رسد.
از معایب آن می‌توان به اتلاف حرارتی زیاد اشاره کرد
طراحی هر توربین گاز باید در برگیرنده معیارهای اساسی براساس ملاحظات بهره‌برداری باشد. بعضی از معیارهای عمده عبارتند از :
راندمان بالا
قابلیت اطمینان بالا و در نتیجه قابلیت دسترسی بالا
سهولت سرویس
سهولت نصب و تست
تطابق با استانداردهای مربوط به شرایط محیط
ترکیب سیستم‌های کمکی و کنترل که در نتیجه درجه قابلیت اطمینان بالایی را به‌دست می‌دهند.
قابلیت انعطاف در تطابق با سرویس‌ها و نیز سوخت‌های مختلف
نگاهی به هریک از این ملاک‌ها مصرف‌کننده را قادر خواهد ساخت که درک بهتری از هر یک از لوازم پیدا بنماید.
1-3 – فرآیند توربین‌های گاز
توربین گاز قدرت را از طریق به‌کار بردن انرژی گازهای سوخته و هوا که دما و فشار زیادی دارند، با منبسط‌کردن آن در چندین طبقه از پره‌های ثابت و متحرک، تولید می‌کند. برای تولید فشار زیاد ( از 4 تا 13 اتمسفر) در سیال عامل کار، که برای تراکم لازم می‌باشد، از کمپرسور استفاده می‌شود. برای تولید قدرت زیاد، به‌جریان زیادی از سیال و سرعت زیاد آن نیاز می‌شود که برای این کار از کمپرسور گریز از مرکز یا کمپرسور جریان محوری استفاده می‌شود. کمپرسور توسط توربین به حرکت در می‌آید و روی همین اصل محور آن‌ها به‌هم متصل می‌گردد. اگر پس از عمل تراکم روی سیال عامل کار، سیال فوق در توربین منبسط گردد، با فرض نبودن تلفات در کمپرسور و توربین همان مقدار کار که صرف تراکم شده است، توسط توربین به‌دست می‌آید و در نتیجه کار خالص صفر خواهد بود. ولی کار تولیدی توربین را می‌توان با اضافه‌کردن حجم سیال عامل کار در فشار ثابت، یا افزایش فشار آن در حجم ثابت، افزایش داد. هر یک از از دو روش فوق را می‌توان با بالا بردن دمای سیال عامل کار، پس از متراکم ساختن آن به‌کار برد. برای بالا بردن دمای سیال عامل کار، یک اتاق احتراق لازم است که در آن هوا و سوخت محترق گردند تا موجب افزایش دمای سیال عمل کار بشود.
به این‌ترتیب، یک سیکل ساده توربین گاز شامل کمپرسور، اتاق احتراق و توربین می‌باشد. نظر به این‌که محور کمپرسور به توربین متصل شده است، کمپرسور مقداری از کار تولید شده توسط توربین را جذب می‌کند، و بازده را پایین می‌آورد. بنابراین کار خالص، اختلاف بین کارتوربین و کار لازم برای گرداندن کمپرسور خواهد بود.
سوخت عمومی توربین گاز، گاز طبیعی، گازوئیل، نفت و مازوت می‌‌باشد. توربین گاز براساس فرآیند احتراق به انواع زیر طبقه‌بندی می‌شود:
1 – احتراق پیوسته یا نوع فشار ثابت، این نوع سیکل را سیکل ژول یا سیکل برایتون نامند.
2- انفجاری یا نوع حجم ثابت، این نوع سیکل را سیکل آتکینسون می‌نامند.
توربین‌های گاز را از روی مسیر سیال عامل کار نیز طبقه‌بندی می‌کنند که عبارتند از:
توربین‌های گاز با سیکل باز (سیال عامل کار از هوای بیرون موتور وارد می‌شود و به داخل هوای محیط تخلیه می‌گردد).
توربین گاز با سیکل نیمه بسته ( مقداری از سیال عامل کار در داخل دستگاه گردش می‌کند و مقدار دیگر به داخل هوای محیط تخلیه می‌گردد).
سیکل استاندارد هوایی (برایتون)
این سیکل که سیکل ژول نیز نامید می‌شود برای مولد قدرت توربین گاز ساده، مطلوب می‌باشد. شکل‌های (1-3) و (1-4) طرح ساده توربین به همراه اجزاء آن و شکل (1-5) تجهیزات گوناگون یک توربین گاز از نوع GELM350 را نشان می‌دهد.
هوای محیط در داخل کمپرسور از فشار 1 P تا 2 P متراکم می‌گردد و بعد به اتاق احتراق فرستاده می‌شود که در آنجا سوخت پاشیده شده محترق می‌گردد. فرآیند احتراق در فشار ثابت صورت می‌گیرد. در اثر احتراق، دمای سیال عامل کار زیاد می‌شود و از 2T و3 T می‌رسد. محصولات احتراق از اتاق احتراق خارج می‌شود و در داخل توربین از 3 P تا فشار جو منبسط می‌گردد و به داخل هوای محیط تخلیه می‌شود. توربین و کمپرسور به طور مکانیکی به‌ هم متصل شده‌اند، بنابراین، کار خالص برابر است با اختلاف بین کار انجام شده توسط توربین و کار مصرف شده به‌وسیله کمپرسور . برای آغاز کار کمپرسور ، یک راه‌انداز لازم خواهد بود. وقتی توربین شروع به کار کرد، راه انداز قطع می‌شود.
فرآیند 2-1 تراکم ایزنتروپیک در کمپرسور می‌باشد.
فرآیند 3-2 افزودن حرارت در فشار ثابت در اتاق احتراق است.
فرآیند4-3 انبساط ایزنتروپیک در توربین می‌باشد.
فرآیند 1-4 پس دادن حرارت در فشار ثابت می‌باشد.
با توجه به شکل‌های (1-6) و (1-7)، حرارت افزوده شده به سیکل برابر است1 با ]1[
1)
که در صورتی صحیح است که مقدار Cp در فرآیند 3-2 ثابت باشد.
حرارت پس داده شده برابر است با :
2)
که در صورتی صحیح است که مقدار Cp در فرآیند 1-4 ثابت باشد.
کار خالص سیکل برابر است با:
3)
این مقدار کار را می‌توان از راه محاسبه کار توربین و کمپرسور نیز به‌دست آورد:
4)
5)
6)
بنابراین کار خالص برابر است با
7)
8)
راندمان حرارتی سیکل برابر است با نسبت کار خالص سیکل به حرارت افزوده شده به سیکل :
57150071755کار خالص سیکل
ـــــــــــــــــــــ
حرارت افزوده شده
00کار خالص سیکل
ـــــــــــــــــــــ
حرارت افزوده شده

9)
10)
11)
می‌دانیم که در فرآیند ایزنتروپیک بیان فشار، دما و حجم گاز رابطه (1-12) برقرار می‌باشد:
12)
13)
نظر به این‌که و می توان نوشت:
14)
15)
با قرار دادن از معادله (1-15) در معادله (1-11) می توان نوشت:
16)
نسبت فشار با نمایش داده می شود:
17)
18)
بنابراین ، راندمان حرارتی برابر است با :
19)
باید توجه داشت که در محاسبه کار توربین و کمپرسور از تغییرات انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل صرف‌نظر شده است. ضمناً فرض شده که گرمای ویژه در فشار ثابت (Cp ) در طول سیکل ثابت بماند. هم‌چنین از جرم سوخت به علت کم بودن آن نسبت به جرم هوا صرف‌نظر شده است. در شکل (1-8) منحنی تغییرات راندمان حرارتی بر حسب تغییرات نسبت فشار نشان داده شده است. از روی این منحنی مشاهده می‌شود که راندمان حرارتی به طور پیوسته با افزایش مقدار نسبت فشار زیاد می‌شود.
1-4-نسبت فشار برای حداکثر کار خالص ویژه سیکل نظری
هنگامی که دو حد دما در سیکل ایده‌آل برایتون مشخص باشد، برای تغییر قدرت خروجی‌، تنها عامل متغیر نسبت فشار می‌باشد. حداقل مقدار نسبت فشار‌، واحد می‌باشد که به ازاء آن قدرت خروجی صفر می‌شود. در این صورت:
20)
اگر دمای خروجی کمپرسور به 3 T یعنی حداکثر دمای قابل قبول توربین برسد، حرارت افزوده شده در اتاق احتراق صفر خواهد بود. در نتیجه مقدار کار کمپرسور و توربین با هم برابر می‌شود وکار خالص خروجی صفر خواهد شد. این نسبت فشار ماکزیمم برابر است با:
21)
بنابراین هیچکدام از دو نسبت فشار ماکزیمم و مینیمم عملی نیست و یک نسبت فشار میانی وجود دارد که به ازای آن قدرت خروجی یا راندمان حداکثر شود. ماکزیمم کار خالص هنگامی اتفاق می‌افتد که :
22)
نسبت فشار میانی به ازای ماکزیمم کار خالص برابر است با:
23)
در به ازای مقادیر مختلف نسبت گرمای 4/1 ، 35/1 و 3/1 منحنی فشار اپتیموم بر حسب نسبت رسم شده است.
تغییرات کار خالص با نسبت فشار را برای یک توربین با مشخصات زیر نشان می‌دهد.
cْ15 = دمای ورودی به کمپرسور
cْ1127 = دمای ورودی به توربین
شکل (1-10) دیاگرام تغییرات کار خالص نسبت فشار با ثابت آدیاباتیک4/1=
این نمودار نشان می‌دهد که کار خالص با افزایش نسبت فشار افزایش می‌یابد ولی بعد از این‌که به نسبت فشار اپتیموم رسید مقدار آن تقریباً ثابت می‌ماند.
سیکل عملی برایتون
سیکل عملی ( واقعی ) توربین گاز از نقطه‌نظرهای زیر با سیکل ایده‌آل تفاوت دارد:
به علت وجود تلفات اصطکاکی در کمپرسور توربین، فرآیند تراکم و انبساط بدون اصطکاک نیست و با مقداری افزایش در انتروپی هم‌راه می‌باشد. ( این فرآیندها آدیاباتیک برگشت ناپذیر می‌باشند.) در حالت ایده‌آل، بازده کمپرسور و توربین 100 درصد می‌باشد ولی در عمل از 100 درصد کمتر است.
در اتاق احتراق افت فشار مختصری وجود دارد. این افت فشار بسیار کم است و معمولاً از آن صرفنظر می‌شود.
جرم گازی که از داخل توربین عبور میکند، ((1 + fبرابر جرم هوایی است که از داخل کمپرسور عبور می‌کند، که f نشان‌دهنده‌ی نسبت جرم سوخت به جرم هوا می‌باشد .
گرمای ویژه گازهای حاصل از احتراق، کمی بیش‌تر از گرمای ویژه هوا می‌باشد. البته این فزونی به قدری کم است که گرمای ویژه گازهای حاصل از احتراق را می‌توان برای ساده شدن مسأله هر جا که لازم باشد، با گرمای ویژه هوا مساوی فرض کرددیا گرام T- S
فرآیند َ2-1 عبارتست از تراکم ایزنتروپیک
فرآیند 2-1 عبارتست از تراکم واقعی
فرآیند َ 4 -3 عبارتست از انبساط ایزنتروپیک
فرآیند 4-3 عبارتست از انبساط واقعی
بازده کمپرسور برابر است با:
52578093980کار تراکم ایزنتروپیک
ـــــــــــــــــــــ
کار تراکم واقعی
00کار تراکم ایزنتروپیک
ـــــــــــــــــــــ
کار تراکم واقعی

24)
25)
26)
بازده توربین عبارتست از :
52578093980کار واقعی توربین
ـــــــــــــــــــــ
کار اینتروپیک توربین
00کار واقعی توربین
ـــــــــــــــــــــ
کار اینتروپیک توربین

27)
کار توربین واقعی برابر است با:
28)
اگر گرمای ویژه گازهای حاصل از احتراق( (Cpgو هوا با هم برابر فرض شوند، خواهیم داشت
29) کار واقعی توربین
30)
بنابراین راندمان توربین برابر است با:
31)
32)
راندمان حرارتی سیکل به صورت زیر محاسبه می‌شود.
(1-33)کار مصرفی کمپرسور-کار واقعی توربین=W neta = کار خالص واقعی
34)
که در آن f نسبت سوخت به هوا است. ضمناً این مقدار کار به ازاء kg 1 هوای مصرف شده در کمپرسور به‌دست می‌آید.
حرارت افزوده شده به سیکل عملی برابر است با:
35)
بنابراین راندمان حرارتی سیکل برابر است با:
36)
37)
که در آن C pg گرمای ویژه گازهای حاصل از احتراق و C pa گرمای ویژه هوا می‌باشد. اگر از جرم سوخت در مقایسه با جرم هوای مصرف شده صرفنظر شود، خواهیم داشت:
38)
و اگر گرمای ویژه گاز حاصل از احتراق و هوا با هم برابر باشد، می‌تواند نوشت:
39)
40)
اگر به‌جای 1T -2 T و 2T -3 T مقدار آنها را از معادله (1-26) و (1-32) را در معادله (1-40) قرار دهیم خواهیم داشت:
41)
و با توجه به تصحیح معادله‌ی (1-14) خواهیم داشت:
1-42)
و با توجه به معادله‌ی (1-26) داریم:
1-43)
و با فرض این‌که:
1-44)
و نتیجتاً خواهیم داشت:
1-45)
1-6-نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی در سیکل عملی توربین گاز
با توجه به می‌توان نوشت:
1-46)
کار واقعی کمپرسور برابر است با:
1-47)
کار واقعی توربین برابر است با:
1-48)
بنابراین کار خالص خروجی برابر است با:
1-49)
1-50)
بنابراین نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی برابر است با:
1-51)
1-10- نسبت فشار برای حداکثر راندمان حرارتی سیکل عملی
حرارت افزوده شده به سیکل برابر است با:
1-52)
با توجه به معادله‌ی (1-41) راندمان حرارتی واقعی سیکل برابر است با:
1-53)
بنابراین نسبت فشار اپتیموم برای حداکثر راندمان حرارتی برابر است با:
1-54)
دیاگرام تغییرات r p ) opt ) برای ماکزیمم شدن راندمان حرارتی سیکل عملی برایتون بر حست حداکثر دمای سیکل به ازای مقادیر مختلف راندمان کمپرسور و توربین را با فرضیات زیر نشان می‌دهد:

شکل (1-12): تغییرات برای ماکزیمم شدن راندمان حرارتی سیکل عملی برایتون برحسب دمای حداکثر سیکل به ازای مقادیر مختلف راندمان کمپرسور و توربین
با توجه به، با بالا رفتن حداکثر دمای سیکل و بالا رفتن راندمان کمپرسور و توربین، rp ) opt ) هم افزایش می‌یابد. با زیاد شدن این نسبت فشار‌‌‌، حداکثر راندمان حرارتی سیکل نیز طبق معادله راندمان سیکل عملی افزایش می‌یابد.
نیز تغییرات راندمان حرارتی سیکل ساده توربین گاز برحسب تغییرات نسب فشار برای دماهای مختلف ورودی به توربین را با فرضیات زیر
نشان می‌دهد:

تغییرات رانمان حرارتی سیکل ساده توربین گاز برحسب تغییرات نسبت فشار برای دماهای مختلف ورودی توربین
نشان می‌دهد که یک نسبت فشار اپتیموم وجود دارد که راندمان حرارتی در آن حداکثر می شود.
تغییرات راندمان حرارتی سیکل بر حسب نسبت فشار برای مقادیر مختلف راندمان توربین و کمپرسور با فرضیات زیر را نشان داده است.

تغییرات (1-14): تغییرات راندمان حرارتی سیکل برحسب نسبت فشار برای مقادیر مختلف راندمان کمپرسور و توربین
نشان می‌دهد که داندمان حرارتی در برابر تغییرات راندمان کمپرسور و توربین بسیار حساس است. منحنی خط‌چین راندمان حرارتی سیکل ساده ایده‌آل را نشان می‌دهد. وقتی راندمان توربین و کمپرسور زیاد شود راندمان حرارتی سیکل نیز زیاد می‌شود. به ازاء هر راندمان توربین و کمپرسور ، یک نسبت فشار اپتیموم وجود دارد که به ازاء آن راندمان حرارتی سیکل حداکثر می‌شود. تغییرات راندمان حرارتی بر حسب نسبت فشار برای دماهای مختلف ورودی کمپرسور با فرضیات زیر را نشان می‌دهد.
دمای1T بر حسب درجه کلوین روی هر منحنی نوشته شده است.

نشان می‌دهد که با کاهش دمای هوای ورودی به کمپرسور، راندمان سیکل افزایش می‌یابد. هرچه انحناء منحنی‌ها کمتر شود، حد وسیع‌تر برای به‌ترین نسبت فشار وجود خواهد داشت.
فصل دوم
با توجه به احتیاج روزافزون برق، لازم می آید که به بررسی راهنمای افزایش قدرت خروجی توربینهای گاز بپردازیم.
مهمترین این روشها عبارتند از :
از بین روشهای ذکر شده برای افزایش قدرت خروجی توربینهای گازی ما به راهنمای ازدیاد این پارامتر به وسیله خنک ‌کردن هوای ورودی به کمپرسور خواهیم پرداخت:
سیستم ذخیره سازی سرما Thermal Energy Storage ))
سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری( E vaporative Cooling )
3- سیستم‌های خنک‌کننده برودتی Refrigerated Coling))
1-سیستم‌های ذخیره‌سازی سرما
یکی از روش‌های خنک کردن هوای ورودی توربین گاز، استفاده از یخ جهت ذخیره‌سازی سرما می‌باشد. این سیستم‌ها به صورت پریودیک استفاده می‌شوند. بدین شکل که سرما ( یخ ) در ساعات غیر پیک ساخته می‌شود و در ساعات گرم روز که عموماً مقارن با پیک مصرف برق می‌باشد، برای خنک‌کردن هوای ورودی و در نتیجه افزایش ظرفیت توربین، از این سرمای ذخیره شده استفاده می‌شود.
در این روش، از تانک‌های یخ ( ice tank) که درجه حرارت آب خنک شده خروجی آن‌را می‌توان در حدود 45 تا 50 درجه فارن‌هایت نگه داشت، استفاده می‌شود. آب خنک شده، در حین عبور از کویل‌ها ، هوای ورودی توربین را سرد و خود حدود 10 درجه فارن‌هایت گرم می‌شود. البته مقدار دقیق این درجه حرارت، به وضعیت و تعداد کویل‌هایی بستگی دارد که در مسیر هوا قرار گرفته‌اند.
هزینه اولیه ذخیره سرما زیاد است اما مزایای عمده دیگر آن باعث شده است که استفاده از آن علاوه بر خنک کردن هوای ورودی توربین‌های گازی ، در سیستم‌های تهویه منازل نیز رواج یابد.
در روش ذخیره سرما، از چیلرهای کمپرسوری استفاده می‌شود که قادرند سرمای زیر صفر ایجاد کنند و یخ تولید نمایند. به علت مصرف برق زیاد، این چیلرها در ساعات غیر پیک شبکه برق به‌کار گرفته شده ، یخ تولید می‌نمایند و در ساعات پیک شبکه، سرمای تولیدی این یخ‌ها برای خنک‌کردن هوای ورودی توربین گازها استفاده می‌شود.
مزایا :
استفاده از کل ظرفیت توربین در تمامی ساعات
امکان استفاده‌ی مجدد از آب استفاده شده برای تولید یخ
از بین بردن قلّه پیک و داشتن ظرفیت کافی در هنگام پیک
خلوص آب مصرفی برای تولید یخ مهم نمی‌باشد و از آب با سختی زیاد نیز می‌توان استفاده کرد، زیرا آب به علت داشتن سختی زیاد و عناصر محلول در درجه‌ی حرارت پایین‌تری یخ می‌زند که این امر باعث افزایش قابلیت سرد سازی می‌شود.
معایب :
حجم تانک ذخیره‌ی یخ بسیار بزرگ می‌باشد.
هزینه‌ی اولیه‌ی زیاد سیستم
هزینه‌های راه‌بری و نگه‌داری مناسب سیستم
سیستم برای استفاده از یخ در خنک‌سازی هوای ورودی به کمپرسور بسیار حجیم است.
2- سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری :
در کلیه روش‌های تبخیری، از تبخیر آب که یک فرآیند طبیعی است برای خنک‌کردن استفاده می‌شود. هنگامی که آب می‌خواهد تغییر فاز دهد ( تبخیر شود )، از محیط اطرافش گرما می‌گیرد. به عنوان مثال هنگامی که یک پوند آب می‌خواهد تبخیر شود، حدود 1160 BTU گرما لازم دارد.
در سیستم‌های تبخیری ، آب مورد نیاز جهت خنک‌کردن هوا، به طرق مختلفی در معرض تماس با هوا قرار گرفته ، انرژی مورد نیاز جهت تبخیر را از هوای ورودی توربین می‌گیرد و آن را خنک می‌سازد.
قبل از تشریح بیش‌تر سیستم تبخیری ، لازم است تا اصطلاحاتی را در این زمینه توضیح دهیم:
دمای خشک Dry Bulb : درجه حرارتی است که توسط دماسنج و به روش معمول اندازه‌گیری می‌شود.
دمای تر Wet Bulb : درجه حرارتی است که با توجه به میزان رطوبت نسبی هوا و در نتیجه قدرت تبخیرکنندگی آن اندازه‌گیری می‌شود.
رطوبت نسبی Relative Humidity : نسبت وزن آب موجود در هوا به وزن آبی که هوا را در درجه حرارت ثابت، از نظر رطوبت اشباع کند را درصد رطوبت نسبی می‌گویند.
راندمان اشباع Sat . eff : راندمان سیستم خنک‌کننده در نزدیک کردن درجه حرارت خشک به درجه حرارت تر محیط را راندمان اشباع می‌گویند. به عنوان مثال اگر بتوان توسط یک سیستم خنک‌کننده ، درجه حرارت خشک محیط را به درجه حرارت تر تقلیل داد، راندمان اشباع 100% است.
سیستم‌های تبخیری جهت خنک کردن هوای ورودی توربین‌ها خود به سه دسته تقسیم می‌شوند که به تفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت،
2-1- سیستم Air Washer
در این روش حجم زیادی آب توسط پمپ‌های با دبی بالا، از طریق یک سری نازل‌هایی که در یک شبکه منظم درون اتاق Air Washerقرار گرفته‌اند، به روی هوای ورودی پاشیده می‌شوند و در نتیجه به‌واسطه خاصیت تبخیر آب (که یک فرآیند گرماگیر است )هوای ورودی را خنک می‌کنند. شماتیک ساده یک Air Washer که جهت خنک کردن هوای ورودی یک توربین گاز استفاده شده است، در شکل (2) نمایش داده شده است .
این روش آب با کیفیت بسیار بالا نیاز ندارد، بلکه تنها باید ذرات ریز را از آب در گردش سیستم حذف کرد تا احتمال گرفتن نازل‌ها از بین برود.
عملکرد این سیستم به رطوبت هوای محیط وابسته است به‌طوری‌که هر چه محیط خشک‌تر باشد، قابلیت خنک‌کنندگی آن که بستگی به تفاوت درجه حرارت
WB و DBدارد، بیش‌تر می‌گردد. در هر حال معمولاً رطوبت نسبی تا حدود 95% می‌تواند افزایش یابد و نه بیش‌تر .
محفظه Air Washer را هم درون و هم بیرون اتاق فیلتر می‌توان قرار داد. البته در بعضی سایت‌های خاص ، امکان دارد فضای موجود درون اتاق فیلتر، برای نصب Air Washer کافی نباشد و به ناچار باید آن‌را در بیرون و جلوی فیلترها قرار داد.
نصب اتاق Air Washer در بیرون اتاق فیلتر ، مزایا و معایبی به دنبال دارد که در این‌جا به آن‌ها اشاره می‌شود. اگر اتاق Air Washer در بیرون اتاق فیلتر قرار گیرد، به علت این‌که پاشش آب و عبور هوا از درون آن باعث شسته شدن هوای ورودی می‌شود، وظیفه فیلترها را سبک‌تر می‌کند. به عبارت دیگر می‌تواند عمر فیلترها یا دوره تعویض آن‌ها را افزایش دهد. هم‌چنین نصب
Air Washer قبل از فیلترها ، می‌تواند هرگونه احتمال ورود قطره آب به داخل کمپرسور را حذف کند زیرا هرچند قطره‌گیرها ( Eliminators ) طوری طراحی و ساخته می‌شوند که تمام قطرات خروجی از اتاق را می‌گیرند، ولی در هر حال با فرض عبور مقداری قطره آب از میان قطره‌گیرها ، فیلترهای Inertial هوا، باعث به‌دام افتادن قطعی آن‌ها می‌شوند.
تنها عیبی که می توان برای قراردادن Air Washer ، قبل از محفظه اتاق فیلتر برشمرد، امکان گرفتگی نازل‌های پاشش آب است. زیرا همان‌طور که قبلاً بیان شد ، گرد و خاک هوای عبوری ، شسته شده و درون تشک Air Washer ریخته می‌شود و توسط پمپ‌ها، مجدداً در سیکل به گردش درآمده و از نازل‌ها عبور می‌کنند که در صورت درشت بودن ، این آلودگی‌ها می‌توانند باعث گرفتگی نازل‌ها شوند.
در صورت قرار گرفتن Air Washer درون اتاق فیلتر، امکان خروج قطرات آب از Air Washer و ورود آن‌ها به درون کمپرسور افزایش می‌یابد. هرچند که قطره‌گیرهای تعبیه شده در قسمت انتهایی Air Washer باید تمام قطرات آب خروجی را بگیرند. در هر حال قراردادن A . W . بین پیش‌فیلتر و بک‌فیلتر بهترین راه حل می‌باشد که کاملاً مشابه کارکرد توربین در یک فصل بارانی می‌باشد.
میزان افت فشار مسئله دیگری است که در طراحی سیستم خنک‌کننده باید به آن توجه کرد. برای کاهش میزان افت فشار ایجاد توسط Air Washer می‌توان شبکه نازل‌ها را طوری طراحی کرد که به جای این‌که در خلاف جهت یکدیگر ، عمل پاشش آب را انجام دهند ( opposite flow )، در یک جهت آب را به درون هوا بپاشند ( parailel flow ) . الته تمهیدات لازم باید اندیشیده شود تا در حالت parailel flow)) ، راندمان اشباع دستگاه کاهش نیابد زیرا در صورتی‌که پاشش نازل‌ها در یک جهت باشد، هوای ورودی فرصت کمتری خواهد داشت تا خنک شود. به عنوان یک مثال،‌ افت فشار حاصل از محفضه Air Washer ، هنگامی‌که نازل‌ها در یک جهت عمل پاشیدن آب را انجام می‌دهند، حدود 14 میلیمتر آب و هنگامی که در خلاف جهت یکدیگر آب را می‌پاشند، حدود 20 میلیمتر آب است.
مزایا:
مصرف انرژی الکتریکی نسبتاً کم سیستم
عملیات نگه‌داری پیچیده و طولانی نیست
معایب:
موجود بودن فضای کافی در جلوی اتاق فیلتر توربین جهت نصب سیستم
Air Washer
امکان تهیه آب مناسب برای سیستم برای جلوگیری از گرفتگی در نازل‌ها
ارتفاع اتاق فیلتر توربین از سطح زمین
این سیستم برای مناطق مرطوب مناسب نمی‌باشد
افت فشار سیستم ( حدود 0.6 H2O )
2-2- سیستم خنک‌کننده Media
این سیستم یکی دیگر از روش‌های خنک کردن هوای ورودی توربین گاز می‌باشد و عموماً از یک سری سلول‌های فایبرگلاس تشکیل می‌شود ( شبیه شانه عسل ). با پاشیدن آب روی این سلول‌ها و مرطوب کردن آن‌ها، می‌توان از روش تبخیر سطحی آب ، خنکی ایجاد کرد. می‌دانیم هرچه سطوح تماس آب و هوا زیادتر باشد،‌ تبخیر سطحی سریع‌تر و بیش‌تر صورت خواهد گرفت . انتخاب این سلول‌ها به‌صورت مارپیچ و به‌صورت شانه عسل ، دقیقاً به منظور افزایش سطح تماس آب و هوا صورت گرفته است.
حداکثر راندمان اشباعی که می‌تواند توسط این سیستم ایجاد شود، 90% می‌باشد.
سلول‌های Media را هم در بیرون و هم درون اتاق فیلتر می‌توان قرار داد. چنانچه سیستم خنک‌کننده Media ، در خارج اتاق فیلتر قرار گیرد ، خاصیت شویندگی هوا را برعهده خواهد داشت و بنابراین هوای تمیزتری از فیلترها عبور کرده و باعث افزایش عمر فیلترها می‌گردد. در عوض شستشوی سلول‌های Media و هم‌چنین تعویض آن‌ها ، باید سریع‌تر انجام گیرد. در هر حال باید توجه داشت که غالباً این سیستم در داخل اتاق فیلتر نصب می‌گردد.
خطر ورود قطرات آب و هم‌چنین اشیاء خارجی به داخل کمپرسور در صورت استفاده از سیستم Media و نصب آن در خارج از اتاق فیلتر ، کاهش می‌یابد . زیرا اولاً نازل‌های پاشش آب به تعداد کم هستند و فشار کارکرد آن‌ها نیز کم است و ثانیاً به‌علت این که فشار پاشش زیاد نیست، قطره آب وجود ندارد و تنها سطوحی از آب درون سلول‌های Media تشکیل می‌شود.
یکی از معایب عمده سیستم خنک‌کننده Media ، افت فشار آن است . زیرا این سیستم نسبت به سایر سیستم‌های تبخیری، افت فشار بیش‌تری در هوای ورودی توربین ایجاد می‌کند . به این ترتیب که سیستم خنک‌کننده Media حدود یک اینچ آب افت فشار در هوای ورودی توربین ایجاد می‌کند که در طراحی‌ها باید سعی شود هر چقدر که امکان دارد، میزان این افت فشار، کاهش یابد.
یکی دیگر از معایب این سیستم ایجاد تغییر ساختارنسبتاً زیاد در اتاق فیلتر و یا داکت خروجی هوااست. علت این امر این است که جهت رسیدن به راندمان اشباع زیاد، سرعت عبور هوا کاهش داده شده و به مقدار مورد نظر می‌رسد. این گسترش فضا یا تغییر ساختار علاوه برافزایش هزینه، زمان انجام کار را نیز طولانی می‌کند.
مزایا : 1 – 4- هزینه و زمان راه‌اندازی سیستم نسبتاً کم می‌باشد
فضای اشغال شده توسط این سیستم از Air Washer کمتر است. پس در صورت نصب در بیرون اتاق فیلتر، در جاهایی استفاده می‌شود که فضای
کمتری در جلوی اتاق فیلتر در دسترس است.


معایب :
صرفاً در مناطق خشک بکار برده می‌شود زیرا وابستگی شدیدی به رطوبت نسبی دارد.
افت فشار این سیستم از سیستم‌های دیگر نسبتاً زیادتر است.
مصرف برق این سیستم کم است ( به علت عدم نیاز به پاشش آب با فشار زیاد)
آب با کیفیت بالا مورد نیاز نیست ولی در هر حال، مصرف آب مقطر ترجیح دارد.
عملیات نگه‌داری زیادی لازم دارد ( تعویض سلو‌ل‌ها بصورت دوره‌ای )
هزینه نصب سیستم نسبت به سایر سیستم‌های تبخیری بیش‌تر است.
تغییر ساختار اتاق فیلتر برای نصب این سیستم زیاد است.
2 ـ3 ـ سیستم فشار قوی Fog (High Pressure Fogging)
در این روش، آب مورد نیاز جهت خک کردن هوای ورودی به صورت قطرات بسیار ریز (مثل ذرات مه) به درون هوای ورودی توربین پاشیده می‌شود. این قطرات به علت ریز بودن، سریعاً گرمای نهان تبخیر خود را از هوا اخذ کرده و تبخیر می‌شوند و از طرف دیگر هوای عبوری که گرما از دست داده‌است، خنک می‌گردد.
مقدار آبی که برای ایجاد سرما توسط سیستم F og لازم است، برای شرایط حداکثر گرما محاسبه می‌شود ( با در نظر گرفتن درجه حرارت تر متناظر با آن).
سیستمFog هم در توربین‌های بارپایه و هم بار پیک کاربرد دارد. در اکثر موارد عمل‌کرد بهینه توربین در صورتی بدست خواهد آمد که نازل‌ها، پس از فیلتر‌های هوا و قبل از Silencer ها قرار گیرند. این طزیقه نصب عموماً نیاز به یک تا دو روز خواب توربین دارد و احتیاجی به تغییر ساحتار اتاق فیلتر و یا
اطراف آن ندارد.
در حالتی که نازل‌ها پس از فیلترهای هوا و درون اتاق فیلتر قرار می‌گیرند، دقت ویژه‌ای در کنترل اندازه قطره‌ها باید صورت گیرد. زیرا قطرات تولید شده مه، فرصت کوتاهی برای تبخیر شدن دارند. بنابراین باید به اندازه‌ای ریز باشند که در این فاصله حتماً تبخیر شوند. هم‌چنین برای کاهش احتمال ورود اشیاء خارجی به کمپرسور، شبکه فشار قوی نازل‌ها باید دارای ساختار محکمی باشد.
میزان افت فشار سیستم فشار قوی Fog، از سایر روش‌های خنک کننده کمتر است و یکی از مزایای عمده این سیستم بهشمار می‌رود. زیرا عملاً این سیستم محفظه جداگانه‌ای ندارد و هم‌چنین به علت خروج مه با سرعت زیاد از درون نازل‌ها، مقاومت چندانی در برابر عبور هوای ورودی ایجاد نمی‌شود.
برای تولید قطرات ریزمه، از نازل‌های پاشش آب مخصوصی استفاده می‌کنند. زمانی که آب با فشار زیاد از این نازل‌ها عبور می‌کند، قطرات بسیارریزی تولید می‌شود که قطرات سریعاً تبخیر شوند. چون پره‌های کمپرسور مستقیماً درمعرض هوای مرطوب قرار می‌گیرند، آب مصرفی در سیستم F o g عموماً آب مقطر با کیفیت از پیش تعیین شده است. سه نکته مهمی که در طراحی یک سیستم F 0 g باید همواره در نظر قرارگیرند، عبارتند از :
فشار عملکرد سیستم
نوع نازل‌ها و مشخصه قطرات آن‌ها
جایگذاری مناسب نازل‌ها در مسیر هوای عبوری توربین
فشار عمل‌کردی سیستم معمولاً بین 70 تا 200 بار انتخاب می‌شود که این فشار توسط پمپ‌های پیستونی فشار قوی ایجاد می‌گردد.
به علت بالابودن فشار، تمام قسمت‌های تحت فشار سیستم باید با دقت کامل طراحی شده و تمهیدات لازم برای پایدار کردن قسمت فشار قوی و جلوگیری از ایجاد لرزش در قسمت‌های مختلف آن اندیشیده شود. به علت استفاده از آب مقطر، لوله‌های قسمت فشارقوی علاوه برآن‌که باید تحمل فشار بالا را داشته باشند باید از جنس استینلس استیل انتخاب شوند.
نوع نازل‌های مورد استفاده در سیستم Fog جهت بهبود راندمان سیستم دارای اهمیت ویژه‌ای می‌باشد. به علت استفاده از آب مقطر، جنس نازل‌ها باید استینلس استیل باشد. به خاطر وجود فشار بالا، جهت جلوگیری از سائیدگی سوراخ نازل و بزرگ‌تر شدن آن به مرور زمان، اخیراً شرکت‌هایی اقدام به ارائه نازل‌هایی با جنس بدنه استنلس استیل و سوراخ از جنس یاقوت
Rubby Orifice)) کرده‌اند.
طراحی مراحل مختلف خنک کنندگی توربین و چیدمان نازل‌ها در مسیر هوای ورودی از دیگر عوامل مهمی هستند که در بالا بردن راندمان اشباع سیستم و هم‌چنین شکل اتاق هوای ورودی توربین، باید مورد طراحی نهایی قرار گیرند.
توزیع نازل‌ها جلوی دریچه وردی هوا وابستگی به شکل اتاق هوای ورودی توربین دارد و باید دقیقاً مورد مطالع قرار گیرد.
مزایا:
راندمان اشباع بالا حتی تا 100%
ایجاد افت فشارکم در مسیر هوای ورودی توربین
ایجاد کم‌ترین ساختار در اتاق فیلتر
داشتن هزینه‌ی راه‌اندازی کم این سیستم
بازگشت سریع سرمایه
حداقل بودن زمان نصب سیستم
معایب :
این روش تنها در مناطقی عملکرد خوبی دارد که رطوبت هوا بسیار کم باشد.
آب مصرفی قابل بازیافت نمی‌باشد و لذا آب زیادی مصرف می‌کند
آب مصرفی در این روش باید کیفیت بسیار بالایی برخوردار باشد ( به خاطر نگه‌داری از نازل‌ها و جلوگیری از ورود ذرات ریز به کمپرسور )
درجه‌ی حرارت هوای خروجی دقیقاً قابل کنترل نمی‌باشد
دشواری در انتخاب ، نصب و تنظیم دوره‌ای نازل‌ها
سیستم ‌های خنک کننده‌ی برودتی (چیلیری)
در این سیستم‌های از آب سرد ایجاد شده توسط چیلر جهت خنک‌کردن هوای ورودی کمپرسور استفاده می‌شود. برای این منظور آب سرد را از درون کویل‌های که جهت انتقال حرارت، در مسیر هوای ورودی قرار گرفته‌اند، عبور می‌دهند و بدین‌وسیله هوا را خنک می‌کنند.
سیستم‌های چیلری برطبق این‌که آب سرد خروجی از آن‌ها چگونه و با چه سیکلی تولید می‌شود، به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند. که در ذیل به تفضیل تشریح خواهند شد.
3 – 1 - چیلرهای تراکمی
در این روش با استفاده از کمپرسور و گازهای مبرد (refrigerant)
نظیر آمونیاک و لوازم جانبی دیگر، به کمک یک سیکل ترمودینامیکی، سرمای لازم را ایجاد می‌کنند. شماتیک ساده یک سیستم تراکمی نمایش داده شده است. کمپرسور، گاز مبرد را فشرده می‌کند که در نتیجه این فشرده سازی، گاز گرم می‌شود. سپس گاز گرم شده را به چگالنده) می‌فرستند تا در آن‌جا گرمایش گرفته شده و خنک گردد که در نتیجه این عمل، به مایع تبدیل می‌شود. آن‌گاه این مایع مبرد را بطور ناگهانی منبسط می‌کنند که در نتیجه، افت فشار خواهیم داشت و مایع مبرد در خلاء نسبی، به سرعت تبخیر می‌شود و گرمای مورد نیاز جهت تبخیر را از آب در گردش سیستم گرفته، آن‌را خنک می‌کند.
در قسمت چگالنده، گاز مبرد گرم بوسیله آب سرد، دمایش پائین می‌آید و مایع می‌شود. خود این آب، باید در برج خنک‌کن در نتیجه تماس با هوا، مجدداً خنک شود. به همین دلیل برج خنک‌کن، یکی از بخش‌های مهم این سیستم می‌باشد و از نظر هزینه نیز بخش قابل توجهی را به خود اختصاص می‌دهد.
تبادل حرارت، بین مایع مبرد و آب در گردش سیستم، هنگامی که مایع مبرد می‌خواهد تبخیر شود، در بخشی بنام Evapolator صورت می‌گیرد که خود انواع مختلف دارد. از معروف‌ترین آن‌ها، سیستم می‌باشد که در آن یک سری لوله‌هایی (tubes) درون یک محفظه (shell) قرا گرفته‌اند. آب را از درون این لوله‌ها عبور می‌دهند در حالی که مایع مبرد از پائین محفظه، وارد آن می‌شود. به علت فشارکم درون محفظه، مایع مبرد به بخار تبدیل می‌شود که در نتیجه، گرمای مورد نیاز تبخیر را از آب عبوری لوله‌ها می‌گیرد و آن‌ها را خنک می‌کند، ماده مبرد که اکنون بصورت بخار درآمده است از دریچه‌ای که در بالای محفظه تعبیه شده است به سمت کمپرسور جریان می‌یابد.
در قسمت بالای محفظه و در خارج آن، یک جداکننده قرار می‌دهند تا آن قسمت از ماده مبرد را که هنوز بصورت مایع است از بخاری که به سمت لوله مکش
کمپرسور می‌رود، جدا کنند.
سیستم‌های معمولاً 4 تا 8 مسیر برای عبور آب دارند. هرچه تعداد این مسیرها بیش‌تر باشد، تلفات اصطکاک آب با بدنه لوله‌ها بیش‌تر بوده و توان الکتریکی بیش‌تری برای پمپ کردن آب از درون لوله‌ها لازم خواهد بود. به‌ همین خاطر مصرف برق این سیستم نسبتاً زیاد است. به‌عنوان یک قاعده تجربی، برای ایجاد هر تن سرما توسط سیستم کمپرسوری، حدود LKW برق مورد نیاز است و چون عموماً تناژ برودتی برای خنک‌کردن هوای ورودی توربین نسبتاً زیاد است، مصرف برق سیستم زیاد خواهد بود.
کویل‌های خنک‌کننده هوای ورودی را، هم در بیرون اتاقو هم درون آن می‌توان قرار داد . اگر فضای کافی درون اتاق فیلتر موجود باشد، عموماً سعی می‌شود که این کویل‌ها، درون اتاق فیلتر و پس از فیلترها قرار گیرد تا گرد و خاک هوای ورودی توسط فیلترها گرفته شده و روی کویل‌ها ننشیند و باعث کثیف شدن و هم‌چنین افزایش افت فشار آن‌ها نگردد.
بعلاوه میزان افت فشار ایجاد شده توسط سیستم خنک‌کننده مسئله مهمی هنگام طراحی آن می‌باشد زیرا افت فشار ایجاد شده در هوای ورودی به توربین، باعث افت ظرفت توربین خواهد شد. به‌عنوان یک قاعده تجربی، هر 100 میلی‌متر آب افت فشار ورودی توربین، حدود 1 % ظرفیت آن‌را تقلیل خواهد داد.
از آن‌جا که سیستم‌های چیلری از کویل‌های سرمایشی جهت خنک کردن هوای ورودی توربین استفاده می‌کنند، قرار دادن این کویل‌ها در جلوی اتاق فیلتر، باعث ایجاد افت فشار می‌شود. میزان این افت فشار را به‌طور تقریبی می‌توان بصورت زیر در نظر گرفت : اگر کویل‌ها را در جلوی اتاق توربین بصورت 4 ردیفه در نظر بگیریم، میزان افت فشار هوای ورودی توربین، بسته به سرعت هوای ورودی، بین 16 تا 23 میلیمتر آب خواهد بود که میزان افت ظرفیت توربین در اثر این افت فشار، بین %16 تا 23 میلی‌متر آب خواهد بود که میزان افت ظرفیت توربین در اثر این افت فشار، بین %16 . تا 23% .0 خواهد بود.
از پارامترهای مهم سیستم تراکمی، هزینه بسیار بالای آن می‌باشد. زیرا تجهیزات سیستم اغلب گران هستند و لوازم جانبی نسبتاً زیادی می‌خواهد. به‌عنوان مثال برج خنک کن که یکی از اجزای جانبی اما ضروری سیستم است، هزینه زیادی دارد. مصرف برق زیاد سیستم نیز زیاد سیستمفاکتور مهم دیگری در هنگام انتخاب این سیستم می‌باشد.
همان‌طور که قبلاً گفته شد،‌ در بج خنک کن این سیستم‌ها، با استفاده از تبخیر آب، آب قسمت چگالنده را خنک می‌کنند. بنابراین مصرف آب سیستم‌های چیلری، عمدتاً در برج خنک کن رخ می‌دهد. برای سایت‌هایی که مشکل کمبود آب وجود دارد، می‌توان این برج خنک کن را از نوع خشک انتخاب کرد تا بتوان مصرف آب را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش داد. در برج‌ها خنک کن خشک، به جای تبخیر آب، آب را از کویلها‌یی عبور می‌دهند که عبور هوا از سطوح این کویلها، باعث خنک کردن آن‌ها می‌شود. عیب عمده برج‌های خنک کن خشک، هزینه بالاتر آن نسبت به نوع مرطوب می‌باشد.
چیلرهای کمپرسوری، دارای تکنولوژی شناخته شده‌ای هستند و به همین خاطر تمام مسائل آن‌ها شناخته شده و قابل حل است. اما عملیات راهبردی و نگهداری نسبتاً زیادی دارند و به همین دلیل هزینه نگهداری آ‌ن‌ها زیاد است. یکی از مزایای استفاده از آن‌ها، فراوانی قطعات یدکی و آشنایی تعمیر کاران با آن‌ها می‌باشد.
مزایا :
ایجاد خطر کم‌تر برای کمپرسورو توربین از نظر ورود اشیاء خارجی
قابلیت نصب کویل‌ها هم در بیرون و هم درون اتاق فیلتر
تکنولوژی شناخته شده
داشتن قطعات یدکی و سادگی تعمیرات
معایب :
هزینه نگه‌داری زیاد
هزینه نصب و راه‌اندازی زیاد
افت فشار قابل ملاحظه سیستم
مصرف برق نسبتاً زیاد سیستم
3 - 2 :
چیلر جذبی :
آخرین روش خنک‌کاری هوای ورودی به‌وسیله چیلر جذبی می‌باشد. در این سیستم با استفاده از خاصیت فشار جزئی برخی مایعات که بواسطه آن، میل به جذب در ماده دیگر را دارند، برودت ساخته می‌شود. ماده جاذب را absorbant و ماده مبرد را refrigerant گویند.
در فصل آینده با ساختار این سیستم به طور مشروح بیان خواهد شد.
هدف نهایی از ایجاد سیستم سرمایش هوای ورودی افزایش قدرت خالص خروجی توربین گاز است. این دستگاه‌ها که معمولاً برای تولید الکتریسته در ساعات پیک مطلوب می‌باشد ( به علت زمان کوتاه راه‌انداری و انعطاف در عملکرد ) در مناطق گرم از عملکرد خوبی برخوردار نیستند ، چرا که در این مناطق نمی‌توانند بیش‌ترین تقاضای در گرم‌ترین ساعات روز را تأمین نمایند.
هم‌چنین این کاهش تولید الکتریسیته عملاً سبب می‌شود که قسمتی از ظرفیت سرمایه‌گذاری شده بهره‌برداری شود.
در مناطقی مانند جزیره‌ی کیش ( این پروژه برای آن محل انجام خواهد شد) که از مزایای شبکه سراسری برق برخوردار نیستند ، توربین‌های گازی در تمام مدت مدت شبانه روز مشغول به کار هستند به کار هستند ، که به‌علت گرم و مرطوب بودن هوا در این منطقه بخش قابل توجهی از ظرفیت تولید آن‌ها غیر قابل استفاده شده است.
این‌که با چه مقدار کاهش دمای هوای ورودی می‌توان چه میزان افزایش قدرت خروجی را باعث شد، بستگی به نوع و تیپ توربین گاز مورد استفاده دارد. به عبارت دیگر در این‌گونه موارد باید موضوعی با مسائل برخورد شود.
در این پروژه نیروگاه کیش مورد بررسی قرارگرفته است.
4 -1- مشخصات فنی توربین گاز جزیره‌ی کیش
نیروگاه گازی جزیره‌ی کیش شامل
2 واحد 37 مگاواتی فریم 6 ، ساخت کارخانه‌ی آلستوم می‌باشد. قدرت اسمی هر واحد در حالت پایه 52/37 مگاوات و در حالت پیک حدود 6/45 مگاوات است. دور محور توربین RPM 5135 و فرکانس آن 50 هرتز می‌باشد.
هر واحد دارای 10 اتاق احتراق بوده و سوخت مصرفی توربین‌ها گازوئیل می‌باشد.
سایر مشخصات توربین‌های گازی جزیره کیش در بار نامی که بر اساس مشخصات فنی توربین‌های گازی شرکت ‌آلستوم به‌دست آمده است به شرح زیر می‌باشد ( شرایط استاندارد ) :
نوع کمپرسور = محوری
نوع توربین = عکس‌العملی
تعداد مراحل کمپرسور = 17 مرحله
تعداد مراحل توربین = 3 مرحله
نسبت فشار کمپرسور = 7/11
درجه حرارت هوای ورودی به کمپرسور = ْ c 15
فشار هوای ورودی به کمپرسور = mbar 1003
دبی جرمی هوای ورودی به کمپرسور kg/h595400
راندمان ایزنتروپیک کمپرسور = 58/90%
دبی جرمی سوخت = kg/s 58/2
درجه حرارت ورودی به توربین = c ‌ْ1104
درجه حرارت خروجی از توربین = cْ541
دبی محصولات احتراق خروجی = kg / s 140
راندمان ایزنتروپیک توربین = 3/81%
نسبت سوخت به هوا = 2%
تولید خالص در خروجی از ژنراتور = MW 29/37
راندمان خالص بر مبنای مرجع ارزش حرارتی پائین سوخت( L.H.V ) =89/30%
راندمان ناخالص بر مبنای ارزش حرارتی پائین سوخت ( L.H.V ) و تولید ناخالص ژنراتور = 1/31%
تولید ناخالص ژنراتور ( به‌علاوه مصرف داخلی ) = MW 49/37
4-1-1-منحنی عملکرد توربین گاز جزیره‌ی کیش
شکل (4-1) نحوه عملکرد توربین گاز فریم 6 مدل PG6541B را به ازای درجه حرارت‌های مختلف نشان می‌دهد‌ :
جهت تعیین عملکرد واقعی ماشین به‌صورت تابعی از درجه حرارت محیط، معادلات مدل شده از شکل (4-1) به‌شرح زیر به‌دست آمده است :
(4-1) (نرخ قدرت خروجی %)
(4-2) (نرخ قدرت ورودی %)
(4-3) (نرخ جریان خروجی %)
همان‌طور که در شکل مشخص شده است هم‌زمان با افزایش دمای هوای ورودی ، کاهش در قدرت خروجی مشاهده می‌شود. مطابق معادله‌ی (4-1) افزایش هر یک درجه‌ی سانتی‌گراد دمای هوای ورودی نسبت به شرایط استاندارد ( c ْ15 ) ،‌ باعث کاهش 69/0% در قدرت خالص خروجی می‌گردد.
به‌عنوان مثال اگر توربین گاز ذکر شده در جزیره‌ی کیش که دمای هوا در ماه‌های گرم سال به cْ40 نیز می‌رسد کار کند، تا 17% از قدرت خروجی آن کاسته خواهد شد، که این مقدار برای توربین گازی 5/37 مگاواتی در حدود 6 مگاوات خواهد بود که نتیجه‌ی آن کاهش در ظرفیت تولید در حالت پیک و کاهش سود انرژی است.
جهت فائق آمدن به این مشکلات توصیه می‌شود هوای ورودی به کمپرسور توسط یک چیلر جذبی سرد شود.
4-2- تأثیر سرمایش هوا برروی کمپرسور توربین گاز
همان‌طور که از مباحث قبلی مشاهده گردید، سیال عامل در سیکل توربین‌های گازی هواست . با پائین آوردن دمای هوای ورودی به کمپرسور، دبی جرمی آن نیز افزایش پیدا می‌کند و بالطبع بروی کار کمپرسور نیز تأثیر می‌گذارد. هم‌چنین درجه حرارت خروجی از کمپرسور، شرایط کارکرد و نسبت فشار نیز عواملی هستند که با سرمایش هوا در ارتباط می‌باشند. در این بخش به بررسی این عوامل بروی کمپرسور پرداخته می‌شود.
4-2-1- دمای خروجی از کمپرسور
با توجه به شکل (1-7) و رابطه‌ی (1-12) می‌توان استنباط کرد با کاهش دمای هوای ورودی ، دمای خروجی از کمپرسور ( ورودی به اتاق احتراق ) نیز کاهش خواهد یافت. با آزمایش‌های به‌عمل آمده برروی توربین گاز جزیره کیش میزان میزان دمای خروجی از کمپرسور در بارها و دماهای ورودی متفاوت در شکل (4-2) نشان داده شده است:
45 35 19 6 دمای محیط
17/135 120 44/98 3/81 دمای خروجی از کمپرسور () دربار 25%
5/223 5/211 23/195 2/181 50%
328 64/321 312 52/303 75%
5/371 364 347 332 100%
جدول (4-1) تغییرات دمای خروجی از کمپرسور در بارها و دماهای ورودی به کمپرسور متفاوت
4-2-2- کار کمپرسور
معمولاً در محاسبات مربوط به کار کمپرسور از درجه حرارت خشک استفاده می‌شود، در صورتی که با افزایش رطوبت هوا، حرارت مخصوص آن نیز تغییر می‌کند و در نتیجه مقدار کمیت محاسبه شده نیز دچار تغییرات می‌شود . بدین جهت برای محاسبه‌ی کار کمپرسور از تغییر انتالپی هوای ورودی و خروجی مطابق رابطه‌ی (4-4) استفاده می‌نمائیم.

حرارت مخصوص مخلوط هوا (Cpm) خود از دو قسمت یعنی حرارت مخصوص هوا و بخار تشکیل شده است.

که در رابطه‌ی (4-6) ، 97/28 جرم مولکولی هوای خشک می‌باشد.
هم‌چنین حرارت مخصوص بخار عبارت است از :

که در رابطه‌ی (4-7) ، 15 0/ 18 جرم مولکولی بخار آب می‌باشد.
نسبت رطوبت () عبارت است از :
8-4)
در رابطه‌ی (4- 8) فشار جزئی هوا ( ) برابر است با :
9-4)
فشارجزئی بخار ( ) نیز از رابطه‌ی (4- 10) بدست می‌آید.
10-4)
برای محاسبه‌ی دمای خروجی از کمپرسور از روابط ( 4- 11) و (4- 12) استفاده می‌شود.
11-4)
12-4)
به‌علت این‌که نسبت فشار و راندمان کمپرسور تابعی از بار و درجه حرارت ورودی به کمپرسور هستند، با اطلاعات موجود نمی‌تون مقدار دقیق آن‌ها و در نتیجه حرارت خروجی از کمپرسور را بدست آورد. بدین‌جهت از درجه حرارت‌های اندازه‌گیری شده بروی توربین گاز که در جدول (4-1) آورده شده استفاده گردیده است.
جدول (4- 2) تغییرات کار مصرفی کمپرسور را به ازای رطوبت نسبی و درجه حرارت ورود به کمپرسور مختلف نشان می‌دهد.
95 90 80 70 60 50 40 30 رطوبت نسبی %
47022 46996 46945 46895 46844 46794 46743 46693 کار خروجی کمپرسور (KW) در دمای محیط ()6
460930 45885 45795 45704 45615 45524 45437 45349 15
45518 45459 45343 45227 45112 44866 44883 44769 19
44217 44068 43774 43484 43197 42913 42632 42355 35
43679 43421 42913 42416 41928 41450 40982 40522 45
جدول (4-2) تغییرات کار کمپرسور به ازای رطوبت نسبی و درجه حرارت ورودی به کمپرسور مختلف
همان‌طور که مشاهده می‌شود، در جدول (4-2) با افزایش رطوبت نسبی (برای یک درجه حرارت ثابت ) کار کمپرسور افزایش و با افزایش درجه حرارت ، کار کمپرسور کاهش می‌یابد.
البته این‌طور به نظر می‌رسد که با کاهش درجه حرارت ورودی به کمپرسور، چون کار آن افزایش می‌یابد، پس قدرت خالص خروجی نیز، نباید افزایش پیدا کند، که این مهم در بخش‌های بعدی همین فصل پاسخ داده خواهد شد.
4-2 -3- نسبت فشار
در فرآیند خنک‌کاری محدودیت‌هایی وجود


دسته‌بندی نشده  نیروگاه نازل موتورهای منحنی معایب مزایا مرطوب محفظه مبرد ماکزیمم گرمای گردابی کیش کویل کمپرسور قوی فیلترها فیلتر فارنهایت صنعتی سیکل سوخت سلول سرما ساعات راندمان ذخیره دیسک دینامیکی دماهای دبی خنک حرارتی جزیره توربین توربین توربوجت تراکم تبخیری پاشش برق برج برایتون بخار ایزنتروپیک انرژی اشباع احتراق اپتیموم Washer TRIT Tg Media Air ـــــــــــــــــــــ