وبلاگ

انحراف جریان یا به طور طبیعی بصورت شریان و ایجاد میانبردر رودخانه های مئاندری بوجود میآید و یا آنكه بطور مصنوعی بصورت آبگیری از رودخانهها و كانالها جهت مصارف كشاورزی، آبرسانی شهری و یا صنعتی ایجاد میشود. الگوی جریانهای انحرافی كاملاً سه بعدی و غیر یكنواخت میباشد و باعث ایجاد نواحی تقسیم خطوط جریان، جداشدگی و جریان برگشتی میشود. این جداشدگی و جریان برگشتی نیز یكسری جریانهای گردابی و چرخشی را در این نواحی ایجاد میكند كه این عوامل قابل توجه مهندسین هیدرولیک و محققینی كه در ارتباط با تغییرات ریختشناسی رودخانه ها و حركت ذرات رسوبی بستر مطالعه میكنند، میباشد.

از آنجا كه رودخانه یک سیستم دینامیک بوده و پیوسته در حال تغییر است باید این تغییرات بررسی شده و رفتار رودخانه قابل پیشبینی باشد.برای انحراف رودخانه باید مواردی از جمله مشخصات جریان، وضعیت انتقال رسوب و مشخصات آبراهه مورد بررسی قرار گیرد. همچنین در صورت وجود آبگیرهای جانبی تغییرات در هیدرودینامیک جریان ایجاد میشود و لازم است بررسیهایی بر روی جریان ثانویه ایجاد شده در اطراف دهانه آبگیر كه نحوه آبشستگی و رسوبگذاری در امتداد آبگیر را نشان میدهد و تحلیل جریان در محدوده آبگیر صورت گیرد.

به همین منظور در اینجا لزوم مطالعات كامل تر بر روی آبگیرهای جانبی مطرح شده كه در این موارد بررسی تأثیر موقعیت آبگیر در كاناهای قوسی و همچنین نوع جریان در كانال اصلی بر روی الگوی جریان لازم بنظر میرسد.
فصل اول: کلیات
1-1) هدف
از دیر باز مسئله انحراف آب از مسیر اصلی رودخانه برای انجام مقاصد مختلف از آن جمله برای كشاورزی، آبرسانیشهری ، صنایع و تولید برق و غیره مورد توجه قرار داشته كه می توان ادعا كرد، قدمت آن به قدمت تمدن بشر می رسد. همواره مسئله مهم در انتقال آب، مشكل ورود رسوبات به كانالها و سیستمهای انتقال می باشد. بنابراین هدف طراحان كاهش میزان ورود رسوبات انتقال یافته تا حد امكان می باشد(صالحی نیشابوری و ایزدپناه، 1385).
آبگیری از رودخانه یكی از قدیمی ترین مسائل مطرح در زمینه مهندسی هیدرولیک است با این وجود طراحی یک سازه آبگیر در یک رودخانه امری ظریف و حساس به شمار می رود. طراحی اصلی در انحراف آب تعیین مقدار آب مورد نیاز در زمان مشخص ((QD(t) می باشد میزان آبگیری بستگی به جریان نسبی در زمان مشخص داشته كه نباید مقدار آن بیشتر از جریان رودخانه باشد . همچنین باید از ورود رسوبات و آشغالهای شناور جلوگیری شود . (درصورتیكه از لوله های تحت فشار یا تونل برای آبرسا نی استفاده شود باید از ورود هوا جلوگیری شود ) همچنین طراح باید اثرات موفولوژیكی كه موجب كاهش جریان پایین – دست و اثرات ناسازگاری محیط زیست كه باعث تغییر در سطح آب های زیرزمینی، برگشت آب، تغییرات آب، سرعت جریان و دما می شود را به حداقل برساند . كاهش عمق جریان و سرعت جریان پایین دست آبگیر باعث افزایش دمای آب شده، این امر زندگی آبزیان را تهدید می كند. به حداقل رساندن عمق آب در پاییندست محل آبگیری برای حفاظت حیوانات آبزی در رودخانه ها حائز اهمیت است.
انواع آبگیر از لحاظ سازه ای عبارتند از:
– آبگیر بدون استفاده از بند
– آبگیر همراه با بند انحرافی
– یكی از دو موارد فوق به همراه تاسیسات جانبی نظیر پمپاژ

:
با مطالعه آنچه در کشورهای جهان میگذر د، به نظر می رسد یکی از عوامل مهم در ایمن سازی شهرها و روستاهای یک کشور، فرهنگ ساخت و ساز آن کشور و مد یریت بر آن می باشد. چه چیزی باعث شده آمار تعداد کشته شدگان در زلزله های ژاپن از سال 1923 میلادی (زلزله کانتو ژاپن بیش از 140 هزار کشته) تا امروز (تعداد انگشت شمار کشته در زلزله های اخیر ژاپن) با این شدت کاهش بیابد؟ این توفیق، عمدتا در نتیجه یک تحول اساسی د ر فرهنگ ساخت و ساز ژاپن در طی دهه های اخیر بوده است. البته ابزارهائی نظیر تکنولوژی، توسعه مهندسی و مواردی از این قبیل به مسئولین و شهروندان کمک میکند تا الگوهای فعلی خود را در امر ساخت و ساز بهبود ببخشند. نمودار 1 نشان می دهد تدوین آئین نامه ها و اصلاح آنها نه این که مهم نیست، ولی به تنهائی تاثیر قابل ملاحظه ای در آمار کشته شدگان ناشی از زلزله نخواهد داشت.
بر اساس گزارش جهانی “کاهش ریسک بلایا، چالش توسعه ” که در سال 2003 توسط برنامه عمران ملل متحد منتشر شد، ایران دومین کشور جهان از لحاظ مرگ و میر ناشی از زلزله است.
لذا رویکرد صنعتی به ساختمان سازی به عنوان یکی از مهمترین راهکارهای تغییر فرهنگ از دست رفته در بخش ساخت و ساز کشور میباشد که باید در دستور کار مسئولین، اساتید، دانشجویان و شرکت های مرتبط با بخش ساختمان قرار گیرد . در این پایان نامه هدف رسیدن به راهکار مطمئن و اقتصادی برای تولید صنعتی شالوده ساختمان ها است به نحوی که نیروی کار غیر مجرب که در روستاهای کشور خصوصا مشغول به ساخت ساختمان هستند، کمترین دخالت را در این موضوع داشته باشند.
فصل اول

کلیات

1-1- فرهنگ غالب ساخت و ساز شالوده در منطقه مورد تحقیق
در این بخش به استناد تصویر هائی که در بازدیدهای محلی از ساخت و ساز مرسوم در روستاهای کشور ثبت شده است، فرهنگ موجود در این زمینه را به بحث میگذاریم (با تکیه بر اجرای فونداسیون و شالوده). این تصاویر از مناطقی گرفته شده است که پروژه حاضر قصد دارد روش جایگزینی برای اجرای شالوده در این مناطق پیشنهاد و بررسی کند.
الف- سنگدانه های مصرفی برای بتن
طبق آئین نامه بتن ایران به کار بردن سنگدانه های با اندازه بزرگتر از 38 میلیمتر در بتن توصیه نمی شود (تبصره 2 بند 3-4-4- آبا). لکن در برخی موارد مشاهده شده است که در دانه بندی سنگدانه های مورد استفاده در بتن شالوده ها ب ه علت عدم کنترل و آگاهی مجریان، سنگدانه هائی با اندازه تا 50 میلیمتر هم استفاده شده است که در تصویر ذیل نمونه ای از این موارد به تصویر کشیده شده است.
با توجه تاکید آئین نامه بتن ایران بر استفاده از سنگدانه های با کیفیت که منجر به تولید بتن مقاوم و پایا گردد، و با وجود آئین نامه های مختلف بین المللی نظیر ASTM و همچنین آئین نامه های داخلی برای کنترل و اس تفاده از دانه بندی و کیفیت مناسب سنگدانه های مصرفی، استفاده از دانه بندی نظیر آنچه در شکل ذیل مشاهده میشود در ساخت بتن شایسته به نظر نمی رسد.
با توجه به اینکه در تعیین دانه بندی استاندارد فرض بر این است که سنگدان ها شکلی نزدیک به یک کره منظم دارند ، و از طرفی تاثیر زیاد شکل سنگدانه بر خواص فیزیکی بتن تازه و سخت شده، آئین نامه ها استفاده از سنگدانه ها ئی با شکل کشید ه و یا به صورت ورقی (سوزنی و پولکی ) را محدود کرده اند . لکن در ساخت و ساز های متداول در روستاهای کشورمان هنوز مشاهده میشود که مقدار این نوع سنگدانه غیر استاندارد در دانه بندی سنگدانه های مورد استفاده برای بتن ریزی زیاد است.
طبق آئین نامه بتن ایران میزان دانه های رد شده از الک 200 (0/075 میلیمتر) نباید بیشتر از 5 درصد باشد و اگر این دانه ها از جنس رس باشد این مقدار باید به 3 درصد وزن کل سنگدانه ها محدود گردد . در اغلب سنگدانه های مصرفی در بتن وجود خاك و گرد های سنگ که از الک 200 عبور میکنند به چشم میخورد . در روستاهای کشور سنگدانه های مصرفی اغلب دارای مقادیر زیاد خاك و دانه های بسیار ریز می باشد که این موضوع علاوه بر کاهش مق اومت بتن سخت شده، خواص بتن تازه را به شدت تحت تاثیر قرار داده و بتن حاصل به علت کاهش کارائی خوب متراکم نمی گردد.

تشخیص اشیاء مختلف و تعامل با آنها بخش عمده ای از فعالیت مغزی انسان را در فعالیت های روزمره شامل می شود. چهره ها یک دسته مهم از اشیاء هستند که در تعاملات انسانی نقش ویژه ای را ایفا می نمایند به همین دلیل در طی سال های گذشته دانشمندان و مهندسین سعی در جهت به وجود آوردن ماشین هایی که توانایی درک چهره انسان را داشته باشند، در تلاش بوده اند. این تلاش ها در زمینه های مختلفی از قبیل علوم کامپیوتر، علوم ادراکی، ریاضیات، فیزیک، روانشناسی و علوم اعصاب شناختی انجام شده و در واقع تلفیقی از زمینه های مختلف علوم در پیشرفت های اخیر نقش داشته اند.
ادراک چهره مبتنی بر کامپیوتر از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و دارای کاربردهای متنوعی از قبیل رابط های ماشین و انسان، چند رسانه ای، سیستم های نظارتی و امنیتی، مخابرات تصویری، متحرک سازی و غیره می باشد. لذا، در طی سال های اخیر روش های محاسباتی، الگوریتم ها و سیستم های بینایی ماشین متنوعی برای ادراک خودکار چهره به وجود آمده اند.
1-1- آشکار سازی چهره

ادراک چهره جنبه های مختلفی از قبیل درک حالت چهره، درک وضعیت و موقعیت چهره، تشخیص هویت از روی چهره، دنبال کردن چهره و غیره را شامل می شود. تشخیص چهره عبارت است از مشخص کردن وجود چهره ها و محل آن ها در یک تصویر، اولین گام جهت کاربردهای ادراکی می باشد. لذا از تشخیص چهره تحت عناوین تشخیص سطح اولیه یا سطح ورودی نیز یاد می شود.

آشکارسازی چهره در واقع عمل تفکیک چهره از سایر اشیاء یا الگوها را شامل شده و سایر عملیات ادراکی در مراحل بعدی انجام می شوند. در اغلب روش های تشخیص چهره از این واقعیت که چهره ها کلاس منحصر بفردی از اشیاء را تشکیل می دهند استفاده می شود. بدین معنا که چهره ها دارای ساختار مشابهی هستند و اجزا چهره همواره به صورت مشابهی چیده شده و ارتباط مکانی مشخصی دارند. اما کلاس چهره ها دارای دامنه وسیعی از تغییرات درون کلاسی می باشد که این امر یافتن یک روش ارائه مناسب برای چهره را که توانایی در برگرفتن این تغییرات را داشته باشد، دشوار می سازد. تغییرات درون کلاسی، علاوه بر وجود تفاوت بین چهره افراد مختلف، می تواند به دلیل عوامل متغیر ذیل نیز به وجود بیاید:
1- موقعیت چهره:
تصویر چهره با توجه به موقعیت نسبی چهره و دستگاه تصویربرداری دچار تغییر می شود و برخی اجزا چهره مانند چشم یا بینی ممکن است به صورت جزئی یا کلی در تصویر دیده نشوند.
2- وجود یا عدم وجود برخی اجزا:
برخی اجزا چهره از قبیل ریش، سبیل و عینک ممکن است وجود داشته یا نداشته باشند و بعلاوه این اجزا از لحاظ رنگ، شکل و اندازه دارای تغییرات زیادی می باشند.

تمایل جدیدی که در جهت عینی شدن، اخیرأ مطرح شده است استفاده از منطق فازی در ترکیب با محاسبات عصبی و الگوریتم ژنتیک می باشد.عمومأ منطق فازی ،شبکه های عصبی و الگوریتم ژنتیک به عنوان پایه و اساس تشکیل دهنده می باشد.انچه که به عنوان محاسبات نرم دیده می شود، به حساب می ایند.بر خلاف روش های متداول قدیمی که محاسبه سخت به شمار می روند، محاسبات نرم با هدف به کاربردن تولرانس برای موارد عدم دقت در دنیای واقعی سازمان دهی شده است.اصول راهنمای محاسبات نرم عبارتند از در نظر گرفتن تولرانس برای عدم دقت،عدم اطمینان و تا حدی درست،به منظور دستیابی به توانایی ردیابی ،مقاوم بودن و همچنین راه حل ارزان و سریع می باشد،در بین ترکیبات مختلفمربوط به محاسبات نرم ،موردی که بیش از بقیه در این زمان مورد توجه است ترکیب منطق فازی و محاسبات عصبی می باشد که تحت نام سیستمهای عصبی – فازی شناخته می شوند.در منطق فازی چنین سیستمهایی نقش بسیار مهمی را در تاثیر پذیری قوانین از مشاهدات بازی می کنند.
تحقیقات شبکه های نوروفازی جدید می باشد و اولین کتاب احتمالا توسط kasko (1992 بوده است.

شبکه های عصبی این توانایی را دارا می باشند که یک تابع را تخمین بزنند .ولی غیر ممکن است که نتایج را بصورت زبان محاوره ای طبیعی 

بیان کنند.در ساخت مستقیم یک شبکه عصبی، اطلاعات مورد نیاز جهت اموزش ارائه می گرددو مدلهای مات و مبهم و غیر قابل درک بوجود می اید.ولی یک سیستم فازی به شما اجازه می دهد که از تجربه افراد خبره که سیستم راتجربه کرده اند استفاده نمایید. قوانین فازی شامل بیانی از جملات می باشد که تقریبا به زبان طبیعی می باشند اما نمی توانند قوانینشان را یاد بگیرند.

ترکِیب شبکه عصبی و منطق فازیدر مدلهای نورو فازی یادگیری را به خوبی با قابیت خواندن تهیه می کند. مهندسان کنترل این فایده را پیدا می کنند زیرا مدلها می تواند با پردازش اپراتور بیان و تکمیل شوند.
سیستمهای استنتاج فازی بدلیل انعطاف، شفافیت ساختار و قابلیت یادگیری بسیار مورد توجه قرار گرفته اند، بطوریکه در دو دهه اخیر روش های بسیاری برای آموزش آنها توسعه یافته اند. از آنجمله میتوان به روش تطبیقی که تاکاگی و سوگنو برای مدل فازی عصبیشان ارائه کرده اند، مدلسازی B-spline تطبیقی توسط (ASMOD) Kavli، سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی (ANFIS) توسط Jang و آموزش قواعد فازی با الگوریتم ژنتیکی (FUREGA) توسط Nelles اشاره کرد. همة این روشها برای آموزش مدل فازی عصبی تاکاگی و سوگنو طراحی شده و در کاربردهای مختلفی مانند شناسایی، تخمین، کنترل، پردازش سیگنال و پیشبینی بکار رفته اند. در این بخش ایده یادگیری عاطفی برای این مدل طراحی شده و مورد آزمایش قرار گرفته است. در زیر شرح مختصری از روشها ی مختلف یادگیری نوروفازی اورده شده است.

در گذشته برای ساخت شبیه ساز از مدل های کوچک ساخته شده استفاده می شد که تمام جوانب و نکات یک نیروگاه را بعضا در بر نمی گرفت اما با پیشرفت علم و تکنولوژی در زمینه شبیه سازی رایانه ای سیستم ها و چه در علم ریاضی روش های قدیمی منسوخ شد. آنچه مسلم است این است که مطالعه رفتار دینامیکی یک سیستم قدرت مستلزم مدلسازی دینامیکی اجزای مختلف آن به ویژه نیروگاه می باشد.
اخیرا توربین های گازی با بازده بالا و غیر ایزوله که به شبکه سراسری متصل می شوند در شبکه های قدرت توسعه بسیاری پیدا کرده اند. امروزه این نیروگاه ها از این جهت که سریع وارد مدار شده و قادر به جبران اوج بار می شوند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. همچنین این نیروگاه ها به واسطه سیکل ترکیبی شدن دارای راندمان بالاتری نسبت به حالت سیکل باز شده اند. از آنجا که بخش اعظم تولید نیروگاه های سیکل ترکیبی در قسمت گازی آن می باشد لذا مدلسازی قسمت گازی این نیروگاه ها اهمیت بیشتری پیدا می کنند. نیروگاه های پیشرفته توربین گازی به تغییرات فرکانس بسیار حساس هستند و ممکن است در یک اغتشاش فرکانسی دچار قطع اضطراری شوند.

همراه با روند توسعه و پیشرفت روش ساخت توربین های گازی با توربین های بخار بازدهی نیروگاه را به حدود 50 درصد می رساند. تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی نشان می دهد که توربین های گازی دارای 30 درصد بازدهی هستند و درجه حرارت گاز خروجی آنها 500 تا 

600 درجه سانتیگراد است که برای یک نیروگاه حرارتی دمای مناسبی است. با سرد کردن این گاز در یک بویلر بازیاب حرارت (Heat Recovery Steam Generator) می توان بخار سوپر هیت تولید نمود و به این طریق یک توربین بخار را به کار انداخت. این مجموعه را سیکل ترکیبی گویند.

نیروگاه های سیکل ترکیبی می توانند در دو مد تک و سیکل ترکیبی کار کنند. در مد تک فقط توربین گاز کار می کند و محصولات احتراق خروجی توربین گاز از طریق میراکننده کنار گذر خارج می شوند. در مد سیکل ترکیبی هر دو توربین گاز و بخار کار می کنند و محصولات احتراق خروجی توربین گاز از طریق میراکننده ورودی به بویلر راه می یابد. لازم به توضیح است که میراکننده ها در طی بهره برداری عادی واحد نقشی در کنترل بار ندارند و در طی بهره برداری عادی واحد، میراکننده ورودی بویلر کاملاً باز می باشد، که این امر به منظور استفاده حداکثر از انرژی حرارتی توربین های گاز می باشد. میراکننده ها فقط در هنگام راه اندازی و توقف یا توقف اضطراری، قابل کنترل بوده و در حفاظت بویلرها نقش اساسی ایفا می کنند.
یک امتیاز مهم نیروگاه های گازی این است که به سرعت می توان آنها را به شبکه متصل کرد و یا قطع نمود.
این نوع سیستم ها بعد از اغتشاش شدید سریعا ناپایدار می گردند. علاوه بر آن در اکثر موارد به موتورهای با توان اکتیو بالا وصل می شوند و دائماً در حال تغییر نقطه کار هستند و گاهی ورودی های با تغییر ناگهانی زیاد به آنها اعمال می شود که تمامی این موارد انجام مطالعات دینامیکی و پایداری را که در مرحله بعد از مدلسازی صورت می گیرد، ضروری می سازد.
با توجه به ضروری بودن حجم بالای مطالعات و کار مورد نیاز برای تهیه شبیه ساز نیروگاه گازی و اینکه برای شناسایی سیستم گاورنر ابتدا در نظر گرفته شد که از روش جعبه سیاه استفاده شود ولی امکان گرفتن نمونه در نیروگاه را پیدا نکردیم و با اطلاعات و نمونه های در دسترس مجبور شدیم مدل گاورنر را به صورت جعبه خاکستری و با بهره گرفتن از روابط فیزیکی پیدا کنیم در نهایت با توجه به وسعت کار مجبور به مدلسازی نیروگاه در یک قسمت از ناحیه کنترل بار شدیم که IGV تنها در این بازه در 5 درصد مقدار حداکثر خود قرار دارد.
در این پروژه ضمن بررسی نحوه عملکرد نیروگاه به ویژه در حالت کنترل بار فرکانس به مدلسازی نیروگاه از نوع V94.2 با سیستم کنترل TELEPERM-XP با ظرفیت 159 مگاوات می پردازیم که توسط شرکت مپنا در بیشتر نیروگاه های در دست احداث از جمله ارومیه – جهرم – عسلویه – دماوند و کرمان و… در حال اجرا است. این نیروگاه ها از نوع تک محوره و قابل کار با دو سوخت گاز و گازوئیل می باشد.