مقاله عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا

مقاله عایق حرارتی خلاء با استفاده از سازه صلب شونده توسط فشار هوا

چکیده:

در این نوآوری یک عایق حرارتی خلاء جدید معرفی می گردد. در این طرح، وظیفه غلبه بر نیروی ناشی از فشار هوای محیط و ایجاد فاصله بین دو جداره عایق به منظور ایجاد خلاء به عهده سازه ای انعطاف پذیر و جمع شونده می باشد. با اعمال فشار هوا به داخل این سازه و تغییر شکل آن، دو جدارة عایق از یکدیگر دور می شوند و به این ترتیب در مناطقی از عایق کا سازه نگهدارنده وجود ندارد، خلاء به وجود می آید. در حالت غیرعملیاتی و قبل از فشار هوا به داخل سازه، ضخامت عایق اندکی بیش از مجموع ضخامت جداره ها است. در حالت عملیاتی، با وارد شدن هوا به داخل سازه، ضخامت عایق اندکی بیش از مجموع ضخامت جداره ها است. در حالت عملیاتی، با وارد شدن هوا به سازه عایق به اندازه اسمی خود می رسد و به شکل اصلی و صلب خود درمی آید. به منظور بررسی خصوصیات عایق، طرح پیشنهاد شده توسط نرم افزار اجزاء محدود ANSYS مدل سازی و تحلیل شده است. تحلیل تنشی و انتقال حرارتی قابلیت بالقوه طرح پیشنها شده را به عنوان یک عایق مطلوب نشان می دهند.

کلمات کلیدی: عایق حرارتی، خلاء، ضریب هدایت حرارتی، سازه صلب شونده.

مقدمه:

با افزایش هزینه انرژی، صرفه جویی در مصرف آن اهمیت بیشتری یافته است. بخشی از این صرفه جویی مربوط به عایق بندی ساختمانها و … به منظور جلوگیری از هدر رفتن یا به عکس جلوگیری از ورود حرارت می باشد. بلوکهای فایبرگلاس، پشم شیشه یا پشم سنگ، فومهای پلاستیکی و عایقهای سلولزی از عایقهای متداول می باشند. در حال حاضر خلاء به عنوان یک عایق مناسب شناخته شده است ولی کاربرد آن چندان عمومیت نیافته است، چرا که خلاء باید درون محفظه هایی نسبتاً محکم به وجود آید. به همین علت کاربرد خلاء هم اکنون محدود به فلاسکهای مایعات یا جعبه های مخصوص حمل اعضای بدن انسان می باشد. به علت خصوصیات عایقهای خلاء استفاده از آنها علیرغم مقاومت حرارتی بالایی که دارند در خیلی از موارد غیراقتصادی می باشد و در واقع مهمترین عامل محدود کننده استفاده از عایقهای خلاء، قیمت بالای آنها می باشد ]1 و 2[.

بخشهای اصلی عایق حرارتی خلاء:

به طور کلی خلاء یک مقاومت در برابر عبور حرارت است و بنابراین برای بهبود خصوصیات عایقها سعی می شود که در آنها شرایط خلاء یا نسبتاً خلاء ایجاد شود. مقدار مقاومت حرارتی علاوه بر مقدار و گسترده خلاء به سازه عایق مخصوصاً سازه بین دو سطح انتقال حرارت بستگی دارد، چرا که این بخش سازه باعث به وجود آمدن انتقال حرارت هدایتی می گردد. عایقهای متداول مانند پشم شیشه، سلولز یا انواع فومها با محدود کردن جریانهای ملکولهای هوا مقدار انتقال جابجایی را کاهس می دهند در صورتیکه در عایقهای خلاء مقدار مولکولهای موجود هوا برای انتقال حرارت بسیار محدود می باشند. یک عایق خلاء می تواند انتقال حرارت را از هر سه طریق هدایتی، جابجایی و تشعشعی کاهش دهد.

بخشهای اصلی یک عایق حرارتی خلاء عبارتند از ]3[:

1- یک هستة (Core) به منظور حفظ شکل اصلی سازه و مقاومت در برابر عبور حرارت (شکل 3)، هسته های جدید از فومهای پلی اورتان ساخته یم شوند (شکل 2). ساختمان متخلخل لین مواد امکان یم دهد که هوا بطور مناسبی از درون پوشش نخلیه گردد. این مواد دارای مقاومتی حرارتی بالا، جرم حجمی کم و سطح تماس بالا که امکان جابجایی گازهای داخل را محدود می کند، می باشد. بعضی از این مواد دارای خاصیت جذب تشعشعات هستند که امکان انتقال حرارت تشعشعی را کاهش می دهند. پودرهای سیلیس و ژلهای متخلخل با پایه سیلیس از مواد پذیرفته شدته برای هسته می باشند. همچنین امکان استفاده از طرحهای دیگر در عایقهای جدید مورد بررسی قرار گرفته است. ورقهای شانه تخم مرغی یک نمونه از این طرحها می باشد. مقاومت بالای این ورقها در برابر نیروهای عمودی استفاده از این ورقها را به عنوان سازه اصلی عایقهای خلاء امکان پذیر کرده است.

خرید فایل

پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده

پایان نامه سازه‌های باز شونده و جمع شونده

مقدمه

سازه‌های فضایی را می‌توان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرم‌های طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره می‌گیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانه‌های مختلف و ... از جمله عواملی می‌باشند که استفاده روز افزون این نوع سازه‌ها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر می‌سازند ]2[ توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد. ]3[

گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازه‌های فضا کار بعنوان سازه‌هایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازه‌هایی دائمی‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.

تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده

یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المان‌هایی که می‌توانند باز و بسته شوند و در حالت‌های از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[

موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده

برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازه‌ها را بررسی ‌کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازه‌ها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.

مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده.

می‌توان بر اساس نحوه ساخت و استفاه مزایای زیر را برای این نوع سازه‌ها ذکر کرد

1- پیش ساخته بودن

2- سبک وکم حجم بودن

3- سهولت حمل ونقل

گنبدهای کروی ژئودزیک

پیدایش گنبد ژئودزیک و تکامل آن نقش موثری در کارهای پیشگامانه[1] داشته است از آنجا که این گنبد، بزرگترین چند وجهی افلاطونی است و نسبت به بقیه گنبدها به کره نزدیکتر است می‌توان از آن برای به حداقل رساندن اختلاف طول المان‌ها در گبندها استفاده کرد، گنبدهای باز شو در این موارد بوسیله تعویض هر ضلع چند وجهی وقطرهای آن با المان‌های قیچی سان که شرایط سازگاری را ارضا می‌کنند بدست می‌آیند ]14 [.

---

[1] Fuller

بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن

در این قسمت شبکه‌های تخت متشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم را در نظر می‌گیریم، از آنجا که سازه از بهم پیوستن تعدادی واحدهای منفرد تشکیل شده است می‌توان برای تعیین پارامتر‌های هندسی موثر بر ساختار سازه بجای کل سازه، یک واحد منفرد آنرا مورد بررسی قرار داد برای این کار یک واحد چند ضلعی منتظم به عرض 2 متر و ارتفاع 1 متر در گوشه‌ها انتخاب می‌کنیم و با تغییر در نسبت‌های اضلاع آن واحدهای متعددی را مورد بررسی قرار می‌دهیم یکی از ساده ترین این روش‌ها که توسط فرهاد پور در سال 1995 میلادی انجام شد در شکل (2-2-1) نشان داده شده است در این شکل گره تحتانی مرکز واحد ثابت نگه داشته شده و گره فوقانی آن به سمت بالا حرکت می‌کند.

فهرست مطالب

فصل اول

1-1 مقدمه 1

1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2

1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2

1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده 2

1-3-2 مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2

1-3-3 موارد استفاده 3

1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده 4

1-4-1 مکانیزم‌های چتری 4

1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی) 5

1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان 5

1-4-4 مکانیزم کشویی 5

1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا 6

1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای 6

1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده 6

1-5-1 سازه‌های خطی 7

1-5-2 شبکه‌های تخت 7

1-5-3 شبکه‌های بلوری 7

1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه 8

1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه 9

1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه 9

1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه 10

1-5-8 گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان 3 لولایی 10

1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک 11

1-5-10 سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده 11

1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه 11

1-7 تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده 12

1-8 نمونه‌هایی از سازه‌های جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا 12

2-1 طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده 16

2-1-1 اصول کلی و روابط هندسی 16

2-1-2 طراحی هندسی در شبکه‌های فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم 17

2-2 رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن 23

2-2-1 بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن 23

2-2-2 تغییرات کمیت‌های سازه ای در حین جمع شدن سازه 26

2-2-3 پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن 27

2-3 تحلیل و طراحی 32

2-3-1 روند آنالیز ماتریسی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 32

2-3-2 روند طراحی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 39

2-3-3 طرح المان‌های کابل و میله 39

2-3-4 طرح المان‌های قیچی سان 40

2-4 بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده 41

2-4-1 فرآیند طراحی بهینه 41

2-4-2 رابطه سازی مسائل بهینه یابی 41

2-4-3 رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده 42

2-4-4 متغیرهای از پیش تعیین شده 43

2-4-5 متغیرهای طراحی 43

2-4-6 تابع هدف 43

2-4-7 قیدهای طراحی 43

2-4-8 نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو 45

2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 45

2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 46

2-5 کارهای آتی و زمینه‌های تحقیق آینده 47

منابع 48

خرید فایل

کنترل تورم خاکهای متورم شونده به کمک رسوب میکروبی کلسیت

به تازگى زیست فناورى به عنوان ابزارى جدید و پرکار برد مورد توجه محققین مهندسى عمران قرار گرفته است. از زیست فناورى مى توان براى تولید بتن هاى خود ترمیم ، افزایش مقاومت مصالح ساختمانى،کنترل و پاکسازى خاک هاى آلوده ، بهسازى خاک هاى مسئله دار و بسیارى موارد دیگر بهره گرفت. استفاده از روش هاى مبتنى بر زیست فناورى در قلمرو مهندسى ژئوتکنیک به تولد دانش نوین بیوژئوتکنولوژی انجامیده است و مطالعات متعددى نیز با استفاده از این دانش نو در مسائل مختلف ژئوتکنیکى از جمله کاهش نفود پذیرى افزایش مقاومت برشى خاک و افزایش مقاومت خاک در برابر روانگرایى انجام گردیده و نتایج مطلوبى حاصل شده است. با این وجود، در زمینه ى بهبود خواص مکانیکى خاک هاى رسى، به ویژه کاهش تورم خاک هاى متورم شونده با استفاده از بیوژئوتکنولوژی تحقیقات اندکى صورت پذیرفته است. این تحقیق به بررسى و امکان سنجى کنترل تورم خاک هاى متورم شونده ...