تذکر۱:آقایانی كه قصد تحویل گزارش کار آزمایشگاه  ترمو ديناميك و سيالات را دارند بصورت ايميل اين كار را  حداكثر تا ۴ شنبه همين هفته انجام دهند.

تذكر۲: نمرات زير بدون احتساب گزارش كار آزمايشگاه مي باشد، اوراق امتحاني نيز با ارفاق تصحيح شده است و حاصل نتايج زحمات دانشجو مي باشد، نمرات نهايي پس از بررسي گزارش كار دانشجو  متعاقبا" اعلام مي شود.

 تذكر: نمرات زير از ۲۰ بوده و بدون احتساب گزارش كار آزمايشگاه مي باشد، اوراق امتحاني نيز با ارفاق تصحيح شده است و حاصل نتايج زحمات دانشجو مي باشد، نمرات نهايي پس از بررسي گزارش كار دانشجو  متعاقبا" اعلام مي شود.

چكيده

     انرژي زمين گرمايي، انرژي گرمايي ذخيره شده در پوستة جامد زمين، در بسياري از نقاط دنيا و در كاربردهاي مختلف در سطح وسيعي استفاده مي شود. حدود 22 كشور جهان در حال حاظر از اين انرژي بصورت مستقيم و غير مستقيم از اين انرژي استفاده مي كنند. استفادة غيره مستقيم آن در توليد برق، و استفادة مستقيم آن در خشك كردن انواع محصولات كشاورزي، گرمايش و سرمايش ساختمان ها، پرورش ماهي ها و ميگو در آبهاي گرم، استفاده در صنايع لبني، در پاستوريزاسيون شير و غيره مي باشد. ميزان توليد برق در حال حاظر در دنيا از طريق اين انرژي، حدود 8000 مگاوات و انرژي گرمايي در حدود 13000 مگاوات مي باشد.

     در اين تحقيق، انرژي زمين گرمايي در منطقة سبلان اردبيل در ناحية مشگين شهر مورد مطالعه قرار گرفته است. اولين چاه هاي انرژي زمين گرمايي ايران در اين منطقه حفاري شده است. در آيندة نزديك در توليد برق از انرژي زمين گرمايي در اين منطقه بهره برداري خواهد شد. ظرفيت قابل نصب و ظرفيت طراحي شده در توليد برق و ظرفيت مخازن آنها به همراه سايرمشخصات  ( دما و عمق مخازن، ميزان انرژي حرارتي مخازن، مساحت منطقة مطالعاتي و مطالعات اوليه ) در اين منطقه بررسي و با ساير مناطق مستقر زمين گرمايي در ايران مقايسه گرديده است. هزينة توليد برق از انرژي زمين گرمايي با ساير انرژي هاي تجديد پذير مقايسه شده است.

     با توجه به پاك بودن، تجديد پذير بودن، منطبق بودن مشخصات انرژي زمين گرمايي با مشخصات مطلوب يك انرژي نو، كم هزينه بودن آن در توليد برق، اين نوع انرژي بايد بيش از پيش مورد توجه قرار گيرد. با توجه به سرد سير و كوهستاني بودن اردبيل و داشتن مناطق وسيعي از انرژي زمين گرمايي در اين منطقه، استفادة بهينه از اين انرژي در اين منطقه ضروري به نظر مي- رسد. علاوه بر كاربرد غير مستقيم انرژي زمين گرمايي در منطقه مشگين شهر در توليد برق، از كاربردهاي  مستقيم اين انرژي مي توان بهره جست.

تذكر:نمرات زير با احتساب گزارش كار آزمايشگاه مي باشد و نهايت ارفاق منظور شده است مخصوصا براي آقاياني كه با نمره 10 پاس كرده اند.

تذكر : يكي از آقايان در امتحان روز شنبه 12/2/86 اسمش را در ورقه ننوشته ولي در جلسه حضور داشته است و داراي نمره است با من در اسرع وقت تماس بگيرد .

تعریف

دمای یک سیستم ویژگی است که تعیین می‌کند آیا یک سیستم با سیستم‌های دیگر در تعادل گرمایی قرار دارد یا خیر.

شرح قوانین حاکم بر پمپها و تئوری آنها:

پمپهای گریز از مرکز ماشین هایی هستند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز (عکس العمل

سیال در برابر نیروی مرکز گرا ) سیالات را جابه جا میکنند.

در ادامه به موارد مهم در موضوع سیالات اشاره میشود.

نیروی وزن باعث میشود که اگر سیال در یک ارتفاع باشد به ارتفاع پایین تر جریان یابد. انرژی

پتانسیل ، انرژی است که در سیال ذخیره میشود و مایع دارای فشار بالاتر انرژی پتانسیل بیشتری

دارد، بنابراین سیال از سطوح با فشار بالا به سطوح با فشار پایین جریان می یابد.

در صورتی که فشار دو مخزن برابر باشد یا  اینکه  اختلاف ارتفاع نداشته باشند سیال میان آنها

جریان نمی یابد.بنابراین در این حالت ها نیاز به استفاده از پمپ داریم. همچنین میتوان از پمپ

به منظور افزایش مقدار سیال جابه جاشده، ( دبی) استفاده کرد .

پس میتوان نتیجه گرفت یک پمپ با افزایش انرژی سیال آنرا جابجا می کند.

در پمپ های سانتریفیوژ این عمل توسط پروانه انجام میشود، که با چرخاندن

سیال انرژی آن را می افزاید. سیال باعبوراز ورودی پمپ وارد چشم ( مرکز ) پروانه میگردد

و با دوران پروانه از لبه آن خارج میگردد. هرچه سرعت پروانه بیشتر باشد سیال سریعتر جابجا

میشود. در زیر یک نمونه محفظه و پروانه نشان داده شده است.

هنگامی که سیال وارد پوسته( محفظه) میشود سرعت  آن کاهش می یابد.چون سرعت سیال

کاهش می یابد فشار آن افزایش یافته و از طرف دیگر چون سیال بافشار زیاد در لبه و

دور از چشمی خارج میگردد باعث ایجاد یک ناحیه کم فشار در چشمی شده که در اثر آن

جریان سیال به درون چشمی امکان پذیر میگردد.(اختلاف فشار)

وقتی سیال به خارج پمپاژ میشود سرعت آن افزایش می یابد این افزایش سرعت در خروجی

به شکل فشار بسیار زیاد و بخشی از آن در محفظه به صورت فشار نمایان میشود.

پروانه که به عنوان پیشران می باشد توسط یک منبع محرک بیرونی چرخانده میشود. محرک

به شکل های مختلف الکتروموتور،توربین و موتور با سوخت فسیلی می باشد. نیروی محرک

توسط یک شافت به پیشران منتقل میگردد. محلی که شافت از محفظه پمپ خارج می شود ،

دچار نشتی میگردد برای رفع این مشکل از آب بند یا جعبه لایی استفاده میشود. در جایی که

لایی قرار میگیردممکن است که شافت به شدت دچار ساییدگی گردد به همین دلیل  باید از

مواد قابل انعطاف استفاده کرد. همچنین  برای جلوگیری  از سایش، از یک آستین  متحرک

شافت استفاده می کنند. آستین به راحتی تعویض میگردد.

سیال از ناحیه خروجی  با فشار  بالا به پشت  ناحیه مکش نشتی  پیدا می کند . به همین جهت

فضای بین آنها را  به حلقه های تحت سایش  مجهز میکنند . حلقه سایش بدنه ثابت اما حلقه

سایش پیشران همراه آن دوران میکند.بستن مناسب حلقه های سایش مقدار نشتی را به اندازه

زیادی کاهش میدهد. البته مقداری نشتی برای روانکاری لازم است ، سیال نشت شده سبب

روانکاری و خنک سازی حلقه های  سایش  میشود و  همچنین از سایش رینگها در مقابل هم

جلوگیری میکند.با ضعیف شدن  رینگها فضای میان  آنها  زیاد شده  و نشتی  بیشتر میشود. در

اینصورت باید رینگ ها تعویض شوند.

همچنین حلقه های تحت  سایس  بوسیله سیال  پمپاژ شده روانکاری میشوند  و اگر روانکاری

مناسب نباشدحلقه ها باهم تماس داشته، ساییده میشوند، گرم شده و جام میکنند.

به همین علت  نباید یک پمپ گریز از مرکزرا تا زمانی که از سیال پر نشده راه اندازی کرد.

     - ارزیابی پمپ های گریز از مرکز:

پمپ ها براساس مشخصات و ویژگیهای پمپاژشان ارزیابی میشوند.

برای مثال ، پمپی که 100 گالن در دقیقه ظرفیت دارد، ظرفیت ارزیابی 100 گالن بر دقیقه را

دارد. ظرفیت معمولا فاکتوری برای ارزیابی یک پمپ است. فشار ورودی و مکش نیز بر ارز

یابی موثرند.با ارزیابی پمپ ما میتوانیم بهترین پمپ لازم با بهترین بازده را انتخاب کنیم.

     - ظرفیت

مقدار مایعی که پمپ در واحد زمان جابجا میکند،ظرفیت پمپ می باشد که برحسب

گالن بر دقیقه بیان میگردد.البته واحدهای دیگری نیز استفاده میشود.

ظرفیت پمپ با افزایش سرعت پیشران  افزایش می یابد و در واقع  با سرعت در ارتباط است.

اما همواره تغییر سرعت عامل  افزایش ظرفیت نمیباشد . نکته مهم این است که عامل افزایش

ظرفیت ، سرعت  مماسی وارد برسیال  از سوی ملخی های  پروانه است.   که  کاملا  می دانیم

به شعاع بستگی دارد ، بنابراین  ظرفیت  پمپ با پروانه بزرگتر نسبت به پمپی با پروانه کوچکتر

باسرعت دورانی برابر ، بیشتر است زیرا سرعت مماسی آن بالاترمیباشد.

وقتی که سیال با سرعت زیاد از پروانه جدا شده واردبدنه پمپ میشود درآنجا سرعت به فشار

تبدیل شده وفشارخروجی زیادمیشود.پس افزایش سرعت مماسی باعث افزایش فشارخروجی

پمپ میشود.پس نتیجه ای که گرفته میشوداینست که باافزایش سرعت پیشران  میتوان ظرفیت

پمپ راافزایش دادو یا باثابت ماندن سرعت دورانی، پروانه ی بزرگتری بکار برد.

      - هد و فشار

    فشار را معمولا نیروی وارد بر واحد  سطح  سیال  تعریف  میکنند  و در صنعت معمولا بر

حسب اینچ مربع بیان میگردد.واحد های دیگری نیز بوده که کاربرد آنها در صنعت کمتراست

برای هد میتوان تعاریف گوناگونی ارائه کرد . در مورد  پمپ  معمولا هد رابه نسبت ارتفاع و

بلندی بیان میکنند .باید گفت که هد در واقع شکلی ازانرژی جرم سیال است ومیتواند به شکل

گرما نیز باشد .در اینجا در مورد هد ارتفاع که کاربرد بیشتری دارد  بحث میکنیم. هنگامی که

ارتفاعی از سیال  داشته باشیم  از طرف آن  فشاری بر سطح  زیرین وارد میشود که هد ارتفاع

گویند.هد ارتفاع هم غالبا بر حسب فوت بیان میگردد.

فشاری که از هد ناشی می شود به قطر ظرف بستگی ندارد.

در هر نقطه از پایین ظرف ، فشار فقط به هد یا ارتفاع سیال بستگی دارد.

فشار در سیال را بوسیله فشارسنج معین میکنند. فشار سنج در واقع فشار نسبی رامشخص می

کند. یعنی فشار جو را از فشار مطلق کم میکند. رابطه بین فشار مطلق و فشار نسبی به شکل

زیر است:

                   فشار نسبی + فشار جو = فشار مطلق

همچنین با استفاده از رابطه مقابل میتوان هد  فشار را بدست آورد:

                               P = g. h                                            

بنابراین فشار ناشی از هد یک سیال به وزن مخصوص آن بستگی دارد.

پس دو سیال با وزن مخصوص متفاوت و هد یکسان فشار مختلفی اعمال میکنند.

      - فشار بخار

      اگر مایعی در ظرفی سربسته بخار شود ،مولکولهای بخار نمی توانندازنزدیکی مایع

دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخارضمن حرکت نامنظم خود،به فاز مایع برمیگردند.

سرعت بازگشت مولکولهای بخار به فاز مایع، به غلظت مولکولها در بخار بستگی دارد .هر

چه تعدادمولکولها در حجم معینی از بخار زیادتر باشد،تعدادمولکولهایی که به سطح مایع

برخوردکرده و مجددا به فاز مایع تبدیل میشود،بیشتر خواهد بود.

در ابتدا چون تعداد کمی از مولکولها در بخار وجود دارند، سرعت تبدیل آنها به مایع کم

است اما باافزایش غلظت بخارسرعت مایع شدن افزایش می یابدتااینکه بخارشدن به جایی

میرسد که سرعت  بخار شدن مولکولها  با سرعت مایع شدن آنها برابر شود . این حالت را

تعادل بین دو فاز مایع و بخار گویند. چون در حالت تعادل ،  غلظت مولکولها در فاز بخار

ثابت است، فشار بخار نیز ثابت است . فشار هر بخار در حالت تعادل  با مایع خود در دمای

معین را فشار بخار آن  مایع می نامیم. فشار بخار تابع دماست و با افزایش آن زیاد میشود.

      بعضی اوقات که فشار مکش مطلق  به اندازه کافی  بالا نباشد ، مایع یا سیال در مکش

(ورودی )پمپ تبخیر میگردد. برای اینکه بدانیم چرا این اتفاق  می افتد ،باید بدانیم که چه

چه سیالاتی بخار میگردندیا اینکه چه موقع بخار میگردند.

حرارت شکلی از انرژی است که باعث  افزایش انرژی  سیال میشودکه به شکل بخار شدن

و افزایش فشار نمایان میشود.فشار بخار باعث  میشود که  مایع بخار گردد.فشار بخار بالاتر،

سرعت تبخیر مایع را افزایش میدهد.

یک مایع بافشاربخار بالاتر،حرارت کمتری برای بخار شدن نیازدارد.همچنین فشاری توسط

گازها و بخارات روی سطح مایع به آن وارد میگردد. فشار روی مایع تمایل به جلوگیری از

فرار و آزاد شدن بخارات مایع دارد.

بنابراین برای محافظت و جلوگیری از بخارشدن مایع در پمپ ،فشارمکش مطلق باید بالاتر

از فشار بخار مایع در آن دما باشد.

         - اصطکاک ( سایش )

        افت فشار از اصطکاک ناشی میشود و در واقع نوعی تبدیل انرژی میباشد.اصطکاک

یک نیروی  مقاوم برای جریان سیال است.برای حرکت سیال ، نیروی پیشران باید بزرگتر از

نیروی مقاوم  باشد.در اصطلاح فنی گفته میشود که افت فشار باید بزرگتر از مقدار

اصطکاک باشد.

یک لوله باقطرکوچکتر مقاومت بیشتری در مقابل جریان نسبت به یک لوله  با قطر بزرگتر

 ایجاد میکند.زمانی که مقدار جریان در یک پمپ بیشتر شود،اصطکاک نیز افزایش می یابد.

افزایش مقدار جریان ،فشار مکش (ورودی) قابل دسترسی را کاهش میدهد.

. با افزایش مقاومت در برابر جریان در ورودی (مکش) پمپ ، مایع ممکن است بخار شود.

بنابراین با افزایش مقدار جریان ، اصطکاک افزایش و فشار مکش کاهش می یابدواحتمال

بخار شدن سیال در ورودی بیشتر میشود،پس در کاربرد لوله ورودی باید به این موضوع

توجه داشت.

خورشيد چيست؟

خورشيد يک راکتور هسته‌اي طبيعي بسيار عظيم است. که ماده در آن جا بر اثر همجوشي هسته‌اي به انرژي تبديل مي‌شود و هر روز حدود 350 ميليارد تن از جرمش به تابش تبديل مي‌شود، دماي داخلي آن حدود 15 ميليون درجه سانتيگراد است. انرژيي که بدين ترتيب به شکل نور مرئي ، فرو سرخ و فرابنفش به ما مي‌رسد 1 کيلو وات بر متر مربع است. خورشيد به توپ بزرگ آتشين شباهت دارد که صد بار بزرگتر از زمين است.

اين ستاره‌ها از گازهاي هيدروژن و هليوم تشکيل شده است. گازها انفجارهاي بزرگي را بوجود مي‌آورند و پرتوهاي قوي گرما و نور را توليد مي‌کنند. اين پرتوها از خورشيد بسوي زمين مي‌آيند در طول راه ، يک سوم آنها در فضا پخش مي‌شوند و بقيه بصورت انرژي گرما و نور به زمين مي‌رسند. مي‌دانيم که سرعت نور 300000 کيلومتر در ثانيه است. از سوي ديگر ، 8 دقيقه طول مي‌کشد که نور خورشيد به زمين برسد. بنابراين مي‌توان فاصله خورشيد تا زمين را حساب کرد. در اين مسير طولاني ، مقدار زيادي از نور و گرماي خورشيد از دست مي‌رود، اما همان اندازه‌اي که به زمين مي‌رسد، کافي است تا شرايط مناسبي براي زندگي ما و جانوران و گياهان بوجود آيد.

منبع انرژي خورشيدي

با اندازه گيري شار خورشيدي تابشي در بالاي جو زمين مي‌توان قدرت دريافتي کل انرژي از خورشيد را محاسبه کرد. که حدود 1.8x10¹¹ مگا وات است. البته تمام اين انرژي به سطح زمين نمي‌رسد مقداري از آن جذب لايه‌هاي اتمسفر مي‌شود.

سيال» به معني در جريان و بسيار روان است و در مورد هر ماده‌اي که قابليت جاري شدن داشته باشد، اعمال مي‌شود. سيال را ماده‌اي تعريف مي‌کنيم که وقتي تنش برشي هر چند کوچک وجود داشته باشد، شکل آن بطور پيوسته تغيير کند. سيالات داراي حالتهاي تراکم‌پذير و تراکم‌ناپذير مي‌باشند که حرکتشان وابسته به چگاليشان مي‌باشد.

مواد بينگهام

در موادي مانند پارافين که گاهي آنها را پلاستيک مي‌ناميم، هر دو نوع تغيير شکل برشي را مي‌توان يافت که به مقدار تنش برشي بستگي دارد. وقتي مقدار تنش برشي از مقدار معيني کمتر باشد، تغيير مکانهايي مشابه تغيير مکان جسم جامد بوجود مي‌آيد. تنش برشي حد فاصل ، به نوع و حالت ماده بستگي دارد. اينگونه مواد را مواد بينگهام مي‌گويند.

انواع سيالات

سيال تراکم‌ناپذير

در بررسي انواع مختلف سيالاتي که تحت شرايط استاتيکي قرار دارند، پي مي‌بريم که بعضي از سيالات ، علي‌رغم وجود فشارهاي زياد ، تغييرات چگالي بسيار کمي ‌دارند. حالت مايع بودن اين سيالات به خاطر همين رفتار است. تحت چنين حالتي ، سيال را تراکم‌ناپذير مي‌نامند و در ضمن محاسبات فرض مي‌کنند چگالي آن ثابت است. مطالعه سيالات تراکم‌ناپذير را در شرايط استاتيکي ، هيدروليک مي‌نامند.

سيال تراکم‌پذير

در جايي که چگالي را تحت شرايط استاتيکي نتوان ثابت گرفت، مانند يک گاز ، سيال را تراکم‌پذير مي‌گويند و براي مشخص کردن اين دسته از مسائل اغلب از نام آئروستاتيک بهره مي‌گيريم. اين طبقه‌بندي از لحاظ تراکم‌پذيري ، در محدوده علم استاتيک صورت مي‌گيرد. در ديناميک سيالات ، اينکه چه وقت مي‌توان چگالي را ثابت گرفت، تنها به نوع سيال بستگي ندارد.

حرکات انواع سيالات

حرکت سيال غيريکنواخت

از آنجا که سيال نمي‌تواند بدون حرکت در برابر تنش برشي مقاومت کند، سيال ساکن لزوما بايد بطور کامل از تنش فارغ باشد. سيالي که حرکت يکنواخت دارد، يعني جرياني که در آن سرعت تمام اجزا يکسان است، نيز فارغ از تنش برشي است، زيرا تغيير سرعت در تمام جهتها در جريان يکنواخت بايد صفر باشد ( v/∂n=0∂).

حرکت سيال غيرچسبناک

سيالي را که چسبناکي آن از لحاظ نظري صفر است، سيال غيرچسبناک مي‌گويند. از آنجا که قسمت اعظم جريانها ، آثار چسبناکي ناچيز و قابل صرفنظري دارند، لذا ايده‌آل‌سازي و ساده‌سازي‌هاي ناشي از آن را اغلب به خوبي مي‌توان بهره گرفت. قانون حرکت نيوتن را براي يک جرم منشوري بينهايت کوچک سيال در داخل جريان مي‌توان بکار برد.

حرکت سيال چسبناک

آثار چسبناکي را در نظر مي‌گيريم، البته معني‌اش اين است که تنشهاي برشي حضور دارند، يعني 9 تنش غير صفر وارد به سه وجه متعامد در يک نقطه ، مي‌تواند وجود داشته باشد. براي اينکه تنش در يک نقطه را مورد بحث قرار دهيم، بهتر است که يک چهاروجهي بينهايت کوچک از سيال را بررسي کنيم. 9 تنش بر وجه عقبي چهاروجهي وارد مي‌آيد. با بکارگيري قوانين حرکت نيوتن در جهت عمود بر سطح مايل چهار وجهي ، تنش برشي را مي‌توان برحسب 9 تنش قائم بر صفحات مرجع بدست آورد.

تغيير فشار در يک سيال

براي توزيع فشار در سيالات ، تعادل نيروهاي وارد بر يک جز بينهايت کوچک سيال را در نظر مي‌گيريم. نيروهاي وارد بر اين جز از فشار محيط اطراف و نيروي گرانشي ناشي مي‌شوند. اگر فشار فقط در جهت محور z باشد که برخلاف جهت شتاب جاذبه گرانشي (ثقل) انتخاب شده است، مي‌تواند تغيير کند. از آنجا که P فقط در جهت z تغيير مي‌کند و تابعي از x و y نيست، از معادله زير مي‌توان استفاده کرد:

dP/dz=-γ

اين معادله ديفرانسيل براي هر سيال استاتيک تراکم‌پذير واقع در يک ميدان گرانشي صادق است. براي ارزيابي خود توزيع فشار ، بين دو حد که بطور متناسب انتخاب شده اند، با انتگرالگيري از رابطه فوق خواهيم داشت:

P-P_atm=γ(z-z₀)=γd

که در آن d عبارت است از فاصله زير سطح آزاد. P-P_atm يعني فشار بالاي فشار جو را ، فشار نسبي (پيمانه‌اي) مي‌گوييم.

تغيير فشار با ارتفاع در يک سيال استاتيک تراکم‌پذير

فواصل عمومي‌ گازها در مسائل فشارسنجي کوچک هستند و در نتيجه براي اين گازها از تغيير فشار با ارتفاع چشم پوشي مي‌کنيم، ولي در محاسباتي که با فاصله‌هاي عمومي ‌بزرگ سروکار دارند، مانند مسائل مربوط به جو سيارات ، اغلب بايد تغيير فشار گاز با ارتفاع را در نظر بگيريم. با مراجعه به معادله ديفرانسيل dP/dz = -γ که فشار ، وزن مخصوص و ارتفاع را به هم ارتباط مي‌دهد، اکنون فرض مي‌کنيم، γ يک متغير است و به اين ترتيب تاثيرهاي تراکم‌پذيري را امکان‌پذير مي‌کند. خودمان را به گاز کامل محدود مي‌کنيم که اين فرض براي هوا و اکثر عناصر آن در گسترده نسبتا وسيعي از فشار و دما صحت دارد. (g/V=γ)

حالت اول

اگر گاز کامل تکدما باشد، در اين حالت ، معادله حالت گاز نشان مي‌دهد که حاصلضرب PV ثابت است. بدين ترتيب ، در هر مکان داخل سيال با استفاده از انديس 1 که داده‌هاي معلوم را نشان مي‌دهد، مي‌توان نوشت:

PV=P₁V₁=Cte

(P=P₁exp(-γ₁(z-z₁)/P₁

حالت دوم

اگر دما با ارتفاع بطور خطي تغيير ‌کند، تغيير دما براي اين حالت به صورت زير است:

T=T₁+kz

که در آن T₁ عبارت است از دما در داده (z=0) که آن را اغلب آهنگ افت مي‌نامند و ثابت است. در مسائل زميني k منفي خواهد بود. براي اينکه بتوانيم متغييرهاي معادله dP/dz=-γ را جدا کنيم، بايد γ را از معادله حالت بدست آوريم و در نهايت خواهيم داشت:

P=P₁(T₁/(T₁+kz))^g/kR

چكيده

محدود بودن منابع انرژي تجديد پذير (نفت و گاز) و افزايش روزافزون جمعيت و در پي آن گسترش صنايع كشورها را ملزم مي‌كند تا به توليد انرژي‌هاي با منابع تجديد پذير (خورشيد، باد و بيوگاز و …) رو بياورد. از طرفي مزاياي جانبي بيوگاز علاوه بر توليد انرژي جلوگيري از آلودگي‌هاي زيست‌محيطي و تأمين بهداشت و سلامتي جوامع روستايي است. كه در صورت عدم رعايت مسائل زيست‌محيطي و كنترل آلودگي‌هاي حاصل از فعاليتهاي بشري اثرات جبران‌ناپذيري به محيط زيست و منابع ارزشمند آن وهمچنين بهداشت و سلامتي انسان وارد خواهد شد.

پس از مطالعه و بررسي نحوة توليد بيوگاز در كشورهاي مثل چين و هند كه از نظر فرهنگي و شرايط اقتصادي تشابهاتي به كشورمان دارند. و از طرفي شرايط اقليمي و امكانات موجود با عث شده كه به توليد انرژي با منابع تجديد پذير روبياوريم. كه از بين آنها توليد بيوگاز بهترين جوابگوي معضل انرژي در كشور با توجه به مزاياي جانبي آن مي‌باشد.

مقدمه:

محدود بودن منابع انرژي تجديد‌ناپذير (نفت و گاز و …) از يك طرف، آلودگي‌هاي زيست محيطي حاصل از مصرف آنها از طرف ديگر و همچنين افزايش روزافزون جمعيت در كرة خاكي و ايجاد صنايع باعث افزايش قيمت انرژي‌هاي تجديد پذير مي‌گردند. و به اين خاطر تمام كشورهاي جهان بايد به فكر انرژي با منابع تجديد پذير (خورشيد، باد، جزر و مد دريا، بيوگاز و …) باشند.

استفاده از هر كدام آنها بستگي به شرايط اقليمي و همچنين مهارت نيروي انساني و تكنولوژي استفاده از آنها دارد. شرايط اقليمي كشورمان ايجاب مي‌كند كه در مناطق روستايي به توليد بيوگاز به عنوان يك انرژي تجديدپذير بپردازيم.

اهميت توليد بيوگاز به دلايل زير مي‌باشد:

1-توليد انرژي

2-كاهش آلودگي

3-بهبود كيفيت كود

4-نابودي علف‌هاي هرز

5-اقتصادي بودن

6-ايجاد اشتغال مي‌باشد.

برآورد درصد جمعيت ساكن از روستاها و شهرهاي كوچك با قطب كشاورزي و همچنين مصرف سرانة نفت در مناطق روستايي و برآورد آلودگي‌هاي حاصل از سوختن نفت مصرفي و هزينة تمام شدة آن به خانوار روستايي و مقايسة آن با هزينة تمام شدة يك دستگاه بيوگاز ومزاياي كود توليدي و ايجاد محيط سالم و پاكيزه از نظر بهداشتي و همچنين اشتغال ايجاد شده براي فارغ‌التحصيلان در طرح مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است.

بيوگاز چيست؟

 مجموعه گازهاي توليد شده از تجزيه و تخمير فوضلات حيواني يا انساني و گياهي را كه در نتيجة فقدان اكسيژن و فعاليت باكتريهاي غيرهوازي به ويژه متان‌زا در يك محفظه تخمير به وجود مي‌آيد، اصطلاحاً بيوگاز مي‌نامند.

قسمت اعظم اين گاز عموماً از ماتن و گازكربنيك تشكيل شده و تركيبات مختلف آن بستگي به نوع مواد اوليه‌اي دارد كه براي توليد گاز مصرف مي‌شود. براساس مطالعات به عمل آمده گازهاي تشكيل دهندة بيوگاز حاصل از اين دستگاه در شرايط متعادل به شرح زير مي‌باشد.