یکشنبه 2 مهر 1396  10:22 ق.ظ    ویرایش: یکشنبه 2 مهر 1396 10:39 ق.ظ




آیا تا بحال به این فکر کرده اید که زیر دریایی چگونه و برچه اساسی زیر آب می رود و یا بالا می آید؟؟

قطعا می دانید که زیر دریایی در زیر آب مانند کپسول فلزی است که درون آن پر از هوا می باشد، پس چگونه ممکن است در زیر آب بماند و حرکت کند بدون آنکه فشار آب آنرا بالا و به سطح دریا نیاورد.

در این مطلب به چگونگی این موضوع خواهم پرداخت:

اینکه زیردریایی ها سوخت مورد نیاز خود را چگونه تهیه می کنند یا از چه سیستم سوختی استفاده می کنند را در این مطلب بررسی نمیکنیم و شما می توانید با جستجو در اینترنت اطلاعات کافی در این خصوص به زبان فارسی بدست آورید. اما چیزی که شاید کمتر به آن پرداخته شده باشد آن هم به شکل تصویری و به زبان فارسی نحوه زیرآب رفتن و خارج شدن زیردریایی می باشد.  در حال حاضر شاید چندین کشور ابرقدرت دارای زیردریایی هایی اتمی باشند که برای تامین اکسیژن مورد نیاز یا تهیه آذوقه و احتیاجات کارکنان (با توجه به مکانیزم پیشرفته و بزرگی زیردریایی) مدت زیادی را بتوانند زیر آب طی مسیر کنند و نیازی به آمدن به سطح دریا و هواگیری نداشته باشند. در خصوص بقیه زیردریایی ها روی آب آمدن و زیر آب رفتن به تناسب بیشتر و حیاتی تر می باشد که در تصاویر زیر می توانید مکانیزم این بالا و پایین رفتن را ببینید.

نکته : همواره از طرف سیال به هر جسمی که درون ان قرار بگیرد نیرویی متناسب با حجم ان به سمت بالا وارد می شود.بنابراین باید با بالا بردن نیروی وزن و ثقل بر این نیرو غلبه نمود ؛ که برای این منظور از مخازن آب استفاده می شود. این مخازن یا به صورت تکی یا محیطی مورد استفاده قرار می گیرند.( مانند شکل زیر)


در ابتدا زیر دریایی برای اینکه زیرآب برود باید تانک توازن خود را( این تانک در واقع فضای بین دیواره داخلی و بیرونی زیردریایی می باشد) پر از آب نماید و سنگین تر شود تا طبق قوانین فیزیک زیرآب برود. در زمانی که نیاز به بالا آمدن می باشد با تخلیه آب از دریچه های خروج آب در زیر تانک( در تصویر می توان دید) و پر کردن تانک توازن با هوا سبک تر شده به سمت سطح آب می آید.




 این هم یک انیمیشن خوب و گویا در این خصوص

  

 

 

 

 

منبع : mechanicworld

   


نظرات()  
پنجشنبه 16 شهریور 1396  10:59 ق.ظ    ویرایش: چهارشنبه 29 شهریور 1396 11:18 ق.ظ

از آنجایی که این مقالات در چند سال گذشته ترجمه و جمع آوری شده است ممکن است کمی از نظر اطلاعات تغییر کرده باشد. بنابراین امیدوارم در صورت نیاز به استفاده در پایان نامه ها و مقالات از اخبار و فناوری های جدید نیز مطلع شوید.

 

محققان دانشگاه میشیگان بر روی یک طرح جدید برای کشتی های کالابر کار می کنند که می تواند منجر به حذف تانک های آب توازن و در نتیجه جلوگیری از جابجایی موجودات از یک مکان در دریاها به جاهای دیگر شده و باعث بروز مشکلات زیست محیطی شوند.

در Grate Lake حداقل 185 نوع آبزی غیر بومی شناسایی شده است و آب توازن بعنوان عامل اصلی این مسئله عنوان شده است. به همین علت نیز، قوانین جدیدی وضع شده است مثلا اینکه کشتی ها باید پیش از ورود به مناطق بندری و ساحلی در آبهای آزاد اقدام به تخلیه و آبگیری مجدد تانک های آب توازن نمایند تا از این جابجای آبزیان و صدمه به محیط زیست جلوگیری شود. البته باید عنوان کرد که این مسئله تنها یک راه حل موقت است و نمی تواند راه حل نهایی باشد.

بعضی از سازمانها هم عنوان می کنند که باید کشتی ها و حمل کنندگان را از طریق قوانین مجبور کرد تا سیستم های استریلیزه را روی عرشه نصب کنند تا موجودات خارجی آبهای توازن را نابود سازند. البته این سیستم ها نیز بسیار پر هزینه هستند. در این سیستم ها از فیلتر پرتوافکنی ماوراء بنفش، آفت کش های شیمیایی و دیگر تکنولوژی ها استفاده می شود و هزینه ای بالغ بر 500 هزار دلار را در بر دارد.

مایکل پارسون استاد طراح کشتی و موتورهای دریایی که در امر رهبری این پروژه همکاری می کند، می گوید: "مفهوم کشتی با "آب توازن در جریان(Ballast free ship)" یک پیشنهاد جایگزین نوید بخش است که می تواند موجودات زنده ای را که سعی در مسافرت مجانی با کشتی دارند، بدون نیاز به تجهیزات استریلیزه گرانقیمت از این چرخه حذف کند".

 

 

عکس 1:کشتی ها هنگامی که محموله ای ندارند اقدام به آبگیری برای حفظ تعادل کرده و هنگامی که در حال بارگیری محموله هستند آب توازن را تخلیه می کنند که این تخلیه شامل مقادیر زیادی آب و هر چیز دیگری که همراه آن است از جمله میكروب های بیماری زا تا جانوران نرم تن و ماهی ها می شود. در تصویر بالا نمونه ای از سیستم آب توازن کنونی یا سنتی را مشاهده می کنید.

 

آب دریای محلی

طرح آب توازن در جریان اجازه می دهد که آب به درون بدنه کشتی جریان یابد و سپس از خروجی های عقب کشتی خارج شود. بعلت اینکه جریان آب درون بدنه، همیشه از آب محلی (آب محل یا مکانی که کشتی در آن قرار دارد) می باشد کشتی هیچگونه آبزی بیگانه ای را از طریق آب توازن جابجا نمی کند.  

 

 

پارسون می گوید: "هیچ معجزه ای صورت نگرفته است. اما کشتی با آب توازن در جریان توانایی بالقوه پیروزی در میدان اقتصادی را در حالیکه مسئله آب توازن به شدت مورد توجه است را دارا می باشد".

کشتی ها هنگامی که محموله ای ندارند اقدام به آبگیری برای حفظ تعادل کرده و هنگامی که در حال بارگیری محموله هستند آب توازن را تخلیه می کنند که این تخلیه شامل مقادیر زیادی آب و هر چیز دیگری که همراه آن است از جمله میكروب های بیماری زا تا جانوران نرم تن و ماهی ها می شود.

بجای اینکه کشتی ها آبهای بالقوه آلوده را در طول اقیانوس حمل و نقل کرده و سپس آن را در بندر Grate Lake تخلیه کنند، یک کشتی با سازوکار  آب توازن در جریان می تواند یک جریان همیشگی از آب دریای محلی به درون شبکه لوله های بزرگی که "Trunk (شاه لوله)" خوانده می شود ایجاد کند که از سینه به پاشنه کشتی و در زیر خط آب جریان دارد.

پارسون می گوید: "از بعضی از لحاظ بیشتر شبیه زیر دریایی است تا یک کشتی حرکت کننده روی سطح آب. ما بخشی از بدنه را به روی دریا باز می کنیم و جریان آرامی را به درون شاه لوله ها(Trunks) از سینه به پاشنه هدایت می کنیم. شما بطور دائم جریان رفت و برگشتی آب به کشتی دارید و همیشه از آب محلی آبگیری می کنید نه اینکه آب یک نقطه از دنیا را به نقطه ی دیگر دنیا منتقل کنید".

مفهوم کشتی با آب توازن در جریان در سال 2001 پذیرفته شد و در سال 2004 به ثبت شد. این راه حل جدید تنها برای کشتی های جدید ارائه شده است.

با تامین مالی موسسه تحقیقات دریایی Grate Lake ، پارسون و همکارانش یک مدل چوبی 16 فوتی(4.877 متری) از یک کشتی فله بر اقیانوس پیما با 250 هزار دلار ساختند تا این ایده را مورد آزمایش قرار دهند.

این آزمایش در مخزن شبیه سازی (towing tank) آزمایشگاه هیدرودینامیک دریایی دانشگاه میشیگان که یکی از قدیمی ترین تسهیلات در نوع خود است و تحت مالكیت موسسه ی آموزشی U.S می باشد انجام شد.

علاوه بر کمک موثر در طراحی، نتایج حاصل از دور آخر آزمایشات مخزن و شبیه سازی های کامپیوتری نشان داد که طرح کشتی با آب توازن در جریان می تواند مزایای بسیاری را ارائه کند. این طراحی صرفه جویی های قابل توجهی را – همانند کاهش انرژی لازم برای حرکت کشتی تا حدود 7.3 درصد را نمایان ساخته است.

برای یک فله بر 650 فوتی (198.12 متری) که 32000  تن کالا را از Grate Lake به اروپا و برعکس حمل می کند، در طول یک سفر رفت و برگشت تقریبا هزار دلار صرفه جویی در مصرف سوخت ایجاد می شود.

ذخیره انرژی

پارسون خاطر نشان می سازد: "مهندسان سعی در اثبات و توضیح این قضیه دارند که عبور جریان آب از سینه به پاشنه کشتی و خروج از آن باعث  هموار سازی جریان به سمت پروانه کشتی شده و منجر به عملکرد موثرتر پروانه و در نتیجه کاهش مصرف سوخت تا 150 هزار دلار می شود".

 

 

عکس 3:  مدل ساخته شده از یک فله بر تردد کننده در Grate Lake 

او همچنین می گوید: "این کاهش مصرف انرژی بسیار عظیم است و به سختی، این بهبود در مصرف انرژی قابل باور است و ما مجبوریم این حقیقت اظهار شده توسط خود را اثبات کنیم".

ساخت یک فله بر اقیانوس پیما حدود 70 میلیون دلار هزینه می برد. هزینه ساختار اضافی طرح آب توازن در جریان (برای فولاد اضافی بدنه، دریچه های جدا کننده شاه لوله ها(Trunks)، لوله کشی و جوش کاری) بسیار کم تر از نصب سیستم فیلتر آب توازن می باشد.

محققان برآورد کرده اند که طرح جدید می تواند صرفه جویی اقتصادی برابر حدود 450 هزار دلار سرمایه خالص برای هر کشتی داشته باشد. با در نظر گرفتن صرفه جویی در مصرف سوخت مورد انتظار، کل هزینه حمل کالا می تواند تا حدود 2.55 دلار برای هر تن کاهش یابد.

میل شیدیس کاتنیس (Militiadis kotinis) مهندس دانشکده دریاییSUNY در رابطه با طرح آب توازن در جریان گفت: "به نظر می رسد در مقایسه با دیگر سیستم های عملیاتی آب توازن، این یک گزینه مناسب است".

بنابراین علاوه بر مشخص شدن قابلیت بکارگیری این تکنیک طی آزمایشات، مزایای اقتصادی چون کاهش هزینه های عملیاتی و همچنین برطرف شدن معزل جابجایی آبزیان و خطر آن برای محیط زیست از طریق این تکنولوژی برطرف خواهد شد.


   


نظرات()  
  • کل صفحات:3  
  • 1
  • 2
  • 3
  •   

SeaTrade & Transport

زكات علم آموختن آن به دیگران است