پایان نامه

 

  پروژه طراحی سیستم هوشمند سورتینگ تخم مرغ در pdf دارای 89 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پروژه طراحی سیستم هوشمند سورتینگ تخم مرغ در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه پروژه طراحی سیستم هوشمند سورتینگ تخم مرغ در pdf

مقدمه : 
فصل اول 
پیشینه پژوهش 
1 -1 آشنایی با ماشین بینایی و پیشینه استفاده از آن 
1-1-1 بینایی و اتوماسیون کارخانه 
2-1-1 بینایی انسان در مقابل بینایی ماشین 
3-1-1 پارامترهای مقایسه ای 
4-1- 1 ملاحظات اقتصادی 
2-1  کاربرد های ماشین بینایی در کشاورزی 
1-2-1 کاربرد در تشخیص کیفیت میوه ها : 
2-2-1 کاربرد در کنترل کیفیت سبزیجات 
3-2 -1 طبقه بندی و ارزیابی کیفیت حبوبات 
4-2 -1 کاربرد در سایر تولیدات غذایی 
5-2-1 تکنیکهای سه بعدی (3-D) 
6-2-1  نتیجه استفاده از سیستم های بینایی ماشین در کشاورزی 
3-1 طرح یک خط مکانیزه تولید تخم مرغ 
1-3 -1 اجزاء یک مرغداری مکانیزه به همراه بخش بسته بندی 
1-1-3-1 مرحله تولید شامل دو قسمت است: 
2-1-3 -1 مرحله شستشو 
3-1-3-1  مرحله درجه بندی 
4-1-3-1 مرحله بسته بندی 
فصل دوم 
مواد و روشها 
1-2 مفاهیم اولیه پردازش تصویر 
1-1-2 پیکسل 
2-1-2 پنجره 
3-1-2 مکان پیکسل 
4-1-2 سطح خاکستری 
5-1-2 خطای کوآنتایز کردن 
1-5-1-2 خطای اندازه گیری 
6-1-2 هیستوگرام 
1-6-1-2 ایجاد هیستوگرام 
2-6-1-2 مشخصات 
7-1-2 سیستم های رنگی RGBو CMYB 
2-2 پردازش های اولیه ماشین بینایی 
1-2-2تبدیل تک متغیره 
1-1-2-2 عملگر همانی 
2-1-2-2 عملگر معکوس 
3-1-2-2 عملگر حد آستانه 
4-1-2-2 سایر اپراتورها 
2-2-2تبدیل دو متغیره (جفتی) 
1-2-2-2 جمع تصاویر 
2-2-2-2 تفریق تصاویر 
3-2-2-2 ضرب تصاویر 
3-2-2 کونولوشن: تبدیل ناحیه ای 
3-2 طراحی سیستم 
1-3-2 سیستم ماشین بینایی 
2-3-2پردازش تصویر 
1-2-3-2 مرحله پروجکشن کردن تصویر(محدود کردن تصویر به محدوده تخم مرغ): 
2-2-3-2 پیدا کردن ناحیه مورد علاقه Region of interest 
3-2-3-2 پیدا کردن مرز تخم مرغ 
4-2-3-2 حذف نویز 
5-2-3-2 تشخیص تمیز یا آلوده بودن تخم مرغ 
6-2-3-2 تخمین وزن و حجم تخم مرغ 
الگوریتم های پردازش تصویر : 
1) مرحله پروجکشن کردن 
2) مرحله پیدا کردن ناحیه مورد علاقه 
3) مرحله پیدا کردن مرز تخم مرغ 
4) مرحله حذف نویز 
5) مرحله تشخیص تمیز یا آلوده بودن تخم مرغ 
6)تخمین وزن و حجم تخم مرغ 
فصل سوم 
نتایج و بحث 
1-3 نتایج آزمایش سیستم 
2-3 پیشنهادات 
نتیجه گیری: 

مقدمه

درآمد حاصل از فروش سیستم های ماشین بینایی و متعلقات وابسته در سال 1986 بیش از 400 میلیون دلار بوده و این رقم تا سال 1991 بالغ بر 2 میلیارد دلار شده است. کاربرد ماشین بینایی در مواردی مثل مونتاژ محصولات ، بازرسی و انتقال مواد ، باعث بهبود کارایی این فرایندها خواهد گردید

عدم اطلاع کافی مهندسین از تکنولوژی ماشین بینایی و عدم آشنایی با توجیه اقتصادی بکارگیری آن موجب شده است که در استفاده از این تکنولوژی تردید و بعضی مواقع واکنش منفی وجود داشته باشد. علیرغم این موضوع ، ماشین بینایی روز به روز کاربرد بیشتری پیدا کرده و روند رشد آن چشمگیر بوده است

تعداد سیستم های ماشین بینایی نصب شده و در حال استفاده نسبت به تعداد  مواردی که می توانند از این تکنولوژی بهره گیرند ، بسیار کمتر است. سازندگان و فروشندگان سیستم های ماشین بینایی بر این عقیده هستند که بجز موارد معدود ، اطلاعات کاربران این سیستم ها بسیار محدود می باشد. در حالی که مفاهیم کلی برای کاربران شناخته شده است ، اطلاع کاربردی کافی در اختیار کاربران نیست تا بتوانند نیازهای خودشان را با تواناییهای ماشین مرتبط و بررسی نمایند

نظر به اینکه کاربرد ماشین بینایی روز به روز گسترده تر می شود و هم اکنون در برخی از صنایع مونتاژ الکترونیک ، صنایع اتوموبیل سازی و صنایع نساجی این تکنولوژی متداول شده است. لازم می نماید تا صنعت کشاورزی و صنایع غذایی کشور نیز در خصوص بکارگیری این تکنولوژی آشنایی لازم را پیدا کند. استفاده از ماشین بینایی بعنوان یک ابزار کارآمد و انعطاف پذیر در سیستم های اتوماسیون کارخانه های صنایع غذایی اجتناب ناپذیر خواهد بود

این پژوهش سعی خواهد کرد ضمن معرفی سیستم های ماشین بینایی و پردازش دیجیتالی تصویر و کاربردهای آن در صنایع مربوط به کشاورزی ، به طور اخص به کاربرد آن در سورتینگ تخم مرغ و طراحی سیستم های مربوط به آن (نرم افزار و ;) بپردازد

 

1 -1 آشنایی با ماشین بینایی و پیشینه استفاده از آن

تکنولوژی ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی شامل فرایندهایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی و نرم افزار کامپیوتر می باشد. این فرایند را می توان به چند دسته اصلی تقسیم نمود

1-       ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی

2-       بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش و یا اصلاح داده های تصویری

3-   بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات و کنترل نمودن تجهیزات خودکار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی یا فراهم نمودن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری

در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی و بطور محدود در صنعت بکاربرده شده است. جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود. تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بطور سفارشی و مخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برای منظور خاصی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین فرآیند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ (VLSI) آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد بارزولشن بالا ساخته شود

استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوترهای با توان پردازش بالا داشتند ، علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فراگیرند ، زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی (لیسانس) در دانشگاهها و به شکل کلاسیک ارائه نمی شد

تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است و این پیشرفت ها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد

امروزه تمامی شرایط برای فراگیر شدن تکنولوژی ماشین بینایی فراهم شده است. سنسورهای حالت جامد و کامپیوترهای شخصی امروزی به عنوان ابزارهای کارآمد ، مطمئن و ارزان برای پردازش تصویر و تصمیم گیری درباره آن موجود می باشد. دانشگاهها (در آمریکا ) به تعداد کافی مهندسینی را تربیت می کنند که دانش و مهارت کافی در زمینه ماشین بینایی را دارند و بالاخره به دلیل حفظ استانداردها در سطح ملی نیاز به افزایش بهره وری و بهبود کیفیت وجود دارد. علاوه بر این، به دلیل مسائلی از قبیل نیاز به بررسی و دعاوی صنعتی و نیاز به داشتن اطلاعات کامل از محصول در مراحل مختلف بطوری که دسترسی به آن مقدور باشد صنایع تولیدی را وادار می کند تا فرآیند جمع آوری و ذخیره اطلاعات مربوط به محصول در مراحل مختلف تولید را خودکار نماید

در گذشته بسیاری از فرآیندهای تولید براساس بکارگیری نیروی انسانی و بینایی طراحی شده بودند. در این سیستم ها بینایی انسان به عنوان جزء لاینفک تواناییهای فرآیند بوده است. ورود رباتها به کارخانجات و حذف نیروی انسانی ضرورت اضافه نمودن بینایی مصنوعی به سیستم را ایجاب می نماید. جهت بررسی موضوع نیاز به بکارگیری ماشین بینایی بجای بینایی انسان لازم است تا مطالعه دقیق تری صورت گیرد و توانایی این دو با هم مقایسه گردند

 

1-1-1 بینایی و اتوماسیون کارخانه

وظایف اساسی که می تواند توسط سیستم های ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است

1-       کنترل

2-       بازرسی

3-       ورود داده

کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده و یا عمل خاصی صورت گیرد. هدایت نقاله های هدایت شونده خودکار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه ، هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شیار یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات مثالهایی از بکارگیری ماشین بینایی در کنترل می باشند

کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد. ابعاد مکانیکی و همچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود و یا عدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاص از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است بازرسی شود. موضوع اصلی این پروژه که دسته بندی گوجه فرنگی می باشد نیز با کمک همین وظیفه ماشین بینایی انجام می شود. عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکارگیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد. سایر عملیات بازرسی به جز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود برچسب بر روی محصول (داروئی، غذایی ، ;) بررسی رنگ قطعه وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیک های خاص انجام می گیرد

اطلاعات مربوط به کیفیت محصول و یا مواد و همچنین تعقیب فرآیند تولید را می توان توسط ماشین بینایی گرفته و در بانک اطلاعاتی سیستم تولید کامپیوتری جامع بطور خودکار وارد نمود. این روش ورود اطلاعات بسیار دقیق و قابل اعتماد است که دلیل آن حذف نیروی انسانی از چرخه مزبور می باشد. علاوه بر این ، ورود اطلاعات بسیار مقرون به صرفه خواهد بود ، چرا که اطلاعات بلافاصله پس از بازرسی و به عنوان بخشی از آن جمع آوری و منتقل می شوند. میزان پیچیدگی سیستم های بینایی متفاوت می باشد. این سیستم ها ممکن است منحصر به یک سیستم بارکدینگ معمولی که برای مشخص نمودن نوع محصول جهت کنترل موجودی بکار می رود، باشد یا ممکن است متشکل از یک سیستم  بینایی صنعتی کامل برای اهدافی چون کنترل کیفیت محصول باشد

2-1-1 بینایی انسان در مقابل بینایی ماشین

نقش بینایی انسان در یک سیستم اتوماسیون صنعتی بسیار پیچیده بوده و نمی توان آن را به عنوان یک سیستم جدا که دارای نقش جداگانه ای است ، در نظر گرفت. سیستم بینایی انسان به عنوان جزئی از یک مجموعه بوده و دارای تاثیرات متقابل بر روی سایر سنسورها می باشد . میزان وابستگی بینایی به سایر سنسورهای بدن مختلف بوده و بستگی به هوشمندی فرد و همچنین سیگنالهای دریافت شده از سایر سنسورهای بدن دارد

علاوه بر این ، حلقه های بازخور پیچیده ، پاسخ های تطبیقی ، و پردازش سیگنالهای در سطوح مختلف در بخش های مختلف بدن وجود دارد. به عنوان مثال مردمک چشم انسان در مقابل ورود پرتوهایی با مشخصات ویژه حساس می باشد

خستگی در افراد ، بیماری ، میزان آموزش و دانش آنها در میزان کارایی بینایی انسان تاثیر می گذارند. این تاثیر معمولا بگونه ای است که مقدار آن براحتی قابل اندازه گیری نیست. لذا معمولا اندازه گیری مقایسه ای بر اساس میزان دستیابی به هدف تعیین شود صورت می گیرد

3-1-1 پارامترهای مقایسه ای

در این قسمت ماشین بینایی بر اساس وظایفی که انجام می دهد و پارامترهای وابسته به آن در ارتباط با فرآیندهای صنعتی یا تولیدی با بینایی انسان مقایسه شده و به بررسی بخش محدودی از نقش هایی که اهمیت بیشترس در کابردهای صنعتی دارند پرداخته می شود

عامل مهم در استفاده از ماشین بینایی در مقایسه با بکارگیری نیروی انسانی افزایش توانمندی و بهبود کارایی می باشد. توجه خاص به آن دسته از کاراییهای ماشین بینایی که خارج از توانایی انسان می باشد، می تواند بیانگر توجیه استفاده از ماشین بینایی در فرآیند های تولیدی می باشد

4-1- 1 ملاحظات اقتصادی

هر گونه پیشنهاد مبنی بر استفاده ماشین بینایی برای منظور خاص می بایستی بر اساس تاثیر اقتصادی آن در کاربرد مورد نظر باشد. توجیه اقتصادی بکارگیری ماشین بینایی شامل دو جنبه می باشد: اولا تاثیر آن بر روی بهبود دهی فرایند و ثانیا هزینه های مستقیم تولید . امکان بهبود کیفیت محصول از طریق انجام بازرسی 100 درصد محصول و کنترل پارامترهای مورد بازرسی در مورد تک تک محصولات می تواند نقش مهمی در توجیه اقتصادی کاربرد ماشین بینایی داشته باشد. در همین حال ممکن است با بکارگیری ماشین بینایی هزینه واحد محصول ، کاهش پیدا کرده و بهره وری افزایش یابد

2-1  کاربرد های ماشین بینایی در کشاورزی

کامپیوتری کردن تولید (CIM) یک موضوع با اهمیت در پیشرفت صنایع کشاورزی و غذایی محسوب می شود. ماشین بینایی به عنوان یک ربات در این پیشرفت نقشی موفقیت آمیز داشته و مهندسین کشاورزی و صنایع غذایی را در بهبود عملیات تولید دلگرم کرده است. به همین دلیل بیش از 20 سال است که تحقیقات گسترده ای پیرامون کاربردهای ماشین بینایی در کشاورزی و صنایع غذایی انجام شده است

بیشتر این تحقیقات به کاربرد این سیستم در نظارت و کنترل کیفیت محصول معطوف شده است. روشهای مرسوم نظارت ، به حواس انسانی وابسته است، در بیشتر موارد این کنترل دستی بسیار وقت گیر و طاقت فرسا بوده و بعلاوه دقت آن را نمی شود ضمانت کرد

ماشین بینایی ، علاوه بر بینایی در محدوده مرئی ، توانایی دیدن در محدوده نامرئی(ماوراء بنفش، نزدیک مادون قرمز و مادون قرمز ) را نیز دارد ، اطلاعات قابل دریافت از جسم در ناحیه نامرئی می تواند در تعیین گرمای داده شده به گیاه بالغ ، تشخیص امراض گیاهی ،; مفید باشد. همچنین در تعیین وارتیه ، بلوغ ، رسیدگی و کیفیت گیاهان و سبزیجات قابل استفاده است

سادگی ، قیمت پایین ، سرعت ، دقت بالا ، غیر مخرب بودن ، داشتن بازده بالا و امکان استفاده گسترده در کشاورزی از مزایای استفاده از این سیستم می باشد. همچنین قابلیت استفاده از اشعه X و MRI در تعیین بیماریها یا نقصهای دیگر را نیز می توان به آن اضافه کرد

با سرعت و دقت بالای سیستم های بینایی ، صنعت کشاورزی و صنایع غذایی در سطح جهان تمایل فراوان به تعویض سیستم های نظارت دستی خود با این سیستم پیشرفته پیدا کرده است

1-2-1 کاربرد در تشخیص کیفیت میوه ها

نظارت بر کیفیت میوه ها به دو منظور انجام می شود: ارزیابی کیفیت و پیدا کردن نقوص. قدیمی ترین پژوهش در این زمینه پیرامون سیب انجام شد پس ازآن به سایر میوه ها نیز گسترش یافت. سیستم بینایی می تواند در طبقه بندی از لحاظ شکل ، پیدا کردن نقوص ، درجه بندی از لحاظ کیفیت و کلاس بندی واریته ، ایفا نقش کند. رنگ ، شکل،  بافت و اندازه فاکتورهای اصلی در نظارت کیفی سیستم بینایی می باشند

تصاویر RGB (Red –Green – Blue) یک مورد بسیار مرسوم در این کاربرد می باشد. بیشتر الگوریتمهای سیستم بینایی میوه ها ، مبتنی براین سیستم می باشند. وقتی تمام تصاویر با سه رنگ ارائه شوند میزان اطلاعات 3 برابر می شود و پردازش صحیح تری را می توان بر روی آن انجام داد. مدل دیگر تصاویر رنگی HIS(Hue ,Stauration,Intensity)می باشد. بعضی ازپژوهشگران این سیستم را به سیستم RGB ترجیح می دهند. از جمله پژوهشهایی که در این زمینه انجام شده عبارتند از

-            نمایش ساختمان و شکل میوه سیب و سیب زمینی با دقت بالا (Morimoto et al 2000)

 -     ترکیب سنسورهای NIR و ماشین بینایی برای تعیین مقدار SUGER  در سیب Steinmetz et al

 -     آنالیز بافت پرتقال بوسیله ماشین بینایی. نتایج این تحقیق نشان داد که این متد مقدار شیرینی پرتقالها را پیش بینی کند. (kondo 1995)

-     ارزیابی رسیدگی هلو بوسیله آنالیز رنگ ، این روش مبتنی بر مقایسه رنگ پوست هلو با رنگ پوست یک هلو ( به عنوان مرجع) بود. هر چند دقت این طرح تنها 54% بود. (Millen l Delmiche 1989)

-            تشخیص مقدار سفتی گلابی            (Dewulf et al 1999)

2-2-1 کاربرد در کنترل کیفیت سبزیجات

بعضی از طرح هایی که در این زمینه ارائه شد عبارتند از

-     تشخیص خواص گوجه فرنگی از قبیل اندازه ، رنگ ، شکل و ناهنجاریها بوسیله پردازش تصویر و ارتباط خواص با کیفیت درونی آن

(Nielsen et al 1998)

 -            بررسی وپیدا کردن معایب مارچوبه (Rigney et al 1992)

-            تشخیص بیماریهای قارچی با عملیات پردازش رنگ(Vizhany and Felfoldi 2000)

-     طبقه بندی هویج از لحاظ معایب سطحی ، پیچش ، کجی و شکستگی (مقدار اشتباه کمتر از 15% گزارش شد. )

(Howath   searay 1992)

3-2 -1 طبقه بندی و ارزیابی کیفیت حبوبات

 

کلمات کلیدی :

 

  مقاله کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع در pdf دارای 25 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع در pdf

خلاصه: 
مقدمه 
برخی از خصوصیات ویژه‌ی کاتالیزگرها 
اثر کاتالیزگرها در واکنشهای تعادلی 
نقش کاتالیزگری 
2- کاتالیزگر و انرژی فعالسازی 
الف) کاتالیزگر همگن 
ب) کاتالیزگر ناهمگن 
مسمومیت کاتالیزگرها 
برخی از کاربردهای صنعتی کاتالیزگرها 
آب به عنوان کاتالیزگر 
نفت خام و کاتالیزگرها 
شکستن کاتالیزگری فراورده‌های سنگین نفت خام 
بازسازی کاتالیزگری 
ساخت کاتالیست جهت هیدروژناسیون انتخابی فنل به سیکلو هگزانون در فاز گازی 
ساخت و ارزیابی کاتالیست‌های سه جانبه پالادیوم به منظور کنترل آلودگی ناشی از گازهای خروجی از اگزوز اتومبیل‌ها 
کارهای پژوهشی که در پژوهشگاه صنعت نفت انجام گرفته است 
نتایج: 
روش جامعتری که برای این منظور توصیه می‌گردد به قرار زیر است: 
کوپلیمرهای پیوندی با استفاده از پلیمرها در پزشکی جهت انعقاد خون 
الف- کربن‌زدایی به روش گازیفیکاسیون 
دلایل آلودگی کاتالیست نیکل در هیدروژناسیون روغنهای نباتی: 
از جمله ناخالصیهای موجود در روغن قبل از هیدروژناسیون می‌توان به موارد زیر بیان نمود: 
کربن‌زدایی به روش استخراج توسط حلال و گازیفیکاسیون 
نتایج آزمایشات فوق را می‌توان به صورت زیر بیان نمود: 
ساخت نوهی کاتالیزگر نفتی با استفاده از فن‌آوری نانو 
منابع 

بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع در pdf

1- شیمی عمومی (جلد دوم) تالیف چارلز مورتیمر- ترجمه: منصور عابدینی، احمد خواجه نصیر طوسی

2- کاتالیزگر- تالیف: خلیل علمی غیاثی

3- شیمی پایه- تالیف: مسترتن/ اسلاوینسکی/ والنورد- ترجمه: فروغ فرجود

4- شیمی مهندسی- تالیف: مهدی رشیدزاده- دانشگاه تربیت مدرس

5- ساخت نوعی کاتالیزگر نفتی جدید با استفاده از فن‌آوری نانو- تالیف: شهرام مرجانی

خلاصه

کاتالیزگرها موادی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌هند ولی در واکنش مصرف نمی‌شوند

کاتالیزگرها چه در کاربردهای صنعتی وچه در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت بسیاری دارند زیرا در واکنشهای صنعتی لازم است که سرعت واکنش به طریقی مثلاً استفاده از کاتالیزگرها افزایش داده شود تا تولید فرآورده‌های حاصل از ان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، اگر چه می‌توان با افزایش دما سرعت واکنش را به مقدار قابل توجهی افزایش داد ولی از آن جا که افزایش دما با مصرف انرژی همراه است، چنین اقدام صرفه‌ی اقتصادی نخواهد داشت، از سوی دیگر بسیاری از مواد نسبت به گرما حساس هستند و در اثر گرما تجزیه می‌شوند به همین دلیل مناسب‌ترین راه این است که برای سرعت دادن به واکنش‌های شیمیایی از کاتالیزگر استفاده گردد

کاتالیزگرها در فرآیندهای بیولوژیکی هم از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. آنزیم‌ها مانند یک کاتالیزگر در کلیه اعمال زیستی نقش بسیار اساسی و ماهرانه‌ای را ایفا می‌کنند که کاتالیزگرها را می‌توانیم به یک کلید تشبیه کنیم که می‌تواند انواع قفل‌ها را با مکانیسم‌های مختلف باز کند یعنی نقشی که آنزیم‌ها در اعمال زیستی و حیاتی ایفا می‌کنند بسیار مؤثرتر از کاتالیزگرهایی است که ساخته‌ی دست بشر است در این مقاله سعی شده است که از تعریف کاتالزگر، خواص چند مکانیسم کاتالیزگرها مورد بحث و بررسی قرار گیرد و برخی از کاربردهای آن در صنعت بیان شده است نقش و اهمیت کاتالیزگرها در پالایش‌های نفت و بسیاری از سنتزها در سایه‌ی بهره‌گیری از کاتالیزگرهای خاصی با مکانیسم‌های معین انجام می‌گیرد و برخی از کاتالیزگرها نه تنها تشکیل یا شکستن پیوندها را آسان می‌کنند بلکه محصولات واکنش را هم در قالب هندسی خاصی تولید می‌کنند امیدواریم مورد توجه قرار گیرد

مقدمه

تا اغاز قرن نوزدهم ماهیت کاتالیزگرها ناشناخته بود، سرانجام در سال 1835 میلادی، ژان یاکوب برسلیوس شیمیدان سوئدی در بررسی واکنشهای شیمیایی در طول سی سال پژوهش و بررسی یکی از خصوصیات مهم واکنشها را سرعت انجام آنها دانست زیرا واکنشهایی که در آزمایشگاه انجام می‌شود باید از سرعت کافی برخوردار باشد تا بتوان واکنشی را دنبال کرده و با مشاهده آزمایش به نتایجی دست یافت مانند هر گاه شعله کبریت افروخته‌ای را به توده‌ای از قند تماس دهید قند گداخته می‌‌شود ولی نمی‌سوزد، برای سوزاندن قند می‌توانید مقداری خاکستر سیگار یا کمی از خاک گلدان روی آن بریزید در این صورت قند با شعله‌ی آبی خیره‌کننده‌ای همراه با صدای فش‌فش خواهد سوخت در این عمل خاکستر سیگار یا خاک گلدان کاتالیزگر است، یعنی سوختن قند در مجاورت خاکستر یا خاک انجام می‌گیرد، لیکن خاکستر یا خاک در پایان واکنش بدون تغییر شیمیایی به جا می‌ماند

کشف کاتالیزگرهای جدید تأثیر فراوانی در صنعت داشته است و واکنشهای شیمیایی در صنعت باید نسبتاً سریع انجام شوند زیرا یک کارخانه‌دار نمی‌تواند سالها در انتظار بدست آمدن محصولی بماند که امروز بازار فروش خوبی دارد

دانش روز افزون درباره‌ی آنزیم‌ها یعنی کاتالیزگرهای زیستی درک ما را درباره‌ی فرآیندهای زیستی دگرگون کرده است، به همین دلیل مطالعه و نحوه‌ی کاربرد آنها در بین مواد شیمیایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است

آنزیم‌ها در تنظیم سرغت واکنشهای شیمیایی که در بدن موجودات زنده انجام می‌شوند، نقش بسیار اساسی دارند. آنزیم‌ها خود ترکیبهای پیچیده‌ای هستند که از مولکولهای بسیار سنگین پروتئینی ساخته شده‌اند. تنظیم و اداره هر یک از واکنشهای زیستی به عهده‌ی آنزیم ویژه‌ای است. امروزه تخمین زده‌اند که چندین هزار آنزیم مختلف در اداره‌ی اعمال زیستی بدن انسان شرکت دارند. بسیاری از فرآیندهای زیستی، مانند گوارش در جانوران و فتوسنتز در گیاهان ضروری هستند. آنزیم‌ها نقش مهمی در لخته شدن خون و انقباض بافتهای ماهیچه‌ای دارند، کاتالیزگرها حتی سبب تغییر رنگ برگ‌ها در پائیز و تبدیل گلولز به اتیل الکل (اتانول) مطابق با واکنش زیر می‌شوند

 نخستین بار لویی پاستور در دهه سال 1850 با پژوهشهای خود درباره‌ی تخمیر، کاتالیزگرهای زیستی را مورد مطالعه قرار داد، پاستور نشان داد که ارگانیسم ذره‌بینی مخمر سبب تبدیل گلولز به اتانول و کربن دی‌اکسید می‌شود که بعدها دانشمند آلمانی ادوارد بوخنر در سال 1897 نشان داد که این تخمیر توسط ماده‌ی موجود در عصاره مخمر حاصل می‌شود و این ماده را آنزیم نامیدند

بعدها مواد دیگری کشف شدند که می‌توانستند به عنوان کاتالیزگر در فرآیندهای زیستی شرکت کنند سی سال پس از کشف بوخنر نخستین آنزیم به حالت بلوری خالص بدست آمد

هر آنزیم معمولاً می‌تواند تنها در یک واکنش خاص به عنوان کاتالیزگر شرکت کند، بنابراین سلولهای زنده صدها انزیم مختلف را تولید می‌کنند تا این آنزیم‌ها در صدها واکنش شیمیایی مختلف، که ضرورت زنده ماندن سلولها هستند، به عنوان کاتالزگر شرکت کنند

آنزیم‌ها کاتالیزگرهایی با کارآیی شگفت‌آوری هستند مقیاسی از این کارایی، عدد تبدیل است. عدد تبدیل تعداد مولکولهایی از ماده اولیه است که یک مولکول آنزیم در هر واحد زمانی به فرآورده‌های تبدیل می‌کند. عدد تبدیل آنزیم مالتوز ، که در تمام ارگانیسم‌های حیوانی یافت می‌شود در واکنش ئیدرولیز قند مالتوز است که در این واکنش گلولز تشکیل می‌شود

سرعت انجام همه‌ی واکنشهای شیمیایی یکسان نمی‌باشد مثلاً بعضی از واکنشها سریع هستند مانند اگر مقدار کمی از سدیم را در آب بیاندازیم به سرعت با اکسیژن آب واکنش داده و محلول قلیا تولید می‌کند. برخی از واکنشها از سرعت بسیار کمی برخوردار هستند مانند مس در شرایط عادی به آرامی با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود، از این رو ذخایری از این عنصر در سطح زمین یافت می‌شود، واکنشهای دیگری نیز هستند که سرعت متوسطی دارند مانند واکنش آهن با اکسیژن هوا که در شرایط عادی مدت زمان متوسطی طول می‌کشد تا آهن زنگ بزند البته واکنشهای فوق را می‌توان تحت شرایط سریع یا از سرعت آن کاست بنابراین عواملی مانند دما، غلظت، کاتالیزگر واکنش‌دهنده‌ها سطح تماس، ماهیت مواد اولیه کاتالیزگر به میزان قابل توجهی روی سرعت واکنش مؤثر خواهد بود

برای مثال برسلیوس شرح داد که چگونه اسیدها، تبدیل نشاسته به قند را سرعت می‌دهند و چگونه در مجاورت فلز پلاتین، واکنشها بین گازها با سرعت بیشتر صورت می‌گیرد

در سال 1902 ویلهلم استوالد شیمیدان آلمانی کاتالیزگر را ماده‌ای تعریف کرد که سرعت واکنشهای شیمیایی را تغییر می‌دهد و در پایان واکنش بدون تغییر، باقی می‌ماند و هم‌چنین توانست خصوصیات ویژه‌ای کاتالیزگرها را بیان نماید

برخی از خصوصیات ویژه‌ی کاتالیزگرها

کاتالیزگرها در فعالیت خود ویژگی‌های کاملاً خاصی دارند در بعضی از موارد یک کاتالیزگر معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد می‌شود حال آنکه کاتالیزگر دیگر موجب سنتز محصولات کاملاً متفاوت دیگری از همان مواد می‌شود و امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است مانند مونوکسیدکربن و هیدروژن می‌توانند با توجه به کاتالیزگر به کار رفته و شرایط واکنش فرآورده‌های بسیار گوناگونی را تولید کنند. اگر یک کاتالیزگر کبالت یا نیکل در واکنش مونوکسیدکربن با ئیدروژن به کار رود، مخلوطی از ئیدروکربنها به دست می‌آید ولی اگر در همین واکنش مخلوطی از اکسیدهای روی و کروم به عنوان کاتالیزگر مصرف شود از ₂Co و ₂ H متانول تولید می‌‌شود یعنی

 ساده‌ترین و ارزان‌ترین راه برای سرعت بخشیدن به یک واکنش یافتن کاتالیزگر مناسبی است که اکثراً به صورت جامدات ریزی می‌باشند البته انتخاب کاتالیزگر برای هر واکنش بیشتر یک هنر است تا علم، برای انتخاب کاتالیزگر، مواد مختلفی آزمایش می‌شود و مؤثرترین آنها انتخاب می‌شود

اثر کاتالیزگرها در واکنشهای تعادلی

بنا به قوانین ترمودینامیک، یک سیستم در حال تعادل با اضافه کردن کاتالیزگر تغییر نمی‌کند. کاتالیزگر بر سرعت رسیدن سیستم به حالت نهایی تعادل می‌افزاید ولی نمی‌تواند مقدار ثابت تعادل را تغییر دهد زیرا در شرایط تعادل یک کاتالیزگر همان اثر را در افزودن سرعت واکنش معکوس (برگشتی) دارد که در واکنش مستقیم (رفت) نیز اعمال می‌کند

نقش کاتالیزگری

فلزات واسطه به علت قدرت جذب سطحی زیاد، تمایل به تشکیل ترکیب‌های درون شبکه‌ای و یا کمپلسکهای فعال و سهولت شرکت در واکنش‌های اکسایش- کاهش می‌توانند بسیاری از مواد را به صورت ترکیبهای حد واسطه مناسبی که به آسانی به صورت مواد مورد نظر در می‌آیند، تبدیل کنند از این رو نقش کاتالیزگر را در بسیاری از واکنش‌ها می‌توانند ایفا کنند، به ویژه به صورت ترکیبهای آلی- فلزی مانند نقش کاتالیزگری نیکل در واکنشهای هیدروژن‌دار کردن و یا نقش کبالت در تبدیل آلکن‌ها با آلدئیدها در مجاورت Co و ₂H

2- کاتالیزگر و انرژی فعالسازی

کاتالیزگر نمی‌تواند موجب وقوع واکنشهایی شود که از نظر ترمودینامیک امکان وقوع ندارند بعلاوه صرفاً حضور یک کاتالیزگر نیست که (احتمالاً به عنوان یک بخش فعال کننده) موجب اثر و سرعت واکنش می‌شود. در یک واکنش کاتالیز شده، کاتالیزگر در مراحلی از انجام واکنش عملاً دخالت می‌کند و در مراحل بعدی بار دیگر به همان حالت اولیه برمی‌گردد و این عمل بارها تکرار می‌شود بدون آنکه کاتالیزگر دچار تغییر دائمی شود

کار کاتالیزگر آن است که راه تازه‌ای برای پیشرفت واکنش می‌گشاید بدین‌ترتیب مکانیسم واکنش کاتالیزی با واکنش بدون کاتالیزگر تفاوت دارد و انرژی فعال‌سازی مسیری که واکنش به کمک کاتالیزگر طی می‌کند کمتر از انرژی فعال‌سازی راهی است که همان واکنش بدون کاتالیزگر می‌پیماید و این واقعیتی است که علت سریع‌تر شدن واکنش را توجیه می‌کند

پیدا کردن کاتالیزگر برای یک واکنش کمی شبیه پیدا کردن راهی از میان یک رشته کوه است و هدف این است که گذشتن از کوه را از هر دو طرف آسانتر کند. محل نسبی درّه‌ها در اطراف کوه بدون تغییر می‌ماند و در اینجا نیز مانند گذرگاههای کوهستانی اغلب پیدا کردن کاتالیزگر مناسب آسان نیست

بنابراین واکنش در مجاورت کاتالیزگر از مسیری که سربالایی انرژی در آن کوتاهتر است انجام می‌گیرد، بنابراین کار اصلی کاتالیزگر کاهش انرژی فعالسازی کلی واکنش است. همچنین زمانی که کاتالیزگر مورد استفاده قرار می‌گیرد مولکولهای نسبتاً بیشتری انرژی لازم برای یک برخورد مؤثر را پیدا می‌کنند و بدین‌ترتیب عده کل برخوردهای مؤثر در واحد زمان که موجب انجام واکنش می‌شوند، افزایش می‌یابند. با ملاحظه شکل زیر به دو نقطه دیگر نیز می‌توان پی برد نخست آنکه  واکنش کاتالیزی با واکنش بدون کاتالیزگر یکسان است و دیگر آنکه انرژی فعالسازی واکنش معکوس یعنی ، نیز به هنگام استفاده از کاتالیزگر کاهش می‌یابد و مقدار کاهش آن درست برابر با کم شدن انرژی فعالسازی واکنش کاتالیزی اصلی، ، است این بدان معنی است که کاتالیزگر بر یک واکنش و واکنش کردن شناخته شده است (شکل صفحه 4) ذیلاً چند نمونه از مکانیزم واکنش‌های متداول ارائه می‌شود

الف) کاتالیزگر همگن

I) برای مثال تجزیه پراکسید هیدروژن را در نظر می‌گیریم.

 واکنش مستقیم بسیار آهسته روی می‌دهد، محلول آبی  که از داروخانه خریداری می‌شود به مدت چند ماه پایدار است ولی اگر به محلول، یون یدید اضافه شود واکنش بلافاصله روی می‌دهد و حبابهای گاز اکسیژن را که در محلول تشکیل می‌شود می‌توان مشاهده نمود. واکنش در حضور یونهای یدید یک مسیر دو مرحله‌ای را طی می‌کند

 باید به این نکته توجه نمود که نتیجه نهایی مانند نتیجه نهایی واکنش مستقیم است، یون یدید یک کاتالیزگر حقیقی است و در واکنش مصرف نمی‌شود. بازاء هر یون یدید مصرف شده در مرحله اول یک یون یدید در مرحله دوم تولید می‌شود

انرژی فعالسازی این مسیر دو مرحله‌ای خیلی کوچکتر از انرژی فعالسازی واکنش کاتالیزگر نشده است

II) نمونه دیگر از کاتالیزگر همگن تجزیه اوزون در حضور  است.

دی نیتروژن پنتا اکسید به آسانی تجزیه شده به اکسیژن و اکسیدهای درجه پائین‌تر تبدیل میگردد مثلاً اوزون به سرعت   اثر می‌کند در این عمل اکسیژن تولید می‌شود و کاتالیزگر  بار دیگر بوجود می‌آید

 البته باید تاکید شود که این مکانیسمها صرفاً فرضیه‌هایی قابل قبولند و بدون شک مکانیسم واقعی ممکن است شامل مراحلی دیگر مانند مراحل زیر باشند

 III)

برای بررسی بیشتر درباره نقش یون آهن (II)، در تجزیه محلول پراکسید هیدروژن باید به واکنشهای احتمالی میان این یون و   بیشتر توجه کنیم.  می‌تواند یون آهن (II) را اکسید کند و این واکنش از لحاظ تغییر انرژی آزاد گیبس کاملاً انجام‌پذیر است

 علاوه بر آن  با یونهای آهن (III) نیز واکنش می‌دهد و در این واکنش نقش کاهندگی دارد

 حال اگر دو واکنش بالا را جمع کنیم همان واکنش تجزیه  بدست می‌آوریم

 IV)

گاز NO به صورت زیر در سرعت بخشیدن به واکنش شرکت می‌کند

 در شرایط یکسان هر یک از واکنش‌های فوق بسیار سریعتر از واکنش میان  انجام می‌گیرد. یقیناً سربالایی انرژی در دو واکنش بالا از سربالایی انرژی در واکنش  بسیار کوتاهتر است

V) گاز  در دمای اتاق گاز نسبتاً بی‌انرژی است اما در دمای  طبق معادله زیر تجزیه می‌شود

 این واکنش با مقدار ناچیزی از گاز کلر کاتالیز می‌شود. مکانیزم پیشنهاد شده به صورت زیر است

در دمای آزمایش و به ویژه در مقابل نور برخی از مولکولهای کلر به اتمهای کلر تفکیک می‌شود

 اتمهای کلر به آسانی با گاز  ترکیب می‌شوند

 به سرعت تجزیه می‌شوند

ب) کاتالیزگر ناهمگن

 

کلمات کلیدی :

 

  مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در pdf دارای 67 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در pdf

مبدل های حرارتی         
روش های انتقال حرارت در مبدل های حرارتی     
اجزاء مختلف مبدل ها      
جریان در لوله و پوسته        
انواع مبدل های پوسته و لوله       
تشخیص نوع و اندازه مبدل های پوسته و لوله     
مبدل های دو لوله ای     
کولر یا خنک کننده هوایی     
کاربرد هر یک از مبدل های حرارتی    
مبدل های حرارتی سردکننده      
مبدل های حراتی گرم کننده       
نکاتی چند در مورد مبدل های حرارتی       
شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی    
برنامه های HTFS      
نرم افزارهایی که در این مجموعه قرار می گیرند عبارتن از:      
با بهره گیری از نانوسیالات، پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش بازده مبدل های حرارتی شدند     
روش های متداول افزایش انتقال حرارت به شدت سبب افزایش افت فشار نیز می شود  
طراحی شبکه مبدل های حرارتی با ضرایب انتقال حرارت متفاوت با توجه به افت فشار مجاز جریان ها: روش جدید هدف گذاری      
چکیده     
واژه های کلیدی     
مقدمه      
هدف گذاری توسط روش متداول پینچ       
رابطه افت فشار، ضریب انتقال حرارت و سطح تبادل حرارت مبدل    
هدف گذاری سطح برمبنای افت فشار ثابت        
هدف گذاری با ملاحظات تفاوت ضرایب انتقال حرارت جریان ها     
روش جدید هدف گذاری برمبنای ضرایب انتقال حرارت متفاوت و افت فشار مجاز جریان ها  
معیار انتخاب و نقش پارامترهای k و z در روش جدید      
مسئله نمونه         
نتیجه گیری         
کوره ها         
احتراق     
سوخت     
انرژی حرارتی سوخت     
انتقال حرارت در کوره ها      
کوره های با شعله های مستقیم     
کوره های استوانه ای      
کوره های نوع کابینی     
ایجاد اشکال در کار کوره      
مزایای کوره های استوانه ای و کابینی        
مشعل ها        
انواع مشعل های گازی         
مشعل های نفت کوره     
مشعل های مرکب سوخت مایع و گاز   
افزایش راندمان حرارتی کوره ها     
کوره های کنوکسیونی         
کوره های با لوله های آتشین       
دیگ های بخار      
آب دیگ های بخار       
بخار اشباع      
بخار داغ         
انواع دیگ های بخار      
دیگ بخار پوسته ای      
دیگ های بخار قطاعی         
دیگ های بخار لوله ای        
اجزاء دیگ بخار      
کوره یا اتاق احتراق       
درام یا استوانه ها         
سوپر هیترها         
دی سوپر هیترها     
ری هیترها      
اکونومایزرها     
گرم کن های هوا     
رگلاتورهای آب تغذیه     
دستگاه جریان هوا        
دمپرها     

مبدل های حرارتی

برای سرد یا گرم کردن یک سیال به وسیله سیالی دیگر بدون استفاده مستقیم از دستگاه های مولد سرما یا گرما و همین طور بازیابی گرما یا سرما از سیالاتی که قبلاً به طریقی به آنها داده شده است از مبدل های حرارتی استفاده می شود

به جهت اهمیت درک انتقال حرارت در شناخت دستگاه های تبادل کننده حرارت، ابتدا مقدمه ای در مورد روش های انتقال حرارت و تعریف لایه مرزی ارائه می گردد و سپس به دسته بندی های مختلف مبدل ها و موارد استفاده آن ها پرداخته خواهد شد

روش های انتقال حرارت در مبدل های حرارتی

هدایت (CONDUCTION) ـ در اثر اختلاف درجه حرارت بین دو نقطه از جسم صورت می گیرد. در این حالت ذرات جسم تغییر مکان قابل ملاحظه ای ندارند. هدایت در حقیقت انتقال انرژی حرکتی یک ملکول به ملکول های مجاور بوده و تنها عامل ایجاد جریان حرارتی در جسم می باشد. بنابراین هرچه تماس ملکول در یک جسم بیشتر باشد، هدایت حرارتی آن بیشتر است. لذا در گازها که فاصله بین ملکولی زیادتر می باشد، انتقال حرارت از طریق هدایت کمتر انجام می گیرد. ضریب هدایت جامدات از مایعات و مایعات از گازها بیشتر می باشد

جا به جایی (CINVECTION) ـ در این روش، ملکول ها متحرک بوده و انرژی حرارتی را با خود جا به جا می کنند. وقتی برای سردکردن یک صفحه گرم، آن را در مقابل یک بادبزن قرار می دهند، این همان انتقال حرارت جا به جایی از صفحه گرم به هوای اطراف می باشد. در مثال فوق کنوکسیون اجباری است. عمل انتقال حرارت در حالت در حالت فوق به سرعت فن بستگی دارد

حال اگر برای سرد کردن صفحه گرم از فن استفاده نمی شد، عمل سردشدن از طریق کنوکسیون انجام می گرفت. بدین طریق که هوای مجاور صفحه، گرم شده و با تغییری که در وزن مخصوص آن بوجود می آید، به قسمت های دیگر حرکت کرده و هوای سرد جای آن را می گیرد. این حالت که انتقال حرارت در اثر تغییر وزن مخصوص سیال در اثر حرارت حاصل شده، انتقال حرارت از طریق کنوکسیون طبیعی می باشد

در حرکت هوا یا هر سیال دیگری روی سطح، سرعت هوا در مجاور صفحه صفر است (در اثر ویسکوزیته)، سرعت از صفر تا سرعت جریان آزاد (U) تغییر می کند. هرچه ویسکوزیته سیال کمتر باشد این طول کمتر بوده و با زیاد شدن ویسکوزیته این فاصله که به آن لایه مرزی می گویند، بیشتر است. چون سرعت در مجاور صفحه صفر است، پس در این نقطه انتقال حرارت به وسیله هدایت انجام می پذیرد که به ضریب هدایت حرارتی سیال و اختلاف درجه حرارت در مجاور صفحه وابسته است چون اختلاف درجه حرارت سیال با تغییر سرعت در حال تغییر است، لذا باید پارامتر سرعت را در انتقال حرارت در نظر گرفت

جریان های تبادل کننده حرارت در مبدل ها ممکن است به شکل های مختلف(همسو، ناهمسو و متقاطع) به حرکت درآیند. در جریان های همسو دو سیال گرم و سرد بدون تماس فیزیکی با همدیگر در طول مبدل به صورت هم جهت حرکت کرده و از طرف دیگر خارج می شود. در این حالت در ورود به مبدل بیشترین اختلاف دما و بنابراین بیشترین میزان انتقال حرارت وجود دارد و در خروج اختلاف درجه حرارت حداقل شده و میزان انتقال حرارت کم می شود. در جریان همسو، چون دو سیال در یک جهت جریان دارند دمای سیال سرد در خروج نمی تواند بیشتر از دمای سیال گرم باشد. در جریان های ناهمسو سیالات در جهات مخالف همدیگر جریان می یابند. در این حالت اختلاف درجه حرارت در طول لوله نسبت به جریان همسو یکنواخت تر است. میزان انتقال حرارت در جریان متقابل در طول لوله به مقدار کم تغییر می کند. در این حالت دمای بالاتر برای سیال سرد از سیال گرم در خروج امکان پذیر می باشد. جریان های متقاطع عموماً در گرمایش و سرمایش گازها استفاده می شود. در این حالت یکی از جریان ها داخل لوله و دیگری عمود بر آن حرکت می کند

اجزاء مختلف مبدل ها

مبدل های حرارتی موجود در صنایع و کارخانجات بخصوص صنعت پتروشیمی، معمولاً از نوع پوسته و لوله (SHELL AND TUBE) می باشند. از مزایای این مبدل ها می توان به سطح تماس زیاد در حجم کم، طرح مکانیکی خوب و توزیع یکنواخت فشار و راحتی تمیزکردن آن ها اشاره کرد. با توجه به شکل (1) می توان گفت که ساختمان این مبدل ها شامل تعدادی لوله است که در داخل یک استوانه قرار می گیرند، و دو سیال مورد نظر که یکی سرد و دیگری گرم است، بدون این که به طور مستقیم با یکدیگر برخورد کنند از طریق دیواره فلزی لوله ها با یکدیگر تبادل حرارت خواهند کرد. به عبارت دیگر یکی از این دو سیال در لوله ها و دیگری در اطراف لوله ها، درون پوسته جریان خواهد داشت

با توجه به توضیح مختصری که داده شد، اجزاء یک مبدل حرارتی عبارتند از

لوله ها (TUBES) ـ جنس، تعداد، قطر، طول و ضخامت لوله ها به طبیعت سیال(خورنده یا بی اثر، تمیز یا کثیف و ; ) مقدار جریان سیال، فشار و درجه حرارت سیال و بار حرارتی مبدل بستگی دارد. لوله ها ممکن است به صورت راست (دو سر باز) یا به شکل U روی صفحه ای به نام TUBE SHEET پرس یا جوش داده شوند. لوله ها معمولاً به قطر خارجی  اینچ تا 1 اینچ و از جنس فولاد یا مس و گاهی نیز از گرافیت یا تفلون ساخته می شوند

پوسته(SHELL)  ـ جنس، قطر، ضخامت و حجم پوسته به طبیعت سیال، مقدار جریان سیال، فشار و درجه حرارت سیال و مشخصات دسته لوله ها(TUBE BUNDLE)  از نظر قطر و طول آن بستگی دارد. نوع کاربرد نیز تعیین کننده خواهد بود. از جمله پوسته مبدل های از نوع تبخیرکننده و همین طور جوشاننده دارای فضای تبخیر می باشند. پوسته ها معمولاً قطری بین  تااینچ دارند

صفحه لوله(TUBE SHEET)  ـ صفحه ای دایره ای شکل که سر لوله ها روی آن قرار می گیرد، جنس و ضخامت و قطر این صفحه به جنس لوله ها، تعداد لوله ها و نوع مبدل حرارتب بستگی دارد. لوله ها ممکن است به آن جوش یا پرس شده باشند. تعداد آن یک یا دو عدد در هر مبدل می باشد. این صفحه نیز ممکن است به پوسته جوش داده شده یا توسط فلانج به آن متصل باشد

لوله ها عموماً با دو آرایش مربعی یا مثلثی روی صفحه لوله ها نصب می گردند. در آرایش مربعی کمترین مقاومت در مقابل جریان و در نتیجه حداقل افت فشار به وجود می آید. یکی از معایب آرایش مربعی قرارگرفتن تعداد کمتر لوله در یک سطح معین می باشد. وقتی که آرایش لوله ها مثلثی باشد، افت فشار جریان پوسته بیشتر از وقتی است که آرایش مربعی باشد. اما میزان انتقال حرارت در آرایش مثلثی بیشتر است

کانال(CHANNEL)  ـ جریان سیال به داخل لوله ها از طریق کانال صورت می گیرد. تعداد یک یا دو کانال در هر مبدل موجود است. در مبدل های حرارتی چندگذره(MULTIPASS) از یک صفحه تقسیم کننده جریان استفاده می شود تا کانال به دو یا چند قسمت تقسیم شود

تیغه(BAFFLE)  ـ تیغه ها به شکل دایره برش خورده یا دیسک و حلقه(DISC AND RING) ساخته می شوند. برای افزایش زمان تبادل حرارتی بین لوله ها و سیال درون پوسته از تعداد معین و مناسبی تیغه استفاده می شود. تیغه ها در داخل پوسته قرار گرفته و لوله ها از میان سوراخ های آن ها که به تعداد لوله ها می باشند عبور می کنند. این صفحات دو نقش عمده دیگر نیز به عهده دارند. با ایجاد جریان های متقاطع مقاومت فیلمی تشکیل شده روی لوله ها را از بین برده و ضریب انتقال حرارت را بالا می برند. همین طور لوله ها را نگه داشته و از خم شدن آن ها جلوگیری می کنند (شکل2)

تیغه های طولی(LONGITUDINAL) گاهی اوقات برای تقسیم کردن جریان پوسته به دو یا سه گذر مورد استفاده قرار می گیرند

سر پوسته(SHELL HEAD)  ـ معمولاً به شکل نیم کره ساخته شده و به وسیله پیچ و مهره به پوسته وصل می شود و در مواقع لزوم برای بازرسی لوله ها برداشته می شود

جریان در لوله ها و پوسته

چگونگی جریان در پوسته معمولاً یکی از هفت حالتی است که در شکل 3 نشان داده شده است. در پوسته یک گذر، سیال از یک انتها مبدل وارد شده و انتهای دیگر خارج می شود. در یک مبدل حرارتی دوگذر لازم است که سیال از یک انتها وارد و از همان انتها خارج شود. انتخاب ترتیب جریان در پوسته بستگی به مقدار سرد یا گرم کردن و نیز افت فشار مورد نیاز و نوع کار دارد. مثلاً مبدل جوشاننده نوع کتری برای جریان های تبخیرشونده در پوسته مناسب می باشند

برای جریان در لوله ها 16ـ1 گذر ممکن است استفاده شود. در یک مبدل حرارتی که دارای دو گذر در لوله ها می باشد، سیال در میان نیمی از لوله ها در یک جهت و در میان نیمی دیگر از لوله ها در جهت مخالف جریان می یابد. انجام این کار نیاز به یک صفحه تقسیم کننده در کانال ورودی دارد

 

انواع مبدل های پوسته و لوله

1 مبدل های سرثابت(FIXED TUBE SHEET EXCHANHERS)

در مبدل های نوع سرثابت، صفحه لوله ها به پوسته جوش یا به وسیله پیچ و مهره محکم شده است، لذا با تغییرات درجه حرارت جائی برای انبساط یا انقباض لوله ها و پوسته هر یک به طور جداگانه وجود ندارد. انبساط یا انقباض هر یک از دو جزء فوق به تنهایی ممکن است موجب شکستن و یای خمیدگی لوله ها شود، لذا اختلاف درجه حرارت دو سیال که با هم تبادل حرارت می کنند نباید زیاد باشد

برای غلبه بر این مشکل معمولاً از اتصالات انبساطی(EXPANSION JOINT) روی پوسته مبدل استفاده می شود. وقتی که لوله ها داغ تر شوند منبسط می گردند، در نتیجه این اتصال به پوسته اجازه انبساط می دهد. وقتی که لوله و پوسته سرد شوند اتصال انبساطی و لوله ها منقبض می شوند و کشش وارده بر نقاط جوش خورده کاهش می یابد. به دلیل مشکلاتی که در بازرسی و تمیزکردن مبدل های سرثابت وجود دارد عموماً در جائی استفاده می شوند که احتمال کثیف شدن قسمت پوسته محدود باشد

 2 مبدل های سرشناور(FLOATING HEAD HEAT EXCHANGER)

در این نوع مبدل، یکی از صفحه لوله ها بین کانال و پوسته پیچ و مهره شده و در وضعیت ثابتی قرار می گیرد، اما صفحه لوله دیگر در داخل پوسته به صورت شناور درآمده امکان انبساط یا انقباض برای هر یک از دو جزء حامل سیال یعنی لوله و پوسته وجود دارد. از این رو اختلاف درجه حرارت دو سیالی که با هم تبادل حرارت می کنند هر چند که زیاد باشد اشکالی ایجاد نخواهد کرد

بعد از بازکردن صفحه ثابت، دسته لوله ها و سرشناور را می توان مانند یک واحد یکپارچه بیرون کشید. بدین طریق امکان تمیزکردن و بازرسی قسمت خارجی لوله ها میسر می گردد. ایراد این مبدل ها فاصله نسبتاً زیاد بین پوسته و لوله ها می باشد. این فاصله برای تطبیق دادن صفحه شناور لوله ها با پوسته می باشد. چون در این فضا نمی توان لوله ای به کار برد، این فضا بلااستفاده می ماند و بازده این مبدل ها کاهش می یابد

 3 مبدل با لوله های U شکل(U-TUBE EXCHANGER)

این نوع مبدل حرارتی شامل فقط یک کانال و یک صفحه لوله می باشد. از این رو ورودی و خروجی لوله ها از طریق یک کانال که به دو قسمت تقسیم شده است صورت می گیرد. همان طوری که از نام این مبدل حرارتی پیدا است لوله ها به شکل حرف لاتین (U) ساخته می شوند. با بازکردن پیچ و مهره ها، کانال از پوسته جدا  می شود و صفحه لوله ها و دسته لوله ها را می توان از پوسته خارج نمود، به طوری که امکان تمیزکردن و بازرسی قسمت خارجی لوله ها فراهم می شود. به هرحال وجود خم در لوله ها مانعی برای تمیزکردن و بازرسی قسمت داخلی لوله های می باشد. از طرفی نمی توان جریان های حاوی مواد جامد (کثیف) را به خاطر ایجاد سائیدگی در خم موجود در لوله ها استفاده کرد. این مبدل ها برای سیالاتی به کار می رود که اختلاف درجه حرارت زیادی داشته باشند، زیرا انتهای U شکل لوله ها، امکان انبساط و انقباض را تا حد زیادی به وجود می آورد

تشخیص نوع و اندازه مبدل های پوسته و لوله

اندازه مبدل با توجه به کدTEMA  با قطر پوسته و طول لوله ها برحسب اینچ مشخص می شود، مبدل با اندازه 192ـ23 دارای قطر 23 و طول لوله ها 192 اینچ می باشد. با توجه به نوع سرثابت(STATIONARY HEAD)، نوع پوسته(SHELL TYPE) و نوع سر انتهایی(REAR HEAD) نیز نوع مبدل توسط سه حرف لاتین مشخص می شود (شکل 3). مثلاً مبدلی با اندازه 192ـ17 نوعAES  دارای پوسته ای به قطر 17 اینچ و لوله هایی به طول 192 اینچ می باشد. این مبدل دارای یک کانال و یک سرپوش قابل جدا کردن می باشد و دارای پوسته ای با یک گذر و دارای سر شناور با دو نیم حلقه می باشد

مبدل های دو لوله ای(DOUBLE PIPE HEAT EXCHANHER)

این مبدل حرارتی از دو لوله هم مرکز ساخته شده است که یکی کوچک تر از دیگری می باشد. یکی از جریانات از داخل لوله کوچک تر و دیگری از بین دو لوله عبور می کند. گاهی اوقات برای ازدیاد سطح تماس و تبادل حرارتی بهتر سطح خارجی لوله داخلی با پره های(FINS) طولی پوشده می شود. این مبدل ها برای بار حرارتی زیاد مناسب نیستند

 

کولر یا خنک کننده هوایی(FIN FAN OR AIR COOLER)

کولرهای هوایی برای خنک کردن سیالاتی چون گاز، مایعات نفتی، آب و نیز مایع کردن بخارات در صنایع به کار می روند. کولرهای هوایی  به  اشکال مختلف ساخته می شوند که در  زیر شرح مختصری در مورد هر یک داده خواهد شد

ـ کولر هوایی با پنکه مکنده (INDUCED DRAFT)، فن بالای کولر قرار می گیرد

ـ کولر هوایی با پنکه دمنده (FORCED DRAFT)، فن پایین کولر قرار می گیرد

ـ کولر هوایی با جریان طبیعی هوا (NATURAL DRAFT)، بدون استفاده از فن، عمل خنک کردن سیالات را توسط جریان طبیعی هوا انجام می دهد

ـ کولر هوایی با استفاده از هوای مرطوب (HUMIDITY AIR COOLER)، علاوه بر داشتن فن، در زیر آن حوضچه ای پرآب قرار دارد که هوای مورد نیاز را مرطوب می کند. در این حالت عمل خنک کردن بهتر صورت می گیرد

ساختمان هر چهار نوع مبدل حرارتی فوق از تعداد زیادی لوله های افقی که در داخل آن ها سیالی جریان دارد تشکیل می شود. سطح خارجی لوله ها توسط پره های(FINS) عرضی پوشیده شده و در ارتفاعی بالاتر از سطح زمین نصب می گردد

کاربرد هر یک از مبدل های حرارتی

به طور کلی مبدل های حرارتی یا برای گرمایش یا سرمایش جریان سیالات استفاده می شوند

مبدل های حرارتی سردکننده

خنک کننده(COOLER)  ـ در این نوع مبدل درجه  حرارت سیال بدون این که حالت سیال عوض شود کاهش می یابد. به عبارت دیگر قسمتی از گرمای محسوس سیال گرفته می شود. اگر عمل سردکردن توسط آب صورت گیرد به آن کولر آبی(WATER COOLER) می گویند و دارای ساختمان معمولی مبدل های حرارتی پوسته و لوله می باشد

چنان چه عمل خنک کردن توسط هوا صورت گیرد، این نوع مبدل حرارتی را کولر هوایی می گویند

 چگالنده(CONDENSER)  ـ وظیفه این مبدل تبدیل بخار به مایع است و بر این اساس لازم است که گرمای نهان تبخیر یک بخار را جذب تا به مایع تبدیل شود. این مبدل می تواند ساختمان یکی از انواع خنک کننده های آبی یا هوایی را داشته باشد و معمولاً به طور افقی نصب می شوند

 سردکننده(CHILLER)  ـ می دانیم هر مایعی که بخواهد تبخیر شود احتیاج به انرژی حرارتی دارد و اگر این انرژی حرارتی را از محیط بگیرد به ناچار محیط سرد خواهد شد، در صنایع نفت برای تولید سرما از مایعات نفتی مثل پروپان و بوتان که در شرایط متعارفی بخارند استفاده می شود

سردکننده دارای ساختمان پوسته و لوله بوده و در قسمت فوقانی پوسته دارای فضائی جهت تبخیر پروپان می باشد. مایع پروپان از ته مبدل وارد و در اطراف لوله ها تبخیر و تولید سرما می کند

مبدل های حرارتی گرم کننده

تمام مبدل های حرارتی که وظیفه افزایش درجه حرارت مواد را به عهده دارند در حقیقت گرم کننده(HEATER) می باشند. مانند جوشاننده، تبخیرکننده، کوره و ;

 جوشاننده(REBOILER)  ـ این مبدل برخلاف تبخیرکننده(VAPOREZER)، تنها جزئی از کل مایع را که مورد نظر باشد به حالت بخار تبدیل می کند. جوشاننده ها معمولاً دارای ساختمان لوله و پوسته و به قسمت پایین برج تفکیک متصل می شود. جوشاننده ها به سه نوع مختلف در صنایع نفت یافت می شوند که عبارتند از

ـ جوشاننده نوع سیفونی (THERMOSYPHON): معمولاً به طور عمومی در کنار برج نصب می شود. جریان مایع از ته برج به لوله ها براساس خاصیت سیفونی برقرار می شود. به این ترتیب که تبخیر جزئی از مایع داخل لوله توسط سیال گرم باعث می شود که سطح مایع در مبدل حرارتی نسبت به برج پایین تر رفته و به وجود آمدن این اختلاف سطح موجب جریان مایع از برج به مبدل حرارتی خواهد شد. بخارات حاصل به قسمت پایین برج و بالاتر از سطح مایع در برج وارد می گردد

ـ جوشاننده نوع کتری (KETTLE): این مبدل حرارتی نیز دارای ساختمان پوسته و لوله بوده و دارای فضای تبخیر می باشد و معمولاً به طور افقی در کنار برج تقطیر نصب می گردد. مایع از ته برج براساس نیروی ثقل به داخل پوسته جریان داشته و بخارات حاصل به پایین برج برگشت می کند

با توجه به تفاوت ساختمان دو جوشاننده نوع سیفونی و کتری در عمل تفاوت هایی نیز با یکدیگر دارند که عبارتند از

1ـ در جوشاننده نوع سیفونی مایع سنگین تبخیر نشده از ته برج گرفته می شود و در نوع کتری از زیر مبدل خارج می گردد

2ـ مبدل حرارتی نوع کتری همانند تبخیرکننده(VPORIZER) و سردکننده(CHILLER) دارای فضای تبخیر می باشد و در نوع سیفونی فضای تبخیر وجود ندارد و مایع و بخار به صورت مخلوط خارج می شوند

3ـ در جوشاننده نوع سیفونی مایع در لوله ها و در نوع کتری در پوسته تبخیر می شود

4ـ در جوشاننده نوع سیفونی بخارات برگشتی به برج با مایعات سنگین همراه است ولی در نوع کتری تنها بخارات حاصل از عمل تبخیر جزئی مایع به برج برمی گردد

5 ـ سطح و مقدار تبخیر در نوع کتری بیشتر از نوع سیفونی است

6 ـ مبدل حرارتی نوع سیفونی معمولاً سرثابت و نوع کتری می تواند U شکل یا سرشناور باشد، بنابراین در نوع سیفونی معمولاً اختلاف درجه حرارت دو سیال کم و در نوع کتری این اختلاف می تواند زیاد باشد

 جوشاننده کوره ای(FIRED BOILER) ـ زمانی این نوع جوشاننده به کار می رود که به سیال گرم و مناسبی در کارخانه دسترسی وجود ندارد لذا مایعی که قرار است تبخیر شود مستقیماً در کوره گرم و سپس به برج تفکیک هدایت می شود

 تبخیرکننده(VAPORIZER) ـ ساختمان آن از نوع پوسته و لوله می باشد و کل مایع ورودی به مبدل را  به بخار تبدیل می کند. نوع عمودی آن  برای تأمین گاز سوخت مصرفی کارخانه  مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی مایع پروپان یا بوتان وارد شده و از طرف دیگر به صورت گاز خارج می شود. نوع افقی آن معمولاً در کارخانه ها به عنوان مبرد(CHILLER) استفاده می شود که در آن از تبخیر پروپان به منظور ایجاد برودت استفاده می شود

 

نکاتی  چند در مورد مبدل های حرارتی

1ـ اگر دو سیال تمیز و پاک و بدون رسوب باشند انتخاب محل جریان آن ها در لوله یا پوسته اشکالی ایجاد نمی کند و تمام انواع مبدل ها در این مورد قابل استفاده اند

2ـ اگر یکی از دو سیال کثیف باشد بهتر است در لوله ها جریان پیدا کند چون امکان تمیزکردن لوله ها بهتر است و در این صورت دسته لوله ها باید از نوع مستقیم باشد. اگر سیال خورنده هم باشد بهتر است در لوله ها جریان یابد چون لوله ها قابل تعویض می باشند

3ـ اگر یکی از دو سیال گازی یا همراه با گاز باشد بهتر است که در پوسته جریان یابد

4ـ اگر نگهداری سرما یا گرمای یکی از دو سیال از نظر اقتصادی مهم باشد بهتر است در لوله ها جریان داشته باشد

5 ـ اگر سرما یا گرمای سیالی که در پوسته جریان دارد زیاد باشد و نیز اگر کنترل درجه حرارت دو سیال مهم باشد در این صورت مبدل حرارتی باید عایق بندی شود

6 ـ اگر یکی از دو سیال آب باشد، درجه حرارت آن نباید از50 تجاوز کند چون در غیراین صورت در داخل مبدل حرارتی تشکیل رسوب خواهد داد

شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتیHtfs

برنامه های HTFS

نرم افزارهای مجموعهHTFS  عمدتاً برای طراحی انواع تجهیزات انتقال حرارت به کار می روند. این مجموعه از تعدادی نرم افزار قدرتمند که زمینه های فنی زیر را پوشش می دهند تشکیل شده است

ـ مبدل های حرارتی پوسته و لوله

ـ خنک کننده های هوایی

ـ مبدل های حرارتی صفحه ای

ـ مبدل های حرارتی صفحه ای ـ پره دار

ـ مبدل های حرارتی برای تهویه مطبوع و بازیافت حرارت

ـ مبدل های حرارتی نیروگاهی

ـ کوره ها

نرم افزارهای HTFSبه صورت پیوسته بر طبق نیاز کاربر و آخرین نتایج تحقیقاتی تکمیل و به روز می شوند

 نرم افزارهایی که در این مجموعه قرار می گیرند عبارتند از:

 TASC، طراحی حرارتی، بررسی عملکرد و شبیه سازی مبدل های پوسته و لوله

نرم افزار توانمند و جامع برای محاسبات مهندسی در خصوص کاربردهای مختلف مبدل های پوسته و لوله است، از جمله در گرمایش و سرمایش بدون تغییر فاز، میعان در کندانسورهای ساده یا همراه با خشکی زدایی (desuperheating)، فراسردسازی(subcooling)، کندانسورهای چندجزئی و پاره ای، جوش آورها، تبخیرکننده های از نوعfalling-film  و مبدل های پشت سر هم چند پوسته و چند فازی برای تبادل حرارت میان خوراک و محصولات کاربرد دارد

اتصال این نرم افزار به برنامه شبیه سازHYSYS و تبادل دوطرفه اطلاعات به صورت زنده و فعال، از ویژگی های برجسته آن است

 

 FIHR، شبیه سازی کوره ها با سوخت گاز و مایع

ابزاری توانا برای شبیه سازی انتقال حرارت و افت فشار در کوره هایی است که با سوخت مایع با گاز کار می کنند. از لحاظ هندسی حالت های متنوعی شامل محفظه های استوانه ای یا جعبه ای، تکی یا دوقلو و حاوی لوله های عمودی، افقی یا مرکزی و مجهز به سیستم باز یا گردشی گازهای حاصل از احتراق، همگی قابل شبیه سازی است. از نظر فرآیندی نیز جریان های ورودی تک فاز یا دوفازی با چند گذر قابل قبول هستند. در قسمت کنوکسیونی کوره، امکان نصب 9 دسته لوله به صورت مجزا با لوله های ساده یا پره دار یا شمع دار وجود دارد. این برنامه به شبیه سازها و بانک های اطلاعاتی خواص فیزیکی متصل می شود. خروجیFIHR در قالب استانداردAPI  و همراه با نقشه کوره ها است

 MUSE، شبیه سازی مبدل های صفحه ـ پره(plate-fin)

 

کلمات کلیدی :

 

  مقاله خورشید در pdf دارای 42 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله خورشید در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله خورشید در pdf

مقدمه  
خورشید ما به عنوان یک ستاره  
آسمان در هر فصل چگونه تغییر می‌کند  
(تابلوهای راهنمای بهار)  
(تابلوهای راهنمای تابستان)  
(تابلوهای راهنمای زمستانی)  
فصل دوم (صورت فلکی چیست؟)  
عوا چیست؟  
جبار  
فصل سوم:‌ ستارگان  
درخشندگی ستارگان چقدر است؟  
ستارگان متغیر چه هستند؟   
فصل چهارم شهابها و دنبالهدار چیست؟  
شهابها چه هستند؟  
دنباله‌دار چیست؟  
گرفتگی چیست؟ ‌  
خوشه‌ ستاره‌ای چیست؟  
تابلوهای راهنمای بهار:  
تابلوهای راهنمای تابستان:  
تابلوهای راهنمای پاییز:  
تابلوهای راهنمای زمستان:  
«فصل پنجم: ‌سیارات» سیاره چیست؟  
فصل 6  
اخبار نجوم  
«زادگاه شکلگیری یک دنبالهدار»  
«یک عنکبوت غول پیکر روی عطارد!»  
فصل 7  
منابع و مآخذ  

مقدمه

در دوران باستان،‌ یونانی‌ها، ستاره‌شناسی را «ملکه‌ی دانش‌ها» ‌می‌نامیدند. ستاره‌شناسی مسلماً‌ قدیمیترین دانش‌هاست. حتی قبل از آنکه ستاره‌شناسی به صورت دانشی واقعی در آید، انسانهای دوران باستان شیفته‌ی دیدنیهای آسمان بودند و خورشید و ماه را خدایان روز و شب می‌دانستند. انسان به زودی دریافت که می‌تواند از خورشید، ماه و حتی ستارگان برای اندازه‌گیری زمان استفاده کند، زیرا این اجرام با گذشت زمان در پهنه‌ی آسمان با نظمی شبیه به حرکت عقربه‌های ساعت از جایی به جای دیگر می‌روند. مصریها و بابلیها 2600 سال قبل از میلاد، مصریان اهرام سنگی و چند صد سال قبل از آن بابلیان «زیگورت»‌های خشت چین خود بنا نهادند، ولی آنها پیش از این، اندازه‌گیری طول فصلها با استفاده از خورشید و ستارگان انجام می‌دادند. همچنین مصریان کشف کرده بودند که با مشاهده‌ی دقیق طلوع ستاره‌ درخشان شعرای یمانی در آسمان صبحگاه می‌توانند زمان طغیان سالانه‌ رود نیل را پیش‌بینی کنند، زیرا این امر در تقویم کشاورزی آنها مهمترین رویداد شمرده می‌شد. تا این زمان مصریان در مساحی نیز خبره شده بودند و توانستند با استفاده از ستارگان صورت فلکی دب اکبر (خرس بزرگ)، چهار ضلع هرم بزرگ را دقیقاً‌ در جهت شمال، جنوب، شرق و غرب بنا نهند

مصریان خورشید را «رغ» ‌(خدای خورشید) می‌نامیدند. از آنجا که گرما و نور خورشید به زمین حیات می‌بخشد. لذا خورشید مهمترین خدای آنان شد. آنها اعتقاد داشتند که خدای بزرگ، خورشید هر روز به هنگام طلوع با سوار شدن در قایقی که بر پشت الهه آسمان موسوم به «نوت» ‌قرار دارد، از پهنه ‌اقیانوس می‌گذرد. همچنین فکر می‌کردند که خورشید به هنگام غروب که در زیر فرو می‌رود، حرکت خود را در دنیای تاریک زیر آسمان ادامه می‌دهد

در طی شب کاهنان معابد با هراس از اینکه ممکن است خورشید تا ابد از زمین دور شود، برای بازگشت آن به دعا می‌پرداختند. آنگاه به هنگام طلوع خورشید، که به معنی استجابت دعای آنان بود، برای ستایش خدای خورشید سرود مذهبی می‌خواندند. به اعتقاد مصریان ماه نیز خدای دیگری است که سوار بر قایق پشت «نوت» در آسمان حرکت می‌کند. در کنده‌کاریهای، معابد و الواح و نقاشیهای روی تابوت اجسام مومیایی شده که در موزه‌ها موجودند می‌توان شواهدی بر این اعتقادات و از جمله قایق ستارگان به دست آورد

خورشید ما به عنوان یک ستاره

خورشید، یا ستاره‌ ما فقط یکی از میلیونها ستاره ‌عضو کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری است. و تنها یکی از میلیاردها ستاره ‌موجود در کل کیهان است

در مقایسه با ستارگان دیگر، خورشید ما جرم متوسطی دارد. با این حال، برای ما ساکنان زمینی جالبترین و مهمترین شی موجود در آسمان است. زیرا نور و حرارت آن بر تمام فعالیتهای روزانه‌ی ما تسلط دارد. بدون دریافت انرژی از نیروگاه دائمی خورشید، زندگی در روی زمین امکان‌پذیر نیست. فاصله‌ متوسط زمین از خورشید برابر با 148800000 کیلومتر است. با وجود این همه فاصله در هر کیلومتر مربع از سطح زمین انرژی معادل 1950000 اسب بخار از سطح خورشید دریافت می‌شود. ولی این مقدار انرژی فقط کسر کوچکی از کل انرژی تابش خورشید است که تمام جهات در فضا پخش می‌شود اگر می‌توانستیم از تمام انرژی که خورشید بر منطقه‌ای از سطح زمین به مساحت چند مایل یا کیلومتر مربع می‌تابد بهره‌برداری کنیم آنگاه انرژی حاصل

آسمان در هر فصل چگونه تغییر می‌کند

آسمان مانند ساعت و تقویم است و با تغییر ساعت در شب، و فصل در سال، تغییر پیدا می‌کند در ساعت 10 شب ماه دی (زمستان) ‌بخش چهارگوش صورت فلکی دب اکبر طوری قرار می‌گیرد که در سمت راست ستاره‌ی قطبی واقع می‌شود. ولی سه ماه بعد (بهار) ‌دب اکبر در همان موقع شب، دقیقاً‌ در بالای ستاره‌ی قطبی واقع می‌شود و صورت فلکی ذات الکرسی که به شکل w یا M است در پشت آن قرار می‌گیرد. در ساعت 10 بعد از ظهر تیرماه (تابستان) ‌دب اکبر به سمت چپ ستاره‌ی قطبی می‌رود. در ساعت 10 شبهای مهرماه یا اوایل پاییز، این هفت ستاره‌ به افق شمالی می‌روند و به جای آن ذات الکرسی در افق بالای آسمان به خوبی نمایان است و می‌توان آن را به عنوان راهنما در نظر گرفت و سه ماه بعد دور از نور تکرار می‌شود

(تابلوهای راهنمای بهار)

شناسایی ستاره‌‌ها و صور فلکی بهار را می‌توان از صورت فلکی دب اکبر یا خرس بزرگ آغاز کرد که به صورت بسیار واضحی در غروب شبهای بهار در بالای افق آسمان شمالی پیدا است. هفت ستاره‌ از اعضای اصلی این صورت فلکی هستند. در سمت مقابل ستاره‌ قطبی، پنج ستاره‌ دبلیو (w) شکل ، صورت فلکی ذات الکرسی را تشکیل می‌دهند. ستاره قطبی ستاره‌‌ای با درخشندگی متوسط است که در مکانی به نسبت خالی از ستاره‌ در آسمان واقع شده این ستاره‌ به طور دقیق در قطب شمال آسمان قرار نگرفته بلکه به اندازه یک درجه (دو برابر قطر ماه) ‌از قطب شمال واقعی فاصله دارد

شب هنگام که نظاره‌گر آسمان هستیم متوجه می‌شویم که با توجه به چرخشی زمین به دور محور خود، ستارگان پیدا قطبی هم به ظاهر بر گرد قطب شمال (ستاره قطبی) ‌در حال گردش هستند. حالا برمی‌گردیم به دب اکبر. اگر دو ستاره‌‌ی انتهایی یا ستاره‌‌های راهنمای دب اکبر را از جهت مخالف ستاره قطبی ادامه دهیم به صورت فلکی اسد می‌رسیم. این صورت فلکی به لحاظ شکل داس مانند و تعدادی از ستار‌گانش که شباهتی به علامت سوال فارسی دارند و در واقع سر اسد یا شیر را می‌سازند، معروف است

حالا دسته‌ی آبگردان دب اکبر را مد نظر قرار می‌دهیم. اگر این دسته را با توجه به انحنایش ادامه دهیم به یکی از ستاره‌‌های روشن آسمان به نام سماک رامح (نگهبان شمال) ‌می‌رسیم و اگر به همین ترتیب انحنا را ادامه دهیم به ستاره‌‌ی چشمک زن دیگری به نام سماک اعزل از صورت فلکی شنبله خواهیم رسید. باید توجه داشت که ستارگان سماک اعزل و سماک رامح به همراه ستاره‌ قلب الاسرار از صورت فلکی اسد، مثلثی نسبتاً معروف را در آسمان تشکیل می‌دهند

(تابلوهای راهنمای تابستان)

در شبهای تابستان سه ستاره‌ مثلثی متساوی الساقینی را در آسمان بالای سر تشکیل می‌دهند. اینها به ترتیب درخشندگی عبارتند از: نسر واقع، نسر طایر و دنب. نسر واقع پنجمین ستاره‌‌ی درخشان آسمان و نخستین ستاره‌‌ی درخشان است که در شبهای ماه تیر و مرداد و بالای سر و به رنگ آبی سفید، همچون الماس می‌درخشد. دنب درخشنده‌ترین ستاره‌ در صورت فلکی دجاجه یاقو است ولی بهتر است صلیب شمالی خوانده شود. دنب در سد صلیب واقع شده نیمساز زاویه دنب، قاعده‌ی مثلثی که از نسر واقع و نسر طایر تشکیل شده را قطع می‌نماید و به طرف ستاره‌ی درخشان قلب العقرب در نیم کره جنوبی ادامه می‌یابد. در تیرماه قلب العقوب با تاریک شدن هوا در آسمان ظاهر می‌شود. قلب العقرب بسیار باشکوه است و در ناحیه‌ی قلب صورت فلکی عقرب، جای گرفته است. خط اتصال دهنده‌ی نسر واقع به دنب، ما را به چهار گوش مربوط به اسب بالدار (فرس اعظم) راهنمایی می‌کند. این چهار ستاره‌ وقتی بالای سر قرار می‌گیرند، نشانگر فصل پاییزند. گذشته از مثلث تابستانی، آسمان فصل تابستان خالی از ستارگان بسیار درخشان و صورتهای فلکی معروف است باید دانست که مثلث تابستان بر خلاف نامش در فصل پاییز هم در آسمان دیده می‌شود. (تابلوهای راهنمای پاییز) ‌رفته رفته با غروب مثلث تابستان در غرب، چهارگوش مربوط به اسب بالدار به صحنه می‌آید. این چهارگوش در ساعت 10 شب نیمه ‌دوم مهر ماه در آسمان، به بالای سر می‌رسد و 8 بعد از ظهر در نیمه‌ی دوم آبان ماه یا 6 بعداز ظهر آذرماه به فراز سر می‌رسد. چهار ستاره‌‌ی مستقر در چهار گوشه‌ی این شکل، چندان درخشان نیستند. آنها بخش بزرگی از آسمان را که فاقد ستاره‌‌هایی قابل دید با چشم غیر مسلح است، می‌پوشانند. چهارگوش اسب بالدار، کلید راهنمایی برای پیدا کردن سایر ستارگان و صورتهای فلکی مجاور در این فصل از سال است. در قسمت شمالی چهار گوش، ستاره‌ی دنب و بخشی از مثلث تابستانی قابل دید می‌شود. در بین چهار گوش و ستاره‌‌ی قطبی، صورت فلکی دبلیو شکل (w) ذات الکرسی قرار می‌گیرد. همان طور که در نمودار مشخص شده اگر دو ستاره‌ دست کم چهار گوش را ادامه دهید به ستاره‌‌ی انتهایی ذات الکرسی می‌رسیم که امتداد آن به قطب و ستاره‌‌ی قطبی برخورد می‌نماید. بر عکس اگر ستاره‌‌ی قطبی را به ستاره‌‌ی انتهایی ذات الکرسی وصل کنید و امتداد بدهید به دو ستاره از ستاره‌‌های چهار گوش اسب بالدار می‌رسیم ودر واقع این صورت فلکی نمایان می‌شود خط وصل‌کننده دو ستاره‌‌ی دست راست چهارگوش یاد شده بیننده را به ستاره‌‌ی روشن فم الحوت از صورت فلکی حوت جنوبی راهنمایی می‌کند. اما این کار معمولاً‌ در نقاطی از کره زمین که در عرضهای جغرافیایی میانه واقع‌اند دشوار است، چون صورت فلکی حوت متعلق به نیم کره‌ی جنوبی است و نزدیک به افق جنوب است

(تابلوهای راهنمای زمستانی)‌

آسمان زمستان از نظر ستارگان درخشان نسبت به سایر فصلهای غنی‌تر است. در راس این زیبایی، درخشندگی الماس گونه شعرای یمانی یا شباهنگ است که در نیمه‌ی شبهای اواسط دی ماه و یا در ساعت 10 بعد از ظهر اواسط بهمن ماه و یا در ساعت 8 بعد از ظهر اواسط اسفند ماه در آسمان تلألو خیره‌کننده‌ای دارد. موقعیت شعرای یمانی در تارک جنوبی مثلث زمستانی، متشکل از ستاره‌‌های درخشان دیگر یعنی قلب الاسد در بالا دست چپ و ابسط الجوزا در بالا و سمت راست است. ستاره‌‌ی ابسط الجوزا در صورت فلکی در قسمت بالا سمت چپ یک چهار وجهی زیبا قرار گرفته که کار‌شناسایی آن را ساده می‌کند. در سمت پایین و دست راست چهار گوش حیار، ستاره‌ رجل حیار که نسبت به ابسط الجوزا کمی درخشنده‌تر است، قرار دارد و دو ستاره‌‌ی کم‌نورتر، این چهار وجهی راه تکمیل می‌نماید در بخش میانی حیار در یک خطه کاملاً ‌متمایز، سه ستاره‌ قرار دارد که کمربند حیار را تشکیل می‌دهد در بالا و سمت راست حیار ستاره‌ی شاخص دیگری به نام دبران (الدبران) ‌قرار دارد که چشمان درخشان صورت فلکی ثور یا گاو را تشکیل می‌دهد. درخشندگی دبران مشابه ابسط الجوزا است و هر دو ستاره‌، رنگی متمایل به نارنجی دارند. اگر خط اتصال دهنده جبار به دبران را ادامه دهیم به لکه‌ای مات، متشکل از تعدادی ستاره‌ی به ظاهر درهم تنیده به نام خوشه‌ی پروین می‌رسیم. این مجموعه، خوشه‌ای ستاره‌ای است که در دوربینهای دو چشمی هم می‌توان آن را به خوبی تشخیص داد

در بالای جبار و تقریباً‌ بین آن و قطب شمال، ستاره‌ی درخشان عیوق قرار می‌گیرد. در سمت چپ بالای جبار و در بالای مثلث زمستانی یک جفت ستاره معروف به نامهای کاستور (رأس مقدم) و پولوکس (رأس مونی) قرار دارند که دو همزاد در صورت فلکی جوزایا دو پیکرند در طرف سمت چپ کاستور و پولوکس، قلب الاسد از صورت فلکی اسد یا شیر قرار گرفته که دیوار مدد آن، بازگشت فصل بهار را یادآور می‌شود

فصل دوم (صورت فلکی چیست؟)

 

کلمات کلیدی :

 

  مقاله وضعیت کشاورزی در ایران در pdf دارای 41 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله وضعیت کشاورزی در ایران در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله وضعیت کشاورزی در ایران در pdf

مقدمه  
وضعیت کشاورزی در ایران  
پیدایش خاک زراعی  
اهمیت خاک از نظر کشاورزی  
طبقات خاک از نظر کشاورزی  
خاک سطح الارض یا خاک مزروعی  
خاک تحت الارض یا خاک بکر  
تاثیر غیر مستقیم تحت الارض :  
خواص فیزیکی خاک  
ذرات خاک  
بافت خاک  
خلل و فرج خاک  
ساختمان خاک  
مواد آلی خاک  
هوای خاک  
نرم کردن یا پوک کردن خاک  
تهیه زمین و بستر بذر  
عوامل مربوط به خاک  
دیم کاری و اهمیت آن در زراعت  
منابع تامین رطوبت خاک  
انتخاب محصول  
خاک  
تناوب زراعی  
کنترل فرسایش خاک  
ساختمان و حاصلخیزی خاک  
فهرست منابع  

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله وضعیت کشاورزی در ایران در pdf

 

الیاس آذر – دکتر خسرو – خاک شناسی عمومی – انتشارات ارومیه –زمستان
خواجه پور – دکتر محمد رضا – اصول و مبانی زراعت – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – پاییز
رستگار – محمد  علی – زراعت عمومی – انتشارات برهمند – پاییز
رفاهی – دکتر حسینقلی – فرسایش بادی و کنترل آن – انتشارات دانشگاه تهران –بهار
شامی – دکتر غازان – خاک و روابط آن در کشاورزی – انتشارات کارنو – شهریور
کندوانی – دکتر پرویز – حفاظت خاک – انتشارات دانشگاه تهران – آبان

مقدمه

 وضعیت کشاورزی در ایران

             برای اطلاع از وضعیت و موقعیت کشاورزی کشورمان بد نیست بدانیم که ایران با وسعت 164 میلیون هکتار در عرض جغرافیایی 25 تا 40 درجه عرض شمالی واقع است . بر اساس آخرین سرشماری که در سال 1365 شمسی انجام شده جمعیت ایران حدود 50 میلیون نفر بوده که 5/45 درصد آنرا جمعیت روستایی تشکیل می داده از حدود 11 میلیون نفر جمعیت شاغل کشور 1/29 درصد در بخش کشاورزی ، 5/25 درصد در بخش صنعت و 4/45 درصد در بخش خدمات مشغول بوده اند

وجود دریا در سواحل جنوب و شمال ، دوری نواحی مرکزی آن از دریا ، نزدیکی به دشتهای وسیع آسیا ، وجود کوههای مرتفع در اطراف و داخل آن ، کشور ما را به صورت یکی از ممالک نادر جهان در آورده است ، که در آن می توان انواع آب و هوا را مشاهده کرد

تنوع در درجه حرارت در نواحی مختلف آن زیاد و از منهای 30 تا باضافه 50 درجه سانتیگراد است . ارتفاع از سطح دریا نیز گوناگونی بسیار دارد ، دارای نواحی پست که ارتفاع آنها 28 متر پایین تر از سطح اقیانوسهاست تا مناطقی که 5600 متر از سطح دریا ارتفاع دارند

میزان بارندگی کشور بسته به ناحیه از 10 تا2000 میلیمتر تغییر می نماید . این عوامل گوناگون زمینه مساعدی را برای تولید محصولات مختلف کشاورزی در کشورمان فراهم می سازند

از نظر اطلاع از وضع آب و هوای ایران نیز بد نیست اشاره شود که در کشور ما سه نوع آب و هوای متمایز دیده می شود

    1     استانهای شمالی و ساحلی دریای خزر که دارای آب و هوای مرطوب است           ( سب تروپیک Subtropique ) بوده و ریزش های جوی آن به حدود 1000 میلی متر در سال می رسند . بهترین جنگلهای ایران و اراضی حاصلخیز و مراتع سرسبز در این منطقه قرار دارند
2     منطقه فلات و استانهای شمال شرقی ، شمال غربی ، مشرق و مرکز ایران که دارای آب و هوای معتدل معروف به کنتینتال ( Continental    )  است که در زمستان سرد و در تابستان گرم می باشد . ریزش های جوی در این منطقه به طور متوسط حدود 250 تا 500 میلی متر در سال است و قسمت مهمی از جنگلهای خاص مناطق خشک که درختان به فواصل زیاد و متفرق و بیشتر به صورت درختچه ها و بوته هاست ، در این منطقه قرار دارد و قسمت زیادی از آنرا بیابانها و کوههای سنگی خشک اشغال کرده و تنوع محصولات را در این منطقه به نسبت ارتفاع کوهها و دوری یا نزدیکی به استوا بسیار زیاد و هر کجا آبی یافت شود زراعت و محصولات متنوعی موجود است
3     منطقه گرمسیری که در مغرب ایران آنجا که دامنه جبال بزرگ به طرف دشتهای عراق سرازیر می شود ، شروع شده و به استان خوزستان که دشت وسیع و مسطحی را در ساحل خلیج فارس تشکیل می دهد ، ادامه دارد و تقریباً تمام استان سیستان و بلوچستان و استانهای جنوب و جنوب شرقی کشور را نیز در بر می گیرد . این منطقه دارای هوای گرم و ریزشهای جوی آن حدود 200 تا 300 میلی متر در سال است . زراعت دیم غلات از اواخر پاییز شروع شده و در اواسط بهار برداشت می شود و در سایر فصول زراعت آبی معمول است و کلیه محصولات گرمسیری ایران مانند خرما و غیره … از این منطقه به دست می آید

پیدایش خاک زراعی

           به طوری که گفته شد خاک زراعتی از متلاشی شدن سنگها و بقایای موجودات زنده تشکیل شده است و به علت تغییراتی که موجودات زنده در آن        می دهند و همچنین به علت جابجا شدن و شسته شدن بعضی از مواد آن از لحاظ جنس و خاصیت فیزیکی با سنگهای اصلی که آنرا تشکیل داده اند تفاوت زیادی دارد . نحوه تشکیل خاک را فرآیند خاک زایی یا پدوژنز ( Pedogenesis ) می نامند و به طور کلی در اثر این فرآیند دو نوع خاک به وجود می آید . یکی  خاکهای ثابت و دیگری خاکهای انتقالی . خاکهای ثابت آندسته از خاکها هستند که در محل فعلی خود از تجزیه سنگهای مادری ایجاد شده اند در حالی که خاکهای انتقالی بوسیله عواملی نظیر آب ، باد و غیره 000 به محل فعلی خود انتقال یافته اند . در هر دو مورد تشکیل خاک مستلزم عمل دراز مدت پاره ای عوامل محیطی و بیولوژیکی روی سنگ مادری است . مقطع طولی خاک را پروفیل ( Profile   ) خاک گویند که کلیه فرآیندهای پدوژنیکی را که در طی تکامل خصوصیات خاک ایجاد شده نشان می دهد

عواملی که در تجزیه خاکهای زراعتی و تجزیه سنگها جهت تشکیل این خاکها دخالت دارند به گروه عوامل فیزیکی و مکانیکی ، عوامل شیمیایی و عوامل بیولوژیکی یا موجودات زنده تقسیم میشوند

الف ـ عوامل فیزیکی و مکانیکی : این عوامل عبارتند از

    1     حرارت : تغیر حرارت در شبانه روز مخصوصاً در نواحی خشک که تغییر آن زیاد است در تشکیل خاک زراعتی و تجزیه سنگها اثر مهمی دارد . در این نواحی تفاوت زیاد بین حرارت روز و شب انقباض و انبساط در احجار بوجود آورده و آنها را خرد می کند . در صحراهای بزرگ آسیا و آفریقا خاک به این ترتیب ایجاد شده است
2         وزش باد : وزش باد هر روز مقدار زیادی از ذرات خرد شده سنگها را به نقاط دور حمل می کند و خاک زراعتی را تشکیل می دهد ، به طور متوسط در هر متر مکعب هوا در موقع وزش باد 6 تا 7 میلی گرم خاک یافت می شود
3     یخبندان : در نقاط معتدل یخبندان مهمترین وسیله تجزیه سنگهاست . آبی که در شکاف سنگها فرو می رود و در موقع شب در اثر برودت یخ بسته و منبسط می شود و آنها را می ترکاند و خرد می کند
4     باران : ذرات و قطعات متلاشی شده سنگها که در اثر یخبندان و غیره به قطعات کوچک تقسیم شده و با آب باران که در روی زمین جاری می شود و به حرکت درآمده و به جلگه ها نقل مکان می کند و هنگامیکه جریان و سرعت آب به تدریج کم میشود اول ذرات نسبتاً بزرگ و آنگاه کوچکتر روی اراضی رسوب می کند و بدین ترتیب خاک زراعتی را تشکیل می دهد
5         یخچالهای طبیعی : یخچالهای طبیعی در حرکت بطئی خود در زمانهای قدیم نقش مهمی در متلاشی کردن و تخریب و نقل و انتقال سنگها داشته اند
6     دریا : حرکت امواج دریا در برخورد با سنگهای کرانه باعث خرد و متلاشی شدن آنها و تبدیل آنها به ریگ و ماسه و خاک می شود

ب ) عوامل شیمیایی : این عوامل عبارتند از انحلال و اکسیداسیون که در اثر آب و هوا انجام میگیرد

    1     آب : آب خالص به یونهای H+ و OH- یونیزه و خود به خصوص در درجه حرارت زیاد سنگهای مختلف به خصوص سیلیکات ها را تجزیه می کند و ئیدراتهای قلیایی پتاس و سدیم و منیزیم و کلوئیدهای آلومین و هیدروکسید آهن را تشکیل می دهد ، همانگونه که فلد سپات یا سیلیکات مضائف آلومینیوم و پتاسیم در مجاورت آب تولید مقداری KOH  می نماید . آب اندرید کربنیک دار بر روی سنگهای قلیایی و آهکی اثر نموده و آنها را به کربناتهای محلول درآب تبدیل و به جای دیگر حمل می نماید
2     هوا : هوا نیز در تجزیه بعضی سنگها دخالت دارد ، اندرید کربنیک و اکسیژن موجود در هوا روی سنگهای قلیایی و سنگهایی که به طور ناقص اکسیده شده اند تاثیر می نماید . به عنوان نمونه سنگهای سیلیس دار در هوا از هم گسیخته شده ، تولید رس و شن می کنند و سنگهای آلومینیوم دار در نتیجه اکسیداسیون تولید خاک رس      می نماید . به علاوه اکسیژن موجود درهوا در اکسیداسیون مواد آلی بوسیله میکربها دخالت زیاد دارد

ج ) موجودات زنده : موجودات زنده ذره بینی نظیر باکتریها و قارچها علاوه بر اینکه موجب حیات خاک می شوند بواسطه ترشح موادی سنگها را تجزیه می کنند . چنانچه باکتریها بی هوازی با جذب اکسیژن موجود در سنگها آنها را تجزیه و قابل حل و جذب می نمایند

نباتات پست از قبیل گلسنگها یا Lichens  که از ترکیب خزه و قارچ بوجود آمده و خزه ها و جلبگها که در روی سنگها زندگی می کنند در دوره زندگی مقداری مواد غذایی از سنگها میگیرند که پس از مرگ خاک می شود

حشرات و کرمها و بند پایان ، خزندگان و جوندگان و لاشه جانوران و غیره در تشکیل خاک زراعتی دخالت داشته و به علاوه باعث جابجایی و تهویه و افزایش مواد آلی خاک می شوند

اهمیت خاک از نظر کشاورزی

             خاک جایگاه رشد و نمو و زیست نباتات است و اگر بین خاک و گیاه روابط موافق و هم آهنگی کامل وجود داشته باشد در شرائط مساعد عملکرد به اندازه ای زیاد خواهد شد که در اندک زمانی گیاهان دنیا را فراهم می گیرند و اگر بین این دو هیچگونه روابط موافق و هماهنگی نباشد اصولاً گیاهی نمی تواند رشد کند و به ثمر رسد . عملکرد کم و بیش که از یک گیاه کاشته شده در شرایط معمولی به دست    می آید نشان دهنده یک هماهنگی  بین گیاه و خاک است . پس منظور از مطالعه روابط خاک با گیاه تعیین درجه این هماهنگی است تا پس از شناسایی در ازدیاد آن بکوشیم و عملکرد زراعت را بالا ببریم

تشکیل خاک و ساختمان آن و تعیین روابط آب و خاک به روشن شدن موضوع هایی که در روابط خاک با گیاه بحث می شود کمک می نماید و اهمیت آن بیشتر از لحاظ تامین استفاده های عملی است ، زیرا تغییرات تجزیه های فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی خاک و نتیجه گرفتن از آنها برای تعیین و تشخیص انواع مختلف خاک و تطبیق این مشخصات و خواص با تقاضای گیاه مزروعی و مطالعه سازش آنها با انواع خاکها همه برای تعیین تناسب و توازن روابط خاک و گیاه است تا مثلاً  اگر مواد غذایی موجود در خاک کمتر از مقداری باشد که گیاه تقاضا دارد معلوم شود آن کسری چه میزان بوده و با چه نوع و چه مقدار کودی می توان کمبود را جبران کرد و یا مثلاً در صورتیکه گیاهی با خاک بخصوصی سازش ندارد معلوم شود چه عواملی باعث آن شده و چگونه می توان با در نظر گرفتن صرفه این اشکالات را مرتفع نمود . باید توجه داشت که خاک برای بشر مهمترین منبع غذایی است چون گیاه را تولید می کند و غذا و مسکن و پوشاک را می سازد . خاک یکی از منابع طبیعی بسیار مهم برای زندگی و بقاء انسان و حیوان به شمار می آید و به جز هوا و تابش خورشید آنچه را که در اختیار بشر است از خاک حاصل می شود .                                                (منیع 3)

طبقات خاک از نظر کشاورزی

           خاک از دو جزء زنده و غیر زنده تشکیل شده است که از طریق تبادل انرژی و مواد شیمیایی با یکدیگر در ارتباط می باشند . در ایران کشاورز فقط به طبقه سطحی خاک اهمیت می دهد ولی برای شناسایی زمین از نظر کشاورزی و تشخیص اینکه چگونه می توان میزان حاصلخیزی خاک را افزایش داد طبقه زیری خاک نیز اهمیت زیادی دارد ، بنابراین دو طبقه پیدا می شود اولی قسمتی است که ادوات کشاورزی مانند گاو آهن و دیسک و هرس و ماله و سایر ابزارهایی که در شخم زدن معمول است آن را زیرو رو می کند و ریشه گیاه در این طبقه از مواد غذایی زمین استفاده می کند و کودی که به زمین داده می شود در این قسمت با خاک مخلوط می شود و به مصرف می رسد ، این قشر ار خاک مزروعی می نامند

 قسمت زیرین این طبقه که معمولاً بوسیله ابزار های کشاورزی زیر و رو نمی شود و ریشه گیاه درآن کمتر فرو می رود و کود و خاشاک نیز تا آن عمق نفوذ نمی کند طبقه زیری یا تحت الارض یا خاک بکر نامیده می شود .معمولاً رنگ خاک مزروعی با خاک بکر زیر آن تا اندازه ای تفاوت دارد و خاک زراعتی نسبتاً تیره تر است و علت آن نیز وجود هوموس و مواد آلی در خاک مزروعی است .                           (منیع 3 )

خاک سطح الارض یا خاک مزروعی

 

کلمات کلیدی :