تحقیق درباره آزمايش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون ) 

در آزمايش تامسون از اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي استفاده شده است. دستگاهي كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

الف ) اطاق يونش كه در حقيقت چشمه تهيه الكترون با سرعت معين مي باشد بين كاتد و آند قرار گرفته است. در اين قسمت در اثر تخليه الكتريكي درون گاز ذرات كاتدي ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت مي كنند و با سرعت معيني از منفذي كه روي آند تعبيه شده گذشته وارد قسمت دوم مي شود. اگر بار الكتريكي q  تحت تاثير يك ميدان الكتريكي بشدت E قرار گيرد، نيروييكه از طرف ميدان بر اين بار الكتريكي وارد مي شود برابر است با:    

F= q.E

 در آزمايش تامسون چون ذرات الكترون مي باشند q = -e بنابراين:

F= -eE  

از طرف ديگر چون شدت ميدان E  در جهت پتانسيلهاي نزولي يعني از قطب مثبت بطرف قطب منفي است بنابراين جهت نيرويF   در خلاف جهت يعني از قطب منفي بطرف قطب مثبت مي باشد. اگرx  فاصله بين آند و كاتد باشد كار نيروي F در اين فاصله برابر است با تغييرات انرژي جنبشي ذرات . از آنجاييكه كار انجام شده در اين فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسيل موجود بين كاتد وآند بنابراين خواهيم داشت

ev₀ =½m₀v²

كه در آن  v₀   اختلاف پتانسيل بين كاتد و آند e بار الكترون  v  سرعت الكترون و  m₀  جرم آن مي باشد. بديهي است اگر v₀  زياد نباشد يعني تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق مي كند يعني سرعت الكترون مقداري خواهد بود كه مي توان از تغييرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراين سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v₀/ m₀)

ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكتروني با سرعت v وارد آن مي شود شامل قسمتهاي زير است :

1- يك خازن مسطح كه از دو جوشن  A  وB تشكيل شده است اختلاف پتانسيل بين دو جوشن حدود دويست تا سيصد ولت مي باشد اگر پتانسيل بين دو جوشن را به v₁  و فاصله دو جوشن را بهd  نمايش دهيم شدت ميدان الكتريكي درون اين خازن E = v₁/d  خواهد بود كه در جهت پتانسيلهاي نزولي است.

 2- يك آهنربا كه در دو طرف حباب شيشه اي قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: يك ميدان مغناطيسي با شدت B  ايجاد مي نمايد . آهنربا را طوري قرار دهيد كه ميدان مغناطيسي حاصل بر امتداد ox  امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد ميدان الكتريكي - عمود باشد.

 پ) قسمت سوم دستگاه سطح دروني آن به روي سولفيد آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص مي كند.

وقتي الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي تاثير ننمايند نيرويي بر آنها وارد نمي شود لذا مسير ذرات يعني پرتو الكتروني مستقيم و در امتداد ox  امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p يعني نقطه  p₀ اثر نوراني ظاهر مي سازد.

اگر بين دو جوشن خازن اختلاف پتانسيلv₁ را برقرار كنيم شدت ميدان الكتريكي داراي مقدار معين E خواهد بود و نيروي وارد از طرف چنين ميداني بر الكترون برابر است با  F_E = e E اين نيرو در امتداد  oy و در خلاف جهت ميدان يعني از بالا به پايين است.

ميدان مغناطيسي B را طوري قرار مي دهند كه برسرعتv  عمود باشد . الكترون در عين حال در ميدان مغناطيسي هم قرار مي گيرد و نيرويي از طرف اين ميدان بر آن وارد مي شود كه عمود بر سرعت و بر ميدان خواهد بود . اگر اين نيرو را بصورت حاصلضرب برداري نشان دهيم برابر است با:

F_M = q.(VXB(

در اينجا q = e   پس:

F_M = q.(VXB)

و مقدار عددي اين نيرو مساوي است با  F = e v B   زيرا ميدان B  بر سرعت v  عمود است يعني زاويه بين آنها 90 درجه و سينوس آن برابر واحد است. اگر ميدان B    عمود بر صفحه تصوير و جهت آن بجلوي صفحه تصوير باشد امتداد و جهت نيروي F_M در  جهت  oy يعني در خلاف جهت F_E خواهد بود. حال ميدان مغناطيسي B  را طوري تنظيم مي نمايند كهF_E = F_M  گردد و اين دو نيرو همديگر را خنثي نمايند. اين حالت وقتي دست مي دهد كه اثر پرتو الكتروني روي پرده بي تغيير بماند پس در اين صورت خواهيم داشت:

         F_M = F_E

        e.v.B = e E

        v = E/ B

چون مقدار E و B معلوم است لذا از اين رابطه مقدار سرعت الكترون در لحظه ورودي به خازن بدست مي ايد . حال كه سرعت الكترون بدست آمد ميدان مغناطيسي B را حذف مي كنيم تا ميدان الكتريكي به تنهاي بر الكترون تاثير نمايد . از آنجاييكه در جهت ox نيرويي بر الكترون وارد نمي شود و فقط نيروي F_E  بطور دائم آنرا بطرف پايين مي كشد لذا حركت الكترون در داخل خازن مشابه حركت پرتابي يك گلوله در امتداد افقي مي باشد و چون سرعت الكترون را نسبتا كوچك در نظر مي گيريم معادلات حركت الكترون ( پرتو الكتروني ) در دو جهت ox و oy معادلات ديفرانسيل بوده و عبارت خواهد بود از  

m₀(d²x /dt²)/span>=0     در امتداox 

  m₀d²y /dt²)=e. E      در امتداoy

با توجه به اينكه مبدا حركت را نقطه ورود به خازن فرض مي كنيم اگر از معادلات فوق انتگرال بگيريم خواهيم داشت:

y=(1/2)(e.E)t²/m₀

x=v.t

 معادلات فوق نشان مي دهد  كه مسير حركت يك سهمي است و مقدار انحراف پرتو الكتروني از امتداد اوليه (ox )  در نقطه خروج از خازن مقدار  y  در اين لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L نمايش دهيم x = L   زمان لازم براي سيدن به انتهاي خازن عبارت خواهد بود از t = L / v  اگر اين مقدار  t  را در معادله y  قرار دهيم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست مي آيد:

     Y =  ½ e( E/m₀) ( L/ v )²

     e/ m₀ = ( 2y/ E ) ( v/ L )²

كه در آن v سرعت الكترون كه قبلا بدست آمده است. L و E بترتيب طول خازن و شدت ميدان الكتريكي كه هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگيريم بار ويژه يا e/m₀ محاسبه مي شود.

 پس از خروج الكترون از خازن ديگر هيچ نيرويي بر آن وارد نمي شود بنابراين از آن لحظه به بعد حركت ذره مستقيم الخط خواهد بود و مسير آن مماس بر سهمي در نقطه خروج از خازن است . اگر a  فاصله پرده از خازن يعني D P₀ باشد مي توانيم بنويسيم:

P₀P₁ = y + DP₀tgθ

tgθعبارتست از ضريب زاويه مماس بر منحني مسير در نقطه خروج از خازن و بنابراين مقدار يست معلوم پس بايد با اندازه گرفتن فاصله اثر روي پرده( P₀P₁)به مقدار y رسيد و در نتيجه مي توانيم e/ m₀ را محاسبه نماييم.

مقداري كه در آزمايشات اوليه بدست آمده بود 10⁸×7/1 كولن بر گرم بود مقداريكه امروزه مورد قبول است و دقيقتر از مقدار قبلي است برابر 10⁸×7589/1 كولن بر گرم است.

علاوه بر تامسون، ميليكان نيز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشي متفاوت به اندازه گيري بار الكترون پرداخت .

منبع :

www.physics.ir

گرمايش از كف

تاريخچه سيستم گرمايش از کف 

 60 سال پس از ميلاد مسيح  به خواص و راحتی گرمايش از کف پي برده بودند. در آن زمان روميان با ايجاد کانال های هو اي گرم در زير زمين و يا با گرم کردن زمين حمام ها با آتش از زير سطح , محيط خود را به شيوه اي بسيار مطلوب گرم مي نمودند.

دو هزار سال بعد (طي 30 سال گذشته)  با اختراع سيستمهای هيدرونيک (Hydraunic systems) و پمپ های انتقال سيالات در اروپا، سيستم گرمايش از کف (به خصوص با لوله های PE-X) به يکی از رايج ترين شيوه های مدرن گرمايشي تبديل شد.

آشنايي با سيستمهاي گرمايش از كف با افزايش روز افزون جمعيت و همچنين كاهش منابع انرژي، مصرف بهينه انرژي امري بديهي مي باشد. در اين راستا نقش سيستم هاي گرمايشي بهينه ساختمان ها و مجتمع هاي مسكوني در كنترل و بهينه سازي مصرف انرژي مهم وقابل تامل مي باشد. سيستم حرارتي گرمايش از كف كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد‏‏‎، درمقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلكه در مقوله رفاه و آسايش ساكنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است. بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال 1940 نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود. به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است: 1-گرمايش با هواي گرم 2-گرمايش با جريان الكتريسيته 3-گرمايش با آب گرم به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم ( هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد. بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود. در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شكل زير مشخص مي باشد). به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود. درروش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود وهوا با دماي كمتري به سقف مي رسد، كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود. همانگونه كه قبلاً اشاره شد در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد كه اين حالت براي كودكان كه داراي اندام كوچكي هستند ناخوشايند است، بطوريكه افزايش البسه آنها براي جلوگيري ازبيماري، آزادي كودكانه آنها را محدود مي كند. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند،رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد. همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوار ها پاكيزه مي مانند. همين امر در مورد افرادي كه داراي آلرژي (حساسيت) هستند بسيار مورد اهميت است زيرا كه محيط زندگي عاري ازهرگونه محرك خواهد شد. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود. مسئله مهم ديگر اينكه در اين روش رطوبت زمين كه دربعضي ازمنازل منجر به بروز بيماريهاي مفصلي مي شود از بين رفته و باعث كاهش درد بيماران مبتلا به ناراحتي هايي از قبيل رماتيسم خواهد شد. همچنين از رطوبت ديوارها و كپك زدن آن كه شكل خوشايندي ندارد جلوگيري مي شود و ديگر اينكه در اين سيستم جايي براي رشد و تكثير حشرات موزي وجود ندارد. يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت. شايد به نظر آيد كه به هنگام نصب سيستم كف خواب ديگر نمي توانيد پوشش مورد علاقه تان را براي كف انتخاب كنيد! ولي اين طور نيست. مطمئن باشيد كه شما مي توانيد براي پوشش كف منزل خود از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كنيد بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط شما بگذارد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريكه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده كرد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود .

سیستم گرمایش از کف چیست؟

این مثل تمام سیستمهای گرمایشی دیگر جهت گرمایش و ایجاد دمای مناسب جهت انسانها استفاده می شود و مثل تمام آنها احتیاج به بررسی پروژه و طراحی و اجرا با نظارت مهندس تاسیسات دارد.

فکر نکنید این سیستم از تاریخ هشتم اسفند ماه هشتادو پنج وارد صنعت تاسیسات شده بلکه این سیستم از زمان رومیان قدیم و حتی در ایران خودمان رواج داشته و به صورتهای مختلف استفاده می شده ولی به علت نبود تجهیزاتی که در حال حاضر وجود دارد بیشتر برای گرمایش حمام ها استفاده می شده پس این یه سیستم قدیمی که جواب خود را پس داده است البته به علت ناشناس بودنش هم می رسیم .

بعد از پیشرفت علم تاسیسات و سیتمهای مختلف تهویه مطبوع و ساخت مواد و لوله های مقاوم تر در اوایل قرن ۲۰ میلادی در آمریکا و اروپا این سیستم با لوله های فولادی و مسی گسترش پیدا کرد اما طولی نکشید که کار متوقف شد چرا؟

بعلت اینکه این سیستم زیر کف کار می شه (در مورد کار شدن زیر کف  حرف دارم) و به وسیله سیمان یا پارکت یا هر پوشش دیگری روی لوله ها پوشیده می شه و دسترسی به لوله ها سخت است احتیاج به یک لوله مقاوم داریم که خیالمون از بابت تعمیرونگهداری راحت باشه خب لوله های آهنی که زنگ می زنه پس بدرد نمی خورن اما لوله های مسی بسیار خوب هستن بجز دو مورد که مورد اول برای پولدارا اشکالی نداره چون جون کارفرما میار بالا اما مورد دوم بعدن بهش می رسیم پس چه لوله ای خوب  ؟ تو پست بعدی توضیح می دم.

خب به اینجا رسیدیم که لوله های مسی و فولادی بدرد گرمایش از کف نمی خورد پس چه لوله ای استفاده کنیم در اواخر دهه ۶۰ میلادی دانشمندان غربی به طلای دست پیدا کردن به نام پلیمر پکس یا طلای پلیمر و از اون لوله ساختن این جنس بعلت مقاوت دمای تا حدود ۹۵ درجه سانتیگراد و تحمل فشار خوب و عمر بالا بعلت خورده نشدن و زنگ نزدن کم کم جای خود در میان لوله های بکار رفته در تاسیسات باز کرد.

شاید بشه گفت این لوله مخصوص گرمایش از کف است . اما بازم یه مشکلاتی داره :

۱. کلا پلی اتیلن و شاخه های آن  مولوکولهای هوا را از خودش عبور می ده و اکسیژن هوا باعث خوردگی تاسیسات فولادی می شه.

۲.ضریب انبساط طولی لوله های پلیمری مخصوصا پکس بسیار بالاست.(  m/mk 0.00014)

شاید بگین که خوب باشه زیر زمین که مشکلی پیش نمیاد و سیمان اطراف لوله جلوی لوله رو سد می کنه. اما اینطور نیست یکی از مشکلات لوله های پلیمری ضربه پذیر بودن است.و لوله با انبساط زیاد در اصل به خودش صدمه می زنه.

 اما چاره چیه؟

کاری که دانشمندان انجام دادن این بود که لوله های فلزی و پلیمری را با هم تلفیق کردن

یعنی چی ؟ لوله ای درست کردن به نام لوله پنج لایه تلفیقی شامل یک لایه پکس یک لایه چسب مخصوص یک لایه آلومینیوم یک لایه چسب مخصوص و دوباره یک لایه پکس.

لایه آلومینیوم باعث شد که اکسیژن از لوله عبور نکند و با کمک چسب جلولی انبساط بیش از حد لوله گرفته بشه. .(  m/mk 0.000018)

پس بهترین لوله ,لوله های PEX/AL/PEX برای سیستم گرمایش از کف

انواع سیستم گرمایش از کف :

خیلی خلاصه بگم که سه نوع سیستم گرمایش از کف داریم

۱.سیستم گرمایش از کف با هوای گرم

۲.سیستم گرمایش از کف با برق

۳.سیستم گرمایش از کف با آب گرم

یکی یکی بررسی می کنیم . هر تاسیسات کاری می دونه که سیستم های هوائی با اینکه تعمیرات و نگهداری کمتری دارن و اطمینان بالای در استفاده از آنها است ( مسائلی مثل نشتی آب رو ندارن) اما بعلت بازده پائین و حمل کم دما توسط هوا پس مجبور به صرف هزینه زیاد زیر منزل هستیم تا کانالهای بزرگی در کف ساخته بشه که از نظرمعماری هم دچار مشکل می شویم پس این یکی را رد می کنیم و به همین دلایل این روش منسوخ شده

گرمایش از کف به وسیله برق بسیار عالی است از هر نظر نصب آسان و ضخامت کم و تعمیر نگهداری بسیار کم و تمیز بودن سیستم اما هرکس تو ایران کار کرد بر شکست میشه بخاطر مصرف بالای این سیستم . پس با این سیستم هم کاری نداریم

اما گرمایش با آب در هر جای دنیا رواج داره چون میشه بازدهی آن را با تعمیرو نگهداری آن از هم کم و زیاد کنیم و این سیستم رو قبول کنیم

بیشتر از اون سرتونو درد نمی آورم در پست بعدی میگم چرا سیستم گرمایش از کف یک سیستم برتر گرمائی است.

چرا سیستم گرمایش از کف بهترین سیستم است؟

این مورد رو می توانیم از دو منظر بررسی کنیم

یکی از نظر بهینه سازی مصرف سوخت و دیگری از نظر دمای آسایش که باید انسان از اطراف جذب کند مورد اول را بعدا در طراحی این سیستم توضیح می دهم ولی مورد دوم احتیاج به مقدمه دارد.

اگر بدن انسان را مثل یک شیء گرماساز در نظر بگیریم پس مانند هر شیئ گرماساز دیگه انرژی از خودش را آزاد می کنه که در تابستان سعی ما اینست که این انرژی را از بدن دفع کنیم و در زمستان این انرژی را در اطراف بدن حبس کنیم و حتی به بدن انرژی گرمائی لازم را برسانیم.

اما دفع و جذب انرژی از بدن از چهار راه اصلی صورت می گیرد:

۱. انتقال حرارت از طریق جابجائی هوای اطراف که تقریبا طبق نظر علما ۳۰٪ از انتقال انرژی بدن از این طریق صورت می گیره

۲. انتقال حرارت از طریق هدایت و تماس دست با اجسام اطراف که بعلت اینکه این نوع انتقال حرارت برای هر روز و برای اجسام مختلف متفاوت است نمی توان درصد درستی ارائه داد ولی شاید بشه گفت حدود ۵٪

    ۳. انتقال حرارت از طریق تبخیر که می تونه تبخیر داخلی یا خارجی باشه یعنی از طریق تنفس  که بعلت اینکه ما دائم در حال تنفس هستیم(البته امیدوارم باشید) و سطح پوست ما با هوای اطراف در حال تماس است حدود ۲۵٪ از انرژی به این صورت از بدن انتقال پیدا می کنه

۴. انتقال حرارت از طریق تابش . دیدین تو زمستان وقتی منتظر اتوبوس هستین می روید و توی آفتاب قرار می گیرید این یعنی جذب حرارت از طریق تابش که بدن حدود ۵۰٪ از دمای لازم رو از این طریق جذب می کنه.

اگه این اعدادرا جمع کردین نگین که اینا می شه ۱۱۰٪ یعنی چه؟

این اعداد تقریبی بوده مثلا ممکن جذب حرارت در یک روز خاص بخاطر تغییر شرایط گرمایش اطراف ما به ۲۰٪ برسه و همینطور بقیه اما برای اینکه بهتر بشه مطالب را درک کرد این اعداد رو که از علما گرفته بودم اینجا آوردم.

خوب حالا اگه ما بتوانیم سیستمی را انتخاب کنیم که انتقال حرارت آن به میزان داده شده و به روشهای گفته شده باشه دیگه هیچکس از سیستم گرمایشی خودش شکایت نخواهد داشت

ولی فکر کنم در حال حاضر غیر ممکن باشه ولی می توانیم یک سیستم گرمایشی نزدیک به این سیستم ایده آل طراحی کنیم

سیستم گرمایشی با رادیاتور اساسش بر جابجائی هواست و این یعنی وجود دماهای مختلف در فضائی که در حال گرم شدن است و مطمئنا هوای گرم در سطوح بالای اتاق قرار می گیرد اما  رادیاتور رو به این صورت بررسی می کنیم که ما ۳۰٪ جابجائی از رادیاتور می خواهیم خوب مطئنا به ما این ۳۰٪ را خواهد داد . چه خوب! اما ۵۰٪ تابش هم از ش می خواهیم

می دونید هر جسمی که سطح بیشتری دارد پس تابش بیشتری هم خواهد داشت اما در رادیاتور به علت سطح کمش نمی تواند ۵۰٪ انرژی لازم را به ما بدهد شاید شاید شاید بتواند ۵٪ به ما انرژی بده که جمعا میشه ۳۵٪ .

خوب این یعنی اینکه ما به نصف دمای آسایش هم نرسیدیم پس رادیاتور نمی تواند در دنیای پیشرفته امروز یک سیستم گرمائی مناسب و به صرفه باشه.با این حرفا می توانیم سیستم های دیگر مثل فن کوئل و کانال هوای گرم را هم رد کنیم

سیستم گرمایش از کف بیش از ۵۰ ٪ از  حرارت خود را از طریق تابش انتقال می دهد.

حالا میگین چه سریع این حرف را زدید خوب یک چیز بدیهی است در این سیستم به علت اینکه از تمام سطح کف استفاده می کنیم پس یک سطح انتقال حرارت زیادی داریم که بخش عمده از انتقال انرژی را بر عهده می گیره ولی ما ۵۰٪ بیشتر از این انرژی را لازم نداریم بقیه این انرژی به مقدار خیلی کم توسط اجسام دیگر جذب میشه و یا به جابجائی خیلی کمی تبدیل میشه شاید قابل محاسبه نباشه اما به محاسبه احتیاج نداره ما توانستیم بالای ۵۰٪ از انرژی بدنمون را تامین کنیم به نظر شما بهتر از ۳۵٪ نیست. تازه جریان جابجای و هدایت را حساب نکردیم با این کار ما به دمای آسایش نزدیک شدیم بدانید این سیستم تنها سیستم دنیا می باشد که انسان را تا این اندازه به دمای آسایش نزدیک کرده پس بدانید گرمای که تا بحال از رادیاتور می گرفتید یک دمای استاندارد نبوده و اگر این دما را بهترین دما می دانستید بخاطر این که دمای بهتر از این را تجربه نکردید .

تا حالا شده در زمستان در منزل پاهاتون یخ بزنه فکر کنم با سیستم گرمایش ازکف این مشکل حل بشه حالا فکر شو بکونید بچه ای که دارد چهار دست و پا در منزل حرکت می کند مطمئنا دمای سردتری نسبت به افراد بزرگسال تجربه می کند ولی در سیستم گرمایش ازکف نوزاد دچار سرما نمی شود .

این موضوع را فهمیدیم که در سیستم رادیاتوری جابجایی هوا بسیار زیاد است .شاید بدانید که این موضوع چه مضراتی را دارد اول اینکه رطوبت هوا کاهش پیدا می کند و به همین دلیل بودکه سالهای اخیربخاری های به بازار آمد که مخزن آب داشت دوم اینکه جابجایی هوا باعث می شود که گردو غبار باعث چرخش در هوا شده و این دو مشکل را دارد اول اینکه دیوارها در طول زمان تیره تر شده که بیشتر بالای رادیاتور یا بخاری صورت می گیرد این موضوعی است که بیشتر خانمهای خانه از آن می نالند و همچنین گرد و غبار در هوا برای تنفس مخصوصا افرادی که نسبت به این مورد آلرژی دارند مضر است .

حرارتی که در کف منزل توسط سیستم گرمایش از کف ایجاد می شود باعث از بین رفتن رطوبت کف و دیوارها خواهد شد و دیگر کف و دیوارها دراثر تبلور دچار ترکیدگی نمی شوند . همچنین افرادی که نسبت به رطوبت فضای اطراف حساسیت دارند از این مورد رهایی پیدا می کنند.

از بین رفتن رطوبت در کف باعث می شود که فضای مناسب برای رشد و تکثیر حشرات از بین برود این قابل افرادی است که ادعا می کنند سیستم گرمایش از کف باعث می شود فرشها ی منزل بید بزند.

مزیت دیگر که بیشتر به درد خانومهای خانه می خورد اشغال نشدن هیچ فضای از منزل توسط دستگاههای سیستم گرمایی است به این صورت می توانند چیدمان مبلمان منزل را هر طوری که خواستند آرایش بدهند .

مقایسه سیستم گرمایش کف با سایر شیوه های گرمايشی  

سيستم گرمايش کفی دارای راندمان حرارتی بالاتری نسبت به ساير سيستمهای حرارتی مي باشد. علت اين امر توزيع يکنواخت حرارت از کف به جهت بالا مي باشد. جاييکه بيشترين نياز به حرارت احساس مي شود.

در سيستم گرمايش از کف برای کنترل محيطهای مختلف حرارتی، از يک جعبه مرکزی انشعابات هر محيط گرفته شده و با توجه به نيازهای طراحی، بخشهای حرارتی (Thermal Zones)  از اين جعبه مرکزی به تفکيک قابليت کنترل  مجزای هر محيط را ايجاد مي کنند.

روشهای کنترل دما در  سيستم گرمايش کفی:

1. سیستم کنترل دمای بصورت دست

در این سیستم با استفاده از شیرآلات قطع و وصل متصل شده به خروجی های هر کلکتور،در جعبه مربوطه، امکان کنترل منطقه های حرارتی به صورت دستی امکان پذیر می گردد.از مزایای این سیستم، اقتصادی بودن و ساده بودن سیستم کنترلی، میتوان اشاره نمود.           

2. سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت مکانیک

در این سیستم با استفاده از نصب شیرآلات گرمایش کفی در داخل دیوار هر فضایگرمایشی، از طریق تنظیم ترموستات حرارتی نصب شده بر روی شیر گرمایش کفی داخل دیوار، دمای محیط مریوطه به صورت مکانیکی و اتوماتیک کنترل می گردد.در این روش داخل جعبه شیر گرمایشی، شیر تخلیه هوا نیز پیش بینی شده است.   

  3. سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت برقی

در این سیستم شیرهای برقی که به حس گرهای الکتریکی در هرمحیط به طورجداگانه وصل شده اند، فرمان قطع و وصل هرمدار حرارتی را دریافت نموده و عملیات تنظیم خودکار هر محیط را انجام می دهند.امکان دیگری همانند، دبی سنج و یا دماسنج نصب شده بر روی هر خروجی وورودی کلکتور امکان کنترل های مختلف و متنوعی را برای کاربر ممکن می سازد.سیستم اتوماتیک برقی پایپکس کاملترین روش کنترلی دمائی فضای گرمایش کفی می باشد.          

مزايای سيستم گرمايش از کف 

مانند سيستم رادياتور دوده نمي گيرد.

فضايي بابت وسايل انتقال انرژی(شوفاژ) اشغال نمي شود .

تا 50% درصد صرفه جويي در مصرف سوخت دارد به طوريکه هزينه خود را طي چند سال مستهلک مي نمايد.

حجم تاسيسات مکانيکی "به علت راندمان بالای حرارتی" پايين می آيد.

 تنفس در آن "به علت عدم حرکت ذرات معلق در هوا" بسيار بهداشتی و لذت بخش مي باشد.

موارد مصرف: 

های  اداری، سالنهای صنعتی، سالنهای ورزشي، گلخانه ها و بسياری از مصارف ديگر مي باشد.             

موارد اجرای گرمایش کفی ایزوپایپ

سيستم گرمايش از کف ایزوپایپ مناسب جهت گرمايش منازل مسکوني، محيط های  اداری، سالنهای صنعتی، سالنهای ورزشي ، گلخانه ها و مرغداری ها و مراکز پرورش شترمرغ ، مدارس ، سالن های سمینار ، مساجد و بسياری از مصارف ديگر مي باشد.

تاريخچه ي ميكروسكوپي (1632-1723) Anton van Leeuwenhoek

كه در Delft-Holland زندگي مي كرد احتمال قريب به يقين اولين شخصي بود كه توانست يك ميكروارگانيسم را به طور واحد ببيند. او يك ميكروسكوپ ساده ساخت كه قابليت بزرگنمايي حدود 100 تا 300 برابر را دارا بود. اين ابزار به آنچه ما امروزه به نام ميكروسكوپ مي شناسيم شباهتي نداشت. اين ابزار كه از لنزهاي باريكي تشكيل شده بود در اصل عينكي بود كه داراي قدرت بزرگنمايي بسيار بالايي بود. (شكل 1-3) متمركز شدن توسط اين ابزار آنقدر سخت بود كه Anton يك ميكروسكوپ جديد براي هر نمونه ساخت و ميكروسكوپ قبلي را با آن نمونه رها مي كرد. هنگامي كه خارجي ها به لابراتوار Anton براي ديدن نمونه ها آمدند، او از آنها خواست كه دستهايشان را به پشت شان بزنند تا از لمس شدن ابزار تمركز كردن توسط آنها جلوگيري به عمل آيد.

در نامه اي به جامعه سلطنتي لندن در سال 1676، Anton اولين مشاهده اش از باكتري ها و تك ياخته اي ها در آب را توصيف كرد. اما به هر حال او تكنيك مشاهده اش را به عنوان يك سر نگه داشت. حتي امروز ما در مورد روش روشن سازي او مطمئن نيستيم، اگرچه احتمال اين را مي دهيم كه از نوردهي غيرمستقيم استفاده مي كرده است با دادن نور از كناره هاي نمونه، به جاي گذراندن نور از ميان نمونه ها. Anton همچنين دوست نداشت كه هيچ از 419 ميكروسكوپي را كه ساخته بود از خود جدا كند. تقريباً نزديك فرارسيدن مرگش بود كه دخترش با راهنمايي او 100 تا از آن ميكروسكوپ ها را به جامعه ي سلطنتي فرستاد.

پس از مرگ Anton درسال 1973، هيچ كس در صدد تكميل اين طرح و ساختن ميكروسكوپ هاي بهتر برنيامد و پيشرفت ميكروبيولوژي متوقف شد. تا آن زمان او هنوز اولين گام ها را برداشته بود. از طريق نامه هاي Anton به جامعه ي سلطنتي در اواسط دهه ي 70، وجود ميكروب ها براي جامعه ي علمي قطعي شد و در سال 1683 او باكتري هاي گرفته شده از دهان خودش را توصيف كرد. به هر حال Anton مي توانست جزئيات بسيار كمي از آنها را ببيند. همان گونه كه خواهيم ديد مطالعات بيشتري لازم بود تا ميكروسكوپ هاي پيشرفته تر به وجود آيند.

اصول ميكروسكوپي (ذره بيني) واحد هاي متريك ميكروسكوپي يعني تكنولوژي قابل ديد كردن اشياءِ خيلي ريز براي چشم انسان. به علت اينكه ميكروارگانيسم ها بسيار بسيار كوچك هستند، واحدهاي به كار رفته براي اندازه گيري آنها به نظر مي رسد براي دانش آموزان مبتدي ناآشنا با جهان ميكروسكوپي نامأنوس باشد. (جدول 1. 3)

شكل b10-2 نشان مي دهد كه چگونه يك مولكول گلوكز در محلول مجدداً چيد ه مي شود و به خود مي پيوندد تا يك حلقه ي بسته را تشكيل دهد. طرح سه بعدي نشان داده شده در شكل c10-2 به شكل دقيق تري شكل واقعي مولكول را نشان مي دهد. در مطالعه ي فرمول هاي ساختاري تجسم هر مولكول به عنوان يك شيءِ سه بعدي از اهميت خاصي برخوردار است.

مونوساكاريدها مي توانند به شكل شكرهاي دي اكسي و الكل هاي قندي تنزل پيدا كنند. (شكل 11. 2) قند دي اكسي deoxyribose كه به جاي يك گروه –OH در يكي از كربن هايش يك اتم هيدروژن دارد جزئي از DNA است. الكل هاي قندي معين، كه به جاي يك گروه آلوئيد يا Ketone داراي يك گروه الكلي اضافي هستند قابل متابوليسم توسط ميكروارگانيسم هاي خاص هستند Mannitol و ديگر الكل هاي قندي براي تشخيص بعضي از ميكروارگانيسم هاي در آزمايش هاي تشخيصي استفاده مي شوند.

دي ساكاريدها هنگامي كه دو مونوساكاريد توسط از دست دادن آب و تشكيل يك زنجيره ي glycosidic، يك الكل قندي پيوند قندي (شكل a12-2) به هم مي پيوندند بوجود مي آيند. ساكاروز، همين قند معمول مورد استفاده يك دي ساكاريد است كه از گلوكز و فروكتوز تشكيل شده است. (شكل b12-2) پلي ساكاريدها مانند starch، گلي كوژن، cellulose پلي مرهاي گلوكز- زنجيره ي طويلي از واحدهاي تكراري- هستند. به هر حال زنجيره هاي glycosidic در هر پلي مر به طور متفاوتي چيده شده اند. گياهان و بيشتر جلبك ها نشاسته و سلولز توليد مي كنند. نشاسته به عنوان راهي براي ذخيره ي انرژي عمل مي كند و سلولز يكي از اجزاي ساختاري ديواره ي سلولها مي باشد. حيوانات گلي كوژن توليد و ذخيره مي كنند كه مي توانند آن را به گلوكز شكسته و در هنگام نياز از انرژي آن استفاده كنند.

ميكروارگانيسم ها حاوي چندين پلي ساكاريد مهم ديگر نيز هستند به طوري كه در فصل هاي بعدي خواهيم ديد جدول 4. 2 انواع كربوهيدرات ها را خلاصه كرده است.

جستجو در دنياي ميكروب ها 

آيا به واقع ممكن است يك گاو بتركد؟

گاوها مي توانند مواد مغذي تقريباً خوبي را از علف، علوفه و ديگر مواد سبز فيبري كه براي انسان غيرقابل خوردن هستند بدست آورند. نمي توانيم سلولز را هضم كنيم كه جزءِ اصلي تركيب گياهان مي باشد. اگر انسان مجبور شود كه با علف زندگي كند مطمئناً تا حد مرگ گرسنگي خواهد كشيد. پس چطور گاوها و ديگر حيوانات با چنين جيره ي غذايي موفق به زندگي مي شوند. با كمال تعجب بايد بگوييم كه گاوها نيز نمي توانند اين كار را انجام دهند. اما آنها نياز به چنين كاري هم ندارند چرا كه اين كار برايشان انجام مي شود. گاوها و ديگر حيوانات مانند آنها در معده هايشان ميزان جمعيت فراواني از ميكروارگانيسم ها هستند. اين ميكروارگانيسم ها سلولز را به قندهايي كه حيوانات مي توانند از آن ها استفاده كنند تجزيه مي نمايند. در مورد موريانه هم اين امر صدق مي كند اگر ميكروارگانيسم ها در جهاز هاضمه ي موريانه نبودند آنها نمي توانستند در سقف چوبي منزل شما ناهار يا شام ميل كنند. سلولز بسيار زياد به نشاسته شبيه است. هر دوي آها از زنجيره هاي طويل مولكول هاي گلوكز تشكيل شده اند. به هر حال زنجيره بين اين مولكول ها از لحاظ شكل هندسي كمي متفاوت است. در نتيجه، آنزيمي كه حيوانات براي تجزيه ي يك مولكول نشاسته به اجزايش به كار مي برند هيچ تأثيري بر سلولز ندارد. در حقيقت ارگانيسم هاي خيلي معدودي هستند كه مي توانند آنزيم هايي توليد كنند كه بتواند به سلولز حمله ور شود. حتي تك ياخته هايي كه در معده ي گاوها و موريانه ها زندگي مي كنند هميشه نمي توانند اين كار را به تنهايي انجام دهند. دقيقاً همان گونه كه گاوها و موريانه هايي كه در معده ي گاوها و موريانه ها زندگي مي كنند هميشه نمي توانند اين كار را به تنهايي انجام دهند. دقيقاً همان گونه كه گاوها و موريانه ها براي ادامه ي حياتشان به تك ياخته هاي موجود در معده شان نياز دارند، حيات اين تك ياخته گان هم به باكتري هاي خاصي كه در بين آن ها زندگي مي كند وابسته است. در واقع اين باكتري ها هستند كه آنزيم هاي هضمي ضروري را توليد مي كنند. فعاليت اين ميكروارگانيسم هاي روده اي كه اين خدمات هضمي را انجام مي دهند هم براي گاوها و هم براي انسان هايي كه از آنها نگهداري مي كند يك موهبت است. اين باكتري ها هم چنين گاز متان توليد مي كند. CH4 به ميزان فراوان بين 190 تا 380 ليتر در روز براي هر يك عدد گاو. توليد اين گاز آنقدر سريع است كه چنانچه گاو نتواند آروغ بزند ممكن است بتركد. البته راه هايي اختراع شده است كه بتوان بدون آسيب رساندن به گاو، اين گاز را مستقيماً از بدن گاو خارج كرد. هنگامي كه اين گاز به ناچار و با هر روشي از بدن گاو خارج مي شود به اتمسفر وارد مي شود. گمان مي رود كه اين فرآيند در توليد گازهاي گلخانه اي و گرم شدن هواي زمين تأثير داشته باشد. (فصل25). دانشمندان تخمين زده اند كه گاوهاي جهان سالانه 50 ميليون تن گاز متان وارد جو مي كنند كه هنوز اين تخمين گوسفندان، بزها، بزهاي كوهي و ديگر حيوانات علف خوار را در نظر نگرفته است.

ليپيدها ليپيدها گروه شيميايي متمايزي از مواد تشكيل مي دهند كه شامل چربي ها، فسفوليپيدها و استروئيدها مي شوند. آنها نسبتاً در آب قابل حل نيستند اما در حلال هاي غيرقطبي مانند اتر و بنزن قابل حل هستند. ليپيدها بخشي از ساختار سلول ها خصوصاً ساختار غشايي آنها را تشكيل مي دهد و ممكن است براي انرژي مورد استفاده قرار گيرند. عموماً ليپيدها حاوي ميزان بيشتري هيدروژن و ميزان كمتري اكسيژن نسبت به كربوهيدرات ها هستند و به همين دليل حاوي انرژي بيشتري نسبت به آنها مي باشند.

چربي ها حاوي سه- كربن الكل glycerol و يك يا بيشتر اسيد چرب مي باشند. يك اسيد چرب از يك زنجيره ي طويل از اتم هاي كربن با اتم هاي مرتبط هيدروژن و يك گروه carboxyl در يك انتهاي زنجيره مي باشند. تركيب يك چربي از glycerol و اسيدهاي چرب شامل از دست دادن آب و تشكيل يك زنجيره ي ester بين گروه carboxyl اسيدهاي چرب و يك گروه الكلي glycerol مي شود. (شكل a13-2) triacylglycerol كه سابقاً triglyceride ناميده مي شد عبارت است از يك چربي كه هنگامي كه سه اسيد چرب به glycerol مي پيوندند تشكيل مي شود. Diacylglycerols , Monacylglycerols به ترتيب حاوي يك و دو اسيد چرب هستند و معمولاً از گوارش triacylglycerols تشكيل مي شوند.

اسيدهاي چرب مي تواند اشباع شده و يا غيراشباع باشند. يك اسيد چرب اشباع شده حاوي همه ي هيدروژن هاي ممكن مي باشد، بدين معني كه از هيدروژن اشباع شده است. (شكل b13-2) يك اسيد چرب غيراشباع حداقل دو اتم هيدروژن را از دست داده و حاوي يك زنجيره دوبله بين دو كربن است كه هيدروژن از دست داده است. (شكل c 13. 2). بنابراين غيراشباع بدين معني است كه آن اسيد به طور كامل از هيدروژن اشباع نشده است. اسيد اولئيك يك اسيد چرب غيراشباع مي باشد. چربي هاي polyunsaturated، كه تعداد زيادي از آنها روغن هاي گياهي هستند كه در دماي معمولي مايع هستند، حاوي اسيدهاي چرب غيراشباع فراواني هستند.

بعضي از ليپيدها حاوي يك يا چند مولكول علاوه بر اسيدهاي چرب glycerol هستند. به عنوان مثال فسفوليپيدها، كه در همه ي غشاهاي سلول ها موجود هستند، از چربي ها توسط جايگزيني اسيد فسفريك H3PO4 به جاي يكي از اسيدهاي چرب متمايز مي شوند. (شكل a14. 2) گروه فسفات نوعاً به يك گروه ديگر مي پيوندد. هر دو مي توانند با آب مخلوط شوند اما آني كه داراي انتهايي با اسيد چرب مي باشد نمي تواند (شكل b 14. 2) ويژگي هاي اين چنيني فسفوليپيدها در تعيين خصوصيات غشاهاي سلولي داراي اهميت هستند. (فصل 4). استروئيدها يك ساختار چهار حلقه اي دارند و از ديگر ليپيدها كاملاً متمايز مي باشند. آنها شامل كلسترول، هورمون هاي استروئيد و ويتامين D مي شوند. كلسترول (شكل b 15-2) در آب حل نمي شود و در غشاي سلولي حيوانات و گروهي از باكتري ها كه ميكوپلاسماس ناميده مي شوند يافت مي شود. هورمون هاي استروئيد و ويتامين D در حيوانات زيادي داراي اهميت مي باشد. «راهبردي به سلامتي»

آنقدر ظرف شسته ايد كه بدانيد صابونها مواد روغني را از ظرف ها پاك كرده و همراه آب از ظرف ها مي زدايند. اگرچه شما ممكن است هرگز فكر نكرده باشيد كه اين كار چگونه انجام مي شود. موضوعات شيميايي مربوط به صابون يكي از كاربردهايي است كه شما در فصل 2 در مورد آن مطالعه كرديد. به خاطر اينكه آب يك مولكول قطبي است، يك كشش سطحي بلند دارد و به صورت دانه هايي بر روي سطح هاي تميز قرار مي گيرد. براي اينكه آب را "مرطوب تر" نمود لازم است كه كشش سطح آب با اضافه كردن surfactant كاهش يابد. صابون ها تركيباتي يوني هستند كه از چربي ها و روغن ها ساخته شده و توسط آلكالي عمل آوري مي شود. اين فرآيند يك مولكول پيچيده با يك گروه carboxyl شارژ شده در يك انتها و يك هيدروكربن غيريوني اشباع شده در ديگر انتها توليد مي نمايد. واكنش شيميايي بين گريس، صابون و آب ذره هاي غذايي چسبيده به ظروف را شل كرده و آنها را با آب به پايين مي فرستد.

پروتئين ها                               ويژگي هاي پروتئين ها و آمينواسيدها

در ميان مولكول هاي پيدا شده در موجودات زنده، پروتئين ها داراي بيشترين تنوع از نظر ساختار و عملكرد مي باشند. پروتئين ها از توده هاي ساختماني كه آمينواسيدها ناميده مي شوند ساخته شده اند، كه حداقل داراي يك گروه آمينو (-NHz) و يك كربوكسيل اسيدي (-COOH) مي باشد. ساختار عمومي يك آمينواسيد و تعدادي حدود 20 آمينواسيد ديگر كه در پروتئين ها يافت مي شوند در شكل 16-2 نشان داده شده است. هر آمينواسيد به وسيله يك گروه شيميايي متفاوت كه گروه R ناميده مي شود و به اتم كربن مركزي آن متصل شده است از بقيه متمايز مي شود. به علت اينكه همه ي آمينواسيدها حاوي كربن، هيدروژن، اكسيژن، و نيتروژن مي شوند و بعضي از آنها هم حاوي سولفور مي باشد. پروتئين ها هم حاوي اين فاكتورها مي باشند.

يك پروتئين يك پلي مر آمينواسيد مي باشد كه به وسيله زنجيره هاي peptid به هم متصل شده اند. به اين معني كه زنجيره هاي هم ظرفيت يك گروه آمينو از يك آمينو اسيد را به يك گروه كربوكسيل يك آمينواسيد ديگر پيوند مي دهد. (شكل 17-2) دو آمينواسيدي كه به هم پيوسته اند يك دي پپتيد تشكيل مي دهند، سه آمينواسيد تري پپتيد و چند آمينواسيد يكي پلي پپتيد را به وجود مي آورند. علاوه بر گروه هاي آمينو و كربوكسيل، بعضي از آمينواسيدها يك گروه R دارند كه گروه sulfhdryl(-SH) ناميده مي شود.

اين گروه زنجيره ي مجاور آمينواسيدها مي توانند هيدروژن آزاد كرده و زنجيره هاي دي سولفيد (-S-S-) از يك زنجيره به زنجيره بعدي را تشكيل دهند.

ساختار پروتئين ها

پروتئين ها چندين سطح ساختاري دارند. ساختار پايه اي پروتئين ها از يك توالي خاص آمينواسيدها در يك زنجيره پلي پپتيد تشكيل مي شود. (شكل a 18-2) ساختار ثانويه پروتئين ها از داخل شدن يا قرار گرفتن مارپيچي شكل آمينواسيدها در داخل يك الگوي خاص تشكيل مي شود مانند صفحات داراي چين و يا حلزوني شكل. (شكل b18-2). زنجيره هاي هيدروژن مسئول چنين الگويي هستند. خم شدن و پيچيدگي بيشتر مولكول هاي پروتئين به شكل دايره هاي نامنظم ساختار tertiary را شكل مي دهد. بعضي از پروتئين هاي بزرگ مانند هموگلوبين داراي ساختار 4-4 هستند كه از طريق ارتباط چندين ساختار 3-3 اي تشكيل مي شوند. اين دو ساختار اخير از طريق پيوستگي دي سولفيد، زنجيره هاي هيدروژن، و ديگر نيروهاي بين گروه هاي R آمينواسيد ابقا و نگه داري مي شوند. شكل سه بعدي مولكول هاي پروتئين و حالتي از سايت ها كه ديگر مولكول ها مي توانند به آن بپيوندند در تعيين چگونگي عملكرد پروتئين در ارگانيسم هاي زنده بسيار مهم هستند.

شرايط فراواني مي توانند زنجيره هاي هيدروژن و ديگر نيروهاي ضعيفي كه ساختار پروتئين ها را حفظ مي كنند را از هم جدا نمايد. اين شرايط، شامل محيط هاي خيلي اسيدي يا شرايط پايه اي و درجه حرارت بالاي پنجاه درجه ي C مي باشد. چنين از هم گسيختگي ساختارهاي 2دويي، 3سه اي، و چهارچهاري تقليب (denaturation) ناميده مي شود. استريلزاسيون و ضدعفوني سازي اغلب از گرما و مواد شيميايي استفاده مي كنند كه از طريق تقليب پروتئين ها ميكروارگانيسم ها را از بين مي برد همچنين در آشپزي هم براي نازك كردن گوشت ها از تقليب پروتئين ها استفاده مي شود. بنابراين، ميكروب ها و سلول هاي ميكروارگانيسم ها بايستي در يك درجه حرارت و PH خاص قرار گيرند تا پروتئين هاي از تقليب در امان بماند.

«دسته بندي پروتئين ها»

بيشتر پروتئين ها را به وسيله ي كار كردهاي آن به عنوان پروتئين هاي ساختاري و يا آنزيم ها مي توان دسته بندي كرد. پروتئين هاي ساختاري همانگونه كه از اسم شان استنباط مي شود در ساختار سه بعدي سلول ها، اجزاي سلول ها، و غشاهاي سلولي شركت دارند. پروتئين هاي خاصي كه motile ناميده مي شوند هم در ساختار و هم در جابجايي مشاركت دارند. آنها مسئول انقباض سلول هاي ماهيچه اي حيوانات و مسئول بعضي جابجايي ها در ميكروب ها مي باشند. آنزيم ها كاتاليست هاي پروتئين هستند- موادي كه ميزان واكنش هاي شيميايي در سلول را كنترل مي كنند.

آنزيم ها

آنزيم ها سرعت واكنش هاي شيميايي صورت گرفته در داخل ميكروارگانيسم هاي زنده را در دماي سازگار با حيات آنان افزايش مي دهد. ما آنزيم ها را به تفصيل در بخش 5 مورد مطالعه قرار خواهيم داد. اما ويژگي هاي آنها را به طور خلاصه در اين بخش ذكر مي كنيم. به طور كلي، آنزيم ها سرعت واكنش ها را از طريق كاهش انرژي لازم براي شروع واكنش افزايش مي دهند. آنها همچنين مولكول هاي واكنش گر را در يك جهت صحيح كه در آن واكنش حاصل مي شود نزديك هم نگه مي دارند. آنزيم ها يك مكان فعال دارند، كه محلي است كه در آن با شكل فرعي اش تركيب مي شود. آنزيم ها ويژگي هاي خاصي دارند، يعني هر آنزيم به يك شكل فرعي خاص عمل مي كند و يا فقط بر يك زنجيره ي شيميايي خاص.

مانند كاتاليست ها در واكنش هاي شيميايي غيرارگانيك، آنزيم ها در واكنشي كه ايجاد مي كنند مشاركت نكرده و تحت تأثير قرار نمي گيرند. مولكول هاي آنزيم اين قابليت را دارند كه بارها و بارها به عنوان كاتاليست يك واكنش عمل كنند اگرچه اين تعداد نامحدود نيست. به علت اين كه آنزيم ها هم پروتئين هستند آنها هم در اثر حرارت زياد و شرايط PH تقليب مي گردند.

Nucleotides & Nucleic Acids

خصوصيات شيميايي اين ها به اين مواد مركب اجازه مي دهد كه چندين كاركرد ضروري داشته باشند. يكي از كاركردهاي كليدي ذخيره ي انرژي در زنجيره هاي با انرژي بالاست. زنجيره هايي كه هنگامي كه مي شكنند انرژي بيشتري از آنچه زنجيره هاي هم ظرفيت توليد مي كنند، توليد مي كنند. نئوكلوئيدهايي كه براي تشكيل nucleicacid ها به هم مي پيوندند. شايد قابل توجه ترين مواد بيوشيميايي باشند. آنها اطلاعاتي را ذخيره مي كنند كه ساخت پروتئين ها را راهبري مي كند و قابل انتقال از والدين به فرزندان مي باشند. يك نئوكلوئيد از سه بخش تشكيل مي شود. 1- يك بنيان نيتروژني، به اين دليل به اين نام ناميده شده است كه حاوي نيتروژن است و خصوصيات آلكالين دارد. 2- يك قند پنج كربني و 3- يك يا چند گروه فسفات. به طوري كه شكل a20-2 براي نئوكلوئيد adenosine triphosphate نشان مي دهد. بنيان و قند به تنهايي يك nucleoside بوجود مي آورد. (شكل b 20-2).

Nucleotide ATP  منبع مهم انرژي در سلول است زيرا آن انرژي شيميايي را به گونه اي ذخيره مي كند كه سلول مي تواند از آن استفاده كند. زنجيره ي بين فسفات ها در ATP كه زنجيره هاي داراي انرژي فراوان مي باشند به وسيله خطوط مواج مشخص شده اند. (شكل C 20-2) آنها انرژي بيشتري نسبت به زنجيره هاي هم ظرفيت مي باشند، كه در آن هنگام شكستن انرژي بيشتري آزاد مي شود. آنزيم ها شكل گيري و تجزيه شدن زنجيره هاي با انرژي بالا را كنترل مي كنند به طوري كه به ميزاني كه انرژي لازم است، در بين سلول ها انرژي آزاد مي شود. گرفتن، ذخيره كردن و استفاده از انرژي يك جزءِ مهم از متابوليسم سلولي است. (فصل 5)

Nucleicacids از پلي مري هاي طويل nucleotide كه polynucleotides ناميده مي شوند تشكيل شده اند. آنها حاوي اطلاعات ژنتيكي هستند كه تمام خصوصيات ارثي يك ارگانيسم زنده را معين مي كند. چه آن موجود يك ميكروب باشد چه يك انسان. اين اطلاعات از نسلي به نسل ديگر منتقل مي شوند و ساخت پروتئين در هر موجود زنده را راهبري مي كند. با راهبري ساخت پروتئين nucleicacids تعيين مي كند كه يك ارگانيسم كدام پروتئين هاي ساختاري و آنزيم ها را خواهد داشت.

آنزيم ها تعيين مي كنند كه ارگانيسم ها چه موادي ديگري را مي توانند توليد كنند و چه واكنش هايي از آن طريق قابل انجام است.

RNA يك زنجيره ي polynucleotide واحد است و DNA هم يك زنجيره ي دوبله از polynucleotide مي باشد كه به صورت يك حلزون دوبله چيده شده است. در هر دو اسيد نئوكلوئيك مولكول هاي قند و فسفات يك ستون محكم ولي ناكارآمد را شكل مي دهند كه از آن زنجيره هاي هيدروژني جلو مي آيند. در DNA هر زنجيره به وسيله ي زنجيره هاي هيدروژن بين بنيان ها به هم متصل مي شوند. به طوري كه همه ي مولكول شبيه يك نردبان با تعداد زيادي پله مي شود.

RNA , DNA تا حدودي داراي بلوك هاي ساختاري متفاوت هستند. RNA حاوي ribose قند مي باشد، در حالي كه DNA حاوي دي اكسي ريبوز مي باشد كه يك اتم هيدروژن از ribose كمتر دارد. سه بنيان نيتروژني يعني guanine, cytosine, adenine هم در DNA و هم RNA يافت مي شود. علاوه بر اين DNA حاوي بنيان thymine و RNA هم حاوي بنيان urasil مي باشد. از بين اين بنيان ها (bases)purines, guanine , adenine  هستند بنيان هاي نيتروژني كه حاوي ساختارهاي دو حلقه اي هستند و pyrimidines , uracil , thymine , cytosine  هستند يعني بنيان هاي نيتروژني كه حاوي يك ساختار تك حلقه اي هستند (شكل 22-2). همه ي ارگانيسم هاي بافت سلولي داراي RNA , DNA هستند. ويروس ها يا DNA دارند و يا RNA و هر دو را ندارند.

دو زنجيره ي DNA  nucleotide توسط زنجيره هاي هيدروژن بين بنيان ها و ديگر نيروها در كنار هم نگه داشته مي شوند. زنجيره هاي هيدروژن هميشه adenine را به thymine و cytosine  را به guanine  پيوند مي دهد همانگونه كه در شكل b21-2 نشان داده شده است اين به هم پيوستن بنيان هاي خاص را جفت شدگي تكاملي بنيان ها مي نامند. اين امر از طريق اندازه ها و شكل هاي بنيان ها تعيين مي شود. همچنين جفت شدگي تكاملي هنگامي كه اطلاعات در اول ساخت پروتئين از DNA به RNA منتقل مي شود نيز به وقوع مي پيوندد. (فصل 7) در چنين موقعيتي adinine موجود در بنيان DNA با uracil موجود در RNA جفت مي شود.

زنجيره هاي RNA , DNA  حاوي صدها و يا هزاران nucleotide هستند كه بنيان هاي آنان با يك توالي خاص مرتب شده اند. اين توالي nucleotide، مانند توالي حروف در لغات و جمله ها، حاوي اطلاعاتي است كه مشخص مي كند يك ارگانيسم چه پروتئين هايي مي تواند داشته باشد. همان گونه كه قبلاً مورد توجه قرار گرفت، آنزيم ها و پروتئين هاي ساختاري يك ارگانيسم، به نوبت، تعيين مي كنند كه يك ارگانيسم چه هست و چه كاري مي تواند انجام دهد. مانند تغيير يك حرف در يك كلمه، تغيير يك nucleotide در يك توالي مي تواند اطلاعاتي را كه در آن حمل مي كند را تغيير دهد. تعداد توالي هاي محتمل ممكن است تقريباً نامتناهي است. بنابراين RNA , DNA مي توانند حاوي اطلاعات فوق العاده متفاوت و فراواني باشند.

كاركردهاي RNA , DNA  بستگي به توانايي شان در حمل اطلاعات دارد. DNA از يك نسل به نسل ديگر منتقل مي شود و خصوصيات قابل انتقالي را شخص جديد را از طريق فراهم آوردن اطلاعات براي پروتئين هايي كه سلول اش خواهد داشت در مقابل .............. ميكروسكوپي و زنگ زدگي (staining) (؟)

به يك سنجاق خانگي تميز نزديك تر شو. چه چيزي مي بيني. احتمالاً چيزي بيشتر از همان چيزي كه از دورتر مي ديدي نخواهي ديد. اگر شما از نگاه معمولي لذت مي بري شما خواهيد توانست ذرات گرد و غبار به كوچكي 20 ميكرومتر (1 ميكرومتر =  ميلي متر) كه در يك پرتو درخشان آفتاب ببنيد. اما آنچه كه تعجب برانگيز است آن مقدار چيزي است كه شما نمي توانيد ببينيد. بيشتر باكتري ها فقط  تا 2 ميكرومتر درازا دارند. بنابراين بدون كمك ميكروسكوپ هرگز نمي توان آنها را ديد. فقط با يك افزايش ده برابري در ميزان ديد، شما مي توانيد ديد زدن دنياي شلوغ و پرپيچ و خم ميكروبي را شروع كنيد. اين ديد افزايش يافته چقدر مي تواند بر استفادة شما از آن چنگال "تميز" كه در دهانتان فرو مي بريد يا استفاده از آن سبزي هاي شسته شده تأثير بگذارد؟ چند باكتري مي توانند معادل آن ذره ي كوچك باشند؟ به اين تصويرهاي بزرگنمايي شده ي متوالي نگاه كنيد و شروع به شمارش كنيد و ميله ي طلايي يك باكتري است كه به طور مصنوعي رنگ شده است. اگر شما يك سنجاق را لمس كنيد چند تا باكتري ممكن است در دست شما باقي بماند. چند تا از اين باكتري ها لازم است تا بتواند يك عفونت ايجاد كند. گاهي اوقات حتي 10 باكتري كافي است. سئوالاتي كه به آنها خواهيم پرداخت؟ چگونه تكامل ميكروسكوپي به تكامل ميكروبيولوژي مرتبط مي شود 2- كدام واحدهاي متريك براي اندازه گيري ميكروبها مناسب تر است؟ 3- رابطه بين طول موج، تجزيه و روزنه شمارشي چيست؟ 4- چطور ويژگي هايي از نور كه در زير مي آيد به ميكروبيولوژي مربوط مي شود. انتشار، جذب، فلورانس، لومينسِ نس، و... 5- كاربردها و اقتباس هاي خاص bright field و darkfield– تداخل هاي تمايزي و ميكروبهاي فلورانس چيست؟ 6- اصول انتشار و اسكن الكترون ميكروسكوپي چيست؟ 7- چه تكنيك هايي براي آماده كردن و بالا بردن كنترات در نمونه ها در ميكروسكوپ نوري استفاده مي شود. 8- استفاده ي لكه دار كردن رايج ميكروبي چيست؟ 9- كاركردها و نتايج هر يك از مراحل در روش لكه دار كردن Gram چيست؟

«به نام خدا»

شبيه سازي جريان عبوري از يك فيلتر كارتريج

به كمك نرم افزار FLUENT

چكيده:

در اين پروژه يك مطالعه غير خطي براي بررسي و پيش بيني جريان عبوري از يك فيلتر كارتريج انجام شده است. به اين منظور نرم افزار FLUENT مورد استفاده قرار گرفته است. شبيه سازي براي دو شبكه با تعداد گره هاي متفاوت انجام شده است تا نتايج از لحاظ وابستگي و يا عدم وابستگي به شبكه مورد بررسي قرار گيرد. براي انجام محاسبات توسط نرم افزار از دو مدل توربولنسي Standard k-epsilon و RNG k-epsilon استفاده شده و نتايج با هم مقايسه شده است.

1- مقدمه

صاف كردن يعني خارج كردن ذرات جامد از يك سيال با عبور دادن سيال از يك محيط صاف كننده يا غشاء به طوري كه جامدات بر روي آن بمانند.

صاف كردن در صنعت از عبور دادن ساده از صافي تا جداسازي بسيار پيچيده را شامل
مي شود. سيال ممكن است گاز يا مايع باشد. اما جريان با ارزش حاصل از صافي ممكن است سيال يا جامد يا هر دو باشد.

سيال به خاطر وجود اختلاف فشار در محيط صافي، در آن جريان مي يابد. بنابراين
صافي ها دو گونه اند؛ صافي هايي كه با فشار بيش از فشار جو در وجه بالايي صافي عمل
مي كنند و آن هايي كه با فشار در وجه بالايي و خلأ در وجه پايين عمل مي كنند.

صافي ها به سه گروه عمده تقسيم مي شوند: صافي كيكي يا قالبي، صافي شفاف كننده و صافي با جريان متقاطع

اصول صاف كردن قالب

تصفيه يك مورد خاص از جريان در محيط هاي مختلف متخلخل است. در تصفيه مقاومت ها در برابر جريان با گذشت زمان افزايش مي يابد، چون محيط صافي مسدود مي گردد يا قالب صافي افزايش مي يابد. كميت هاي عمده موردنظر، افت فشار در واحد تصفيه و جريان عبوري از صافي است.

1-1 افت فشار در قالب صافي

مقاومت محيط صافي تنها مقاومت موجود در صافي هاي شفاف كننده است ولي در تصفيه قالب، مايع از دو مقاومت به صورت سري عبور مي كند:

مقاومت قالب و مقاومت محيط صافي كه مقاومت محيط صافي معمولاً فقط در مراحل اوليه تصفيه قالب اهميت دارد.

به عنوان نقطه آغاز در بررسي افت فشار در قالب از معادله هايي به شكل معادله (1)
مي توان استفاده كرد:

(1)                                           

كه  گراديان فشار در ضخامت ها

= گران روي محصول تصفيه

U = سرعت خطي محصول تصفيه، بر اساس مساحت صافي

Sp= مساحت هر ذره

Vp= حجم هر ذره

= تخلخل قالب

 ضريب تناسب در قانون نيوتن

در بسترهايي از ذرات تراكم پذير يا بسترهاي داراي سهم خلأ بسيار كم، ضريب معادله (1) خيلي بزرگتر از عدد 17/4 است. حجم جامدات در لايه  است و اگر  چگالي ذرات باشد، جرم dm جامدات در لايه برابر است با:

(2)                                                              

از حذف d1 در معادلات (1) و (2) نتيجه زير به دست مي آيد:

(3)                                                     

كه K₁ به جاي ضريب 17/4 در معادله (1) به كار رفته است.

قالب هاي صافي تراكم پذير و تراكم ناپذير- در تصفيه دوغاب هاي داراي ذرات سخت يكنواخت تحت افت فشارهاي كم همه ضرايب سمت راست معادله (3) به جز m مستقل از L
مي باشد و از اين معادله مي توان مستقيماً روي ضخامت قالب انتگرال گرفت. نتيجه به صورت زير است:

(4)                                           

اين نوع قالب هاي صافي را تراكم ناپذير گويند.

مقاومت ويژه قالب،  ، براي استفاده در معادله (4) با معادله زير تعريف مي شود.

اكثر قالب هايي كه در صنعت با آن ها سروكار داريم از ذرات سخت جداگانه ساخته نشده اند. در اين قالب ها،  با افزايش فاصله از دريچه غشايي تغيير مي كند و مقدار موضعي  نيز ممكن است با گذشت زمان تغيير كند. چنين قالب صاف كننده را تراكم پذير مي نامند. در عمل از تغييرات  نسبت به زمان و مكان صرف نظر مي شود و مقدار آزمايشگاهي ميانگين براي ماده اي كه تصفيه مي شود در محاسبه، به دست مي آيد.

مقاومت محيط صافي- مقاومت محيط صافي R_m را مي توان در مقايسه با مقاومت قالب  تعريف كرد. معادله حاصل به صورت زير است.

(5)                                                                        

بعد R_m، ^1-L است.

مقاومت محيط صافي R_m ممكن است متناسب با افت فشار تغيير كند همچنين متناسب با عمر و تميز بودن محيط صافي نيز تغيير مي كند اما چون فقط در مراحل اوليه تصفيه حائز اهميت است در اكثر قريب به اتفاق موارد ثابت فرض كردن آن در هر تصفيه و تخمين مقدار از روي معلومات آزمايشگاهي اشكالي ندارد.

بر اساس معادلات (4) و (5) داريم:

معادلات تجربي مربوط به مقاومت قالب- با انجام آزمايش هايي تحت فشار ثابت در افت فشارهاي متفاوت، تغييرات  نسبت به را مي توان پيدا كرد. معادلات تجربي را مي توان با معلومات مشاهده شده مربوط به  نسبت به  تطبيق داد كه رايج ترين آن ها رابطه زير است:

كه  و S ثابت هاي تجربي هستند. ثابت S ضريب قالب مي باشد. اين ثابت در
قالب هاي تراك ناپذير، صفر و در قالب هاي تراكم پذير مثبت است. مقدار بين 2/0 و 8/0
مي باشد.

1-2 توزيع جريان

از آن جا كه تصفيه يك مورد خاص از جريان در محيط هاي متخلخل است، نتيجه آزمايشات انجام شده بر روي بسترهاي اكنده مي تواند براي عمليات تصفيه نيز به كار رود. در درون محيط هاي متخلخل، سرعت سيال پيوسته نسبت به تغييرات تخلخل تغيير مي كند. بنابراين اندازه و جهت سرعت در نقاط مختلف بستر با توجه به تغييرات تخلخل متغير است. طبيعت پيچ در پيچ محيط هاي متخلخل و تغيير شكل جريان عبوري، سبب تغيير در مقاومت در مقابل جريان در نواحي مختلف محيط در جهت شعاع مي شود پس تغييرات سرعت ايجاد مي شود.

مدل دارسي- نخستين كارهاي آزمايشي بر روي اين موضوع توسط دارسي در سال 1830 انجام شد. وي سرعت جريان آب چشمه هاي محلي را از درون بسترهاي شني به ضخامت مختلف بررسي نمود و نشان داد كه سرعت ميانگين جريان اندازه گيري شده در سراسر مساحت بستر با فشار رانش تناسب مستقيم و با ضخامت بستر وارونه دارد. اين رابطه كه به قانون دارسي معروف است توسط بسياري از پژوهشگران تأييد شده است و به صورت زير نوشته مي شود:

در اين رابطه داريم:

 افت فشار در دو سر بستر

L= ضخامت بستر

U= سرعت ميانگين جريان سيال به صورت  

A= مساحت سطح مقطع بستر

V= حجم سيال جريان يافته در زمان t

K مقداري است كه به خواص فيزيكي بستر و سيال بستگي دارد.

مدل برينكمن و فورچايمر- در اين مدل از ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) جهت بررسي و مطالعه جريان در برج هاي اكنده استفاده گرديده است. در اين تحقيق از نرم افزار FIDAP كه با روش المان محدود كار مي كند كمك گرفته شده است كه در آن معادله جريان برينكمن و فورچايمر (BFF) به صورت زير مي باشد:

در تحقيق صورت گرفته اثر ويسكوزيته مؤثر و ضريب اينرسي براي شرايط مختلف بررسي و رابطه زير براي ويسكوزيته مؤثر ارائه گرديده است.

2- تشريح مدل CFD

در اين كار به منظور شبيه سازي جريان عبوري از يك فيلتر كارتريج، نرم افزار FLUENT 6.0 به كار رفته است. در FLUENT ، روش حجم كنترل- گاهي اين روش حجم محدود خوانده مي شود- براي بيان معادلات حركت به كار مي رود.

1-2 هندسه مسئله و مشخصات شبكه

هندسه مسئله در شكل 1-2 نشان داده شده است. براي شبيه سازي اين هندسه از يك سيستم دو بعدي استفاده شده است و به منظور بررسي عدم وابستگي نتايج به شبكه، از دو شبكه كه يكي 235 گره و ديگري 1903 گره دارد استفاده شده است. شبكه هاي به كار رفته براي به دست آوردن نتايج غير خطي در اين كار، شامل حجم هاي كنترل يكنواخت 4 ضلعي هستند.

2-2 مدل فيزيكي و تنظيمات شبكه

در اين كار براي به دست آوردن مقادير سرعت و فشار از مدل RNG k-epsilon و مدل Standard k-epsilon استفاده شده است و نتايج با هم مقايسه مي شود.

سيال ورودي به فيلتر كارتريج هواست و داراي مشخصات زير است.

L=5%

مشخصات محيط متخلخل نيز به قرار زير است:

 Permeability

Loss coeff             B=1000               m^-1

3- نتايج و بحث

مقادير سرعت و فشار براي دو شبكه با 235 و 1903 گره و با دو مدل توربولنسي RNG k-epsilon و Standard k-epsilon در شكل هاي 1-3 تا 8-3 نشان داده شده است. به منظور بررسي تأثير تعداد گره ها و همچنين مدل توربولنسي انتخاب شده بر نتايج، مقادير سرعت در دو مقطع عرضي متفاوت از محيط متخلخل در شكل 9-3 رسم شده است.

مقايسه نتايج حاصل از دو شبكه با تعداد گره هاي متفاوت و مدل توربولنسي يكسان بيانگر تأثير تعداد گره ها بر نتايج است. تفاوت ميان مقادير سرعت در اين حالت مي تواند نشانگر دقت بالاتر شبكه با 1903 گره باشد اما اختلاف ميان اعداد در آن حد نيست كه نتايج وابسته به شبكه تلقي شود. بررسي ها نشان مي دهد كه در رابطه با شبكه اي كه 235 گره دارد هر دو مدل RNG , Standard سبب به دست آمدن مقادير كاملاً يكسان سرعت مي شود ولي براي شبكه با 1903 گره، نتايج تفاوت اندكي دارد و مقادير سرعت در محيط فيلتر با استفاده از مدل RNG كمي بزرگتر است. اما از آن جا كه اختلاف ميان اعداد بسيار كوچك است مي توان اين چنين نتيجه گيري كرد كه انتخاب مدل توربولنسي متفاوت، بر نتايج حاصله تأثير چنداني نخواهد داشت.

4- مراجع

Mccabe, smith, HARRIOTT, 1993.unit    operations of chenuical Engineering.

رحيمي اصل، روح الله، سلطاني، مجيد، 1382. ديناميك سيالات محاسباتي به كمك نرم افزار FLUENT.

علت بیشتر بودن تخریب لایه اوزون در قطب جنوب

اخیراً دانشمندان علت ایجاد حفره در لایه اوزون را گرداب های سنگین ، كه در قطب جنوب جریان دارند    می دانند . در زمستان در طول شبهای قطبی، نور خورشید درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست    به همین دلیل در این قطب در لایه استراتوسفر طوفان های سنگینی گسترش می یابند كه به آن ها  "گرداب قطبی"(polar vortex) می گویند . گرداب قطبی می تواند ذرات سازنده هوا را تجزیه كند .

این گرداب ها باعث ایجاد ابرهای سردی می شوند كه بر فراز قطب جنوب جریان می یابند. كه به این ابرها  "ابر استراتوسفر قطبی" (polar stratosphere cloud) می گویند.اختصار آن psc است. Pscها  بسیار سرد هستند و دمای آن ها حدود ۸۰- سیلسیوس است. Psc از نیتریك اسید تری هیدرات    (nitric acid trihydrate) تشكیل شده است و با ابرهایی كه ما آن ها را در آسمان می بینیم  كاملاً متفاوتند. پس این ابرهای اسیدی می توانند لایه اوزون را تخریب كنند.

 موارد زیر از عوامل موثر در تخریب لایه اوزون مي باشند:

۱) محور زمین به گونه ای می باشد كه نور خورشید به قطب شمال بیشتر از قطب جنوب می تابد به همین  دلیل ضخامت لایه اوزون در قطب شمال بیشتراز ضخامت آن در قطب جنوب می باشد { زیرا ما گفتیم كه  پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف می باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژی(مانند انرژی تابشی خورشید ) به حالت اولیه خود برگردند}

۲)از مورد دوم نتیجه می گیریم كه هوای قطب جنوب سردتر از هوای قطب شمال می باشد ، بنابراین هوای گرم هنگامی كه بر اثر جریان هایی به قطب جنوب می روند ، چون سبك می باشند ،به سمت بالا می روند و موجب نابودی لایه های اوزون برفراز قطب جنوب میشوند.

۳) در زمستان نور خورشید كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمی باشد، واین امر باعث كاهش دما و تشكیل ابرهای psc می شود .

۴) ابرهای psc اسیدی هستند و به همین دلیل آن ها به لایه اوزون آسیب می رسانند.