113- پروژه آماده: بررسی تکنولوژی دوربینهای نظارت تصویری (کنترل سرعت-ترافیک) - 58 صفحه فایل ورد (word)

فهرست مطالب

عنوان  صفحه

فصل 1-       مقدمه  7

1-1-   دوربین سامانه‌ی تشخیص پلاک خودرو  7

فصل 2-       آشنایی با سامانه‌ی تشخیص پلاک خودرو  8

2-1-   کاربردهای سامانه‌ی تشخیص پلاک   8

2-2-   اخذ عوارض جاده‌ها و بزرگراه‌ها به صورت خودکار  8

2-3-   محاسبه مدت سفر  9

2-4-   اندازه‌گیری سرعت متوسط خودروها 9

2-5-   بینایی رایانه‌ای   10

2-6-   وظایف اصلی در بینایی رایانه‌ای   10

2-7-   مراجع  15

فصل 3-       نحوه تشخیص پلاک خودرو توسط دوربین های راهنمایی و رانندگی   17

3-1-   محدوده طرح  17

3-2-   سامانه تشخیص پلاک   18

3-3-   کنترل مکانیزه  19

3-4-   ماشین باسواد  19

3-5-   توصیف دقیق ریاضی   20

3-6-   مراجع  21

فصل 4-       سیستم نظارت تصویری ترافیکی اتوماتیک با استفاده از دوربینهای متحرک   22

4-1-   مقدمه  22

4-2-   مشخصات و محدودیتهای موجود  23

4-3-   PrePosition . 24

4-4-   تشخیص محدوده جاده  25

4-4-1-          شناسایی حرکت   26

4-5-   فاصله زمانی بین ٢ فریم متوالی   27

4-6-   تعیین حد آستانه  27

4-7-   ایجاد ساختار جاده  28

4-8-   تعیین معادلات خطوط جاده  30

4-9-   اندازه گیری پارامترهای کیفی   32

4-10- انتخاب قطعات مناسب تصویر جهت پردازش     32

4-11- استخراج ویژگیها 33

4-12- تصمیم گیری در مورد وضعیت هر خط ترافیکی   34

4-13- اندازه گیری پارامترهای کمی   34

4-14- تشخیص و شمارش خودرو  35

4-15- سرعت خودرو  35

4-16- تشخیص صف   36

4-17- جمعبندی   37

4-18- مراجع  38

فصل 5-       مکانیزم دوربین های سرعت سنج های پلیس     42

5-1-   راه حل برای فرار از این دوربین ها 43

5-2-   Tondkar 47

5-3-   انواع سرعت سنج ها : 47

5-4-   اجزا سرعت سنج جریان چرخشی : 48

5-5-   سرعت سنج جریان گردابی : 49

5-6-   درجه بندی سرعت سنج : 50

5-7-   آینده طراحی سرعت سنج ها : 51

5-8-   مدل رهگیری لیزری: 51

5-9-   سامانه رهگیری ویدوئویی : 52

5-10- منابع  53

فصل 6-       نگاهی به سیستم های جدید کنترل ترافیک    54

6-1-   ● سیستم های کنترل ترافیک امروزی   54

6-2-   ● کنترل ترافیک با تکنولوژی جدید  55

فصل 3-            نحوه تشخیص پلاک خودرو توسط دوربین های راهنمایی و رانندگی

کنترل مکانیزه آخرین راه‌حل مدیران شهری برای جلوگیری از ورود ماشین‌های غیرمجاز به محدوده طرح است که از ماه قبل و بعد از یک دوره آزمایشی رسما شرع به کار کرد.

نشریه علمی دانستنهیا در شماره دهم از دور جدید انتشار در گروه مجلات همشهری ، در بخش « فناوری» به این بهانه ، سیستم شناسایی خودکار پلاک خودرو را مورد بررسی قرار داده است.

دیگر خبری از قفل چرخ و بگیر و ببندهای پلیسی نیست؛ یعنی می‌توانید قانون را شکسته و وارد محدوده طرح ترافیک شوید؛ اگر عواقب آن را بپذیرید، چون بالاخره یک روز که خیلی هم دور نیست، زنگ خانه را می‌زنند و مأمور پست نامه حاوی برگه‌های جریمه را به دستتان می‌دهد؛ جریمه‌هایی که هر بار که قانون را شکسته و وارد محدوده طرح ترافیک شده‌اید، دوربین‌های نظارت مکانیزه برایتان ثبت کرده‌اند. طرح ترافیک واژه‌ای است که اولین بار در خردادماه سال۱۳۵۹ مردم تهران با آن آشنا شدند.

بخش هایی از این گزارش در ادامه می آید . برای مطالعه متن کامل آن و خواندن ده ها گزارش ، مقاله و گفتگوی خواندنی دیگر، شماره نیمه دوم مرداد ماه « دانستنیها» شما را راهنمایی می کند.

3-1-    محدوده طرح

شهر تهران در داخل خودش یک منطقه ممنوعه ترافیکی برای خودروهای شخصی  دارد؛ یعنی در حال حاضر مساحتی بیش از ۳میلیون متر مربع از شهر تهران منطقه ممنوعه ترافیکی محسوب می‌شود. این محدوده از شمال به خیابان شهید مطهری، از غرب به خیابان کارگر، از جنوب به خیابان شوش و از شرق به امتداد خیابان ۱۷شهریور محدود می‌شود. این محدوده وسیع شامل بیشتر از ۱۰۰ورودی است که کنترل آن کار ساده‌ای به‌نظر نمی‌رسد. تا قبل از اجرایی‌شدن طرح کنترل مکانیزه این مجراهای ورودی به وسیله نیروی انسانی کنترل می‌شدند.

فرشاد جلالی – مدیر بخش تحقیق و توسعه سازمان کنترل ترافیک به دانستنیها از دلایل عدم موفقیت این روش می‌گوید. بر این اساس بوده که سازمان کنترل ترافیک به فکر پیدا کردن راه‌حل جایگزینی برای این مساله افتاد.

3-2-    سامانه تشخیص پلاک

مطالعات اولیه برای کنترل مکانیزه محدوده طرح‌ترافیک از سال۸۵ شروع شده است. چیپ‌های خودکار تشخیص هویت (RFID) یا دوربین شناسایی پلاک خودرو گزینه‌های موردنظر برای کنترل این محدوده بودند؛ «به دلیل سختی نصب چیپ روی ۵/۳میلیون ماشین در شهر تهران، سازمان تصمیم گرفت روشی را انتخاب کند که از ماشین‌ها مستقل باشد و هر ماشینی را شناسایی کند؛ حتی ماشین‌هایی که از خارج تهران وارد شهر می‌شوند.»

جلالی می گوید: «بنابراین نمایندگان سازمان با شرکت انگلیسی «TIPS» وارد مذاکره شدند. آنها در لندن این روش را شش سال قبل از ما به کار گرفته بودند. با این همه اعلام کردند ما قادر به شناسایی کاراکتر‌های پلاک شما نیستیم و شما باید پلاک‌هایتان را عوض کنید. درست مثل اتفاقی که در دوبی افتاد و آنها مجبور به انگلیسی‌کردن کاراکترهایشان شدند.» بنابراین مدیران شهرداری تصمیم گرفتند انجام این کار را به متخصصان داخلی بسپارند

3-3-    کنترل مکانیزه

با تکمیل شدن سامانه، در حال حاضر با پوشش بالاتر از ۹۰درصد خودروهای غیرمجاز ورودی شناسایی و برای آنها برگ جریمه صادر می‌شود. البته کنترل مکانیزه از آخر خرداد و به صورت آزمایشی راه‌اندازی شد و برگه‌های اخطار را  صادر کرد تا مردم موضوع را جدی بگیرند اما از ابتدای تیر اقدام به صدور برگ جریمه تنبیهی می‌کند. این نرم‌افزار براساس یک روش جهانی که به آن شناسایی الگو گفته می‌شود، کار شناسایی پلاک را انجام می‌دهد. اما سوال اصلی این است که این کار چطور اتفاق می‌افتد؟

3-4-    ماشین باسواد

همه ما برای خواندن اعداد و حروف از سوادمان بهره می‌گیریم اما وقتی که مجموعه دوربین و نرم‌افزار می‌توانند این کار را انجام بدهند، یعنی آنها هم باسواد (بخوانید هوشمند) هستند؟ برای اینکه ببینیم چطور می‌شود یک دوربین هوشمند یا باسواد ساخت، ابتدا باید ببینیم آن چیزی که ما به آن هوش یا سواد می‌گوییم چیست و چطور عمل می‌کند.

این گزارش با تشریح روش « تشخیص ساده » و مثال زدن از مغز انسان ادامه می هد : وقتی از نرم‌افزار، دوربین یا کامپیوتر می‌خواهیم چیزی را برای ما تشخیص بدهد، کافی است الگویی داشته باشد تا شیء موردنظر را با آن الگوها مقایسه کند؛ مقایسه‌ای که چندان مشکل به‌نظر نمی‌رسد اما درحقیقت بسیار پیچیده است. مغز ما پر از میلیون‌ها الگو است که به‌سرعت هر چیزی را با آنها مقایسه می‌کند. آن‌قدر سریع که ما متوجه این موضوع نمی‌شویم اما این میلیون‌ها الگو به مرور زمان و با استفاده از هوش در مغز ما به‌وجود آمده‌اند و مساله مهم درست‌کردن الگو‌هاست.

3-5-    توصیف دقیق ریاضی

اولین قدم در این کار دسته‌بندی اشیا به تعدادی موضوع یا کلاس است. قدم بعدی نسبت‌دادن ویژگی‌های مشخص و واضح به هر کدام از دسته‌هاست. براساس همین ویژگی‌هاست که سامانه بعد از دریافت داده‌های خام ویژگی‌های موردنظرش را از آن داده‌ها استخراج کرده و با ویژگی‌های الگو تطبیق می‌دهد. پس باید ویژگی‌های الگو را به‌خوبی برای سامانه تعریف کرده باشیم؛ یعنی یک نوع توصیف دقیق ریاضی و آن را طوری تعریف کنیم که بتواند همان ویژگی‌ها را به‌خوبی از اشیا استخراج کند. مثلا دوربین‌های عکاسی مجهز به نوعی نرم‌افزار برای تشخیص صورت هستند.

الگوهای تعریف شده برای این دوربین‌ها و قدرت پردازنده آنها در حدی است که فقط قادر به تشخیص صورت از بقیه اجزای بدن هستند اما نمی‌توانند بین صورت‌های مختلف تشخیصی بدهند. نمونه‌های پیشرفته‌تر می‌توانند لبخند فرد را هم تشخیص بدهند. همین ویژگی در سیستم‌های امنیتی تا حد شناسایی افراد حتی در بدترین شرایط نوری توسعه پیدا می‌کند.این روش باید آن‌قدر دقیق باشد تا مثلا حرف «ن» و «ل» را با هم اشتباه نگیرد. این آخری ایرادی است که در سامانه تشخیص پلاک وجود داشته و با تست‌های اولیه برطرف شده است.

3-6-    مراجع

1-شماره های مختلف نشریه دانستنیها. (http://barsam.ir/archive)

فصل 4-            سیستم نظارت تصویری ترافیکی اتوماتیک با استفاده از دوربینهای متحرک

4-1-    مقدمه

امروزه امر کنترل ترافیک از جمله مباحث بسیار مهم و حیاتی است که مستلزم بکارگیری افراد متخصص و با تجربه می باشد. مهندسی ترافیک هم بر همین اساس بنا نهاده شده است تا بتواند ترافیک شهری را از طریق جمع آوری و آنالیز اطلاعات ترافیکی نظیر تعداد خودروها، سرعت آنها وجریان ترافیک، کنترل و مدیریت نماید. در همین راستا بعضی از کشورها راه کارهایی را اندیشیده اند و سیستمهایی را بوجود آورده اند تا بتوانند بطور اتوماتیک و مکانیزه ترافیک شهری را تحت کنترل خود درآورند [1،2 و3],از اینرو سنسورهای مختلفی نظیر Microwave Vehicle Detector ، Inductive Loop Detector(ILD)سنسورهای لیزری و راداری، دوربینهای ویدئویی و سنسورهای نوری و الکترونیکی به این منظور بوجود آمده اند که ،به منظور تحلیل کمی و کیفی تصاویر ترافیکی از آنها استفاده می شود. اما با وجود تنوع کارایی، سنسورهای ذکر شده دارای معایبی نیز می باشند. به عنوان مثال نصب و نگهداری (ILD) ها گران می باشد. همچنین (ILD) ها قادر نیستند خودروهایی که ایستادهاند و یا آهسته حرکت می کنند را شناسایی کنند و تنها در یک نقطه خودروها را می شمارند. علاوه بر این هنگام اندازه گیری جریان ترافیک و یا سرعت خودروها به چندین  Detectorاحتیاج می باشد [10].

در این میان، دوربین های ویدئویی با پوشش فضای وسیعی از صحنه های ترافیکی، بیشترین اطلاعات را از این صحنه ها نسبت به سایر سنسورها دریافت می نمایند. همچنین نصب دوربین های ویدئویی نسبت به سایر سنسورها به هزینه کمتری احتیاج داشته و ارائه خدمات و نگهداری از آنها نیز مستلزم قطع جریان ترافیک معابر مربوطه نمی باشد. علاوه بر این، متخصصان با بهرهگیری از روشهای تحلیلی و پردازشی اعمال شده بر تصاویر دریافتی از دوربینها می توانند به شکل بهینه تر و کم هزینه تری ترافیک شهری را مدیریت و کنترل نمایند.

173- پروژه آماده: بررسی انواع کلکتورهای خورشیدی solar colector – شامل 23 صفحه فایل ورد (word)

برخی از پژوهش های صورت گرفته در زمینه کلکتورها

کلکتور صفحه تخت، اصلی‌ترین جزء در یک سیستم آبگرم خانگی خورشیدی است و بهینه‌سازی آن می‌تواند تا حد زیادی در بهبود کیفیت کار موثر باشد. لذا سرحدی و همکارانش [ ] در مقاله خود، کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت را توسط مفهوم اکسرژی بهینه‌سازی کرده اند. بدین منظور مدل ریاضی جامعی از شرایط عملکرد حرارتی و اپتیکی کلکتور بدست آورده شده است. در این مدل ریاضی اغلب پارامترهای هندسی و شرایط عملکرد آن بعنوان متغیر فرض شده‌اند. پس از این مدلسازی، با معرفی مفهوم اکسرژی و مؤلفه‌های مختلف معادله تعادل اکسرژی، ضمن متغیر بودن ضریب افت حرارت کلی کلکتور و سایر ضرایب انتقال حرارت و تصحیح رابطه اکسرژی تابشی خورشید، راندمان اکسرژی کلکتور بدست آمده است. در انتها توسط توابع بهینه‌سازی جعبه ابزار نرم افزار MATLAB شرایط عملکرد کلکتور و پارامترهای طراحی هندسی آن برای حداکثر شدن راندمان اکسرژی کلکتور پیدا شده‌اند و نمودارهای راندمان اکسرژی و حرارتی کلکتور بر حسب برخی پارامترها رسم و مقایسه شده‌اند. علاوه بر افزایش راندمان اکسرژی، مفید بودن این روش برای چنین سیستم‌هایی نتیجه شده است.

جمع کننده خورشیدی تحت خلاء که به Collector Glass-Metal معروف میباشد همانند یک مبدل حرارتی دو لوله ای از دو لوله متداخل فلزی و شیشه ای تشکیل شده است. دراین جمع کننده عموماً لوله فلزی از جنس مس میباشد که بنام لوله جاذب بوده بطوریکه سیال در داخل آن جریان دارد و لوله شیشه ای در بیرون قرار گرفته و از تلفات جابجایی بین محیط و لوله جاذب جلوگیری میکند. الیاسی راد و همکارش[ ] جهت به حداقل رساندن تلفات جابجایی، فضای بین دو لوله را  از هوا تخلیه کردند. عملکرد این مبدل به صورت ترموسیفون بوده که بواسطه آن جریان سیال گرم در داخل جمع کننده در اثر اختلاف دانسیته سیال گرم و سرد صورت میگیرد. در اثر جریان سیال گرم در داخل مخزن ذخیره کوئیلدار، آب مصرفی گرم میشود. این نهتنها سبب کاهش هزینه های ساخت، پمپاژ آب و نگهداری سیستم میشود، بلکه این جمع کننده در دمای متوسط به لحاظ جذب تابش خورشیدی حداکثر در اثر تمرکز اشعه تابیده شده در محور لوله ها عملکرد بهتری نسبت به جمع کننده های خورشیدی مسطح دارد. از دیگر مزایای عملکرد این نوع جمع کننده نسبت به جمع کننده های ثابت، اصلاح زاویه تابش برخورد به صفحه جاذب به منظور جذب انرژی تابشی حداکثر در طول کارکرد آن میباشد. این اصلاح با تجهیز جمع کننده به یک ردیاب خورشیدی صورت گرفته که بواسطه آن زاویه تابش به سطح جمع کننده به حداقل میرسد و این اصلاح تاثیر بسزایی در جذب انرژی تابشی حداکثر و نتیجتاً در افزایش راندمان سیستم دارد. سیستم ردیاب خورشیدی این جمع کننده از یک سلول فتوولتائیک، منبع ذخیره انرژی، یک جفت حسگر اختلافی نوری، مدار کنترل و سیستم محرک با یک جعبه دنده کاهنده تشکیل شده است. جمع کننده محوری فوقپس از اتمام مراحل طراحی و ساخت، مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از آزمایش جمع کننده های مسطح موجود مقایسه شد.

در صد قابل توجهی از انرژی منازل مسکونی صرف گرم کردن آب می شود. در صورتیکه انرژی مورد نیاز در این قسمت از طریق منابع انرژی تجدید پذیر جایگزین شود اقدام بسیار موثری در زمینه صرفه جوئی در مصرف سوختهای فسیلی و نیز کاهش آلودگی زیست محیطی صورت گرفته است. غیبی و همکارانش[ ] در تحقیق خود، امکان استفاده از انرژی خورشیدی در کلکتورهای تخت سیمانی را  مورد مطالعه قرار داده اند و موقعیت قرار گیری لوله‌ها در یک جاذب سیمانی را بررسی کرده اند. برای این منظور آزمایش‌هایی انجام شده و در آن‌ها دمای ۴ لوله مختلف با میزان فرورفتگی متفاوت در درون یک قاب سیمانی در شرایط مشابه اندازه‌گیری شد. این اندازه‌گیریها در دو حالت با شیشه (گلخانه‌ای) و بدون شیشه صورت گرفت و در پایان این نتیجه بدست آمد که لوله‌‌ با فاصله ۰.۵ و ۱ سانتی متر از سطح سیمان بهترین نتایج را داشنند اما مدلی که در درون سیمان قرار دارد(۱سانتی‌متر) از لحاظ امنیت و زیبایی سطح مناسب تر است. می‌توان از این سیستم در دیوارها و یا سقف خانه‌ها استفاده کرد و این طرح می‌تواند جایگزین خوبی برای آبگرمکن‌های گازی و حتی آبگرمکن‌‌های خورشیدی با سطح جاذب فلزی باشد. مزیت این سیستم این است که احتیاجی به تاسیسات اضافی ندارد و فقط با شبکه بندی لوله در درون دیوار و یا سقف، می‌توان آب گرم مصرفی یک محیط را فراهم کرد.

در سیستم‌های آبگرم خانگی خورشیدی، کلکتور به عنوان اصلی‌ترین جزء سیستم در نظر گرفته می‌شود و عملکرد حرارتی بهینه آن در عملکرد کل سیستم تأثیر بسزائی دارد. از اینرو مقدار کیفیت انرژی یا همان اکسرژی جمع آوری شده توسط کلکتور اهمیت می‌یابد. از طرف دیگر معادله انرژی هیچگونه اطلاعاتی در مورد افت‌های داخلی نمی‌دهد و به تنهایی نمی‌تواند معیاری از کارایی کلکتور خورشیدی باشد. لذا در این مقاله به یافتن، انجام طراحی و تعیین شرایط عملکردی این نوع کلکتورها پرداخته شده است تا اکسرژی جمع آوری شده به حداکثر ممکن برسد و به عبارت دیگر برگشت ناپذیری‌های موجود به حداقل ممکن کاهش یابد. در سال 1990 دوتا گوپتا و همکارانش [ ]، تحلیل حرارتی و اکسرژی کلکتور را با فرض ثابت بودن ضریب افت حرارت کلی  و تغییرات دمای ورودی سیال، انجام دادند و دمای ورودی بهینه را برای چند مورد بدست آوردند. در سال 1991 وینگ هان  و همکارانش [ ]، با فرض ثابت بودن ضریب افت حرارت کلی، از مفهوم اکسرژی برای رتبه‌بندی کلکتورهای خورشیدی استفاده کردند و بر مبنای تولید اکسرژی بیشتر، چهار کلکتور مختلف را مرتب کردند. در سال 1999 هال و همکارانش [ ]، به تحلیل اکسرژی گیرنده‌های خورشیدی فضایی پرداختند و با اعمال این فرض ساده که ضریب افت حرارت کلی تابعی توانی از دمای متوسط سطح بیرونی است، رابطه‌ای انتگرالی برای راندمان اکسرژی گیرنده بدست آوردند.

169- پروژه آماده: بررسی انواع مبدلهای حرارتی لاملا - 24 صفحه فایل ورد (word)

مبدل های حرارتی تقریباً پرکاربرترین عضو در فرآیندهای شیمیایی اند و می توان آن ها را در بیشتر واحدهای صنعتی ملاحظه کرد. آنها وسایلی هستند که امکان انتقال انرژی گرمایی بین دو یا چند سیال در دماهای مختلف را فراهم می کنند. این عملیات می تواند بین مایع- مایع ، گاز- گاز و یا گاز- مایع انجام شود. مبدل های حرارتی به منظور خنک کردن سیال گرم و یا گرم کردن سیال با دمای پایین تر و یا هر دو مورد استفاده قرار می گیرند.

مبدل های حرارتی در محدوده وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . این کاربردهای شامل  نیروگاه ها ، پالایشگاه ها ، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید ، صنایع فرآیندی ، صنایع غذایی و دارویی ، صنایع ذوب فلز ، گرمایش ، تهویه مطبوع ، سیستم های تبرید و کاربردهای فضایی میباشند. مبدل های حرارتی در دستگاه های مختلف نظیر دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور، اواپراتور، تبخیر کننده ها ، برج خنک کن ، پیش گرم کن فن کویل ، خنک کن و گرم کن روغن ، رادیاتور ها ، کوره ها و ... کاربرد فراوان دارند. 

صنایع بسیاری در طراحی انواع مبدل های حرارتی فعالیت دارند و هم چنین ، دروس متعددی در کالج ها و دانشگاه ها با نام های گوناگون در طراحی مبدل های حرارتی ارائه     می گردد. محاسبات مربوط به مبدل ها کاری طولانی و گاهی خسته کننده است. مثلاً طراحی یک مبدل برای یک عملیات به خصوص نیاز به حدس های زیادی دارد که با استفاده از آن ها و طبق استانداردها می توان اندازه های یک مبدل مناسب را پیدا کرد. اما با استفاده از     برنامه های کامپیوتری تمام این محاسبات توسط کامپیوتر انجام میشود و طراح برای طراحی تنها باید شرایط عملیاتی و خواص سیالات حاضر در عملیات را وارد کند. نرم افزارهای  Aspen B-jac و  HTFS از این موارد هستند. این نرم افزارها شامل برنامه هایی می شوند که توانایی انجام چنین محاسباتی را دارند.

در این تحقیق ابتدا توضیحاتی در مورد مبدل های حرارتی و اصول طراحی آنها بیان گردیده و در ادامه به معرفی و آشنایی با چند نرم افزار طراحی مبدلها پرداخته شده است

دسته بندی مبدل های حرارتی

مبدل های حرارتی را می توان از جنبه های مختلف دسته بندی کرد :

-        بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم

-        بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم

-        بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم

-         بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدلها

بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم

93 - پروژه آماده: بررسی مبانی تئوری الاستیسیته مواد پروالاستیک - 85 صفحه فایل ورد (word)

مقدمه

پروالاستیسیته شاخه­ای از تئوری کانتینیوم برای آنالیز یک ماده پرو شامل ماتریکس الاستیک است که از سیال اشباع شده می‌باشد. به لحاظ فیزیکی وقتی یک ماده پرو تحت تنش قرار می‌گیرد، حفره‌ها دچار تغییر شکل حجمی می‌شوند. از آنجایی که حفره‌ها از سیال پرشده اند، وجود سیال نه تنها به عنوان سفت کننده ماده عمل می‌کند، همچنین منجر به انتشار سیال داخل حفره بین نواحی پرفشار و کم فشار می‌شود. اگر سیال ویسکوز باشد، رفتار سیستم ماده وابسته به زمان خواهد بود.

تئوری‌‌های پروالاستیک اساساً با مسائل مربوط به خاک و زمین شناسی شروع شد. این مسائل عموماً مربوط به ساختار‌های انبوه و دارای طبیعت سه بعدی می‌باشند. مسائل اختلاط، وابسته به انتشار موج، مکانیک کف دریا  بعضی ازاین مسائل هستند. کاربرد تئوری پروالاستیک امروزه کاملا رشد کرده است. در سه دهه اخیر مدل پروالاستیک به طور وسیع و موفقیت آمیزی در بیومکانیک به کار برده شده است. تشابهاتی در خواص مکانیکی و رفتارژئومکانیک و ساختار‌های بیولوژیکی ویژه وجود دارد. انگیزه اولیه برای تحقیق چنین ساختارهایی اساسا مربوط به ساقه و برگ گیاهان می‌شود. این عناصر گیاهان کاربرد دوگان‌های دارند که یکی سفتی و استحکام ساختار را بالا می‌برد و دیگر اینکه دارای عروق بافتی است که آب را از ریشه به برگ‌ها می‌رساند. ساقه‌‌های گیاهان علفی و بافت چوبی ساقه از آب پر شده است، در گیاهان اولیه 85% از وزنشان را آب تشکیل می‌داد و بعدها این مقدار حدودا به 60% رسید. چنین ساختاری از گیاه به طور زیادی غیرایزوتروپ می‌باشد. سفتی محوری بیش از 20 برابر بزرگتر از سفتی عرضی برای بافت‌های چوبی می‌باشد. مشخصه اصلی چنین گیاهانی ساختار میکروشان می‌باشد که طوری طراحی شده است که آب را به طور محوری منتقل می‌کند. بنابراین طبق مدل گیاهان، مدلی از یک تیر پروالاستیک که آب می‌تواند در جهت محوری حرکت کند مدل شد. از طرفی بسیاری از تحقیقات و مقالات روی موادی که به طور استاتیکی ایزوتروپ هستند تحقیق کردند، که تئوری‌‌های آنها برای حالت غیر ایزوتروپ نیز استفاده می‌شود. اساس فرضیات فیزیکی هر دو یکسان می‌باشند اما بسیاری از ثابت‌های ماده و پیچیدگی‌‌های ریاضی آن کاهش می‌یابد. ما برای نزدیک کردن حالت غیرایزوتروپ به ایزوتروپ، ابعاد جسم را در جهت عمود بر حرکت سیال کوچک در نظر می‌گیریم. به این ترتیب نیاز به فرضیات جدید فیزیکی نبوده و تعدادی از پارامتر‌های ماده نیز حذف می‌شوند. مواد تشکیل دهنده عناصر تیر به صورت ایزوتروپ عرضی در مقطع عرضی صفحه در نظر گرفته می‌شود. این مطالعه یک متد و اصل تئوری برای تحقیق روی رفتار‌های مکانیکی اجزاعی که از چنین موادی ساخته شده است فراهم می‌کند. اینها محدود به مواد ساقه وتنه گیاهان، که انگیزه اصلی برای مدل چنین موادی بوده است نمی‌باشد بلکه مواد مصنوعی با رفتار مشابه نیز دارای اهمیت فراوانی می‌باشند. مواد پرو دارای رفتار متفاوتی نسبت به مواد غیر پرو دارند.

2-1. پروالاستیک و کاربرد آن

مواد پروالاستیک را می‌توان به دو دسته کلی طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد. که دسته طبیعی مانند چوب، سنگ، خاک به صورت طبیعی در اطراف ما به وجود آمده‌اند و با انجام آزمایشاتی بر روی آنها مشخصات از جمله تخلخل اندازگیری می‌شود. اما دسته مصنوعی  با توجه به نیاز مشخصات آنها تعیین و ساخته می‌شود.

2-1-1. دسته بندی مواد پرو الاستیک طبیعی

تخلخل‌ها را بر مبنای مختلفی همچون اندازه حفره‌ها و زمان تشکیل آنها طبقه بندی می‌کنند. در طبقه بندی بر مبنای اندازه حفره‌ها، تخلخل‌ها را به دو نوع ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می‌کنند. در تقسیم بندی بر مبنای زمان تشکیل خلل و فرج موجود در سنگ یا رسوب، تخلخل را به انواع اولیه و ثانویه تقسیم می‌کنند.

2-1-1-1. انواع تخلخل بر اساس اندازه حفرات

تخلخل ماکروسکوپی

در این تخلخل قطر منافذ از 8 میکرون بیشتر است. در این منافذ، آب و مواد سیال دائما و به آسانی جریان پیدا می‌کنند و حرکت آنها تابع نیروی جاذبه می‌باشد. منافذ موجود در این نوع تخلخل در اثر انحلال مواد عملکرد فشار‌های تکتونیکی و یا شکستگی‌‌های ناشی از خشک شدن سنگ و رسوب بوجود می‌آیند. در رسوب‌‌های آبرفتی و در سنگ‌‌های با قابلیت انحلال زیاد (مثل آهک) به فراوانی قابل مشاهده هستند. شکستگی‌‌های ناشی از عمل کوهزایی یا انحلال آهک و رسوبات تبخیری حفر‌ه‌ها و مجاری قابل عبور مواد سیال را فراهم می‌کنند. در نتیجه آب و نفت در آنها جریان پیدا می‌کنند. اگر طبقات بالا و پایین آن غیر قابل نفوذ باشند، مخازن بزرگ آب و نفت در چنین سنگ‌هایی حاصل می‌شود.

تخلخل میکروسکوپی

در تخلخل میکروسکوپی قطر منافذ کوچکتر از 8 میکرون می‌باشد. در این منافذ آب و یا سایر سیالات به آسانی نمی‌توانند حرکت کنند. لذا در این نوع منافذ نیروی جاذبه در عبور و جریان مایعات موثر نیست و حرکت مایعات در این منافذ تابع قانون لوله‌‌های مویین می‌باشد. تخلخل میکروسکوپی در رسوبات رسی فراوان است. این رسوبات طبقات غیر قابل نفوذ هستند و آب را در منافذ کوچک خود جای داده و به زحمت آن را از دست می‌دهند. در واقع تخلخل موجود در رسوبات رسی از نوع غیر مفید بوده و منافذ و حفره‌‌های موجود در آنها به هم راه ندارند.

2-1-1-2. انواع تخلخل بر اساس زمان تشکیل

همچنین تخلخل می‌‌تواند بر اساس زمان تشکیل  به دو دسته اولیه و ثانویه طبقه بندی شود، که تخلخل اولیه همزمان با رسوب گذاری ایجاد شده است (تخلخل ماسه سنگ عموما به صورت اولیه می‌باشد) و تخلخل ثانویه بعد از رسوب گذاری و مدفون شدن رسوبات تشکیل شده است. (تخلخل سنگ‌‌های کربنات عمدتاً از نوع ثانویه هستند)

3- پروژه آماده: بررسی نقش و کاربرد فناوری نانو در مهندسی صنایع - 81 صفحه فایل ورد (Word)

فهرست مطالب

عنوانصفحه

فهرست جدول‌ها‌ج

فهرست شکل‌‌ها‌د

فصل 1-نانو چیست1

1-1-مقدمه:....1

1-2-علم نانوتکنولوژی چیست؟1

1-3-آغاز نانوتکنولوژی5

1-4-کاربردهای علم نانو8

1-4-1-کاربردهای فناوری نانو در میان مدت :10

1-4-1-1-رنگها و محلولها ..10

1-4-1-2-محیط زیست:..10

1-4-1-3-سلول های سوختی:11

1-4-1-4-نمایشگرها:....11

1-4-2-کاربردهای فناوری نانو در بلند مدت:12

1-4-2-1-مواد مغناطیسی:12

1-4-2-2-وسایل پزشکی:..12

1-4-2-3-تصفیه آب:13

فصل 2-کاربرد فناوری نانو در صنایع نفت15

2-1-مقدمه15

2-2-کاربرده ای فن اوری نان و در بخ ش بالادستی صنعت نفت16

2-2-1-صنعت اکتشاف16

2-2-1-1-کاربرد نانو حسگر ها در اکتشاف نفت و گاز17

2-3-صنعت حفاری20

2-3-1-روش های حفاری20

2-3-1-1-حفاری دورانی  .21

2-3-1-2-نمونه ای موفقیت آمیز از کاربرد فناوری نانو در صنعت حفاری ایران27

2-4-صنعت استخراج و بهره برداری28

2-4-1-کاربردهای فناوری نانو در صنعت استخراج و بهره برداری28

2-4-2-بررس ی و ارائه راهکار برای یکی از مهمترین مشکلات ایران در بخش استخراج29

2-5-مهندسی و مدیریت مخازن نفت و گاز30

2-5-1-روشه های ازدیاد برداشت و جایگاه در ایران31

2-5-2-برخی کاربردهای فناوری نانو در بخش ازدیاد برداشت و مباحث مرتبط با مدیریت مخازن33

فصل 3-کاربرد فناوری نانو در صنایع خودروسازی35

3-1-مقدمه:....35

3-2-کاربرد فناوری نانو در سبک سازی و استحکام بدنه خودرو37

3-3-کاربرد فناوری نانو در رنگ و پوشش خودرو38

3-4-کاربرد فناوری نانو در صنایع لاستیک خودرو39

3-5-کاربرد فناوری نانو در ارتقای ایمنی خودروها40

3-6-کاربرد فناوری نانو در کاهش آلودگی محیط زیست ناشی از خودرو42

فصل 4-کاربرد فناوری نانو در صنایع کشاورزی و غذایی45

4-1-مقدمه45

4-2-کشاورزی دقیق45

4-3-سیستم‌های رسانش هوشمند49

4-4-به‌کارگیری فناوری‌نانو در صنعت کشاورزی51

فصل 5-کاربرد نانو در صنایع دریایی58

5-1-نانو در صنایع دریایی60

5-1-1-صنایع کشتی سازی61

5-1-2-صنایع فرا ساحل62

5-1-3-صنایع ساحلی و بندری62

5-2-پتانسیل های کاربرد فناوری نانو در صنایع دریایی63

5-2-1-فناوری الکترونیک ، کامپیوتر و مخابرات63

5-2-2-الکترودهای جوشکاری دما پایین63

5-2-3-سوخت... .63

5-2-4-نانوفایبرگلاس و نانوکامپوزیت ها64

5-2-5-جاذب های ارتعاشی65

5-2-6-جاذب های صوتی65

5-2-7-رنگ های دریایی65

5-2-8-جاذب های انرژی موج دریا و نور آفتاب66

5-2-9-نانوفیلتراسیون66

5-2-10-نانومورفولوژی67

5-2-11-تحول در فناوری پیل سوختی67

5-2-12-باتری های با ذخیره انرژی بسیار بالا68

5-2-13-گرافیت و سرامیک68

فهرست مراجع71

صنعت اکتشاف، پایه و اولین رکن از صنعت نفت است. از تکنیک های رایج در این صنعت)که در ایران نیز از آن به وفور

استفاده می شود(، لرزه نگاری است. البته روش های دیگری هم چون گران سنجی و مغناطیس سنجی نیز وجود دارد که با توجه به دقت روش لرزه نگاری در مقایسه با آن ها، به این روش پرداخته می شود.

لرزه نگاری عبارت است از ایجاد انفجار در نقاط مختلف ناحیه تحت اکتشاف و ثبت لرزه های ایجاد شده که با کمک آن ها می توان ساختار و چیدمان کلی لایه های زمین و مخزن را تشخیص داد. این فرایند براساس تفاوت سرعت حرکت صوت

در لایه های مختلف صورت می پذیرد و می توان آن را براساس شرایط تفسیر و ابزارهای موجود، به شکل های کیبعُدی،

دوبعُدی و سه بعُدی انجام داده، به ک مک آن، به وجود لایه های با پتانسیل هیدروکربوری یا غیرهیدروکربوری پی برد. لرزه نگاری چهاربعدی نیز که به تازگی و به صورت محدود در ایران کاربردی شده است، همان لرزه نگاری سه بعدی است که در زمان های مختلف انجام می شود و از طریق آن می توان نحوه پیشروی سیالات مختلف را مشخص و پیش بینی کرد.

مهمترین ابزار فرآیند لرزه نگاری ژئوفون نام دارد (شکل ‏1‑1) بعد از ایجاد انفجار با دینامیت یا سایر روش های تولید انفجار، به ک مک این ابزار می توان میزان تحرک لایه ها نسبت به انفجار ایجاد شده را ثبت کرد. درحقیقت، ژئوفون با دریافت امواج صوتی حاصل از انفجار و تبدیل آن ها به ولتاژ، انحراف آن ها از خط مبنا را به عنوان نتایج لرزه نگاری ارائه می دهد.

کاربرد نانو حسگر ها در اکتشاف نفت و گاز

امروزه با ورود فناوری نانو به این عرصه و اختراع نانو حسگرها، خروجی و نتایج فرآیند لرزه نگاری بهبود یافته است. فرآیند لرزه نگاری در این روش به همان شکل متداول خود انجام می شود، با این تفاوت که در آن با استفاده از ابزار ویژه (شکل ‏1‑2) یک دسته از نانو حسگرهای صوتی به موقعیت های مختلفِ ناحیه تحت اکتشاف ارسال می شود، تا بعد از انجام مجدد عملیات لرزه نگاری، با بازیابی آن ها و تفسیر نتایج، ثبت لرزه های حاصل از انفجار با دقت بیشتری انجام شود. به علاوه، فناوری نانو توانسته است تا با نانوساختار کردن ژئوفون ها به عملکرد سریع و ثبت دقیقتر اطلاعات صوتی این فرآیند کمک شایانی کند.

بنابراین، استفاده از نانو حسگرها در تصویربرداری های صوتی-لرزه ای و شناخت نوع و نحوه جریان سیالات زیرزمینی براساس تفسیر امواج صوتی حاصل از انفجار)که به دریافت اطلاعات دقیق تر از ساختار مخزن و لایه ها منجر می شود(، از مزایای کاربردی فناوری نانو در فرایند اکتشاف نفت و گاز است)به ویژه در مواردی که هدف از اکتشاف، کشف یک میدان یا مخزن جدید نبوده و عملیات اکتشاف با هدف بررسی نحوه جابجایی سیالات بعد از گذشت چندین سال از تولید از یک لایه هیدروکربوری، دوباره انجام شود(. هم اکنون در شرکت های بزرگ BP و Shell ، فرآیند اکتشاف میادین جدید نفت و گاز با کاربرد نانوتکنولوژی در تصویربرداری لرزه ای و لرزه نگاری چهاربعُدی انجام می شود. شکل ‏1‑3با هدف اشاره به اهمیت کاربرد فرآیند لرزه نگاری چهاربعدی در شناخت نحوه جابجایی سیالات، کاربرد آن در کیی از میادین نفتی ایالت تگزاس امر کیا را نشان می دهد. اما کاربرد فناوری نانو در این بخش از صنعت نفت در ابتدای راه است و مشکلاتی بر سر راه آن وجود دارد. محدودیت کاربرد نانوحسگرها نسبت به شرایط محیطی و زیرزمینی مختلف از جمله مشکلات این تکنولوژی است که سبب شده است تا این روش فقط در نواحی اکتشافی ویژه ای پاسخگو باشد. بهعلاوه، هزینه و ریسک بالای صنعت اکتشاف)به ویژه در کشوری مانند آمریکا، که در شکل ‏1‑3کیی از میادین هیدروکربوری آن نشان داده شده است( و ارتباط ضعیف صنعت اکتشاف و نانوتکنولوژی سبب شده است تا از این نوع محصولات کمتر استفاده شود. بنابراین، به نظر می رسد که آنچه امروز با ورود روش های لرزه نگاری چهاربعدی در صنعت اکتشاف ایران می گذرد، در کوتاه مدت مطلوب است و تا زمان کاربردی تر شدن فناوری نانو در این بخش، نیاز به تغ ییرات ساختاری احساس نمی شود. بدیهی است که در این مدت )تا زمان کاربردی تر شدن فناوری نانو در بخش اکتشاف(، تلاش در جهت بومی سازی این فناوری باید در رأس امور قرار گیرد.