نرم افزار EES یک نرم افزار برنامه نویسی قوی در زمینه علوم حرارت و
سیالات است که در سال های اخیر مورد توجه مجامع علمی معتبر قرارگرفته است.
این نرم افزار در سال 1992 توسط یک محقق امریکایی به نام S.A. Klein و تحت
پوشش شرکتFCHART نوشته شد.
انگیزه نویسنده نرم افزار برای ایجاد EES ، پس از سال ها تدریس دروس
ترمودینامیک و انتقال حرارت مهندسی مکانیک ایجاد گردید چرا که در این علوم
برای حل مسایل لازم است همزمان با تنظیم معادلات از خواص ترموفیزیکی مواد
نیز استفاده گردد و گاه لازم است یک مسأله چندین بار با داده های مختلف حل
شود. تا قبل از ایجاد این نرم افزار ، برنامه نویسی در علوم حرارت و
سیالات به شکل پراکنده ای انجام می شد ولی امروزه EES به عنوان یکی از
معتبرترین نرم افزار های علوم حرارت و سیالات شناخته شده و در بسیاری از
دانشگاه های معتبر جهان در کنار دروس مهندسی مکانیک مورد استفاده قرار می
گیرد.
کار عمده ای که نرم افزار EES انجام می دهد ، حل مجموعه معادلات جبری می
باشد. همچنین این نرم افزار ، قادر به حل معادلات دیفرانسیل ، معادلات
دارای متغیرهای مختلط ، معادلات انتگرالی بوده و امکان حل مسایل بهینه
سازی ، رگرسیون خطی وغیر خطی و ترسیم نمودارها و جداول در آن وجود دارد.
این نرم افزار تحت نسخه های مختلف سیستم عامل ویندوز کار می کند.
دو تفاوت عمده بین نرم افزار EES و سایر نرم افزارهای حل معادلات وجود
دارد. اول اینکه EES به طور خود کار معادلاتی که باید همزمان حل شوند را
شناسایی و دسته بندی می کند. این مورد مراحل کار را برای کاربر بسیار ساده
می کند و مطمئناً بالاترین سرعت و بازده را خواهد داشت. دوم اینکه EES یک
سری توابع جهت محاسبه خواص ترموفیزیکی مواد در اختیار کاربر می گذارد.
کتابخانه توابع ریاضی و توابع خواص ترموفیزیکی مواد در EES بسیار گسترده
می باشد اما ممکن است پاسخگوی نیازهای همه افراد نباشد لذا امکان اضافه
کردن توابع دلخواه با استفاده از برنامه نویسی به زبانهای سی, پاسکال و
فرترن وجود دارد.
اصول کار در EES به این نحو است که ابتدا باید مسأله مورد نظر به طور کامل
تحلیل گردیده و معادلات لازم استخراج گردد. بعد از استخراج معادلات باید
آنها را به زبان EES تبدیل نمود. سپس در بخش فهرست متغیرها ، اسامی
متغیرها و واحدهای احتمالی آنها را مرتب نمود. در صورتی که اقدامات اولیه
به شکل صحیح صورت گیرد و مسأله از نظر ریاضی قابل حل باشد می توان یک بار
برنامه را اجرا کرد. اگر برنامه در حین اجرای مسایل پیچیده به مشکل برخورد
کند باید مقادیری برای برخی متغیرها حدس زد و مسأله را به روش سعی و خطا
حل نمود.
به عنوان مثال برای شبیه سازی سیکل های تبرید جذبی لیتیوم بروماید و آب توسط نرم افزار EES باید مراحل زیر انجام گردد :
الف- ترسیم یک نمودار ساده از سیکل تبرید مورد نظر (نمودار P-T-X) و تعیین نقاطی از سیکل به عنوان نقاط مهم و کلیدی.
ب- استخراج کلیه معادلات حاکم برای اجزای سیکل بر مبنای فرضیات استاندارد و مدل سازی که در مراجع معتبر آمده است.
ج- بیان معادلات حاکم بر سیکل به زبان EES و تنظیم یک برنامه رایانه ای
جامع بر مبنای ضوابط حاکم در این نرم افزار که در دفترچه راهنمای آن آمده
است.
د- طراحی یک رابط گرافیکی مناسب برای کاربری که اطلاع چندانی از نرم افزار
EES ندارد. در واقع این مرحله برای کاربردی و فراگیر کردن برنامه تهیه شده
در مرحله (ج) است.
ه- تهیه و ارائه خروجی های مناسب از برنامه ها در قالب جداول و نمودارها برای تحلیل بهتر نمودارها.
به طور کلی هر یک از برنامه های EES از اجزای ذیل تشکیل می گردد :
الف- پنجره معادلات (Equations Window)
در این قسمت کلیه معادلات حاکم بر مسأله بایست تعریف گردند . این قسمت
شامل متغیرهای ورودی متغیرهای خروجی (مجهولات) ، متغیرهای کمکی ، توابع
ریاضی ، توابع خواص ترمودینامیکی و متون توضیحی می باشد . قابل ذکر است که
کلیه موارد ذکر شده بین علامت {} صرفاً جهت توضیح برنامه بوده وتأثیری در
محاسبات نخواهند داشت.
ب- پنجره فرم بندی معادلات(Formatted Equations Window)
در این قسمت معادلات ذکر شده در پنجره معادلات به شکل ریاضی مرتب می شوند
و به کاربر کمک می کند تا از صحت معادلات ذکر شده اطمینان حاصل نماید و به
طور کلی فقط جنبه نمایشی دارد.
ج- پنجره حل(Solution Window)
در این قسمت مقدار اولیه یا مقدار محاسبه شده متغیرهای نرمال مسأله بعد از اتمام فرایند تحلیل مسأله ، نمایش داده می شود.
د- پنجره آرایه ها(Arrays Window)
در این قسمت مقدار اولیه یا نهایی متغیرهای اندیس دار پس از انجام فرایند
حل مسأله نمایش داده می شود که در خصوص سیکل های ترمودینامیکی بسیار
کاربردی ومفید است چرا که هر نقطه روی سیکل با یک عدد نمایش داده می شود
وخواص مربوط به هر نقطه با اندیس عدد مذکور نمایش داده می شوند.
ه- پنجره وضعیت وخطا(Residuals Window)
در این قسمت کلیه معادلات حاکم بر مسأله در یک ستون نمایش داده می شود .
در هر معادله متغیرهای نشان داده شده با حروف سیاه ، متغیرهایی هستند که
مقدارآنها از آن معادله بدست می آید . ضمناً در ستون اول یک عدد یا حرف D
برای هر معادله درج می شود. حرف D نمایانگر متغیرهایی است که در رابط
گرافیکی کاربر تعریف می گردند . معادلاتی که از یک دست هستند و به طور
همزمان با هم حل می شوند نیز با اعداد مشابه نمایش داده می شوند.
و- جدول پارامتریک(Parametric Table Window)
در این جدول یکی از متغیرهای مسأله تغییر داده می شود و مقادیر متغیرهای
دلخواه به ازای هر مقدار آن متغیر نمایش داده می شود . در واقع مسأله چند
بار حل می گردد و نتایج هر بار حل مسأله در یک ردیف جدول قید می گردد.
ز- پنجره نمودار(Plot Window)
در این قسمت نمودار یا نمودارهایی که بر حسب شرایط مسأله توسط کاربر ترسیم
گردیده است مشاهده می گردد . تعداد این نمودارها ممکن است حداکثر به ده
نمودار برسد.
ح- رابط گرافیکی کاربر(Diagram Window)
در این قسمت یک نمودار کلی از مسأله دیده می شود . در واقع با ارایه یک
شکل مناسب از مسأله و در نظر گرفتن محل هایی برای وارد کردن داده و محاسبه
خروجی ها می توان کیفیت حل مسأله را بهبود بخشیده ، برنامه را جذابتر
نمود.
دما یکی از عناصر اساسی شناخت هوا می باشد، با توجه به دریافت نامنظم
انرژی خورشیدی توسط زمین، دمای هوا در سطح زمین دارای تغییرات زیادی است
که این تغییرات به نوبه خود سبب تغییرات دیگری در سایر عناصر هوا می گردد.
دمای هوا را به وسیله دماسنج اندازه گیری می کنند.
انواع دماسنج ها
۱ - دماسنج معمولی (استاندارد Thermometer)
این دماسنج یک لوله بسیار باریک شیشه ای مسدود است که در انتهای آن محفظه
ای تعبیه و از جیوه یا الکل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء کامل
وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مایع درون مخزن شده و
متعاقب آن باعث بالا و پایین رفتن مایع در داخل مخزن شیشه ای می شود، با
مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرایت عددی که روی بدنه شیشه نوشته
شده است دمای هوا در آن لحظه مشخص می شود.
۲ - دماسنج حداکثر (Max-Thermometer)
اغلب نیاز است علاوه بر دمای معمولی هوا حداکثر دمایی که در طول یک دوره
معین مثلاً یک شبانه روز اتفاق افتاده است نیز اندازه گیری و تثبیت شود به
این منظور از دماسنج حداکثر استفاده می کنند. این نوع دماسنج با یک تفاوت
جزیی تقریبا مشابه دماسنج های معمولی است به این صورت که لوله مویین آن در
محلی که به مخزن منتهی می شود بسیار باریک شده است. هنگامی که دما زیاد می
شود جیوه داخل مخزن منبسط شده و نیروی حاصل می تواند باعث راندن جیوه از
داخل مجرای باریک بالای مخزن به قسمت بالای لوله گردد به این ترتیب ارتفاع
جیوه در داخل مخزن بالا می رود و با کاهش دما مایع داخل مخزن منقبض می شود
ولی باریک بودن لوله از برگشت مایع به داخل مخزن جلوگیری می کند و سطح
مایع در داخل لوله در محلی که بالاترین دمای قبلی اتفاق افتاده است باقی
می ماند بنابراین سطح فوقانی جیوه نشان دهنده حداکثر دمای اتفاق افتاده
است.
۳ - دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
دماسنج های حداقل برای تثبیت پایین ترین دمای اتفاق افتاده در یک دوره
معین به کار می رود دماسنج های حداقل مشابه دماسنج های معمولی است با این
تفاوت که مایع داخل مخزن این نوع دماسنج به جای جیوه از مایعات رقیق تر
مانند الکل استفاده می شود. به علاوه در داخل لوله مویین یک سوزن شیشه ای
که دو سر آن گرد می باشد رها گردیده که به عنوان شاخص از آن استفاده می
شود، وقتی دمای هوا کاهش می یابد با انقباض مایع سطح بالای الکل در داخل
لوله مویین با اعمال نیروی کشش سطحی شاخص سوزنی را نیز به طرف پایین مخزن
حرکت می دهد با افزایش دما مجدداً الکل در داخل لوله مویین از اطراف سوزن
عبور کرده و به طرف بالا صعود می کند اما سوزن در پایین ترین محلی که قبلا
در اثر کشش سطحی پایین آمده بود باقی می ماند.
بنابراین قسمت بالایی شاخص شیشه ای پایین ترین دمایی را که اتفاق افتاده
است نشان می دهد در حالی که انتهای سطح الکل در بالای لوله دمای لحظه ای
هوا را نشان می دهد.
۴ - دماسنج حداقل - حداکثر (Min-Max Thermometer)
این دماسنج ترکیبی از دو دماسنج حداقل و حداکثر می باشد، این دماسنج از یک
لوله شیشه ای U شکل ساخته شده است که دو انتهای آن مسدود می باشد. قسمت
پایینی لوله U شکل با جیوه پر شده است. علاوه بر جیوه قسمت بالایی لوله
قسمت چپ به طور کامل از الکل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست که
انتهای آن به صورت یک مخزن گشاد شده می باشد از الکل پر شده است و نصف
دیگر آن از یک نوع گاز پر شده است. در بالاترین سطح جیوه و در داخل الکل
در هر دو ستون شاخص های شیشه ای رنگی که یک سوزن در وسط آن تعبیه شده است
وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جیوه
بالا و پایین می رود. بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است
دمای حداقل و بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت راست بالا رفته دمای
حداکثر را نشان می دهد.
۵ - دمانگار (Thermograph)
دمانگار یک وسیله کاملاً مکانیکی است و با استفاده از یک عنصر فلزی که
انحنای آن با دما تغییر می کند ساخته شده است یک طرف عنصر فلزی حساس به
تغییرات دما که دارای انحنا می باشد به بازوی اهرم طویل و متحرکی بسته شده
است که این بازو ممکن است مستقیماً دما را از روی یک مقیاس ساده درجه بندی
شده نشان دهد و یا اینکه انتهای بازو به یک قلم ثبات متصل گردد. با تغییر
دمای هوا انحنای فلز تغییر می کند و این امر با توجه به نحوه تغییرات دما
باعث انحراف قلم در انتهای بازوی مکانیکی به طرف بالا و پایین در روی کاغذ
گراف می گردد و دماها ثبت می شوند.
استفاده از انرژی باد در فضاهای باز حتی در قلب دریاها
تبدیل انرژی بــاد به انرژی بــرق توسط توربین های بادی
صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی و جایگزینی
مصرف كننده های برقی و عدم افزایش قیمت برق بدلیل خشكسالی
و كم آبی و در نهایت فرار از آلودگی های زیست محیطی
در عصر حاضر لزوم استفاده از انرژی های نو بدلیل افزایش مداوم جمعیت،
کشورهای جهان را بیش از پیش با مشکل کمبود انرژی روبه رو ساخته و حیات بشر
را تهدید می کند. شاید با کوشش مداوم دانشمندان، پرتو امیدی بر چهره حیات
بر روی کره خاکی بتابد و بیم متلاشی شدن تمدن بشر در اثر کمبود انرژی و
کثرت آلودگی محیط، از بین برود.
یکی از مهمترین عوامل آلوده کننده محیط زیست در جهان و به خصوص در کشور ما
ایران، مصرف انرژی فسیلی در فضاهای مسکونی، برای تهیه آب گرم مصرفی و
تامین گرمای فضای خانه است، که با هجوم روز افزون انسانها از روستاها به
شهرها به تعداد مصرف کنندگان سوخت های فسیلی، که در واقع پایه های صنعت
نوین جهان و از جمله ایران را شامل می شوند افزوده می شود پس با اجرای
اصول پایداری محیطی می توان با این مشکل مبارزه کرد.
پایداری محیطی به معنی حفظ سرمایه های طبیعی است که ایجاب می کند ما
انسانها در مصرف مواد تجدید شونده و در مصرف آب و منابع انرژی حد و اندازه
را رعایت کنیم و بیشتر از آنچه سیستم های طبیعی می توانند فراهم کنند،
مصرف نکنیم. مشکلات زیست محیطی ناشی از کاربرد سوخت های فسیلی و افزایش
روز افزون تقاضای انرژی، رویکرد به انرژی های تجدید پذیر، توسعه و کاربرد
این منابع را در دنیا هر روز ضروری تر می سازد. برنامه های تولید انرژی
کشورهای توسعه یافته و در حال پیشرفت دنیا، به میزان قابل توجهی بر روی
انرژی های نو متمرکز شده است. یکی از این انرژی های نو را می توان انرژی
تجدیدپذیر باد نام برد. استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع
انرژی مورد استفاده، در بسیاری از کشورهای جهان رو به افزایش است.
استفاده از تکنولوژی توربین های بادی به دلیل عدم آلودگی محیط زیست و
همچنین قیمت پایین توربین های برق بادی در مقایسه با سایر انرژی های نو یک
انتخاب مناسب در مقایسه با دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر است. از مزایای
استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضای
انرژی برق، کمتر بودن نسبی قیمت انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند
مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، عدم نیاز به
آب، عدم نیاز به فضای زیاد، و نکته مهم عدم آلودگی محیط زیست است. با توجه
به روند روز افزون استفاده از انرژی های نو و پیشرفت سیستم ها با توسعه
تکنولوژی، جهت ایجاد تنوع در منابع تامین انرژی و کاهش مصرف سوختهای فسیلی
و از آنجا که انرژی های نو در کاهش آلودگی های محیط زیست نقش مهمی دارند،
باید حرکتی در تولید این گونه انرژی ها صورت گیرد تا در صورت بروز بحران
انرژی در جهان، جهت تامین بخشی از انرژی مورد استفاده قرار گیرند.
در اینجا تصاویری از نمونه هایی از توربینهای بادی (Wind Power) را ملاحظه
می كنید كه در فضای دریاها كه مسلما بادخیز هم هست جهت تولید و ذخیره ی
انرژی برق نصب شده است. چیزی كه قابل توجه و مهم است علی رغم بزرگی و عظمت
این وسیله كه البته شرایط محیطی و چگونگی انتقال آن به قلب دریاها از
ویژگی هایی است كه اولویت بخشیدن به تامین بخشی از انرژی های مصرفی در
كشورهای غربی و اروپایی كه عدم نیاز به سوخت های فسیلی و مسلما كاهش قیمت
نفت در سطح جهانی را در بر خواهد داشت موجب گردیده است
تبلیغات 
مطالب و نظرات 
نظرات()
![[i]](http://payeganltd.com/pubimages/g.gif)
![[i]](http://payeganltd.com/pubimages/b.gif)
