چکیده:
هدف از این تحقیق مقایسه تحلیل تئوری و نتایج تجربی حاصل از تست عملی بر روی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، با توجه به شرایط آب و هوایی شهر تهران می‌باشد. به این منظور ابتدا یک کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترها بر طبق روابط انتقال حرارت به‌صورت تئوری مدل شده، پس از آن با بهره گرفتن از یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی و استفاده از یک کلکتور صفحه تخت به عنوان جاذب انرژی خورشید، داده‌های مورد نیاز به طور تجربی استخراج شده‌اند.
سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی مورد آزمایش که در مرکز تحقیقات انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب مستقر است، و بر اساس استاندارد ISO 9806-1 مدل شده‌است، از یک کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره تشکیل شده‌است. کلکتور شامل دو هدر افقی به قطر داخلی mm12 و 12 عدد رایزر عمودی می‌باشد که به‌صورت موازی قرار گرفته‌اند. صفحات جاذب از فین های مجزا تشکیل شده‌اند. جنس فین ها از آلومینیوم بوده و از شیشه معمولی به ضخامت mm4 به عنوان پوشش صفحه جاذب برای جلوگیری از اتلافات جابجایی و تابشی استفاده شده‌است. از آن‌جایی که آزمون‌ها در فصل تابستان انجام شده‌است و دمای هوا در هنگام شب به گونه‌ای نیست که باعث یخ‌زدگی آب داخل کلکتور شود، به این جهت تنها از آب (بدون ضد یخ) به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده شده‌است. هم‌چنین دمای محیط، میزان تابش روی سطح کلکتور صفحه تخت و سرعت باد محوطه مورد آزمایش توسط یک دستگاه ثبت کننده اطلاعات ثبت شده‌اند.
بازده و انرژی مفید کسب شده توسط کلکتور به‌صورت تجربی با مقادیر حاصل از مدل تئوری مقایسه شده و بر طبق نتایج به‌دست آمده مدل تجربی با مدل تئوری مطابقت خوبی دارد. آزمایشات فوق با دبی‌های مختلف انجام گرفت و با کاهش دبی سیال عبوری از کلکتور، افزایش در انرژی مفید کسب شده و بازده کلکتور مشاهده گردید. بر اساس آزمایشات انجام شده، حداکثر بازده ممکن برای یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت زمانی حاصل می‌شود که حتی الامکان دمای آب ورودی کلکتور به دمای هوای محیط نزدیک باشد. هم‌چنین عوامل تاثیر گذار بر بازده یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، از جمله فاصله بین رایزرها، نوع پوشش شیشه‌ای کلکتور، ضخامت عایق حرارتی، جنس عایق، نوع سیال انتقال حرارت و… مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و با توجه به مقایسه های انجام شده می‌توان نمودار‌های مفیدی پیرامون بازده کلکتور بر اساس پارامتر‌های تاثیرگذار رسم نمود. این نمودار‌ها علاوه بر استفاده در صنعت ساخت تجهیزات خورشیدی، می‌تواند به عنوان راهنما جهت تست سایر کلکتور‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
مقدمه:
با درنظر گرفتن محدودیت منابع سوخت فسیلی و هم‌چنین با توجه به این‌که استفاده غیر اصولی از سوختهای فسیلی باعث آسیب دیدن محیط زیست می‌شود، لذا تحقیقات و کاربردهای انرژی‌های تجدید پذیر از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته است.
مشکل محدودیت منابع انرژی، کم و بیش برای کلیه کشورها، اعم از صنعتی، توسعه یافته و یا در حال توسعه، مشترک می‌باشد. در کشورهای مختلف به‌طور میانگین بیش از نود درصد از مصارف انرژی در ارتباط با صنعت، حمل و نقل و ساختمآن‌ ها است و بین این سه بخش ساختمآن‌ ها ی مسکونی و تجاری بیش از 40٪ را به خود اختصاص داده‌اند. قابل توجه است که عمده ترین مصرف انرژی در ساختمآن‌ ها در تامین گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع ساختمآن‌ ها در فصول سرد و گرم می‌باشد.

دراین میان انرژی خورشید، با توجه به این‌که انرژی کاملا پاک و عاری از هرگونه آلودگی بوده و پتانسیل آن در ایران بالا می‌باشد، از اهمیت بیشتری برخوردار است. کشور ایران در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده كه به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 كیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده‌است كه البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از 280 روزآفتابی گزارش شده‌است كه بسیار قابل توجه است. از این انرژی می‌توان به طرق مختلف، مثل تولید برق، گرمایش و سرمایش، تولید آب شیرین، تامین آب‌گرم و … استفاده نمود.

روش های گوناگونی برای استفاده از این انرژی پاک وجود دارد، اما گرم کردن آب با بهره گرفتن از آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی، بعنوان یکی از آسانترین و اقتصادی ترین روش‌ها شناخته شده‌است. زیرا با داشتن دانش کافی در باره تابش خورشید، براحتی و به‌صورت بسیار موثرتر می‌توان انرژی خورشید را برای گرم کردن آب مصرفی منازل و حتی کاربرهای صنعتی به‌کار برد. مهم‌ترین بخش یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی کلکتور خورشیدی می‌باشد که دارای انواع مختلف است. یکی از انواع این کلکتورها که به‌علت کارایی بالا، سهولت ساخت، عدم حضور قطعات متحرک و عدم نیاز به نگهداری، کاربرد بیشتری پیدا کرده است، کلکتور صفحه تخت می‌باشد. در این تحقیق کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترهای انتقال حرارت به‌صورت تئوری و تجربی بررسی شده‌است.
مقدمه :
از آن‌جا که کلیه فعالیت‌های مربوط به انرژیهای فسیلی توام با آلوده سازی و تخریب محیط زیست است و این دو سبب ایجاد ضایعات جبران ناپذیری در قسمتهای مختلف زندگی بشر می‌شود ، شناخت و به کارگیری انرژیهای نو بسیار ضروری می‌باشد و تلاش و تحقیق گسترده ای را می طلبد. هم‌چنین با رشد جمعیت که خود مستلزم استفاده بیشتر از انرژی می‌باشد به زودی به زمانی می رسیم که دیگر منابع انرژی فسیلی پاسخگوی نیاز جامعه نمی‌باشند و بایستی هر چه سریعتر به فکر استفاده از انرژی‌های نو باشیم.

از این رو در دهه های اخیر ،محققان سعی نمودند كه معروفترین و پیشرفته ترین پیشرانه های مایع و ژل و هیبرید را در زمینه پیشرانش های موشكی ارائه دهند كه شامل: خانواده آزیدها و آمینها و هیدازین ها بصورت مایع ،ژل و هیبرید می باشند.
مقدمه
منظوراز پیشرانه ها[4] ،یک مخلوط شیمیایی است که شامل سوخت (احیا شونده) و اکسنده میباشد، پیشرا نه ها از جمله (مایع،ژل،هیبرید) به عنوان پیشرانه های دوجزیی[5] یاد می شوند و عموماً پیشرا نه ها را به همین نام می شناسند و از این رو کمتر به نام پیشرا نه های تک جزیی[6] تلقی می شوند.
قابل ذکر است که لغت (PROPELLANT)، ازریشه ای (PROPEL) گرفته شده و به معنای حرکت دادن شی ءمی باشد.
پیشرا نه های موشکی (مایع،ژل،هیبرید) به دلیل طبیعی بودن شان ،ماده های پر انرژی هستندکه این عامل آنها را مخاطره آمیز می سازد. در بین پیشرا نه ها ، پیشرا نهای مایع دسته مهمی از پیشرانه های موشکی است که این امر بد لیل ویژگیهایی ، نظیر :ایمپا لس ویژه بالا ،قابلیت خاموش کردن و روشن کردن های مکرر موتور وامکان تغییر تراست ، امکان سرد کردن محفظه احتراق توسط پیشرا نه و….، می باشد که   هنوز موشکهای مایع سوز در پروژه های موشکی و حمل ماهواره ،در بین سیستم های موشکی حرف اول می زند.
شایان ذکر است که محرکۀ راکت پیشرانه های مایع در حدود1 میلیون پوند نیرو تولید می کنند وبه همین خاطر موتورپیشرانه های مایع نسبت به موتور پیشرانه های جامد به مراتب دارای قدرت بیشتری است.ولی موتور سیستم های مایع سوز نسبت به موتور موشکهای سوخت جامد پیچید گی های بیشتری دارد ولذا هزینه تمام شده برای ساخت سیستم مایع سوز معمولاً بیشتر از سیستم های با سوخت جامد است.
پیشرا نهای مایع ،سیالهای عاملی[7]برای موتور های راکت می باشند.زمانی که این پیشرا نهادر محفظه احتراق راکت میسوزند ،تولید نیروی پیشران( تراست[8] )می کنند و بعد ازآن گازهای داغی البته باسرعت بسیار زیاد از دماغۀ انتهایی (نازل) موشک خارج می شود.
قریب به 80 سال گذشته،محققان برای استفاده از پیشرا نه ها الگو ومعیار خاصی را نداشتند،واز این رو ازآنها به طور گسترده در دامنه وسیعی از زمینه های نظامی و فضایی استفاده می کردند.بطور مثال بعد از دهه ها تجربه عملی در سالهای بسیارپیشین ،یک ترکیب پیشرانه دوجین[9] (دو گانه)برای پیشرا نش موتورراکت بوجو دآمد که در آن سالها مورد توجه محققان علوم فضایی بوده است .مانند: (اسید نیتریک [10]واسید نیتریک قرمز دود کننده[11]) که جزء اکسنده ها می باشند بعد ها جای خودشان را به اکسنده های جدید نظیر(تترا اکسید نیتروژن[12]، پر اکسید هیدروژن[13]) دادند وهم چنین ،می توان گفت که بعضی از سوخت ها امروزه از آنها در عرصه کارهای نظامی ودفاعی استفاده نمی شود به مانند:اتر/ گازوییل، تولوئن ،که آنها از این رو جای خودشان را به سوخت های جدید نظیر(RP-1 )،دی متیل هیدرازین نا متقارن[14] دادند.
علی رغم اینکه در همه پیشرا نه ها، یک رابطه و یا هما هنگی خاصی بین کیفیت خوب و کیفیت بد آنها وجود دارد ، این امر باعث می شود که این موادشیمیایی ازهمدیگر متمایز شوند. به این دلیل امروزه دانشمندان برای استفاده از هر پیشرانه محدویت ها و معیارهای را در نظر گرفته و مورد تست های آزمایشگاهی قرار داده اند تا مناسب ترین پیشرانه را کشف کنند تا بیشترین ایمپالس ویژه[15] (ISP) که مهمترین پارامتر در ارزیابی های پیشرانه های برتر است را داشته باشند.
بیشتر ین ارزیابی ها توسط محققان در بین سالهای (1965تا 1933) انجام شده اند به طوری که، درکلیه کشور ها (1800تا2000) نوع پیشرا نه های مختلف تحت بررسی های آزمایشگاهی قرار گرفته اندوبیش از 300نوع ترکیب پیشرا نها دو گانه در محفظه های تراست کوچک تست شده اند.به طوری که درکشور هایی مانند: شوروی ،که تعداد نامعلومی از آنها بین سالهای(1945تا1970) بدست آمدند ودرآمریکا تقریباً 1300نوع پیشرانه بین سال های (1936 تا1970) شنا خته شده بودند.
برای سا بقۀ پیشرانه های خود مشتعل این طور می توان گفت،که درسال 1936کلمۀ Hypergolic برای سوخت خود مشتعل،توسط یک محقق آلمانی Dr.Noeggerath ارائه شد واینکه تاکنون تعدادی زیادی پیشرانه های خود مشتعل در کشور های مختلف از سالهای ( 1933تا1970 ) مورد بررسی و استفاده قرار گرفته اند.
در این سمینار سعی شده است که انواع پیشرا نه ها و دسته بندی آنها شرح داده شود واینکه انواع اکسنده هاو سوخت های مایع را معرفی کرده و هم چنین خاصیت های شیمیایی و فیزیکی آنها ونکته آخر پارامتر های اسا سی و کلیدی در تحلیل مناسبترین پیشرا نها وروند توسعه این گونه موادشیمیایی را مورد تحلیل و بررسی قرار دهیم.
فصل اول : پیشرا نه های مایع
1-1- تاریخچه پیشرا نه های مایع

سابقه ی پیشرانه های مایع وتکنولوژی راکت این نوع پیشرانه ها ، به سومین دهۀ قرن 20 برمی گردد به طوری که در سال 1898 یک معلم روسی به نام) Tsiolkovsky.Konstantin.E) ایده اکتشاف فضایی بوسیله موشک راپیشنهاد داد.او درسال 1926 موفق به ساخت و به پرواز درآوردن اولین موشک پیشرانه مایع گردید که این موشک که از اکسیژن مایع[16] وبنزین بعنوان پیشرانه استفاده میکرد واز این رو ،او اولین کسی بود که معادله بنیادی پرواز موشک وهم چنین پوروپزال[17] آن رانوشت. بعد از آن (Hermannoberth ) آلمانی با یک نظریه ریاضی آن معادله را بسط داد و همگام با این عمل،

(Robert H.Goddard ) اولین موتور پیشران مایع در سال 1926 به پرواز درامد.
تحقیقات برای ساخت موشکهای با پیشرا نه ها مایع ادامه یافت تا اینکه منجر به ساخت اولین موشک نظامی (V-2) درآلمان گردید . این موشک از پیشرانه ای متشکل از اکسیژن مایع و اتیل الکل[18] استفاده می کرد.این موشک در سال 1942 عملاً توسط آلما نها وارد جنگ شد.لذا اولین پیشرانه مایعی که بطورجدی در راکت های مایع سوز استفاده شد اتیل الکل به همراه اکسیژن مایع بود. ضربه ویژه این پیشرانه با الکل 75درصد در موشک(V-2) برابر 198 ثانیه بود اما در موشک( B2A) که از الکل 95 درصد استفاده شد،ایمپالس ویژه 241ثانیه بدست آمد.نکته قابل ذکر در مورد خانواده الکل ها این است که با تمام تغییرات در میزان غلظت الکل ها ،ضربه ویژه حاصله بسیار پایین بود ،لذا این سوخت کنار گذاشته بود.
حال در این قسمت گریزی به تاریخچۀ پیشرا نه های مایع کشور های مختلف می زنیم وسابقه آنها را مورد بررسی قرار می دهیم:
تاریخچه پیشرا نه مایع در آمریکا: در سال 1923 ، شخصی به نام Robert.H.Goddard اولین   موتور پیشرا نه مایع با بهره گرفتن از اتر واکسیژن مایع ساخت اما بعد از مدتی جای این پیشرا نه را گازوییل/ اکسیژن مایع گرفت . Goddard اولین کسی بود که راکتی با پیشرانه مایع به فضا پر تا پ کرد.
در سال 1930 آزمایشگاه هوانوردی و درجه داری موسسه تکنولوژی آمریکاییGALCIT)) [19] ازاسید نیتریک به عنوان (اکسنده) وسوخت هیدرو کربنی یا الکل (سوخت) و به دنبال آن از آنیلین[20] به عنوان سوخت هم استفاده می کردند. و همچنین در (GALCIT)،پژوهشگران ترکیب (آنیلین ، اسید نیتریک) را در سال 1940 بصورت پیشرانه خود مشتعل یافتند.البته قابل ذکر است که دانشمندان فضایی و نظامی آمریکا در ناسا اولین پیشرانه خود مشتعل ،خود رادر سال1940 یافتند.                                          تاریخچه پیشرا نه مایع در آلمان:یکی از پیشگامان قدیمی در عرصه پیشرا نه های مایع در آلمان ،(Hermann Oberth )است که او کارهای تحقیقاتی خویش را از سال 1930 آغاز کرد.
(Otto Lutz ) یکی دیگر از پیشگامان فضایی است که در سالهای (1945 تا 1935) یعنی در طی سال های جنگ جهانی دوم وحتی قبل از آن، ترکیبات مختلفی از پیشرانه های خود مشتعل که به بیش از 1100 نوع میرسد، از قبیل آلدهید،سیکلو پنتادین[21]،الکل فور فورال[22] ،و…،   رامورد تحقیق و بررسی قرار دادند.بطوری که اولین پیشرانه خود مشتعل خود را درسال (1936) کشف کرده اند. همچنین این دانشمند تحقیقاتی در مورد منو پیشرانه ها انجام داده است وبعد از مدت اندکی به سمت پیشرانه های دوجزیی متمایل شد. وترکیب بسیاری از سوخت ها با پر اکسید هیدروژن (80 درصد)واسید نیتریک،را مورد بررسی قرار دا

در انتها ضمن مقایسه شتاب های جانبی بدست آمده در دو حالت قوس افقی بدون شیب و شیبدار و اصلاح روابط تعیین حداقل شعاع قوس افقی موجود در آیین نامه های رایج طرح هندسی راه ها ، مقادیر افزایش شعاع لازم در قوس های سه بعدی(قوس افقی در ترکیب با قوس قائم) را از طریق تحلیل نتایج خروجی در برنامه SPSSتعیین می نمائیم.
کلمات کلیدی : قوس سه بعدی،وسیله نقلیه طرح،شتاب جانبی، مدلسازی، شبیه ساز Truck SIM
1-1- تعریف كلی مسأله
طراحی هندسی راه باتوجه به ایجاد هماهنگی میان اجزای آن كاری دشوار است؛ این اجزا شامل عناصری مانند سرعت طرح- عرض شانه- قوس‌های افقی[2]- شیب‌های طولی – شیب‌های عرضی- عرض آزاد- عرض خط عبور- ابنیه فنی- قوس‌های [3]- حداقل فاصله دید توقف- بر بلندی و ارتفاع آزاد می‌باشند، كلیه عوامل ذكر شده از نوع معیارهای اجباری در طراحی هندسی راه می‌باشند[1].
مهمترین هدف یک طرح هندسی دقیق، امنیت بالا و بی‌خطر بودن طرح با تكیه بر هماهنگی دقیق میان اجزای طرح می باشد؛
هزینه طرح نیز از نكات حائز اهمیت در طراحی هندسی می‌باشد. در كل برای رسیدن به یک طرح مطلوب و بهینه می‌بایست هماهنگی كامل میان میعارهای فنی – معیارهای اقتصادی و عوامل محیطی صورت پذیرد.
قوس‌های افقی و قائم (پیچ‌ها و خم‌ها) دو جزء مهم طرح هندسی راه می‌باشند؛ قوس افقی نمایی از انحنای راه در امتداد پلان آن است در حالی‌كه قوس قائم مقطع طولی از راه است و فرورفتگی و برآمدگی آن را در امتداد مسیر نشان می‌دهد؛ قوس افقی شامل مماس (خط مستقیم) و منحنی افقی غیرمستقیم است كه دو خط مماس در طرفین را به تنهایی و یا با كمك منحنی‌های اتصال به هم متصل می‌كند؛
قوس قائم شامل خط مستقیم مماس (مسطح- سربالایی یا سر پائینی) و یک منحنی سهمی‌وار گنبدی یا كاسه‌ای است كه خطوط مماس را به هم وصل می‌كند؛ از دیگر موارد اساسی تشكیل دهنده اجزای طرح هندسی راه، مقطع عرضی آن می‌باشد كه مشخصات پهنا – شیب عرضی سواررو- شانه‌ها- كانال‌ها- میانه و پیاده‌رو را به وضوح مشخص می‌كند؛زمانی كه وسیله نقلیه در امتداد قوس افقی حركت می‌كند نیروی گریز از مركز را به سمت خارج از مركز قوس تجربه می‌كند كه این نیرو به طور عكس با شعاع قوس متناسب است؛ نیروهای مقاوم در برابر نیروی گریز از مركز، شامل اثر متقابل نیروی اصطكاك بین لاستیک ماشین و كف خیابان و وزن وسیلة نقلیه است كه باعث پایداری وسیله نقلیه در طول مدت حركت آن بر روی قوس افقی می‌شوند؛
اثر متقابل نیروی اصطكاك بین لاستیک ماشین و رو‌سازی جاده بستگی به فاكتورهائی از قبیل وضعیت سطح جاده- شرایط آب و هوایی- مشخصات لاستیک و دینامیک وسیله نقلیه دارد؛
قسمتی از مولفه، وزن خودرو كه به طور موازی با سطح جاده عمل می‌كند، بستگی به میزان شیب عرضی جاده(دِوِر) دارد.
1-2- نیاز به مطالعه در مورد مسأله
در حال حاضر از مدلی به نام(PM) Point mass برای طراحی شعاع حداقل قوس‌های افقی در آئین‌نامه‌های طراحی هندسی از جمله AASHTO استفاده می‌شود؛ در این مدل جرم وسیله نقلیه را نزدیک به جرم یک نقطه در نظر گرفته و بدون توجه به نحوة توزیع نیروی اصطكاك بین چرخ‌های داخلی و بیرونی و دیگر مشخصات وسیلة نقلیه طرح، نیروهای وارده بر جرم نقطه‌ای را محاسبه و براساس آن حداقل شعاع لازم برای پایداری جرم در طول حركت روی قوس افقی را بدست می‌آورند؛ این روش شاید به صورت كلی جوابگوی نیازهای طراحی می‌باشد، اما از لحاظ علمی و باتوجه به مشخصات ویژه وسایل نقلیه و تفاوت‌های زیاد بین خودروها، مناسب نمی‌باشد. بین كامیون‌ها و خودروهای سواری از نظر سایز، اندازه لاستیک و مشخصات لاستیک تفاوت‌های آشكاری وجود دارد؛

اگرچه اصطكاك در هر چهار چرخ اتومبیل تقریباً برابر است، اما در كامیون اصطكاك چرخها به طور گسترده‌ای تغیر می‌كند؛ از طرفی یک وسیله نقلیه 

سنگین مثل كامیون جهت حركت روی جاده به 10% اصطكاك بیشتر نسبت به ماشین‌های سواری نیازمند است؛

از معایب مدل PM این است كه آستانه غلطیدن وسایل نقلیه را مشخص نمی‌كند؛ آستانه غلطیدن در خودروهای سواری نسبتاً بالاست و این خودروها قبل از غلطیدن بر روی جاده می‌لغزند(سر می‌خورند)؛ اما غلطیدن در كامیونها مسأله بسیار مهمی است، زیرا این‌گونه خودروها باتوجه به وضعیت و مشخصات بدنه و بار، مركز جرم بالاتری نسبت به خودروهای سواری دارند؛
مطالعات نشان داده آستانه غلطیدن در كامیونها تقریباً حدود g3/0 می‌باشد[48] . یعنی اگر كامیونی یک قوس افقی با شعاع 39 متر را طی می‌كند كه در آن سرعت طرح می‌باشد، شتاب جانبی وارده به وسیلة نقلیه در حدود g17/0است و این خودرو می‌تواند تا حد g13/0 شتاب جانبی اضافی را تحمل كند بدون اینكه واژگون شود؛
یكی دیگر از محدودیت‌های مدل PM این است كه محاسبات قوس‌های معكوس و مركب به تنهایی و یا در تركیب با قوس‌های قائم را بیان نكرده است در صورتی كه چنین قوس‌هایی كاربردهای فراوانی در طبقه‌بندی انواع مختلف راه‌ها و بزرگراه‌ها دارند.
در راهنمای طرح هندسی جاری مورد استفاده برای این‌گونه قوس‌ها، تنها به رعایت حداكثر مقدار 5/1 برای نسبت بین شعاع بزرگترین و كوچكترین شعاع قوس‌های معكوس و مركب اشاره شده است بدون اینكه هیچ توجهی به مشخصات و ویژگی‌های وسیله نقلیه بشود؛
یكی از بزرگترین محدودیت‌ها در طراحی حداقل شعاع قوس دایره‌ای این است كه این طراحی‌ها براساس مقدار اصطكاك جانبی می‌باشد كه در حدود 60 سال قبل پایه‌ریزی شده بود [8].
ملاكی كه در آن زمان وجود داشت براساس این موضوع بود كه چه میزان انحراف باعث می‌شود تا راننده احساس ناامنی كند و به طور غریزی از سرعت بالاتر اجتناب كند. سرعتی كه ممكن بود باعث واژگونی در قوس مورد مطالعه شود، به عنوان معیار كنترل طرح برای حداكثر میزان اصطكاك پذیرفته شده است. از مقیاس Ball-bank به عنوان مقیاس كلی برای اندازه‌گیری نقطة ناامنی راننده و در نتیجه واژگونی (چپ كردن)، برای تعیین سرعت ایمن در قوس‌ها استفاده می‌شود؛
1-3- اثرات مهم مطالعه بر مسأله ازنظر بهبودآن
در حال حاضر در آئین‌نامه‌های طراحی هندسی موجود، مشكلات زیر موجود می‌باشند و در این پایان‌نامه سعی بر بررسی آنها خواهد بود:
1- راهنماهای طراحی هندسی موجود غالباً با قوس‌های افقی معكوس یا مركب به صورت عناصر مجزا برخورد و رسیدگی می‌كنند و نظریات كافی و مناسب برای طراحی قوس‌های پیچیده افقی ارائه نمی‌دهند؛
2- آئین‌نامه‌های موجود، قوس‌های سه‌بعدی كه در آن قوس‌های افقی ساده یا مركب در تركیب با قوس‌های قائم قرار گرفته است را به صورت جداگانه بررسی می‌كند و توجه و رسیدگی كافی برای نیازهای طراحی قوس‌های سه‌بعدی موجود نمی‌باشد.
1-4- اهداف و فرضیات تحقیق
1- راهنماهای طراحی و آئین‌نامه‌های موجود و تحقیقات انجام شده تاكنون جهت تعیین هدف و كمك به تحقیق پیش‌رو
2- استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی Trucksim برای سنجیدن توانایی وسیله نقلیه سنگین (كامیون) در طول حركت بر روی تركیبات متفاوتی از اجزای طرح هندسی.
این تركیبات شامل بخش‌های زیر می‌باشند:

مقدمه:
انفجار یک جزء ضروری از معادن سطحی است و برای خرد کردن روباره و ذخائر معدنی به کار می رود. این روش هنوز به عنوان ارزان ترین و اقتصادی ترین ابزار برای استخراج سنگها در معدنکاری و پروژه های مهندسی راه و ساختمان به شمار می رود .توجه به اولین مرحله از خردایش سنگ که عمدتا توسط حفاری و انفجار صورت میپذیرد، یکی از اساسی ترین و حساس ترین پارامترهای موثر بر اقتصاد و حیات معدن به شمار میرود. انجام یک انفجار مطلوب سبب کاهش هزینههای کل خردایش سنگ، بهبود بازدهی عملیات حفاری، بارگیری، باربری و بهبود عملیات بعد از استخراج مواد معدنی که شامل ورود مواد به سنگ شکنهای اولیه و ثانویه و غیره است، را به دنبال خواهد داشت. به منظور دستیابی به تمامی موارد ذکر شده لازم است تا با شناسایی عوامل تاثیر گذار بر فرایند چالزنی و آتشباری آن را بهینه نمود. به طور کلی عوامل تاثیر گذار بر روی آتشباری را می‌توان به دو گروه کلی شامل، پارامترهای قابل كنترل (الگوی آتشباری و مواد منفجره ) و پارامترهای غیر قابل كنترل (خصوصیات ژئومكانیكی توده سنگ و زمین شناسی منطقه) تقسیم بندی نمود. نحوه آرایش چال‌ها، تاخیر در شروع انفجار، قطر چال، ضخامت بار سنگ، فاصله ردیفی چال‌ها، طول گل گذاری، ضریب سفتی ،حفاری ویژه ،خرج ویژه و زاویه حفر چال از جمله پارامترهای قابل كنترل و حفره‌های طبیعی و نواحی غیرمقاوم شامل: سطوح لایه بندی، گسل‌ها و درزه‌ها جز پارامترهای غیر قابل كنترل محسوب می‌شوند.
باید اشاره شود که مدت زمان لرزش زمین بسیار طولانى تر از سایر عوارض انفجار بوده و بیشترین مقدار انرژی ناشى از انفجار ( در حدود 40% )را به خود اختصاص مى دهد. ارتعاش های زمینی ، انفجارهای هوایی و پرتاب سنگ از تأثیرات جانبی ناشی از طراحی نادرست و یا اجرای نا صحیح عملیات آتشباری هستند . به هر حال استفاده از مقادیر زیاد مواد منفجره در طول کار می تواند منجربه ایجاد مشکلات ناخواسته ای شود . عملیات های آتشباری باعث ایجاد صداهای مهیب و تأثیرات ارتعاشی در شهرها و دیوارهای معدن می شوند که می توانند باعث تخریب و یا ریزش ساختمان هاو دیوارهای معدن گردند. در طول سالهای گذشته مطالعات زیادی برای کنترل ارتعاش زمین در عملیات های معدن کاری زیرزمینی و سطحی انجام شده است. پایداری پله های معادن رو باز و همچنین ورودی های زیرزمینی ، سیستم های ناو زنجیری ، خطوط لوله و غیره باید در هر عملیات آتشباری در نظر گرفته شوند. همچنین جنبه های قانونی آن با در نظرگیری مزاحمت ها وهمچنین تخریب ساختمانهای اطراف وجود دارد. این جنبه های قانونی، با قوانین خاص فدرال، مقامات دولتی و محلی با درنظرگیری کنترل سطوح ارتعاش برای محافظت از محیط زیست و جلب نسبی رضایت مردم و با توجه به مشخصات لرزش، شرایط ساختارها، همراه با تجربیات قبلی درحالت کنترلی درشرایط مختلف ارائه گردند. بنابراین آتشباری باید در یک حالت درست با اشخاص مجرب با بهترین عملکرد درمدیریت محیط زیست به منظور حداقل سازی تأثیرات متنوع ناشی از انفجارهای هوایی و لرزش های زمین انجام شود .
1-1مقدمه
محیط عصر اطلاعات،سازمان های تولیدی و خدماتی را برای موفقیت در عرصه رقابت، نیازمند به کسب قابلیت های جدیدی ساخته است. توانایی شرکت در بسیج و استفاده از دارایی های مشهود و نامشهود خود، بسیار ضروری تر از سرمایه گذاری و مدیریت دارایی های فیزیکی و مشهود گشته است. هدف اصلی از اجرای این برنامه ها، کسب موفقیت در پهنه رقابت عصر اطلاعات بوده است. هر یک از این برنامه های بهبود، حکایت موفقیت آمیزی داشته، وقت، انرژی و منابع قابل توجهی را به خود اختصاص داده است.
سازمان های پیشرو نیاز دارند تا بدانند که در کجا قرار دارند، به کجا باید بروند و چگونه تغییرات را مدیریت کنند. به سبب افزایش تشنج در صنایع و بازارهای جهانی موضوع بررسی عوامل خارجی به صورت یکی از بخش های مهم فرایند مدیریت استراتژیک در آمده است. به نظر میرسد با شدت گرفتن رقابت در جهان امروز، عوامل محیطی نقش کلیدی در حیات و بقا سازمان ها بازی خواهند کرد. سازمان های آینده باید بتوانند فرصت های موجود در محیط خارج را شناسایی کرده و از آنها بهره برداری کنند.
2-1خلاصه پژوهش
در عملیات آتشباری خردایش سنگ مهمترین هدف انفجار است. در خردایش سنگ فاکتور های زیادی موثرند که می توان به خصوصیات توده سنگ ,زمین شناسی منطقه ,پارامتر های آتشباری و …اشاره کرد. تغییر مقادیر این فاکتورها میزان خردایش را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد . لرزش انفجار پس از انفجار طولانی ترین اثر انفجار است و حدود 40% از انرژی انفجار را به خود اختصاص می دهد.از آنجا که لرزش های ناشی از انفجارمی تواند اثرات مخربی بر روی پیت معدن,سایت معدنی,تجهیزات ,ساختمان ها و حتی پرسنل معدن داشته باشد.لذا ضروری است تا تدابیری اندیشیده شود تا ضمن خردایش مطلوب کمترین میزان لرزش در انفجارات به وجود آید.در این پروژه با بهره گرفتن از داده های ثبت شده در انفجارهای معدن شماره 1 سنگ آهن گل گهر سیرجان در طی چندین ماه و روش شبکه های عصبی مصنوعی مدلی جهت بهینه سازی عملیات آتشباری با تاکید بر کاهش میزان لرزش های فعلی ارائه شد.
3-1مراحل اجرای پژوهش
برای اجرای پژوهش، جمع آوری اطلاعات، مرحله اول کار بود. بنابراین جمع آوری اطلاعات مهمترین نقش را در این تجزیه و تحلیل ایفا می کند. جمع آوری اطلاعات تا حدود1 سال به طول انجامید. جهت اجرای این مرحله ابتدا راهکارها مشخص شد و سپس به دنبال برداشت اطلاعات رفتیم.
)شناخت پدیده قبل از شروع پروژه 1 ماه 1
2)شناخت شرایط عملیاتی 1 ماه
3)برنامه ریزی اندازه گیری ها و جزئیات طرح مربوطه و ارائه گزارش توجیهی 1 ماه
4)تامین پیش نیاز ها و اجرای اندازه گیری ها 10 ماه
5)جمع بندی و تجزیه و تحلیل نتایج 2 ماه
6)ارائه گزارش نهایی 2 ماه
4-1سابقه علمی
به طور کلی مطالعه عصبی لرزش های ناشی از آتشباری در معادن مبحث جدیدی است. مهندسین و کار شناسان در سالهای اخیر بر اثرات مخرب لرزش بر روی معادن ، ساختمان ها و پرسنل توجه زیادی داشته اند و بدین نتیجه رسیده اند که می توان با تغییر الگوی آتشباری و پارامتر های موثر در آتشباری میزان لرزش ها را به شدت کاهش داد . در این راستا پروژه های مختلفی در معادن مختلف، درداخل(مانند معدن مس سرچشمه) و خارج از ایران اجرا نموده اند و نتایج مختلفی را بدست آورده اند.پروژه های مشابه جهت بهینه سازی خردایش وپرتاب سنگ و …. در این معدن انجام شده اما در معدن سنگ آهن گل گهر سیرجان با خرید دستگاه اندازه گیری لرزش، این پروژه برای اولین بار اجرا شد.

5-1اهداف اصلی پژوهش

• اندازه گیری میزان لرزش ها در پله های مختلف معدن طی چند ماه به وسیله دستگاه لرزه سنج
• تحلیل فرکانسی لرزه ها و بررسی معیارهای استاندارد لرزش
• بهینه سازی الگوی آتشباری با بهره گرفتن از شبکه عصبی ، به منظور کاهش لرزش ومیزان خسارات ناشی از لرزش ها بر روی پیت و سایت معدن

6-1روش تحقیق
الف) نوع روش تحقیق

• تهیه اطلاعات مورد نیاز میدانی شامل اطلاعات مربوط به پارا متر های پترن آتشباری و…
• ثبت میزان لرزش در هنگام انفجار ،توسط دستگاه لرزه سنج.
• تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده و در نهایت ارائه مدلی جهت پیش بینی و بهینه سازی لرزش

ب) روش گردآوری اطلاعات (میدانی، کتابخانه­ای و غیره)
روش گرد آوری اطلاعات شامل دو روش میدانی و کتابخانه ای می باشد.اطلاعات کتابخانه ای شامل: برداشت اطلاعات از مقالات ارائه شده در سایت های علمی و همچنین اسنا د فنی مربوط به شرکت سنگ آهن گل گهر و کتب و جزوات آتشباری می باشد . اطلاعات میدانی شامل: برداشت جزئیات زمین شناسی و پارامترهای آتشباری و ثبت لرزش ها می باشد.
پ) ابزار گردآوری اطلاعات
اینترنت .مرکز اسناد فنی شرکت سنگ آهن گل گهر.دستگاه لرزه سنج Blast mateو مجموع مقالات و کتب.
ت) روش تجزیه و تحلیل اطلاعات:
با آنالیز آمار و ارقام بدست آمده حاصل از ثبت لرزش ها و استفاده از نرم افزار های خاص، و شبکه عصبی ،مدلی ارائه شد که از لحاظ میزان لرزش بهینه است.
7-1کاربردها و استفاده کنندگان از نتایج پژوهش
شرکت معدنی گل گهر سیرجان و معادن روباز مشابه در داخل و خارج از کشور.
8-1سرفصل ها
در فصل اول با عنوان روش تحقیق، کلیات و مراحل انجام تحقیق و نحوه انجام کار و موارد تکمیلی در رابطه با این تحقیق مورد ارزیابی قرار گرفته است.
در فصل دوم ،ادبیات تحقیق و روند کلی کار و سوابق علمی و عملی تحقیق بحث شده است .
فصل سوم با عنوان آشنایی کلی با معدن سنگ آهن گل گهر سیرجان ، در این فصل معدن گل گهر سیرجان به اختصار معرفی شده است.
در فصل چهارم با عنوان موج شناسی وآنالیز مقدماتی،کلیات موج شناسی و آشنایی با علل لرزش زمین واستاندارد های موجود و روش های پیش بینی و کنترل لرزش ،مورد بحث قرار گرفته است.
در فصل پنجم با عنوان تحلیل لرزه های انفجار معدن گل گهر،داده های بدست آمده بر اساس ثبت لرزش ها ،مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته و معادلات استهلاک موج به تفکیک جنس مواد ارائه شده است.
در فصل ششم با عنوان روش شبکه عصبی مصنوعی،به معرفی اجمالی شبکه های عصبی مصنوعی و خواص آن ها پرداخته شده است وداده ها با بهره گرفتن از شبکه عصبی آنالیز شده و نتایج درج شده است.
در فصل هفتم ،نتایج و پیشنهادات این تحقیق ارائه شده است.

 واژه‌های کلیدی: جداگر لرزه‌ای، درز لرزه‌ای، برخورد(کله گی)، مقیاس رکورد، زلزله حوزه دور
 1 -1 مفهوم جداگر لرزه‌ای
در ابتدا به مفهوم جداگر لرزه‌ای که بنظر می رسد یک مفهوماصلی برای این پایان نامه باشد می پردازیم تا کمی از اصول پایه مشخص شده و بعضی از پیشرفتها و مفاهیم که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد معرفی گردد. لذا در این مورد از کتاب “طراحی سازه‌های ضد زلزله” ]1[ کمک گرفته شد.
پیشرفت در مورد ایمنی در برابر زلزله، حدودا از زلزله 1906 سانفرانسیکو، عمدتا به سبب قبول ترازهای نیروی رو به افزایش که ساختمان‌ها را می‌بایست برای تحمل آنها طراحی کرد، آغاز شد. اگرچه آیین‌نامه ها تاکنون دستور به افزایش مداوم ترازهای نیرو داده‌اند، اما یک ساختمان در مواجهه با زلزله‌های شدید حتی اگر کشسان باقی بماند، با نیروهایی مواجه می‌شود که چند برابر ظرفیت طراحی شده آن می‌باشد.
ساختمان‌های جدید حاوی تجهیزات بسیار حساس و گرانی هستند که در تجارت، بازرگانی، آموزش و پرورش و مراقبت بهداشتی اهمیت حیاتی دارند. بیمارستان‌ها، مراکز ارتباط جمعی، مراکز اضطراری، اداره‌های پلیس و ایستگاه‌های آتش نشانی می‌بایست در زمانی که به آنها نیاز است، یعنی پس از وقوع زلزله، امکان خدمت‌رسانی داشته باشند. ساخت معمولی می‌تواند سبب ایجاد شتاب‌های بسیار زیاد در طبقات ساختمان‌های سخت و تغییر مکان‌های جانبی میان طبقه بزرگ در سازه‌های انعطاف‌پذیر شود. این دو عامل در تضمین ایمنی اجزای ساختمان و محتویات آن ایجاد اشکال کنند.
تحمل وزن سازه و در عین حال محافظت آن از نیروهای القا شده بر اثر زلزله.
-طراحی و ساخت مستهلک‌کننده های انرژی مکانیکی (جذب‌کننده ها)و الاستومرهای با میرایی بالا که برای کاهش حرکت در عرض بالشتک، به ترازهای عملی و قابل قبول، و مقاومت در برابر بارهای باد به کار برده می‌شوند.
-ابداع و پذیرش نرم‌افزارهای کامپیوتری برای تحلیل سازه‌های جداشده لرزه‌ای که ویژگی‌های غیر خطی مصالح وماهیت متغییر با زمان بارهای زلزله را در نظر می‌گیرد.
-توانایی در انجام آزمون‌های میز لرزان با بهره گرفتن از حرکات ثبت شده واقعی زمین ناشی از زلزله، به منظور بررسی عملکرد سازه‌ها و فراهم کردن نتایجی برای معتبر ساختن فنون مدلسازی کامپیوتری.

-ابداع و پذیرش روش‌هایی برای تخمین حرکات زمین خاص منطقه، ناشی از زلزله، برای دوره های مختلف بازگشت.

1-2 ملاحظات مربوط به جداسازی لرزه‌ای
اگر هریک از موارد زیر مطرح باشد آن گاه به جداسازی لرزه‌ای سازه نیاز است:
-افزایش ایمنی ساختمان و قابلیت بهره برداری آن پس از زلزله مطلوب باشد.
-نیروهای جانبی کاهش یافته ای برای طرح مورد نیاز باشد.
-استفاده از سازه‌های با ظرفیت شکل‌پذیری محدود (از قبیل بتن پیش ساخته )در نواحی زلزله خیزبا تغییر مکان نسبی کم مطلوب باشد.
-سازه فعلی در برابر بارهای زلزله ایمن نباشد.
برای سازه‌های جدید آیین‌نامه های فعلی ساختمان در تمامی مناطق زلزله تغییر مکان بکار برده می‌شود و بنابراین ممکن است بسیاری از طراحان احساس کنند که چون الزامات آیین‌نامه با طرح‌های فعلی برآورد شود لذا به جداسازی لرزه‌ای نیاز نیست اما الزامات توصیه شده درباره نیروی جانبی که انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا (SEAOC)]39[تهیه کرده است، بیان می‌داردکه ساختمان‌هایی که مطابق با ضوابط این آیین‌نامه طراحی می‌شوند باید:
-بدون آسیب دیدگی در مقابل زلزله‌های خفیف مقاومت کنند.
-بدون آسیب دیدگی سازه‌ای، اما با مقداری آسیب غیر سازه‌ای، در مقابل زلزله‌های متوسط مقاومت کنند.
-بدون خرابی اما با آسیب دیدگی سازه‌ای و غیر سازه‌ای در مقابل زلزله‌های بزرگ مقاومت کنند.
این اصول عملکردی در مورد ساختمان‌هایی که با نیروهای طرح تراز آیین‌نامه بازسازی می‌شوند، نیز صادق است.
جداسازی لرزه‌ای توانایی در ساختن ساختمانی با مشخصه های عملکردی بهتر از آنچه آیین‌نامه فعلی می گوید را نوید می‌دهد و لذا گام بزرگی به جلو در طراحی لرزه‌ای سازه‌های مهندسی به شمار می رود. در هنگام تقویت ساختمان، نیاز به جداسازی الزامی است، و ممکن است سازه در وضعیت فعلی خود، در صورتی که زلزله رخ دهد، ایمن نباشد. در چنین حالاتی، اگر جداسازی لرزه‌ای مناسب باشد، می‌بایست میزان موثر بودن آن، در مقایسه با راه ‌حل ‌های دیگر از قبیل تقویت کردن ساختمان، ارزیابی شود.
1-3 راه ‌حل ‌هایی برای آسیب غیر سازه‌ای