دانلود تحقیق کامل درمورد منابع انرژی فسیلی

دانلود تحقیق کامل درمورد منابع انرژی فسیلی
با در نظر گرفتن اینکه اکثر منابع انرژی فسیلی موجود کره زمین رو به کاهش و در بعضی موارد رو به نابودی است شاید بشر بتواند با اتکا به طبیعت و منا
دانلود تحقیق کامل درمورد منابع انرژی فسیلی لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 30


پیشگفتار
با در نظر گرفتن اینکه اکثر منابع انرژی فسیلی موجود کره زمین رو به کاهش و در بعضی موارد رو به نابودی است شاید بشر بتواند با اتکاء به طبیعت و منابع انرژیهای لایزال، آینده ای روشنتر برای خود تجسم نماید.
افزایش مداوم جمعیت، کشورهای جهان را بیش از پیش با مشکل کمبود انرژی روبرو ساخته و حیات بشری را تهدید می نماید. شاید با کوشش مداوم دانشمندان پرتو امیدی برچهره حیات در روی کره خاکی بتابد و بیم متلاشی شدن تمدن بشر در اثر کمبود انرژی و کثرت آلودگی محیط از بین برود.
بیرون رفتن انسان از دور طبیعی استفاده از انرژی خورشید مطمئناً از زمانی شروع گردید که انسان به آتش دست یافت و کاربرد آن را آموخت و توانست خود را از دیگر جانوران جدا نموده و از آنها دور شود.
خداوند حیات بر روی کره زمین را از سیستمی بسیار منظم و پیوسته برخوردار نموده که بشر جزء بسیار کوچک ولی متفکر آن محسوب می شود. موجودات مختلف براساس حس غریزی نهفته در وجودشان و شرایط ظاهری که خداوند برایشان آماده نموده، عمل میکنند. ولی انسان نه فقط از همان شرایط کم و بیش برخوردار است، بلکه با قدرت تفکر خود پویا بوده و کنجکاوانه در حال پیشرفت و دست اندازی به قوانین طبیعت است. در عین حال با بی توجهی به اکوسیستمی که از ازل برایش پایه ریزی شده مشغول بهم زدن توازن طبیی محیط زیست از طریق آلوده کردن آبها، از بین بردن جنگلها، آلوده کردن هوای تنفسی خویش از طریق استفاده نامحدود و غیرمسئولانه از انرژی های فسیلی جهت صنعت، حمل و نقل، آماده کردن آب گرم مصرفی و فراهم نمودن آسایش مسکن خویش می باشد.
یکی از مهمترین عوامل آلوده کننده محیط زیست در جهان و بخصوص کشور ما، مصرف انرژی فسیلی در فضاهای مسکونی مردم برای تهیه اب گرم مصرفی و گرمایی فضای زندگی است که با هجوم روزافزون انسانها از روستا به شهرها به تعداد مصرف کنندگان سوخت های فسیلی که در واقع پایه های صنعت نوین جهان و منجمله ایران را شامل میشود افزوده می گردد. این روند رشد آلودگی از طریق ساختمان به علت بی توجهی طراحان و سازندگان به شرایط اقلیمی هر منطقه می باشد.
نسلها پیش که انسانهایی سرزمین ایران را جهت سکونت انتخاب و شروع به ساختن پوسته سوم انسانی (پوسته اول پوست طبیعی انسان، پوسته دوم پوشش مناسب با محیط زیست و پوسته سوم ساختمان را میتوان نامبرد) خود نمودند در شرایط مختلف آب و هوایی قرار گرفته و کوشش مقابله با شرایط محیطی و ایجاد فضای مناسب داخلی، آنها را با فرمها و روشهای مختلف ساختمانی در تطابق با محیط راهنما شد.
از این رو در پهن دشت کشورمان که دارای آب و هواهای مختلفی می باشد با سیستم های متعدد ساختمانی روبرو می شویم. در تداوم مبارزه با شرایط محیط خارج، تجربیات ذیقیمتی در طراحی، ساخت و انتخاب مصالح در ساختمان های سنتی کشور نهفته است که متأسفانه در زمان حاضر با برداشت غلط از معماری دنیای غرب، کلیه دانش و تجربیات اسلاف خود را از یاد برده و با تقلیدی ناقص که معماری بین المللی ، زمین های حاصلخیز این مرز و بوم را بتن ریزی می نماییم.
بیشتر دست اندرکاران، فرم ظاهری معماری گذشتگان را تقلید کرده و نام معماری سنتی روی آن می گذارند. در صورتی که فرم ظاهری معماری قدیم در اثر استفاده از مصالح ساختمانی منطقه، کارایی مصالح از لحاظ ایستایی و مقاومت در برابر بارها و فشارهای وارده ساختمان، مقابله در برابر گرما، سرما و نزولات جوی شکل میگیرد. البته فرهنگ منطقه نیز در فرم دهی هنر به عناصر ساختمانی مطمئناً مؤثر می باشد.


1- حرارت و انسان
به منظور طراحی ساختمانهایی که از نظر استفاده از انرژی خورشیدی راندمان خوبی داشته باشند، آگاهی از اصول و مبانی تبادل حرارتی ضروری است. انرژی از راههای مختلف مانند دیوارها، سقفها، پنجره ها، کفها و سایر طرق تبادل حرارت به داخل یا خارج ساختمان انتقال می یابد. اینکه چرا تبادل حرارتی انجام می شود، مطلب پیچیده ای نیست. حرارت از فضاها یا مصالحی که دارای دمای بالاتری هستند به نقاطی که دارای حرارت کمتری هستند منتقل می شود. هدف از تدوین این کتاب، معرفی و بحث راجع به نحوه عبور و جابجایی حرارت است تا معماران بتوانند با روشهای صحیح، هزینه انرژی برای ایجاد شرایط آسایش در منازل و ساختمانهای کوچک را به حداقل برسانند. در فصل اول کتاب، اصول جریان اثری به طور مفصل مورد بحث قرار خواهد گرفت. ضمناً در همین فصل، فیزیک ساختمانهای اقلیمی نیز به اختصار بیان خواهد شد. این مطلب مبنای طراحی و اجرای ساختمانهای اقلیمی است که در فصل دوم تشریح خواهد شد.
تفکر ما راجع به انرژی، مبتنی بر تجربه ای است که از حرکت، صدا، نور و احساس گرما داریم. ولی باید دانست که انرژی در مواد ساختمانی اطراف ما نیز ذخیره می شود. در رشته مهندسی ساختمان در ایالات متحده، واحد انرژی BTU است که مخفف British Thermal Units است. این تعریف در رابطه با ذخیره حرارت می باشد. یک BTU به مقدار حرارتی گفته می شود که توسط یک پاوند آب (92/1فنجان) جذب میگردد، تا دمای آن یک درجه فارنهایت افزایش یابد. از آنجا که واحد BTU براساس واحدهای دیگر (جرم و حرارت) تعریف می شود، با یک محاسبه ساده به این نتیجه می رسیم که حدود BTU 170 لازم است تا یک پینت (معادل 568/0لیتر) آب لوله کشی با دمای F500 را تا نقطه جوش گرم کند و BTU 1010 انرژی لازم است تا همه آن راجوشانده و به بخار تبدیل نماید. در مقیاسهای کوچکتر، یک BTU لازم است تا دمای یک قاشق غذاخوری آب را حدود F130 افزایش دهد و بنابراین BTU5 انرژی دمای یک قاشق غذاخوری در دمای F580 را به نقطه جوش می رساند و BTU32 دیگر آن را بخار میکند.
سایر واحدهای انرژی حرارتی، قابل تبدیل به یکدیگر و همچنین به واحد BTU هستند. در گذشته کالری یا گرم کالری (کالری کوچک) در میان شیمیدانها و زیست شناسان رایج بوده اما در حال حاضر در سیستم آحاد بین المللی کالری جای خود را به ژول داده است. تعریف واحد کالری بدین شرح است: یک کالری مقدار انرژی است که دمای یک گرم آب (یک هزارم لیتر یا 5/1قاشق چایخوری آب) را به اندازه یک درجه سانتیگراد گرمتر کند. لذا کالری به نسبت BTU واحد کوچکتری است. هر 252 کالری معادل یک BTU است.
کیلوگرم کالری (Keal یا cal) واحد دیگری است که در ارتباط با انرژی حاصل از سوخت موادغذایی توسط کارشناسان تغذیه مورد استفاده قرار میگیرد. معمولاً منظور از کالری، گرم کالری است مگر آنکه بحث در زمینه ارزش غذایی مواد و یا مربوط به کاهش و یا اضافه وزن باشد. در بحثهای بعدی، ارزش غذایی مواد با علامت انحصاری کیلوکالری (kcal) مشخص خواهد شد. یک کیلوکالری مقدار حرارتی است که دمای یک کیلوگرم (یک لیتر) آب را به اندازه یک درجه سانتیگراد افزایش دهد و این تقریباً معادل چهار BTU است. جدول د 1- نحوه تبدیل واحدهای اندازه گیری را نشان میدهد.
وات ساعت (WH) واحد دیگری است که بسیار معمول می باشد. یک کیلووات ساعت معادل هزار وات ساعت است. در سیستم واحدهای انگلیسی، وات ساعت جهت مصرف برق مورد استفاده قرار میگیرد. انرژی الکتریکی چه در روشنایی منازل به مصرف برسد و یا درسایر موارد، نهایتاً به حرارت تبدیل می شود. لذا برای مشخص نمودن حرارت تولید شده حاصل از سیستمهای روشنایی و وسایل الکتریکی در ساختمان، باید طریقه تبدیل وات ساعت به واحد حرارتی را دانست. یک وات ساعت برابر BTU 41/3 است.


2- آسایش و هوای داخل ساختمان
هدف از طراحی اقلیمی، ثابت نگاهداشتن با به حداقل رساندن هزینه لازم برای حفظ شرایط مطلوب و آسایش در فضای داخل بنا می باشد. حفظ آسایش حرارتی، از تعادل دما میان بدن و محیط اطراف ناشی می گردد.
تبادل حرارتی میان بدن انسان و محیط اطراف آن به چهار طریق صورت می گیرد:
1- هدایت (دراثر تماس مستقیم) 2- هدایت – جابجایی (حرکت هوا) 3- تبخیر- جابجایی رطوبت پوست 4- تابش (خورشیدی و حرارتی). بدن انسان خود تولید حرارت میکند که مقدار آن بستگی به میزان فعالیت انسان دارد. میزان تولید حرارت حاصل از سوخت و ساز غذا، بعلاوه منابع حرارتی محیط و پوست بدن، مقدار ذخیره حرارت بدن انسان را مشخص می کند. عواملی که میزان تبادل حرارتی و در نتیجه شرایط آسایش را به وجود می آورند (به ترتیب مطابق چهار مرحله قبل) عبارتند از :
الف : مقاومت حرارتی البسه و میزان دمای سطوحی که در تماس با بدن انسان هستند.
ب : مقاومت حرارتی البسه، میزان دمای هوا و سرعت گردش هوا.
ج : فشار بخار آب موجود در هوا.
د : دمای سطوح اطراف بدن (و مقدار سطحی از بدن که عریان است).


شرایط آسایش و استانداردها
در طراحی ساختمان و مسائل تکنیکی آن، آسایش حرارتی انسان به موقعیتی اتلاق می شود، که انسان از نظر ذهنی و فکری در شرایط آسایش حرارتی قرار دارد. عقیده بسیاری از محققین فن بر آن است که: & خنثی بودن حرارتی& تعبیر دقیق تری از آسایش حرارتی است، چراکه در چنین محیطی بدن انسان نه احساس سرما میکند و نه احساس گرما و نه احساس ناراحتی موضعی ناشی از تابش نامتقارن، کوران هوا، کف سرد اتاق، لباس ناهمگون و غیره.
آزمایشهای متعددی انجام گردیده تا & راحت ترین شرایط& از لحاظ اتفاق نظر آزمایش شوندگان شناسایی گردد. محققین دانشگاه آمریکایی کانزاس (KSU) به این نتیجه رسیده اند، افرادی که لباس سبک معمولی ادارات را می پوشند (col6/0-4/0)از محیطی با دمای خشک F790 و رطوبت نسبی 50% و سرعت هوای کمتر از 35 فوت دقیقه حداکثر رضایت را دارند (آیین نامه اشری 1981). منطقه آسایشی که در برگیرنده رضایت 80% افراد آزمایش شده می باشد، در جدول سایکرومتریک (شکل آ2) رسم شده است. بقیه پاسخهای آزمایش دانشگاه کانزاس مورد تحلیل قرار گرفته تا بدین وسیله معادلات در روابط شرایط & سود& و & گرم& مشخص شود. نتایج پاسخها در جدول آ2 و شکل آ2 آمده است. در کلیه آزمایشها، افراد تحت آزمایش در شرایط فعالیت کم (سطح فعالیت =Metیک) قرار داشته اند.
فشار بخار هوا، علاوه بر تأثیری که روی میزان تعرق و تبخیر رطوبت پوست بدن دارد، بر روی وضعیت روانی- فیزیکی انسان نیز تأثیر می گذارد. & لی روی& (لندز برگ، 1972) فشار بخار از 12 تا 16، 16 تا 2/21، 2/21 تا 4/26 و بیش از 4/26 میلی بار را به ترتیب & سلامت& ، & آرامش بخش& ، & ناراحت کننده& و & ناتوان کننده& نامیده است. این ارقام در جدول ب2 ترسیم شده اند. سایر محققین نیز فشار جیوه کمتر از 5 و بیش از 17 یا 18 میلی بار را محدوده ناراحت کننده نامیده اند. مقیاس دیگری برای آسایش آب و هوایی توسط & برازول& تدوین شده که به وسیله & لندزبرگ& گزارش شده است. این مقیاس براساس محتوای کل حرارت موجود در هوا (آنتالپی) پایه ریزی شده است و به همین جهت در آن از دمای مرطوب استفاده می شود تا شرایط آسایش را ؟؟؟
اثر گلخانه
کلیه سیستمهای گرمایش خورشیدی از پدیده گلخانه استفاده می کنند. این پدیده توسط هر کس که وارد اتومبیلی با پنجره های بسته که در زیر نور آفتاب قرار دارد شود احساس می گردد. اثر گلخانه ای به صورت بالا رفتن دما در یک فضای بسته با یک سطح شیشه ای در معرض خورشید توصیف میشود. افزایش دمای داخلی به دلایل ذیل میباشد.
1- انتقال حرارت خورشید به فضای داخلی از طریق سطح شیشه
2- جلوگیری از به هدر رفتن حرارت (از طریق جابجایی) به خارج
درک این مطلب باتوجه به این حقیقت که شیشه 80 الی 90 درصد در مقابل تابش طول موج کوتاه خورشید شفاف است اما در مقابل تابش طول موج بلند (اشعه مادون قرمز) غیرشفاف است، مشکل به نظر می رسد. این خاصیت عبور انتخابی برای موجهای متفاوت اغلب به اشتباه عامل جذب حرارت خورشیدی توسط گلخانه، کولکتورهای خورشیدی و دیگر محیطهای شیشه ای تصور می شود. شیشه معمولی پنجره تابش موج بلند را انتقال نمیدهد ولی مقدار قابل توجهی از آن را نیز منعکس نمی کند بلکه تابش (موج بلند) حرارتی دریافت شده به وسیله شیشه ای جذب می شود و جسم شیشه را گرم میکند. این گرما به سرعت از راههای انتقال، جابجایی و تابش از طریق سطح خارجی شیشه به فضای خارج انتقال می یابد، و از دست می رود. فضای گرم داخلی، از نظر حرارتی، دمای پنجره را نزدیک به دمای خارج & می بیند& ، هر چند که ارتباط آن با فضای خارج قطع شده است.
بی اهمیتی نسبی کدر بودن شیشه در مقابل طول موج بلند، به طور تجربی توسط فیزیکدان انگلیسی & آروود& در سال 1909 اثبات شده وی دو فضای محصور با سطح صیقلی و شرایط مساوی را که یکی از صفحات شیشه ای پوشیده شده و دیگری به وسیله صفحاتی از جنس سنگ نمک (سنگ نمک در مقابل تابش موج بلند شفاف است)، باهم مقایسه نمود. وی تفاوت اندکی، معادل یک درجه سانتی گراد میان دو فضا مشاهده کرد. تحلیلهای جدیدتری در مورد رد تئوری & تله موش& اثر گلخانه به وسیله & بیزینگر& (1963) و & آر.لی& (1974 و 1973) چاپ شده است. لی در خلاصه تحلیل خود در سال 1974 چنین نتیجه می گیرد:
& شیشه گلخانه انرژی تابشی را بدام نمی اندازد، بلکه هوا را حبس می کند. هوای بحس شده تقریباً بدون حرکت است (در قیاس با هوای معمولی در جو زمین) و عملکرد و بی در انتقال حرارت از روی سطح اجسام ندارد، بنابراین برای انتشار همان مقدار جریان انرژی تابشی، باید دمای سطح بیشتر باشد. راز گلخانه این است: در حالی که انتقال تابشی از دو سوی آن صورت میگیرد، یک مقدار از هوا در نزدیک سطح اجسام حبس میشود& .
انتقال تابش موج بلند از سطوح شیشه ای ، در مقابل شرایط آب و هوایی درمناطق گرم وخشک دارای اهمیت است. در این مناطق از گلخانه جهت افزایش رطوبت محیطی استفاده میشود. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد داخلی، بهتر است تا حد امکان حرارت تابشی از طریق ساختمان از دست داده شود. مواد شفاف در مقابل حرارت مانند ورق پلی اتیلن ودیگر پلاستیکها اغلب برای این گونه، مصرف مناسبند.
سیستم حرارت خورشیدی
علاوه بر سطح شیشه ای وکلتورها، سیستم حرارت خورشیدی از دو یا سه جزء دیگر نیز تشکیل می شود.
1- یک سطح جذب کننده که انرژی تابشی از خورشید را به انرژی حرارتی تبدیل میکند.
2- فضایی که باید گرم شود.
3- یک منبع جهت ذخیره حرارت (در صورت لزوم)
در روش غیرفعال خورشیدی، انتقال انرژی حرارتی از یک عنصر به عنصر دیگر از طریق مکانیزم طبیعی انتقال حرارت صورت میگیرد. در روش فعال انرژی حرارتی به وسیله نیروی پمپ یا پنکه منتقل می شود. سیستمهایی که در آنها انتقال حرارت توسط فرایندهای طبیعی انجام می گیرد و در عین حال توسط وسایل مکانیکی به این امر کمک میشود، سیستمهای ترکیبی نامیده می شوند. مطالب مندرج در این کتاب در رابطه با روشهای غیرفعال تنظیم آب و هوا می باشد زیرا این موارد در محدوده وظایف معماران و مجریان امور ساختمانی است. طراحی سیستم فعال مربوط به وظایف مهندسین مکانیک و تأسیسات بوده و لذا در این کتاب بحث نخواهد شد.
انواع سیستمهای غیرفعال به وسیله ارتباطات فیزیکی میان سطوح بازشو، جذب کننده ها، وسایل ذخیره حرارت و فضاهای تهویه شده، از یکدیگر تشخیص داده می شوند. سی نوع سیستم غیرفعال خورشیدی، به وسیله رابطه هایی که اجزاء آن می توانند با یکدیگر داشته باشند قابل تصور است. به جدول د4 مراجعه شود.
برای استرسی و استفاده از انرژی خورشید در خانه های خورشیدی تا 100% هزینة زیادی نیاز است. تحقیقات نشان داده شده نشان می دهد برای افزایش در این میزان از 80% به 90% باید همة تجهیزات و هزینه های را دوبرابر کرد و برای افزایش این میزان از 80% به 100% باید هزینه ها را سه برابر کرده و این در صورتی است که این هزینه نسبت به فواید افزایش استفاده از انرژی خورشیدی بسیار زیاد است.
آزمایشهای علمی انرژی های نو
1- انرژی طبیعی
با استفاده از مواد در دسترس، می توان انرژیهای موجود در طبیعت را مورد آزمایش قرار داد. آزمایشات انرژی خورشیدی، انرژی باد و غیره مختص محل خاصی نیستند بلکه در هر جا قابل انجام می باشند. سایر انرژیهای طبیعی نیز، با استفاده از روشی که تدارک دیده می شود قابل آزمایش می باشند. بدین منظور، درباره این موضوع که انرژی چیست بایستی بخوبی فکر کرد.
1-1- انرژی چیست و چه معنایی دارد؟
درباره انرژی و نیرو همه شنیده اند و انرژی نیز بطور علمی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. همه متوجه انرژی هستند ولی مفهوم و کاربرد علمی آن را به وضوح نمی دانند.
بطور مثال:
ما در اطراف خود پدیده ها و تغییراتی را مشاهده می کنیم که پدیده های طبیعی نامیده می شوند. مسلما این تغییرات علتهایی دارند و پیشینیان با دقت در مورد این پدیده ها اندیشیده و تحقیق کرده اند که نتیجه این مشاهدات و تحقیقات پیدایش شاخه ای از علوم به نام علوم طبیعی است که شامل فیزیک، شیمی، زیست شناسی، فیزیولوژی، پزشکی، زمین شناسی و غیره می باشد و هر کدام از این علوم به شاخه ها و مباحث مفصل تری تقسیم می گردد.
در بررسی علمی یک موضوع، مفهوم یا نظریه پیدا می شود و برای ادامه بررسیها در هر موضوع طبیعی نیز به یک نظریه احتیاج داریم. نیرو یا انرژی خود یک نوع نظریه است و طبق این نظریه محرک پدیده های طبیعی نیرو یا انرژی است.
کار، قدرت، وزن و غیره که در زندگی روزمره بکار برده می شوند نیز نظریه یا مفهوم می باشند. برای درک مفهوم انرژی باید روابط کار، قدرت، وزن و غیره را مشخص نمود.
در مثال ساده زیر که در شکل (1-1) نشان داده شده است، فرض می کنیم 10 کیلوگرم بار را با دست نگه داشته ایم. بدین ترتیب قدرت بکار رفته توسط شخص، ده کیلوگرم است و اگر بار رها شود به زمین می افتد، یعنی ما با صرف قدرتی برابر وزن بار، توانسته ایم از افتادن بار جلوگیری کنیم. پی می توان با قدرت 10 کیلوگرم وزن 10 کیلوگرم را نگهداشت. بنابراین اندازه قدرت را می توان با وزن نشان داد.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب* فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه: 30   پیشگفتار با در نظر گرفتن اینکه اکثر منابع انرژی فسیلی موجود کره زمین رو به کاهش و در بعضی موارد رو به نابودی است شاید بشر بتواند با اتکاء به طبیعت و منابع انرژیهای لایزال، آینده ای روشنتر برای خود تجسم نماید. افزایش مداوم جمعیت، کشورهای جهان را بیش از پیش با مشکل کمبود انرژی روبرو ساخته و حیات بش ...

منابع انرژی

انرژی فسیلی

دانلود تحقیق درمورد منابع انرژی فسیلی

مقاله درباره منابع انرژی فسیلی

آزمایشهای علمی انرژی های نو