تامین آب سالم و بهداشتی به عنوان یکی از مهمترین چالش های انسان در جوامع، به ویژه در جوامع در حال توسعه مطرح می باشد. اهمیت موضوع به دلیل نیاز روزافزون به آب و کاهش منابع غیر آلوده آب در سطح جهان می باشد. به علاوه تخلیه فاضلاب و همچنین ورود انواع مختلف آلاینده های خطرناک به آب های سطحی از کارائی فرایندهای متداول تصفیه جهت تامین آب آشامیدنی سالم می کاهند. بررسی های انجام شده نشان می دهند که موارد آلودگی ها در آب های زیرزمینی روبه افزایش است به طوری که استفاده از این منابع را تنها با گندزدایی ساده و بدون استفاده از سایر تکنولوژی های تصفیه مورد شک و تردید قرار می دهد. از جمله این آلاینده ها نیترات می باشد که مطابق با بررسی های سال 1983، مهمترین دلیل تعطیلی چاه ها بوده است. نیترات وضعیتی بسیار متفاوت از سایر آلاینده ها دارد به همین دلیل سازمان های بهداشتی آن را در گروه بندی خاص آلاینده هایی که به راحتی تصفیه پذیر نیستند قرار داده است.
پیشرفت دانش کشاورزی و افزایش جمعیت کره زمین، لزوم افزایش منابع غذایی و استفاده از کودهای مختلف شیمیایی در زمین های مزروعی که به منظور تولید محصولات بیشتر می باشد از یک سو و افزایش دام و طیور و تجمع فضولات حیوانی و پسمانده های محصولات کشاورزی که خود عامل دیگری در آلوده کردن منابع آب زیرزمینی است، سبب بروز نگرانی های مختلفی در مورد تصفیه و بهداشت آب آشامیدنی در کلیه کشورهای جهان حتی کشورهای توسعه یافته شده است. نیترات یکی از مهمترین آلاینده ها بوده که با توجه به حلالیت بسیار بالای آن، خارج کردن آن از آب فرایندی بسیار پر هزینه است. از این رو استانداردهای نیترات حتی در کشورهایی که استانداردها رسما پذیرفته شده است به اجرا در نیامده است.
شهر مشهد با جمعیتی حدود 2 میلیون و هفتصد هزار نفر و وسعت 225 کیلومتر مربع همه ساله میزبان حدودا 16 میلیون زائر است. آب شرب شهر مشهد از طریق 300 حلقه چاه (88/6%) و دو تصفیه خانه (7/1%) و دو دهانه چشمه (4/3%) تامین می گردد یون نیترات طبق استاندارد جهانی تا 5 سال قبل کمتر از 45 میلی گرم در لیتر برای آب شرب تعیین شده بود ولی از 5 سال قبل این میزان تغییر کرده و به 50 میلی گرم در لیتر افزایش یافته است. به طور کلی ازت در آب ممکن است به صورت نیترات، یون آمونیوم و ازت مواد آلی وجود داشته باشد. نیترات ها ممکن است در نتیجه آلودگی آب با مواد آلی و فاضلاب ها به وجود آمده باشد. بالا بودن غلظت یون نیترات در منابع آب شرب باعث بروز بیماری متهمو گلوبینما در نوزادان می شود. در بزرگسالان نیز نیترات در بدن به نیتروزآمین تبدیل می شود که ترکیبی سرطان زا بوده و احتمال بروز سرطان های دستگاه گوارش و مثانه را افزایش می دهد. در شهر مشهد قریب به 80 حلقه چاه دارای نیترات بالاتر از حد مجاز می باشد که غالبا در فصل سرما خاموش بوده و در زمان سرویس با آب هایی که دارای نیترات پایین می باشند در شبکه توزیع آب مخلوط می شوند.
در این پژوهش سیستم های اسمز معکوس و الکترودیالیز از نظر کارایی و هزینه ای در حذف نیترات از آب آشامیدنی باهم مقایسه شده و سپس راکتوری که بیشترین کارایی و کمترین هزینه تولید هر متر مکعب آب تصفیه شده را دارد مشخص خواهد گردید.
پارامترهای تعیین کارایی راکتورها شامل درصد حذف نیترات و حجم آب تصفیه شده و هزینه های تولید هر متر مکعب آب تصفیه شده در برگیرنده هزینه های سرمایه گذاری اولیه و راهبری است.
امید است نتایج این تحقیق بتواند راهگشای تحقیقات در آینده بوده و در افزایش سطح کیفی آب آشامیدنی و دستیابی به حد مطلوب مورد استفاده قرار گیرد.
قیمت : شش هزار تومان

2-1) پیشینه تحقیق
هی و همکاران یک فرمول بندی المان محدود بر مبنای تئوری صفحات کلاسیک لایه ای برای کنترل شکل و ارتعاشات صفحات FGM شامل سنسور و محرک پیزوالکتریک ارائه دادند. در این مدل الگوریتم بازخورد جهت کنترل پاسخ دینامیکی و استاتیکی مورد استفاده قرار گرفته است. خصوصیات صفحه FGM در جهت ضخامت آن مطابق با توزیع توانی کسر حجمی بوده است. نتایج تحلیل استاتیکی بر حسب خیز صفحه میانی نشان دهنده آثار کنترلی لایه های پیزوالکتریک می باشد.
لین و همکاران یک تحلیل پا یداری دینامیک روی تیر متشکل از ماده مرکب و لایه های پیزوالکتریک انجام دادند، در این تحقیق یک تیر لاغر لایه ای مرکب با لایه های پیزوالکتریک که تحت بار فشاری نوسانی محوری قرار دارد در نظر گرفته شده است و پایداری دینامیکی تیر مورد بررسی قرار گرفته است هر دو لا یه بالایی و پایینی پیزوالکتریک به عنوان محرک در نظر گرفته شده اند این تیر در دو انتها مقید شده و لایه های پیزو الکتریک محرک تنشهای صفحه ای القا می کنند و بر رفتار دینامیکی تیر اثر می گذارند. هنگامی که ولتاژ اعمالی در لایه های پیزوالکتریک محرک منفی است نیر وی پیزوالکتریک کششی می باشد. در این پژوهش ولتاژهای یکسان به هر دو لایه محرک اعمال شده است . پایداری دینامیکی تیر نیز وقتی که لایه پیزوالکتریک بالایی به عنوان محرک و لایه پایینی به عنوان حسگر عمل می کند مورد بررسی قرار گرفته است.
ماتیو و همکاران رفتار استاتیکی یک تیر طره ای که با تکه های محرک پیزوالکتریک تحریک می شود را بوسیله مدل اجزای محدود مورد بررسی قرار دادند و همین بررسی را بصورت تجربی روی تیر مدل بوسیله اعمال جریان مستقیم به تکه های پیزوالکتریک انجام دادند. تیر مورد بررسی همگن و از جنس آلومینیوم می باشد. نتایج حاکی از توافق بین داده های مدل اجزای محدود و مدل تجربی برای ولتاژهای پایین (کمتر از 100 ولت) می باشد. برای توافق در ولتاژهای بالاتر می بایست شکل غیر خطی ثابت پیزوالکتریک برای مدل اجزای محدود در نظر گرفته شود. ولتاژهای اعمالی در این مطالعه زیر 225 ولت می باشد.
شن روی پاسخ غیر خطی خمش صفحات تابعی که تحت بارهای عرضی و حرارتی قرار دارند مطالعه نموده است. این مطالعه روی صفحات مستطیلی تابعی با تکیه گاه ساده که تحت یک بار عرضی یکنواخت یا سینوسی و محیط حرارتی قرار دارند انجام شده، توزیع توانی مطابق کسر حجمی برای خصوصیات مواد در جهت ضخامت در نظر گرفته شده است، معادلات حاکم برای صفحه تابعی بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالاتر ردی در نظر گرفته شده است، یک تکنیک ترکیبی گالرکین و اغتشاشات برای تعیین نمودارهای نیرو- جابجایی و نیرو ممان خمشی بکار گرفته شده است.
جواهری و اسلامی روی کمانش حرارتی صفحه تابعی مطالعه نمودند، همچنین مطالعاتی روی کمانش این صفحات تحت بار گذاری فشاری صفحه ای و بارگذاری حرارتی بر مبنای تئوری مرتبه بالا انجام دادند.
قیمت : شش هزار تومان

گردد. افزایش سطوح داخلی موجب تبادل حرارت بهتر دیوارها از طریق همرفت با فضای داخل شده و این نیز سرعت افزایش دمای داخل را کاهش می دهد. در شب با تهویه طبیعی اجرام فوق با سرعت بیشتری خنک شده و تغییرات دما در شبانه روز در فضای داخلی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. به این نوع سیستم، سیستم کنت رل و تأخیر در حرارت ورودی گفته می شود.
در این پروژه سعی بر آن شده تا سقف های گنبدی از جنبه های مختلف بررسی گردد. کلاً سقف های انحنادار را می توان به سقف های گنبدی و قوسی تقسیم بندی نمود. سقف های قوسی به سقف هایی گفته می شود که در یک جهت انحنا دارند و در ج هت دیگر خطی هستند .این سقفها اگر در راستای جهتی که خطی هستند، به شکل قوس و نمیدایره دربیایند، به سقف های گنبدی شکل شبیه تر می شوند. این نوع سقف ها بیشتر برای فضاهایی که مستطیل شکل هستند مناسب تر می باشد. از مهمترین ویژگی های این نوع سقف ها می توان به کمترین تنش کششی که در آن ها به وجود می آید، نام برد که حتی از موادی مانند گل، آجر، سنگ و موادی از این قبیل که تحمل خمش را ندارند، استفاده نمود.
فصل اول
ی بر فعالیتهای انجام شده
سقف های گنبدی خود نیز انواع مختلفی دارند، مانند گنبدی یک لایه، کروی و گنبدی دولایه. از آنجایی که سقف های گنبدی سطح بیشتری در فضای خارج خود دارند، تبادل حرارت بهتری انجام می دهند و کمتر گرم می شوند. مصالحی که برای ساختن این نوع سقف به کار می رود در ابتدا خشت بود، سپس از آجر که به طور معمول به ضخامت 1-2cm روی آن از کاه گل پوشیده می شود استفاده می شده است . وجود کاه گل موجب جلوگیری از نفوذ باران بوده و مانند عایقی در برابر گرما عمل می کند. امروزه نیز این نوع سقف ها گاهاً در انبارها و کارگاهها و هم چنین برای ساخت سقف نیروگاههای اتمی و بعضی اماکن دیگر مورد استفاده واقع می شود.
سقف های گنبدی در مقایسه با سقف های تخت دارای تغییرات فشار بیشتری روی گنبد خود به خصوص در رأس آن می باشند. ه مچنین سرعت در بالای سقف گنبدی افزایش بیشتری پیدا کرده و در ناحیه پشت گنبد وجود تلاطم را خواهیم داشت اما هم د ر سقف های گنبدی و هم تخت شاهد تغییرات فشار در جلو و پشت ساختمان می باشیم.
تاکنون محققان بسیاری همچون تانگ، پیلموتر، نهار تحقیقات بسیاری درباره انواع سقف ها در مناطق مختلف براساس شرایط اقلیمی و جوی منطقه های گرم و خشک یا معتدل و مرطوب یا کوهستانی انجام داده اند. از آنجایی که سقف یکی از بخش های مهم ساختمان است. ساختار هندسی آن تأثیر عمده ای در مصرف انرژی، کاهش برودت و آسایش حرارتی دارد و از آنجایی که سقف در طول روز در معرض تابش خورشید می باشد، حرارت زیادی را وارد ساختمان می کند. لذا جهت قرار گرفتن ساختمان (شرق غرب یا شمال جنوب) مهم می باشد.
در طی سالیان گذشته استفاده زیادی از این نوع سقف ها بسته به شرایط اقلیمی، آداب و رسوم منطقه ای و نوع ساختمان شده است .ساختمان های مسکونی همانند خانه های عربی، اسکیموها، ساختمان های دولتی یا ساختمان های مذهبی به خصوص کلیساها و مساجد از این قبیل می باشند.

طبق بررسی های انجام شده در مناطقی با آب و هوای گرم و خشک سقف های قوسی یا گنبدی دمای داخل را در فصل زمستان کاهش می دهند و دلیل آن را زیاد بودن انعکاس تابشی این نوع سقف ها بیان می کنند که باعث کاسته شدن فشار حرا رتی ورودی به ساختمان می گردد. مبنای سنجیدن برهم کنش بین آب و هوای طراحی و هر نوع سقفی در مقایسه با سقف تخت را می توان جذب، انعکاس و پخش تابش از خورشید و میزان شار حرارتی از طریق جابه جایی با توجه به میزان ضریب انتقال هدایت سقف و عایق به کار رفته در آن در ن ظر گرفت. الجیای و فلیسی بیان کردند که سقف گنبدی اثر شار تابشی را در اطراف ساختمان کم می کند و دمای سقف کاهش می یابد و پخش تابش از سطح سقف و انتقال حرارت جابه جایی با محیط اطراف موجب کاسته شدن دمای سقف می شود. لایه بندی حرارتی هوای زیر سقف گنبدی یا قوس ی به گونه ای است که هوای گرم شده در زیر سقف قرار گرفته و به عنوان عایق عمل می کند. از آنجایی که دمای محیط خارج اغلب بالاتر از هوای محیط داخل ساختمان در طول روز است، بنابراین حرارت بیشتری توسط جابه جایی به داخل ساختمان از طریق سقف ها انتقال می یابد.
قیمت : شش هزار تومان

شدت جریان یکی شده تا میکرو سیستم های الکتریکی – مکانیکی را به وجود آورند. که می توانند توزیع زمان حقیقی را ایجاد کنند.
این قابلیت یک نظریه جدید را برای تحقیقات مربوط به کنترل جریان، ایجاد می کند. از سوی دیگر، اثرات سطحی، بر جریان سیال میان این وسایل میکرو مکانیکی غالب می شود. که این امر به خاطر، بزرگی نسبت سطح به حجم در شکل گیری ابعاد میکرون می باشد.
ما نیاز به آزمایش دوباره نیروهای سطحی در معادلۀ مومنتوم داریم . به علت کوچک بود ن شان، گاز در اعداد نادسن بالا جریان می یابد و بنابراین شرایط مرزی نیاز به تغییرات دارد. به علاوه با ایجاد این تکنولوژی، این سیستم ها همچنین می توانند، زمینه ساز اصلی برای تحقیقات علم جریان باشند.
در طول دهه اخیر، تکنولوژی میکروماشین کاری برای ساختن اجزاء مکانیکی در ابعاد میکرون، در دسترس است. میکرو ماشین ها نقش مهمی در بیشتر علوم داشته اند (نظیر بیولوژی، پزشکی، اپتیک، علوم فضا و مهندسی برق و مکانیک) که ما در این تحقیق، بحث خود را به آثار انتقال جریان و به طور ویژه روی دینانیک سیالات، محدود می کنیم.
این زمینه جدید فقط مبدل های کوچک برای حس کردن و کارکرد در ی ک محدوده که ما قبلاً آزمایش نکرده ایم را ایجاد نمی کند بلکه به ما این امکان را می دهد که، وارد محیطی بشویم که در آن اثرات سطحی بیشترین آثار را دارد. شکل (1-1) تصویر یک موتور محرك الکترواستاتیکی توسط یک میکروسکوپ الکتریکی را نشان می دهد.
این وسیله بهانه ای بر ای شروع زمینه میکروماشین ها شد . یک ساختار گرفته شده از مفهوم میکروموتور که در نهایت منجر به شکل گیری حسگر کیسه هوا (ایربگ) شد. باعث کاهش تلفات ناشی از تصادفات اتومبیل شد و امروزه در اکثر ماشین ها به کار می رود. در طول دوره تکامل میکروموتور، مشخص شد که نیروی اصطکاك بین روتور و لایۀ زیرین، تابعی از سطح تماس است. این نتیجه از قانون سنتی اصطکاك گرفته شده است. (f=uN) که می گوید، نیروی اصطکاك به طور خطی فقط به نیروی عمودی سطح N بستگی دارد. در مورد میکروموتور، نیروی سطحی بی ن روتور و لایه زیری ن، بیشتر نیروی اصطکاك را تشکیل می دهند. با این حال قانون قدیمی اصطکاك، شرایطی را بیان می کند که نیروی وارد بر جسم به سطح تماس بستگی ندارد.انحرافات از دانش مرسوم معمولاً در دنیای میکرو یافت می شود.
این امر، عرصه میکروماشین ها به عنوان یک تکنولوژی تا مرز ایجاد یک دانش جدید را فراهم می کند.
از فرایند میکرو ماشین کاری در لیتوگرافی (چاپ روی سنگ) برای ظاهر کردن الگوهای طراحی شده استفاده می شود. بخش اضافی سپس کنار گذاشته می شود . این روش ها مشابه روش استفاده شده در ساخت یک مدار فشرده (IC) است اما با یک تفاوت: ساختاره ای ساده و سه بعدی معمولاً به علت طبیعت اجزای مکانیکی ویژگی های رایجی هستند . تکنولوژی های تولید گوناگون مانند میکروماشین کاری بدنه جسم، میکروماشین کاری سطحی و لیگا (برگرفته از عبارت آلمانی LIGA) برای ساخت میکرو ماشین های مختلف گسترش یافته اند.
قیمت : شش هزار تومان

– شروع تسلیم پلاستیک و شکست برای یک بارگذاری ترمودینامیکی می تواند با تاخیر اتفاق بیافتد.
– جلوگیری از تمرکز تنش های شدید در محل تقاطع لبه ها و نقاط تکین.
– مقاومت باندهای واسط بین جامدات غیرهمگن مانند فلز و سرامیک با کاهش پیوسته ترکیب یا جهت دار کردن تغییر خواص مکانیکی می تواند افزایش پیدا کند.
– نیروی پیشران برای رشد ترک می تواند با انتخاب مناسب درجه بندی خواص مکانیکی کاهش پیدا کند.
– قرارگیری پوشش سخت روی نمونه فرعی با جنس نرم به وسیله درجه بندی پیوسته خواص مکانیکی و جهت دار کردن تغییر خواص مواد می تواند آسان تر شود.
– درجه بندی ترکیب در لایه های سطح می تواند میدان های تکین ناشی از بریدگی و فرورفتگی های نوک تیز را از بین برده و مشخصه های تغییر شکل پلاستیک اطراف فرورفتگی ها را تغییر دهد.
2-1- تاریخچه مواد هدفمند
برای اولین بار در سال 1972، Bever و Duwez، ایده ترکیب دو فاز مختلف را با تغییر در نحوه آرایش و ترتیب هرکدام از فازها در هر لایه در جهت بهبود خواص مکانیکی مطرح کردند. ایده آنها عموما مربوط به ضعف مواد مرکب در بسیاری از کاربردها بود که Goetzel در دهه های 1950 و 1960 با تحقیقات گسترده ای که روی مواد مرکب انجام داده بود، آنها را نشان داد. در اواسط دهه 1980 برای اولین بار در کشور ژاپن نام علمی FGm به این مواد داده شد و عصر جدیدی برای تحقیقات گسترده روی این مواد گشوده گشت. در آن سال در ژاپن یک گروه دولتی پیش بینی کردند که درگیری شدید ژاپن در تحقیقات فضایی و رشد این تحقیقات نشان داده است که پیشرفت ژاپن در این زمینه قویا به تولید مواد جدید وابسته می باشد. سه تن از دانشمندان به نام های Niino، Koizumi و Hirai تحقیقات خود را روی پروژه هواپیمایی فضایی آغاز کردند. تحقیقات این سه تن نشان داد که اجزای سازه های به کار رفته در بدنه هواپیمای فضایی تحت بارهای بسیار شدید قرار می گیرند و بنابراین در ترکیب و درجه بندی ریزساختارهای سازه های بدنه بایستی به دو مورد توجه شود. اولا، از مواد موجود و در دسترس، اجزای سازه ای تولید گردند که بهترین استفاده را در اکثریت اهداف صنعتی داشته باشند. ثانیا، جلوگیری از تمرکز تنش یا کرنشی که ناشی از به وجود آمدن سطوح نوک تیز به دلیل جدا بودن مواد مختلف می باشد. نتیجه این یافته ها موجب گشت که در سال 1987 در کشور ژاپن سازمانی متشکل از دانشمندان تاسیس شد و بودجه تحقیقاتی بسیار زیادی به آن اختصاص پیدا کرد و کار آن تحقیقات گسترده در ارتباط با FGM بود. این سازمان تحقیقات خود را روی اجزایی که یک وجه آنها سرد شده اند و وجه دیگرشان در محیط بسیار داغ نگهداری می شوند معطوف نمود. کمیته علمی این سازمان مأمور طراحی و ارزیابی سیستم های مرکب Inorganic گشت که نهایتا به سمت فلزات و سرامیک ها هدایت شدند. برای سطح داغ، دما حدود 2000 درجه کلوین در محیطی اکسیدکننده در نظر گرفته شد و آزمایش ها سرامیک را ماده مناسبی برای سطح داغ نشان داد. سطح سردتر در دمای 1000 د

رجه کلوین قرار داشت و بدینسان مقاومت و سختی و هدایت حرارتی مواد انتخاب شدند. بین دو سطح داغ و سردتر را با مخلوطی از سرامیک و فلز با درصدهای مشخص پر کردند که این عمل توسط روش متالوژی پودر انجام شد.
قیمت : شش هزار تومان