متناسب با شرایط عملیاتی جدید می‌باشد. دو روش رایج در اصلاح و بازبینی شبكه، روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی می‌باشند. روش پینچ زمان بر بوده و براساس تجربه و قضاوت طراح و با رویكردی دستی به حل مسئله می‌پردازد. در حالی كه روش برنامه نویسی ریاضی سریع تر بوده و اعمال سلیقه طراح در آن كمتر می باشد. این روش با رویكردی دقیق به دنبال بهینه ترین جواب برای اصلاح شبكه می‌باشددر این تحقیق از تركیب دو روش بهینه سازی ریاضی و روش پینچ، كه براساس تحلیل ترمودینامیكی و طراحی كاربردی می‌باشند، جهت اصلاح واحد 80 تقطیر پالایشگاه ابادان استفاده شده است. در مرحله هدف‌گذاری خواص فیزیكی جریان‌ها متغیر با دما در نظر گرفته می‌شود و هر جریان به چند زیر جریان كه خواص فیزیكی مشابهی دارند تفكیك می شوند. با به‌کارگیری فن‌آوری پینچ و تغییر ΔT(Min) ، هیچ تغییری در آرایش شبکه‌‌مبدل‌های حرارتی ایجاد نشده است و با بازبینی و بررسی دوباره شبکه به این نتیجه رسید که طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی یک مسئله‌ی آستانه می‌باشد و  برای افزایش بازیافت حرارتی بین جریان های فرایندی، ساختار شبکه نباید هیچگونه تغییری پیدا کند زیرا در بهترین حالت خود قرار دارد ولی ازآنجایی که مساحت مورد استفاده شبکه‌مبدل‌های حرارتی بیش از مساحت واقعی مورد نیاز برای ظرفیت 90000 بشکه در روز می‌باشد، می‌توان با کاهش 7 پوسته از هزینه سرمایه‌گذاری کاست.

 

 كلمات كلیدی:

انتگراسیون حرارتی، شبكه مبدل های حرارتی، طراحی اصلاحی، بهینه سازی، حالت عملیاتی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه             

فصل اول………………………………………………………………………………………………….. 2

1-1 ضرورت انجام پژوهش…………………………………………………………………………………………..2

 1-2 روش انجام پژوهش………………………………………………………………………………………………3

 1-3 ساختار پایان‌نامه……………………………………………………………………………………………………3

فصل دوم ……………………………………………………………………………………………………….5

2-1 سابقه علمی………………………………………………………………………………………..5

2-2 روش‌های اصلاح شبکه‌مبدل‌های حرارتی………………………………………………………………….8

2-2-1 اصلاح شبکه بوسیله باز‌بینی مستقیم ساختمان آن……………………………………………9

2-2-2 اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید………………………………………………………….9

2-2-3 اصلاح شبکه با بهره گرفتن از فن‌آوری پینچ………………………………………………………..9

2-2-4 اصلاح شبکه با بهره گرفتن از مدل برنامه‌نویسی ریاضی……………………………………….9

2-3 فن‌آوری پینچ………………………………………………………………………………………………………10

2-3-1 نمودار آبشاری…………………………………………………………………………………………10

2-3-2 منحنی ترکیبی………………………………………………………………………………………….11

2-3-3 منحنی ترکیبی جامع (G.C.C)………………………………………………………………….. 12

2-3-نمودار پیازی………………………………………………………………………………………………13

2-3-5 ΔTmin بهینه……………………………………………………………………………………………13

2-4 اصول پینج…………………………………………………………………………………………………………..14

2-5 مسائل آستانه (Threshhold)…………………………………………………………………………………..16

2-6 انتخاب واحد پشتیبانی………………………………………………………………………………………….17

2-7 کوره­ها……………………………………………………………………………………………………………….18

2-8 هدف­گذاری………………………………………………………………………………………………………..20

2-8-1 تعداد مبدل­های حرارتی……………………………………………………………………………20  

2-8-2 هدف­گذاری سطح……………………………………………………………………………………23

2-8-3 هدف گذاری تعداد پوسته ها……………………………………………………………………..25

2-8-4 هدف­گذاری هزینه اصلی(Capital Cost)……………………………………………………..27

2-8-5 هدف­گذاری هزینه کلی…………………………………………………………………………… 29

2-8-6 هدف­گذاری بر  اساس رابطه هزینه انرژی…………………………………………………..30

2-9 روش‌های هدف­گذاری…………………………………………………………………………………………33

2-9-1 هدف­گذاری به روش α ثابت…………………………………………………………………….33

2-9-2 هدف­گذاری به روش α افزایشی………………………………………………………………..34

2-10 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………35

فصل سوم ………………………………………………………………………………………………………………………..37

3-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………37

3-2 حلقه………………………………………………………………………………………………………………….38

3-3 مسیر………………………………………………………………………………………………………………….39

3-4 درجه آزادی………………………………………………………………………………………………………..39 

3-5 تقسیم جریان……………………………………………………………………………………………………….41

3-6 نظریه مثبت، منفی………………………………………………………………………………………………..41

3-7 هدف­گذاری انرژی………………………………………………………………………………………………42

3-8  روش تخصیص بار حرارتی جریان خارجی……………………………………………………………44

3-8-1 روش مبتنی بر منحنی تركیبی جامع……………………………………………………………..44

3-8-2 قاعده ارزان­ترین جریان خارجی………………………………………………………………….46

3-9 هدف­گذاری سطح………………………………………………………………………………………………..47

3-10 پارامتر بهینه‌سازی……………………………………………………………………………………………….48

3-11 نکات و ترفندهای بهینه‌سازی………………………………………………………………………………49

3-12 بهینه‌سازی و بررسی حالت عملیاتی شبکه…………………………………………………………….50

3-13 عملكرد بهینه و نگهداری از شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………….51

3-13-1 ضریب انتقال حرارت کلی تمییز………………………………………………………………51

3-13-2 ایجاد رسوب در مبدل حرارتی………………………………………………………………..52

3-14 چه مقدار / اگر………………………………………………………………………………………………….52

3-14-1 رخداد………………………………………………………………………………………………….53

3-14-2 وظایف…………………………………………………………………………………………………53

3-15 طراحی شبکه…………………………………………………………………………………………………….55

3-16 اصلاح و بازبینی شبكه………………………………………………………………………………………..57

3-16-1 تشخیص گلوگاه­ها در شبكه مبدل­های حرارتی……………………………………………57

3-17 جمع­بندی………………………………………………………………………………………………………….59

فصل چهارم ……………………………………………………………………………………………………………………..60  

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………60

4-2 روش­های ساخت در پالایشگاه………………………………………………………………………………61

4-2-1 جریان کلی مواد در پالایشگاه…………………………………………………………………….63

4-3 ترکیب نفت خام………………………………………………………………………………………………….65

4-4 تقطیر………………………………………………………………………………………………………………….66

04-4-1 کلیاتی در مورد تقطیر……………………………………………………………………………..66

4-4-2 عملیات تقطیر………………………………………………………………………………………….68

4-4-3 شرح تقطیر جزء به جزء…………………………………………………………………………….71

4-5 تقطیر نفت خام……………………………………………………………………………………………………71

4-5-1 ستون تقطیر اتمسفری……………………………………………………………………………….71

4-5-2      ستون تقطیر خلاء………………………………………………………………………………….73

4-6 فرآورده‌های تقطیر………………………………………………………………………………………………..74

4-6-1 مهم­ترین فرآورده‌های واحد تقطیر نفت خام………………………………………………….74

4-7  شبیه‌سازی واحد تقطیر ……………………………………………………………………………………….76

4-7-1 نرم‌افزار Aspen Engineering……………………………………………………………………..76

4-7-2 معادلات ترمودینامیکی………………………………………………………………………………78

4-7-3 شبیه‌سازی واحد تقطیر آبادان ……………………………………………………………………78

4-7-4 توزیع ترکیبات مختلف گوگردی در بنزین…………………………………………………..79

4-7-5 محیط شبیه‌سازی …………………………………………………………………………………….80

4-7-6 نحوه اجرای برج تقطیر……………………………………………………………………………..83

4-7-7 توضیح فرایند تقطیر در خلا………………………………………………………………………85

4-7-8 جمع­بندی……………………………………………………………………………………………….85

فصل پنجم ……………………………………………………………………………………………………………………….86

5-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………87

5-2 شبیه­سازی واحد…………………………………………………………………………………………………..87

5-3 استخراج داده‌ها از شبیه‌سازی و هدف‌گذاری…………………………………………………………….87

5 -3-1 شبیه‌سازی منابع سرد و گرم خارجی در محیط Aspen HX-NET…………………89

5-4 ترسیم شبکه‌مبدل‌های حرارتی……………………………………………………………………………….89

5-5 هدف‌گذاری………………………………………………………………………………………………………92

5-5-1 تعیین ΔTMIN بهینه………………………………………………………………………………..92

5-5-2 برآورد هزینه سرمایه‌گذاری……………………………………………………………………..92

5-5-3 فرضیات هدف‌گذاری…………………………………………………………………………….93

5-6 بررسی نتایج هدف‌گذاری شده……………………………………………………………………………..94

5-7 اصلاح و بازبینی شبکه…………………………………………………………………………………………96

5-8 راهکار اقتصادی برای شبکه‌مبدل‌های حرارتی واحد 80………………………………………….100

5-9 نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………………………….101

5-10 پیشنهاد‌ها………………………………………………………………………………………………………..103

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………….104<  /p>

پیوست­ها………………………………………………………………………………………………………………..107

1                    فصل اول

1-1            ضرورت انجام پژوهش

با افزایش قیمت حامل‌های انرژی و بحران انرژی از آغاز دهه‌ی هفتاد میلادی، همچنین مصرف بالای انرژی در بخش صنعت، صرفه‌جویی انرژی در صنایع به خصوص صنایع فرآیندی و شیمیایی امری ضروری است. همچنین با توجه به مصرف بالای بنزین و بحث خودکفایی در تولید بنزین توسط پالایشگاه‌های کشور، پیشرفت و بهینه سازی واحدهای بنزین سازی پالایشگاه‌های نفت مورد توجه قرار گرفته است. این امر منجر به ابداع روش‌های مختلفی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و همچنین استفاده مجدد از انرژی‌های تلف شده در یک فرایند گردید. افزایش روز افزون قیمت سوخت, كاهش منابع سوخت فسیلی و لزوم حفظ و نگهداری محیط زیست عواملی هستند كه كه اهمیت بازیافت بهینه انرژی حرارتی و جلوگیری از اتلاف انرژی را در صنایع مختلف, نشان می دهد. امروزه مصرف بهینه انرژی به عنوان یكی از شاخص ها عمده در ارزیابی توسعه یافتگی جوامع, مطرح گردیده است. شدت بالای مصرف انرژی در فرآیندهای شیمیایی، باعث افزایش هزینه‌های تولید و بهره‌برداری و نیز كاهش بازده استحصال مواد در محصولات صنعتی می گردد. همچنین با توجه به اهمیت طراحی شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی به عنوان یکی از بخش‌های مهم طراحی فرآیندها، شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی این واحد با دیدگاه انتگراسیون حرارتی بررسی گردیده است. این بررسی با دو رویکرد در قالب اصلاح شبکه‌ی موجود و طراحی مجدد شبکه انجام گرفته است. در طراحی مجدد شبکه، هدف کمینه‌کردن سطح انتقال حرارت و یا هزینه‌ی سالیانه کلی آن واحد می‌باشد. درحالی که هدف از بازبینی و اصلاح شبکه موجود کمینه‌کردن دوره بازگشت سرمایه بعد از اعمال تغییرات انجام شده در شبکه می باشد. دو روش رایج در طراحی و اصلاح شبکه‌ی مبدل‌های حرارتی روش طراحی پینچ و روش برنامه‌نویسی ریاضی می‌باشند .حالت عملیاتی شبکه نیز جهت بررسی کارآیی طرح، هنگام تغییر در شرایط عملیاتی، مورد بررسی قرار می‌گیرد. کاهش ضریب کلی انتقال حرارت در اثر ایجاد رسوب تغییر در دمای ورودی یا دبی جرمی جریان‌های فرآیندی از جمله پارامترهای عملیاتی هستند که اثر آنها را در شبکه بررسی میگردد. در این پایان‌نامه از ترکیب دو روش بهینه‌سازی ریاضی و روش پینچ، که براساس تحلیل ترمودینامیکی و طراحی کاربردی می‌باشند، به منظور طراحی مجدد و اصلاح شبکه استفاده شده است.فناوری پینچ همگام با توسعه‌ی اولیه‌اش در دانشگاه‌ها، در فرآیندهای صنعتی نیز به کار گرفته شده‌است و امروزه از آن به عنوان یک فناوری کامل در مراکز دانشگاهی و صنعتی یاد می‌شود. تحلیل کارآمد جهت بررسی عملکرد سیستم‌های انرژی و واحدهای فرآیندی است. با تکیه بر نتایج انجام گرفته بر اساس این تحلیل، نقاط بحرانی فرآیند شناسایی و جهت بهینه‌سازی انرژی واحد با اصلاح این نقاط بحرانی، حداکثر نتایج مطلوب حاصل خواهد شد.

تحلیل پینچ علاوه بر تعیین مبدل‌های حرارتی خطاکار، راهکار و شبکه مبدل‌های حرارتی مناسب را پیشنهاد می‌دهد. در این بین بهینه‌سازی انرژی در واحد 80  مورد بررسی قرار گرفته است.

1-2              روش انجام پژوهش:

در پایا‌ن‌‌نامه ابتدا واحد 80 برج تقطیر پالایشگاه آبادان توسط نرم افزار Aspen hysys refinery شبیه‌سازی می شود و نتایج شبیه‌سازی با مقادیر واقعی مقایسه می‌شود. در مرحله بعد نسخه شبیه‌سازی شده را به نرم‌افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 ( همان نرم‌افزار HX-NET می‌باشد) لینک کرده و در محیط این نرم افزار شبکه مبدل‌های حرارتی ترسیم می‌شود. با ارزیابی شبکه فوق به کمک فناوری پینچ، امکان اصلاح شبکه بررسی شده و پیشنهاد‌ها لازم ارائه می‌شود. روش مورد استفاده در نرم افزار Aspen hysys Analyzer V7.2 تلفیقی از دو روش ریاضی و روش پینچ است. دو روش طراحی پینچ و روش برنامه نویسی ریاضی از پرکاربردترین روش‌ها جهت اصلاح شبکه موجود می‌باشند.

1-3            ساختار پایان‌نامه:

مطالعات و تحلیل‌های انجام شده در این پژوهش در قالب 5 فصل به شرح زیر ارائه شده است:

در فصل اول پس از مقدمه کوتاهی درباره اهمیت بهینه‌سازی انرژی واحد 80، روش انجام شده در این مطالعه برای کاهش مصرف انرژی و اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی این واحد بیان شده است.

در فصل دوم  پیشینه روش تحلیل پینچ و تعاریف اولیه با اشاره به تاریخچه انجام مطالعات  این تحلیل و به عنوان معیاری برای ارزیابی سیستم‌های انرژی و تعیین نقاط بحرانی فرآیند بیان شده است.

در فصل سوم روش تحلیل پینچ در انتگراسیون فرایند‌ها، هدف‌گذاری‌ها و اصول و معیارهای روش پینچ در اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی و بهینه‌سازی فرایند‌ها با بهره گرفتن از فناوری پینچ بیان شده است.

در فصل چهارم فرآیند تولید نفت خام برای آشنایی بیشتر توضیح داده شده است. در این فصل پس از بیان تاریخچه توسعه این واحد پالایشگاهی، انواع فرآیندهای و مشخصات خوراک و محصول این واحد بیان شده است .

در فصل پنجم نتایج تحلیل‌های پینچ و سایر مطالعات انجام شده در واحد 80 آبادان آورده شده است و در ادامه فصل، اصلاح شبکه مبدل‌های حرارتی واحد بیان شده است و در پایان فصل با انجام مطالعات اقتصادی، نتیجه‌گیری‌ این پژوهش و پیشنهادهایی برای انجام کارها و مطالعات آتی بیان شده است.

2     فصل دوم

2-1           سابقه علمی

در سال 1970 که بحران انرژی آغاز شد مهندسان طراح و صاحبان صنایع بویژه شرکت‌های صنایع  فرایند‌های شیمیایی به صرفه‌جویی در مصرف انرژی اندیشیدند که به ابداع روش‌های گوناگون برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در طی این سال‌ها منجر شد. همچنین به موازات آن دریافتند که باید از انرژی‌هایی که در یک فرایند تلف می‌شوند نیز دوباره استفاده کنند. (انرژی تلف شده انرژیی می‌باشد که در یک فرایند تولید می‌شود ولی دوباره به محیط دور ریخته می‌شود اگرچه هنوز می‌توان از ان دوباره استفاده نمود).

کیفیت لازم برای انرژی مقدار نیست بلکه ارزش آن می‌باشد. این استراتژی که چگونه این انرژی بازیافت شود به دمای آن و مسائل اقتصادی بستگی دارد.در این خصوص شیوه‌های مختلفی برای استفاده مجدد از این انرژی‌های هدر رفته در کارخانه‌ها ارائه گردیده است که به بازیافت حرارتی معروف شده اند.این فعالیت‌ها تا کنون به ابداع روش‌های متعددی در طراحی منجر شده‌است.

اولین روش تجربی با بهره گرفتن از قواعد تجربی و طی چند مرحله تکاملی آرایش مناسبی برای شبکه بدست می‌آید.به عنوان نمونه توصیه می‌شود که در صورت امکان گرمترین جریان گرم موجود در فرایند انرژی خود را با جریان سردی که دمای نهایی آن از دیگر جریان‌های سرد بیشتر باشد مبادله نماید.این روش علی‌رغم سادگی روش قابل اطمینانی محسوب نمی‌شود ودر یک واحد شیمیایی پیچیده ما را به بهترین طرح ممکن رهنمون نخواهد ساخت.

دومین روش، روش ریاضی، که قدیمیترین روش محسوب می‌شود ابتدا تمام آرایش های ممکن برای شبکه تبادل‌گرهای حرارتی تعریف شده و به وسیله‌ی محاسبات ریاضی پیچیده و زمان‌گیر بازده واحد در هر حالت ارزیابی می‌شود و به تدریج گزینه‌های نامناسب حذف می‌گردند تا به شبکه منتخب نهایی برسیم. در این روش تعداد گزینه‌ها و حالات مختلفی که برای هر مسئله می‌بایست در نظر گرفت بسیار زیاد خواهند بود و در مسئله‌ای نظیر شبکه تبادل‌گر‌های حرارتی یک پالایشگاه به ارقامی بیش از 1018 لحاظ میرسد. بنابرین این مجموعه از ارزیابی‌ها به یک کامپیوتر بزرگ و صرف زمان زیادی نیاز دارد به همین لحاظ در یک واحد صنعتی با ابعاد و پیچیدگی‌های یک پالایشگاه استفاده از این روش با محدودیت مواجه خواهد شد [16].

در سال 1965، وا[1]، نظریه ادغام کلیه حالات مختلف شبکه مبدل ها را در یک شبکه کلی به نام ابر ساختار ارائه نمود. روش وی به عنوان ابزاری قوی برای طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی و ترکیب کلی فرایند با بهره گرفتن از مبدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی مورد استفاده قرار گرفت[1].

سومین روش، روش ترمودینامیکی (پینچ)، پیچیدگی غیر ضروری روش دوم را ندارد و در عین حال قابل اعتماد نیز محسوب می‌شود و تا کنون به موفقیت‌های بزرگی نائل آمده‌است. زیرا مهندسین طراح می توانند با بهره گرفتن از این روش قبل از طراحی نهایی حداقل گرمایش و سرمایش مورد نیاز  فرایند کمترین سطح مورد نیاز برای تبادل حرارت و هزینه ها را محاسبه نموده و تلقی درستی از شبکه بهینه نهایی بدست آورد. در ضمن بدلیل سادگی و سهولت استفاده بر خلاف روش دوم کنترل طراحی در دست طراح می‌باشد و می‌تواند در مراحل مختلف تصمیم گیری و انتخاب نماید. این روش متکی بر تجربه و یا آزمون خطا نمی‌باشد و بوسیله‌ ان طراحی شبکه آسان‌تر و صرف زمان کمتری انجام می‌گیرد.

 در سال 1971، هامن[2] با بهره گرفتن از مفاهیم ترمودینامیکی، گام‌های موثری را در زمینه تحلیل شبکه مبدل‌های حرارتی برداشت که تحقیقات وی بعدها سرچشمه نکات ارزنده‌ای در طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی گردید. کار وی به طور عمده بر تعیین حداقل انرژی مورد نیاز بر شبکه مبدل‌های حرارتی با بهره گرفتن از روش تحلیل استوار بود که بعد‌ها بوسیله‌ی فلاور[3] و لینهوف[4] کامل‌تر و به صورت الگوریتم ریاضی و مناسب برای هدف‌گذاری تبدیل شد[1].

مختلف به عنوان اهداف این پژوهش بررسی و با هم مقایسه شده اند. این سه سناریو شامل موارد زیر است:

سناریوی 1: می‌نیمم‌سازی پیك انرژی مصرفی (مدیریت اضافه‌بار)
سناریوی 2: می‌نیمم‌سازی هزینه انرژی مصرفی
سناریوی 3: تلفیق سناریوهای 1و2
بررسی همزمان هر دو سناریوی 1و2 در سناریوی 3، این پژوهش را از سایر پژوهش‌های مرتبط متمایز می‌كند، زیرا در كارهای مرتبط پیشین معمولا یكی از اهداف مورد بررسی در سناریوهای 1 و 2، مورد بحث قرار گرفته‌اند. در پایان این پژوهش سعی شده است با بررسی نمودارهای توزیع انرژی دستگاه‌های خانگی و مقایسه سناریوهای مطرح شده، بهترین برنامه زمان‌بندی برای بارها ارائه شود كه بطور همزمان هم پیك انرژی مصرفی را می‌نیمم كند و هم به می‌نیمم‌سازی هزینه برق مصرفی منجر شود.

واژه های کلیدی: مدیریت مصرف انرژی، بهینه‌سازی مصرف انرژی، خانه‌های هوشمند، اتوماسیون ساختمان

 

فهرست مطالب:

فصل1مقدمه 7

1-1.مقدمه 8

1-2.ساختمانهوشمندچیست؟ 8

1-2-1. سیستم‌هایمدیریتواتوماسیونساختمان 9

1-2-2. تعاملبینساكنانوساختمانهوشمند 9

1-2-3. سیستم‌هایمدرنمدیرتساختمان 10

1-3.نگاهاینپژوهش 10

1-3-1. شبكههوشمند 11

1-3-2. تكنیكپاسخبهتقاضا (DR) 12

1-3-3. انواعبرنامه‌هایپاسخبهتقاضا (DR) 12

1-3-4. تعاملبینمصرف‌كنندهوبرنامه‌هایپاسخبهتقاضا (DR) 13

1-3-5. مقایساتیبیناینپژوهشوپژوهش‌هایانجامشده 14

1-4.فصل‌بندی 16

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

2-1.مقدمه 19

2-2.مسألهتغییرزمانبار 19

2-2-1. سیستممدیریتمصرفانرژیدرخانه‌هایمسكونی 20

2-2-1-1. ارائهمسألهبرنامه‌ریزی 21

2-2-1-2. استخراجاطلاعاتبارهایخانگی 21

2-3.رویكردیازتغییرزمانبارها 22

2-3-1. اعمالفرضیاتگوناگون 23

2-4.مدیریتطرفتقاضا (DSM) 23

2-5.رویكردDSMدراینپژوهش 24

2-6.بررسیتفصیلیاولینپژوهشمرتبط 25

2-6-1. چارچوبمدل 25

2-6-1-1. فازهایكاری 26

2-6-1-2. مقایسهپژوهشموردمطالعهبااینپژوهش 26

2-6-2. فرمول‌بندیمدل 26

2-6-3. انتقاداتیبرپژوهشموردمطالعه 29

2-7.بررسیتفصیلیدومینپژوهشمرتبط 30

2-7-1. سناریوی 1: مدیریتاضافه‌باردرحوزهخانه 30

2-7-2. سناریوی 2: بهینه‌سازیصرفه‌جوییاقتصادی 30

2-7-3. سناریوی3: مدیریتطرفتقاضا (DSM) 31

2-7-4. چارچوبمدل 32

2-7-4-1. معماریسیستم 32

2-7-4-2. مدلسازیبارهایخانگی 34

2-7-4-3. مدلسازیانرژیمصرفیدستگاه‌ها 35

2-7-5. فرمول‌بندیمسألهكنترلرهوشمندخانگی 37

2-7-5-1. تعاملبینمصرف‌كنندهودستگاه‌هایهوشمندخانگی 37

2-7-5-2. رفتارSHCدربرابرسیگنال‌هایDSM 39

2-7-5-3. ارائهمدلریاضیازMدستگاهخانگی 40

2-7-5-4. مسألهبرنامه‌ریزیSHC 42

2-7-5-5. حلمسألهبرنامه‌ریزیSHC 43

فصل3مدل‌پیشنهادیكنترلرهوشمند 47

3-1.دیاگرامكلیمسأله 48

3-1-1. دیاگرامسیستممدیریتبارهایخانگی 48

3-1-2. تقسیم‌بندیبارهایخانگی 49

3-1-3. توسعهسیستممدیریتبار 50

3-1-4. نیازمندی‌هایارتباطیسیستم (پروتكلارتباطیزیگبی) 51

3-2.تشریحمسألهوفرضیات 52

3-2-1. ادبیاتمدل 52

3-2-2. فرموله‌سازیواعمالفرضیات 53

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

4-1.مقدمه 60

4-2.برنامه‌ریزیخطیعددصحیحمختلط 60

4-3.برنامه‌ریزیآرمانی 63

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

5-1.مقدمه 67

5-2.دریافتاطلاعاتازمصرف‌كننده 68

5-3.مدلسازیدستگاه‌هایخانگیدرمطالعهموردی 70

5-4.بررسیسناریوهایمختلف 78

5-4-1. سناریوی 1: می‌نیمم‌سازیپیكانرژیمصرفی 79

5-4-1-1. نمودارتوزیعانرژیدستگاه‌هایخانگی 79

5-4-1-2. بررسیكلانرژیمصرفی 85

5-4-1-3. بررسیهزینهكلانرژیمصرفی 87

5-4-2. سناریوی 2: می‌نیمم‌سازیهزینهانرژیمصرفی 89

5-4-2-1. نمودارتوزیعانرژیدستگاه‌هایخانگی 90

5-4-2-2. بررسیكلانرژیمصرفی 96

5-4-2-3. بررسیهزینهكلانرژیمصرفی 98

5-4-3. سناریو 3: تلفیقسناریوهای 1و2 100

5-4-3-1. بررسیكلانرژیمصرفی 100

5-4-3-2. بررسیهزینهكلانرژیمصرفی 102

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

 

فهرست اشکال

فصل1مقدمه 7

شکل1-1.بخش‌هایمختلفیكساختمانهوشمند 10

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

شکل2-1.تعرفهقیمتانرژیالكتریكیبرایشهرنیویورك، 15 ماهفوریه 2011 (NYISO) 24

شکل2-2.معماریسیستم 33

شکل2-3.تعاملبینمصرف‌كنندهودستگاه 38

شکل2-4.منطقكاركردسیستمكنترلرهوشمند 39

فصل3مدل‌پیشنهادیكنترلرهوشمند 47

شکل3-1.دیاگرامسیستممدیریتبار 48

شکل3-2.تقسیم‌بندیبارهایخانگی 50

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

شکل5-1.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 1 (تهویهمطبوع) 79

شکل5-2.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 2 (یخچال) 79

شکل5-3.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 3 (اجاقبرقی) 80

شکل5-4.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 4 (سیستمصوتیتصویری) 81

شکل5-5.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) 81

شکل5-6.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) 82

شکل5-7.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) 83

شکل5-8.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) 84

شکل5-9.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) 84

شکل5-10.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكل 86

شکل5-11.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روز 86

شکل5-12.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت 90

شکل5-13.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت 90

شکل5-14.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت 92

شکل5-15.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت 92

شکل5-16.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت 93

شکل5-17.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت 93

شکل5-18.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت 94

شکل5-19.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت 94

شکل5-20.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت 95

شکل5-21.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت 95

شکل5-22.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت 96

شکل5-23.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت 96

شکل5-24.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلبرایپیك 5 كیلوواتساعت 97

شکل5-25.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت 97

شکل5-26.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلتلفیقسناریو 1و2 101

شکل5-27.نموداركلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزتلفیقسناریو 1و2 101

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

 

فهرست جداول

فصل1مقدمه 7

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی 18

جدول2-1.معرفیپارامترهایمدل 40

فصل3مدل‌پیشنهادیكنترلرهوشمند 47

جدول3-1.جدولتعرفهمتغیربازمانبرایانرژیالكتریكی 56

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی 59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج 66

جدول5-1.جدولترجیحاتمصرف‌كنندهومشخصاتدستگاه‌ها 69

جدول5-2.تعرفهقیمتبرقدرساعاتشبانه‌روز 88

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات 104

مقدمه

اگر توجه داشته باشیم كه منابع تامین انرژی محدود است و به همین علت بهای انرژی مصرفی بالاست می‌توان معنای واقعی مدیریت مصرف انرژی را درك كرد. متاسفانه در کشور ما فرهنگ صحیح استفاده از انرژی هنوز هم جایگاه مناسب خود را به دست نیاورده است؛ بگونه‌ای که آمار و ارقام[1] موجود در این زمینه حاکی از مصرف بی‌رویه انرژی حتی تا چندین برابر استانداردهای جهانی می‌باشد. با توجه به اینکه در کشور ما بیش از 90% انرژی‌ها[2] از منابع زیرزمینی و فسیلی تهیه می‌شود که منابعی محدود و پایان پذیر می‌باشند این مسأله از درجه اهمیت بالاتری برخوردار است لذا هوشمندسازی ساختمان در کشور ما یک امر بسیار مهم به شمار می‌آید که باید به یک عزم ملی تبدیل شود تا از این طریق هم به خودمان و هم به نسل‌های بعدی خدمت کنیم. راهكاری كه در این پژوهش ارائه شده است، می‌تواند گامی جهت توسعه هوشمندسازی خانه‌ها باشد.

ساختمان هوشمند چیست؟

یك ساختمان هوشمند بنا به تعریف انستیتو ساختمان‌های هوشمند، بنایی است كه با استفاده بهینه از چند عنصر پایه شامل: سازه و سیستم و خدمات مدیریت و روابط درونی آنها، محیطی مناسب و دارای صرفه اقتصادی ایجاد می کند. در ساختمان هوشمند بسیاری از اعمالی كه ساكنان از روی عادت و بصورت غیرارادی انجام می‌دهند توسط سیستم‌های هوشمند انجام می‌گردد كه باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی می‌گردد.

سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان

امروزه عملكرد سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان در جهت كاهش هزینه‌های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تكنولوژی و بكارگیری فناوری ارتباطات و رایانه رو به رشد هستند كه در مجموع صرفه‌جویی انرژی را در بر خواهد داشت، بطوریكه صرفه‌جویی‌های ناشی از بكارگیری این سیستم‌ها در مدت زمان كوتاهی موجب جبران هزینه‌های مربوطه می‌شود. سیستم‌های كنترل هوشمند دارای انعطاف بالایی هستند و می‌توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. همچنین در هنگام بهره‌برداری براحتی می‌توان عملیات تغییر و بهینه‌سازی برای راهبری بهتر و كاهش   هزینه‌های انرژی را انجام داد.

با بكارگیری انواع و اقسام سنسورهای حسی در داخل و خارج ساختمان و با بكارگیری یك شبكه و سیستم واحد می‌توان بلادرنگ اطلاعات دما، فشار، رطوبت، دبی هوا، میزان اكسیژن و دی اكسیدكربن را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده‌آل استفاده كرد. دریك ساختمان هوشمند كه با امكانات نرم‌افزاری بوجود آمده می‌توان نمودارهای مختلفی را بر حسب زمان در اختیار داشت و از آنها در جهت بهبود كیفی شرایط زیستی برای ساكنین استفاده كرد.

تعامل بین ساكنان و ساختمان هوشمند

در زمان كاركرد سیستم هوشمند ساكنان در جهت صرفه‌جویی مصرف انرژی حق بازكردن پنجره‌ها را نخواهند داشت و در ساختمانهای اداری قبل از اتمام ساعت كار، این سیستم بصورت اتوماتیك و متناوب شروع به خاموش كردن سیستم‌های تهویه مطبوع می‌كند. در یك ساختمان هوشمند با امكانات بوجود آمده می‌توان در هر زمان میزان مصرف انرژی سوخت و برق را بدست آورد و از آن در جهت كاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان بهره برد.

بخش‌های مختلف یك ساختمان هوشمند

سیستم‌های مدرن مدیرت ساختمان

سیستم‌های مدرن مدیریت ساختمان امروزه بر پایه وب[3] نگاشته می‌شوند كه بزرگترین مزیت آن در بكارگیری امتیازات شبكه جهانی اینترنت و كنترل ساختمان از راه دور توسط سیستم‌های ارتباطی متداول در دنیا است. به اینصورت كه با راه‌اندازی سایت ساختمان مورد نظر و با وارد كردن شناسه كاربری و رمز عبور می‌توان از هر مكانی بر ساختمان احاطه داشت. در اینگونه ساختمان‌ها می‌توان با نصب تابلوهای نمایشگر الكترونیكی در مكانهای خاص ساختمان و نمایش دادن اطلاعات مختلف از سیستم‌های كنترلی ساختمان زندگی را برای ساكنین لذت بخش كرد.

نگاه این پژوهش

در این پژوهش بیشتر توان خود را صرف مدیریت مصرف انرژی الكتریكی می‌كنیم وبا نگاهی دقیق‌تر درمی‌یابیم كهمصرف انرژی الكتریكی بین ساعت‌های مختلف از روز، بین روزهای مختلف در هفته، و در بین فصل‌های مختلف از سال متفاوت است كه در آن بیشترین تقاضای انرژی الكتریكی به طور معمول زمانی رخ می‌دهد كه دمای خارج افزایش می‌یابد. در سال‌های اخیر پیك انرژی مصرفی تغییرات زیادی كرده است و همین امر نگرانی‌های ناشی از تعادل بین تقاضا و تولید نیرو را افزایش داده است. در آینده‌ای نزدیك به دلایل زیست محیطی و اقتصادی،‌ نیاز به شركت‌های توزیع با توانایی در نظر گرفتن سناریوهای پیچیده‌ترِ تعادل نیرو[1] احساس می‌شود؛ این سناریوها باید مبتنی بر معرفی منابع تجدیدپذیر تولید انرژی الكتریكی[2] در مقیاس بزرگ، وسایل نقلیه الكتریكی شخصی[3] و توزیع تولید انرژی الكتریكی در مناطق مسكونی (تولید پراكنده) باشد.

شبكه هوشمند

خیلی‌ها معتقدند كه یك تكامل اساسی در سیستم انرژی الكتریكی نیاز است. از جمله اهداف این تكامل اساسی؛ شبكه‌های تولید برق نسل جدید سازگار با محیط‌ زیست، قابل اعتماد و دارای سیستم هوشمند است، كه به طور كلی به عنوان شبكه هوشمند[4] شناخته می‌شود. در شبكه هوشمند، تكنولوژی‌های پیشرفته بازدهی تولید و انتقال انبوه در شبكه را بهبود می‌دهند. تكنولوژیاطلاعات و ارتباطات[5] به طور گسترده در شبكه‌ها برای افزایش بازدهی، اعتمادسازی و انعطاف‌پذیری به خدمت گرفته می‌شوند[1] و [2]. در نهایت، مصرف كنندگان با مدیریت فعالانه مصرف انرژی می‌توانند از دریافت قبوض مصرفی با هزینه كمتر بهره ببرند. در حال حاضر شبكه هوشمند به یك موضوع تحقیقاتی جذاب تبدیل شده است و محور اصلی پژوهش‌ها، طراحی زیرساخت‌های كاربردی ICT و برنامه‌های كاربردی مدیریت انرژی مانند: مدیریت منابع توزیع انرژی، مدیریت وسایل خانگی (بارهای خانگی)[6] و تكنیك‌های پاسخ به تقاضا[7] است كه به تفصیل در[3]تا [10] بحث شده است. در اصل شبكه هوشمند (SG) به عنوان یك تكنولوژی جدید امكان ارتباط دو طرفه و انتقال جریان بین كاربران نهایی و تسهیلات زندگی را فراهم می‌كند. سه پیامد اصلی تحقق شبكه‌های هوشمند شامل: قابلیت اطمینان شبكه‌های توزیع، بهره‌برداری از منابع انرژی پایدار و بهره‌وری انرژی هستند[11]. در زمینه بهره‌وری انرژی، پاسخ به تقاضا (DR) یك برنامه اساسی در سطح توزیع شناخته می‌شود. مصرف‌كنندگان كه به طور سنتی به پرداخت نرخ ثابت برای انرژی الكتریكی عادت كرده اند، اكنون می‌توانند تا مصرف انرژی الكتریكی خود را با توجه به تعرفه‌های متغیر به طور عمده مدیریت كنند[12] و [13].

تكنیك پاسخ به تقاضا (DR)

تكنیك پاسخ به تقاضا (DR) یك برنامه اختیاری و داوطلبانه برای هر مصرف‌كننده است و به او فرصت نظارت، كاهش و یا تغییر مصارف را به گونه‌ای می‌دهد كه صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در صورت‌حساب برق مصرفی دستگاه‌های خانگی خود داشته باشد[14]. موانع عمده در اجرای برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR‌) عدم دانش مصرف‌كنندگان در رابطه با چگونگی رفتار با تعرفه‌های متغیر با زمان است و نیز تصمیم‌گیری در شرایط مختلفی كه به عنوان طرح‌های تشویقی در نظر گرفته شده است. (برای مثال استفاده از دستگاه‌های پر مصرف در زمانی كه پیك مصرف پایین است؛ معمولا ساعات ابتدایی روز صورت می‌گیرد). افزایش پیاده‌سازی شبكه‌های هوشمند (SG) گامی مثبت در جهت به كارگیری برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR‌) است. در شبكه‌های هوشمند خانگی، هر مصرف‌كننده سیگنال‌های كنترلی را توسط سیستم دریافت می‌كند و سیستم می‌تواند كنترل دستگاه‌های خانگی را در جهت می‌نیمم‌سازی صورت‌حساب برق، در دست گیرد.

انواع برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR)

برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR) انواع مختلفی دارند كه هر كدام برای شرایط مختلف كاربرد دارند. دو دسته اصلی از این برنامه‌ها، برنامه‌های مبتنی بر زمان[8] و برنامه‌های مبتنی بر طرح‌های تشویقی- تنبیهی (مدیریت طرف تقاضا[9]) هستند. برنامه‌های زمان محور بر پایه متفاوت بودن تعرفه قیمت انرژی الكتریكی در طول روز استوار است و تاثیر آنها از طریق ترغیب مصرف‌كننده به مصرف برق بیشتر در ساعات كم‌باری كه انرژی الكتریكی قیمت كمتری دارد، محقق می‌شود. برنامه‌های مبتنی بر طرح‌های مدیریت طرف تقاضا (DSM) بر پایه پرداخت مبلغی به عنوان تشویق، یا جریمه مبلغی به عنوان، تنبیه به ترتیب در برابر كاهش میزان مصرف در ساعات اوج بار یا افزایش میزان مصرف در ساعات اوج بار، طراحی شده‌اند.

تعامل بین مصرف‌كننده و برنامه‌های پاسخ به تقاضا (DR)

اجرای موفق برنامه‌های پاسخ به تقاضا (در اینجا برنامه هایی كه زمان‌محور هستند) وابسته به انتخاب مصرف‌كننده‌ها برای كاهش مصرف برق در ساعاتی از شبانه‌روز است كه قیمت انرژی الكتریكی گرانتر است. بنابراین موفقیت‌آمیز بودن برنامه‌های DR‌ به شدت وابسته به شرایط اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی كشور و منطقه خواهد بود. به عبارت دیگر اجرای موفق برنامه‌های زمان محور، نیازمند وجود مصرف‌كنندگانی فعال و علاقه‌مند است كه با كم‌كردن مصرف خود در زمان‌های اوج بار (تعرفه قیمت برق بالا) و انتقال مصرف خود به ساعات كم باری به برنامه‌های DR پاسخ دهند.

برای بررسی كردن این رفتار باید شرایط زیر را در نظر بگیریم؛ كه با زیاد شدن تعرفه قیمت برق در یك بازه زمانی،‌ مشتریان دو واكنش را بروز خواهند داد[15]:

بخشی از بار، قابل انتقال نیست و مشتركین فقط می‌توانند در آن بازه زمانی مصرف خود را كاهش دهند. به این بخش از بار، بارهای غیرقابل انتقال[10]می‌گوییم. بارهای روشنایی، تهویه مطبوع و سیستم‌های صوتی و تصویری از این دسته بارها هستند.
بخش دیگری از بار این قابلیت را دارد كه به بازه‌های زمانی دیگری از شبانه روز منتقل شوند كه به این بخش از بار، بارهای قابل انتقال[11] می‌گوییم. بارهایی نظیر ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی از این دسته بارها هستند. البته در ادامه در جدولی كه برای مطالعه موردی در نظر گرفته شده است دسته سومی از بارها هستند كه اگرچه زیر مجموعه بارهای قابل انتقال هستند اما انرژی مصرفی آنها هم می‌تواند متغیر باشد و با تامین نیاز شارژ روزانه، دستگاه آماده به كار می‌شود. برای مثال بعضی از دستگاه‌های شارژی دارای شارژهای هوشمندی هستند كه می‌توانند در یك بازه انرژیمتغیر و مخصوص به خود، انرژی مصرف كنند و لذا با مدیرت مصرف انرژی می‌توان آنها را به گونه‌ای برنامه‌ریزی كرد كه در ساعات اوج بار انرژی كمتری مصرف كنند و در زمانی كه تعرفه قیمت برق پایین است انرژی بیشتری مصرف كنند. برای مثال دستگاه‌های نقلیه الكتریكی شخصی (PEVs) از جمله این بارهای خانگی محسوب می‌شوند.
واكنش اول از طرف مشتركین، مستلزم كم كردن مصرف و در نتیجه فدا كردن بخشی از رفاه اجتماعی از طرف مصرف‌كنندگان است و واكنش دوم نیز مستلزم انجام كارهای روزمره در زمانهای غیرمطلوب و در نتیجه از دست رفتن بخش دیگری از رفاه اجتماعی توسط مردم است. پس به عبارتی پاسخ به برنامه‌های زمان‌محور توسط مردم، با از دست رفتن بخشی از رفاه اجتماعی همراه خواهد بود كه باعث كمتر شدن همراهی مشتركین با برنامه‌های زمان‌محور DR خواهد شد چرا كه مشتركین نمی‌خواهند به سادگی بخشی از رفاه خود را از دست بدهند.

مقایساتی بین این پژوهش و پژوهش‌های انجام شده

در راستای تحقیقاتی مرتبط با مدیریت مصرف انرژی در اروپا، اهدافی از قبیل اختصاص 20% از سهم تولید انرژی الكتریكی از ژنراتورهای تجدیدپذیر و 20% صرفه جویی در انرژی الكتریكی، در نظر گرفته شده‌اند تا در سال 2020 محقق شوند[16]. در[3] از تكنیك بهینه‌سازی محدب برای برنامه‌ریزی انرژی مصرفی هر كدام از دستگاه‌های خانگی استفاده شده است كه در آن هم روش‌های متمركز بهینه‌سازی بر مبنای برنامه‌ریزی خطی و هم روش‌های غیرمتمركز بر پایه تئوری بازی‌ها پیشنهاد شده است. با این حال، چارچوب بهینه‌سازی ارائه شده در[3]، در عمل برای تمامی دستگاه‌های خانگی مناسب نمی‌باشد. دلیل آن اینست كه برخی از دستگاه‌های خانگی الگوی انرژی مصرفی ثابتی را دارند به این معنی كه وقتی این دستگاه روشن می‌شود تا زمانی كه كار خود را به اتمام برساند، بر اساس الگوی انرژی مصرفی خود انرژی مصرف می‌كند. در این مورد، ما می‌توانیم فقط زمان شروع به كار دستگاه‌ را بهینه كنیم و انرژی مصرفی آن دستگاه‌ در حین عملیات تحت بهینه‌سازی قرار نمی‌گیرد و بنابراین پارامتر بهینه‌سازی محسوب نمی‌شود. در این پژوهش، ما مایل به معرفی ویژگی‌ای هستیم كه در آن برخی از دستگاه‌های خانگی مشخص مانند ماشین لباسشویی یا ماشین ظرفشویی برای بهترین زمان شروع به كار برنامه‌ریزی می‌شوند و باید به آنها اجازه داده شود تا بدون وقفه براساس الگوی انرژی مصرفی خود، عملیاتشان را به پایان برسانند.

شکست این مخازن از نوع شکست خمشی بدست آمد. محل این شکست در ابتدای شفت نگهدارنده‌ی بتنی می باشد. پس از آن با انتخاب 9 مدل، آنالیز استاتیکی غیر خطی فشار افزون و آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی بر روی آنها انجام گردید. سپس با بدست آوردن ضرایب شکل پذیری و تنش های بیشینه به مقایسه‌ی نتایج پرداخته شده است. با توجه به نتایج، مشخص می شود که ورقه های FRP توانایی بهسازی مخازن مورد مطالعه را دارند. در انتها، مدلهای برتر جهت بهسازی معرفی شده است. همچنین مشخص گردید که در صورت وجود فاکتورهای دیگری در ارائه ی طرح بهسازی (از جمله موقعیت لوله های اتصالی و …) طول و ضخامت ورقه‌های FRP مصرفی تغییر می کند. 

واژگان  کلیدی: مخزن بتنی مایعات، آنالیز فشار افزون، نمودار مقاوم سازی لرزه ای، FRP

فهرست مطالب

  عنوان                                                                                                        صفحه

 فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………….. 2

 فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته…………………………………………………………………. 5

فصل سوم: مبانی تئوری

3-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 9

3-1-1-تعریف مخزن بتنی ……………………………………………………………………… 9

3-2- مثال‌های زوال مخازن مرتفع………………………………………………………………….. 10

3-2-1- گزارش زلزله منجیل درباره زوال و خسارت­های مخازن مرتفع………………………. 10

3-2-1-1-مخزن شماره یک ……………………………………………………………………………………. 10

3-2-1-2-مود زوال مخزن شماره یک…………………………………………………………………….. 11

3-2-1-3-مخازن شماره دو و سه …………………………………………………………………………… 11

3-2-1-4-مواد زوال مخزن شماره دو………………………………………………………………………. 12

3-2-1-5-مواد زوال مخزن شماره سه …………………………………………………………………… 12

3-2-2- زلزله BHUJ در سال 2001 …………………………………………………………………………. 13

3-2-3- زلزله بم در سال 2003 …………………………………………………………………………………. 15

3-3- رفتار مخازن مرتفع در برابر زمین لرزه ………………………………………………………. 17

3-3-1- خرابی‌های کلی در مخازن ذخیره مایعات و عوامل آن……………………………………. 18

3-4- محاسبه نیروها و بارگذاری………………………………………………………………………….. 18

3-4-1- بارهای وارده بر مخازن هوایی……………………………………………………… 18

3-4-2- نحوه محاسبه بارها…………………………………………………………………………… 19

3-4-2-1-بار مرده ……………………………………………………………………………… 19

عنوان                                                                                                        صفحه

 3-4-2-2-بار زنده……………………………………………………………………………………. 19

3-4-2-3-فشار استاتیکی سیال ……………………………………………………………………………… 19

3-4-2-4-نیروی ناشی از تغییرات دما…………………………………………………………………….. 19

3-4-2-5-نیروهای دینامیکی وارده به مخزن………………………………………………………….. 19

3-4-3- فشارهای هیدرودینامیکی در مخازن……………………………………………. 20

3-5- عوامل مهمر دیگر ……………………………………………………………………………………….. 20

3-5-1- تاثیر انعطاف‌پذیری دیوارهای مخزن ……………………………………………….. 20

3-5-1-1- بررسی تأثیر انعطاف‌پذیری بر فشارهای هیدرودینامیكی……………………. 20

3-5-1-2-  استفاده از روش جرم افزوده با در نظر گرفتن

 انعطاف‌پذیری دیوارها …………………………………………………………………………….. 22

3-5-2- تاثیر بر هم كنش خاك و مخزن…………………………………………………………………….. 24

3-5-3- رفتار پیچشی ارتعاشی غیرارتجاعی مخازن مرتفع ……………………………………….. 29

3-6- بهسازی رفتار با استفاده FRP……………………………………………………………………………. 29

3-6-1- تعریف FRP……………………………………………………………………………………………. 29

3-6-2- الیاف مورد استفاده در كامپوزیت‌های FRP…………………………………………………… 30

3-6-2-1- الیاف شیشه ………………………………………………………………………………………. 30

3-6-2-2- الیاف كربن ………………………………………………………………………………………… 31

3-6-2-3- الیاف آرامید………………………………………………………………………………………… 31

3-6-3- رزین­های موجود در ساخت FRP…………………………………………………………………….. 31

3-6-4- پوشش­های FRP…………………………………………………………………………………. 32

3-6-4-1- پوشش­های دست ساز……………………………………………………………………….. 32

3-6-4-2- ورقه­ها یا صفحات پیش ساخته شده­ی کامپوزیت …………………………. 33

3-6-4-3- ورقه­های ماشینی ……………………………………………………………………………… 34

3-6-5- استفاده از پوشش­های FRP……………………………………………………………………………. 34

3-6-5-1- استفاده از FRP در بهسازی سازه­های بتنی …………………………………… 34

3-7- مبانی تئوریک تحلیل استاتیکی غیر خطی (فشار افزون)………………………………………… 36

3-7-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………. 36

3-7-2- مبانی تئوری تحلیل فشار افزون……………………………………………………………. 39

3-7-3- جابجایی هدف……………………………………………………………………………………. 46
3-7-4- الگوهای بار جانبی………………………………………………………………………………….. 50

عنوان                                                                                                        صفحه

 3-5- انجام تحلیل فشار افزون…………………………………………………………………………….. 52

3-7-6- محدودیتهای تحلیل فشار افزون……………………………………………………………………… 54

3-7-7- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………… 59

3-8- چگونگی محاسبه شکل پذیری و ضریب رفتار سازه ها…………………………………………….. 61

3-8-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 61

3-8-2- تعیین ضریب رفتار و پارامترهای موثر درآن………………………………………………….. 62

3-7-3- ایده آل سازی منحنی ظرفیت………………………………………………………………………… 71

فصل چهارم: مدل سازی و تحلیل اجزاء محدود اتصالات

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………… 74

4-2- تحلیل اجزاء محدود و مفهوم تحلیل غیر خطی………………………………………………………… 74

4-3- مدل سازی اجزاء محدود بتن آرمه در ANSYS……………………………………………………… 76

4-3-1- معیار شکست حاکم بر رفتار بتن در نرم افزار ANSYS…………………………….. 77

4-3-2- پارامترهای مورد نیاز برای مدل سازی اجزاء محدود بتن آرمه……………………. 79

4-3-3- المانهای مورد استفاده برای مدل سازی بتن و آرماتور در ANSYS…………… 82

4-4- مدل سازی سیال در ANSYS…………………………………………………………………………………… 82

4-5- مدل سازی کامپوزیتهای FRP در ANSYS…………………………………………………………….. 82

4-5-1- معیار شکست حاکم بر رفتار کامپوزیتها…………………………………………………………… 83

4-5-2- المانهای مورد استفاده در ANSYS برای مدل سازی FRP…………………………… 84

4-6- مقایسه نتایج بدست آمده از ANSYS………………………………………………………………………. 86

4-7- تحلیل اجزاء محدود غیر خطی مخازن، تشخیص مکانیزم شکست آن ها

و تقویت آن‌ها با ورقهای FRP………………………………………………………………………………….. 86

4-7-1- ابعاد، مشخصات و مصالح مورد استفاده در ساخت نمونه های مورد نظر………. 87

4-7-2- مدل سازی مخازن با بهره گرفتن از ANSYS………………………………………………………..   88

4-7-2-1-ترسیم مدل………………………………………………………………………………………………. 88

4-7-2-2- تعریف المان ها و معرفی ثابت های حقیقی آنها…………………………………. 90

4-7-2- 3-معرفی مواد مورد استفاده………………………………………………………………………. 91

4-7-2-4- اعمال شرایط مرزی ………………………………………………………………………………. 93

4-7-3- انجام آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی و فشار افزون…………………………………. 95

4-7-4- تشخیص مکانیزم شکست…………………………………………………………………….. 97

عنوان                                                                                                        صفحه

 4-7-5- انتخاب ضخامت های FRP………………………………………………………………… 98

4-7-6- نتایج حاصل از آنالیز فشار افزون مدلهای با FRP ………………………………………….. 99

4-7-7- انجام آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی بر روی مدلهای برگزیده ……………….. 107

4-7-8- نتیجه گیری…………………………………………………………………………… 107

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………… 110

5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………… 111

 فهرست منابع و مأخذ ……………………………………………………………………………. 112

مقدمه

مخازن هوایی ذخیره مایعات، نه تنها برای ذخیره آب، بلکه برای ذخیره مواد شیمیایی و سمی، در اشکال مختلف بکار می­روند. با در نظر گرفتن کاربرد این سازه­ها در عمران و شهرسازی و شبکه ­های صنعتی، اهمیت آن ها، قبل و بعد از وقوع زلزله مشخص می­گردد. اهمیت این سازه­ها از آنجاست که وظیفه مهمی چون آبرسانی، به عهده این مخازن می­باشد. همچنین در هنگام وقوع زلزله، اگر شکستی در مخازن ذخیره مواد شیمیایی و سمی رخ دهد، باعث ایجاد ضررهای محیطی و طبیعی می­گردد.

با توجه به پیچیدگی رفتار این سازه­ها، نیاز به بررسی­ها و مطالعات بیشتری در این نوع مخازن احساس می­شود. این پیچیدگی­ها، بیشتر مربوط به اندر کنش بین آب و سازه می­باشد.

تعدادی از این مخازن در زلزله سال 1990 منجیل (در شهر رشت و بندر انزلی) و در سال 2003 بم سقوط کرده یا خسارت دیده­اند. زمانی که مخزن ذخیره مایع به لرزش می­افتد، نیروهای هیدرودینامیکی در سطح تماس بین آب و دیوارهای سازه ایجاد می­شود؛ که مقدار این نیروها وابسته به شتابی است که مخزن از طرف زمین دریافت می­ کند. در مخازن مرتفع علاوه بر این نیروها، جرم مخزن که در قسمت بالایی سازه نگهدارنده قرار دارد، لنگری به پای سازه نگهدارنده منتقل می­ کند. زوال در مخازن مرتفع، عمدتاً به علت لنگر ایجاد شده در پای سازه نگهدارنده می­باشد. این لنگر باعث زوال موضعی یا کلی سیستم می­شود.

با داشتن مشخصات سازه­ی مخزن بتنی مرتفع، که در زلزله سال 1990 منجیل (در شهر رشت) و در سال 1990 منجیل به زوال رسیده است، آن را مدل می­کنیم. نیروهایی را که
 می­بایست به سازه اعمال کنیم، شامل نیروهای استاتیکی و نیروهای دینامیکی می­شود. نیروهای استاتیکی شامل وزن سازه و وزن آب داخل مخزن می­باشد. نیروهای دینامیکی، که منشا پیدایش آنها حرکت زمین است؛ شامل نیروهای ناشی از جرم سازه، جرم آب ثابت و جرم آب متحرک می­باشد.

اعمال نیروهای هیدرو دینامیکی به سازه، به دو روش کلی می ­تواند صورت بگیرد:

1- بصورت استاتیکی (با بهره گرفتن از آیین­نامه­های مختلف)

2- بصورت دینامیکی

بعد از آنکه نیروها به سازه اعمال شد، نوبت به بررسی تنش­ها، نیروهای داخلی سازه و در نهایت تشخیص مکانیزم شکست سازه می­رسد.

شکست سازه به دو نوع صورت می پذیرد:

1- شکست خمشی: شکست خمشی معمولاً با تسلیم میلگرد همراه می­باشد. در این حالت، کاهندگی مقاومت در حلقه­های پسماند دیده نمی­شود، اما کاهندگی سختی ناشی از تسلیم میلگردها مشخص می­باشد. در شرایطی که دیوار تحت نیروی فشاری نیز قرار گیرد شکست خمشی، با خرد شدن بتن فشاری همراه است؛ در این حالت علاوه بر کاهش سختی کاهش مقاومت نیز به وجود می­آید.

2- شکست برشی: دیوارهائی که نسبت ابعاد (ارتفاع به طول) کمی دارند، دچار شکست برشی می­گردند، در این حالت دیوارها دچار ترک­های قطری می­شوند. مود شکست در این حالت به صورت ترد در پای دیوار رخ می­دهد.

با تشخیص نوع و چگونگی شکست، بحث بهسازی مخزن مطرح می­شود.

امروزه نگهداری و مرمت سازه­ها، به دلیل هزینه­ های بالای ساخت آنها، اهمیت بسیار زیادی پیدا نموده است، به همین دلیل و به علت نیاز روز افزون مهندسین و متخصصین صنعت ساختمان به تقویت، ترمیم و بهسازی سازه­های بتنی، روش­های مختلف و متعددی برای این موضوع مطرح گشته است. از جمله روش­های مقاوم­سازی لرزه­ای سازه­های بتنی، استفاده از کامپوزیت­های FRP می­باشد. از جمله مزیت­های این مواد، سادگی اجرا در عین سرعت عمل بالا، وزن کم، مقاومت کششی بالای ورق­ها، مقاومت در برابر خوردگی، جذب ارتعاشات و افزایش مقاومت و استحکام سازه (خصوصاً در مقابل بارهای دینامیکی) می­باشد.

در قیاس با سایر روش­های مقاوم سازی، می­توان به عملکرد مناسب سازه­ای و تسهیلات اجرایی آن اشاره نمود.

در این تحقیق می‌خواهیم با مشخص کردن رفتار مخازن بتنی ذخیره آب، مرتفع با بهره گرفتن از نرم­افزار المان محدود، مکانیزم شکست این سازه­ها را تشخیص دهیم. سپس جهت مقاوم­سازی لرزه­ای این مخازن با بهره گرفتن از کامپوزیت FRP، آن را مدلسازی مجدد کرده و تحت بارهای دینامیکی مورد کنترل و بررسی قرار دهیم.

مروری بر تحقیقات گذشته

ساخت مخازن مرتفع (بصورت کامپوزیت) برای اولین بار در اواخر دهه 1970 در کشور کانادا شروع شد. در اواخر دهه ی 1980 آمریکا شروع به ساختن این نوع مخازن کرد. مباحث مخازن ذخیره آب مرتفع، در ادامه­ی مباحث مطرح شده در ارتباط با مخازن ذخیره آب زمینی قرار دارند. ارتباط مستقیم بین آنها باعث می­شود پشینه­ی مربوط به مخازن زمینی، که خود بخش اعظمی از پیشینه مخازن مرتفع می­باشد، در ابتدا مورد بررسی قرار گیرد.

آگهیاقامت گرجستان بازاریابی ویروسی
جستجو برای:
جستجو …
کلمات کلیدی بیشتر جستجو شده :
فیزیولوژیکیکاهش ارزشمشاور خارجیولی خاص

 

 
تابستان 1393
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

فهرست مطالب

چکیده……………………………………………………………………………………………………………….. 9

فصل اول

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………….. 10

1-1- کلیات و گیاه­شناسی………………………………………………………………………………………. 11

1-2-بیان مساله……………………………………………………………………………………………………. 12

1-3- اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………. 12

فصل دوم                                                                                                  

بررسی منابع………………………………………………………………………………………………………… 13

2-1- اهمیت گل داوودی………………………………………………………………………………………. 14

2-2- عمر گلجایی گل داوودی……………………………………………………………………………….. 14

2-3- انسداد آوندی………………………………………………………………………………………………. 14

2-4- ضدعفونی کننده‏ها…………………………………………………………………………………………. 14

2-5- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………. 15

2-5-1- نمکهای هیدروکسی کینولین………………………………………………………………………… 15

2-5-2- اسانسهای گیاهی………………………………………………………………………………………. 17

2-5-3- مس………………………………………………………………………………………………………. 17

2-5-4- هومیک اسید……………………………………………………………………………………………. 18

فصل سوم

مواد و روش­ها…………………………………………………………………………………………………….. 19

3-1- مشخصات طرح…………………………………………………………………………………………… 20

3-2- مواد گیاهی…………………………………………………………………………………………………. 20

3-3- معرفی تیمارها……………………………………………………………………………………………… 20

3-4- نحوه آماده سازی گل‏ها………………………………………………………………………………….. 20

3-5- اندازه‏گیری صفات………………………………………………………………………………………… 21

3-5-1- طول عمر گلجایی……………………………………………………………………………………… 21

3-5-2- درصد ماده خشک در پایان عمر گلجایی………………………………………………………… 21

3-5-3- کاهش مواد جامد محلول (درجه بریکس)……………………………………………………….. 21

3-5-4- جذب محلول…………………………………………………………………………………………… 21

3-5-5- کاهش وزن تر………………………………………………………………………………………….. 21

3-5-6- شمارش باکتری  ساقه………………………………………………………………………………… 21

3-5-7- شمارش باکتری محلول………………………………………………………………………………. 22

3-5-8- اندازه ­گیری رنگیزه کاروتنوئید گلبرگ……………………………………………………………… 22

3-5-9- اندازه‏گیری کلروفیل a و b و کل برگ‏ها………………………………………………………… 22

3-5-10- اندازه‏گیری پروتئین گلبرگ………………………………………………………………………… 22

3-5-11- اندازه‏گیری فعالیت آنزیم پراکسیداز……………………………………………………………… 22

3-5-12- اندازه‏گیری فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز……………………………………………….. 22

3-6- تجزیه و تحلیل داده‏ها……………………………………………………………………………………. 22

فصل چهارم

نتایج………………………………………………………………………………………………………………….. 23

4-1- عمر گلجایی……………………………………………………………………………………………….. 25

4-2- شمارش باکتری محلول………………………………………………………………………………….. 25

4-3- شمارش باکتری ساقه…………………………………………………………………………………….. 26

4-4- کاهش مواد جامد محلول (درجه بریکس)…………………………………………………………… 27

4-5- جذب محلول………………………………………………………………………………………………. 27

4-6- درصد ماده­ی خشک……………………………………………………………………………………… 28

4-7- کاهش وزن تر……………………………………………………………………………………………… 29

4-8- کلروفیل کل………………………………………………………………………………………………… 29

4-9- پروتئین گلبرگ……………………………………………………………………………………………. 30

4-10- رنگیزه کاروتنوئید گلبرگ………………………………………………………………………………. 31

4-11- فعالیت آنزیم پراکسیداز………………………………………………………………………………… 31

4-12- فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز…………………………………………………………………. 32

فصل پنجم

بحث…………………………………………………………………………………………………………………. 33

5-1- بحث…………………………………………………………………………………………………………. 34

5-2- نتیجه‏گیری کلی……………………………………………………………………………………………. 38

5-3- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….. 38

منابع………………………………………………………………………………………………………………….. 39

 

فهرست جداول

جدول 4-1-  تجزیه واریانس اثر تیمارهای مختلف روی صفات اندازه‏گیری شده بر روی گل شاخه بریده‏ی داوودی    24

جدول 4-2- مقایسه‏ی میانگین اثر تیمارهای مختلف روی صفات گل شاخه بریده‏ی داوودی…….. 24

فهرست اشکال

شکل 4-1- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر عمر گلجایی  گل داوودی          25

شکل 4-2- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس  بر میزان باکتری محلول  گل داوودی 26

 

شکل 4-3- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان باکتری ساقه  گل داوودی    26

شکل 4-4- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر کاهش درجه­ بریکس  گل داوودی        27

شکل 4-5- اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس  بر میزان جذب محلول گل داوودی 28

شکل 4-6- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان ماده­ی خشک  گل داوودی  28

شکل 4-7- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان کاهش وزن تر  گل داوودی 29

شکل 4-8- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان کلروفیل کل  گل داوودی    30

شکل 4-9- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان پروتئین  گل داوودی        30

شکل 4-10- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان کلروفیل کل  گل داوودی  31

شکل 4-11- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان پرکسیداز گل داوودی      32

شکل 4-12- نمودار اثر اسانس بهار نارنج، اسید فولویک و نانوذرات مس بر میزان سوپراکسید دیسموتاز گل داوودی  32

 

چکیده

 

داوودی (Chrysanthemum morifolum L.)  جز گل­های شاخه بریده­ی مهم دنیا است که امروزه رتبه دوم جهانی را پس از گل رز از لحاظ اقتصادی و کشت و کار دارا می‏باشد. یکی از مشکلات مهم این گل انسداد آوندی و بر هم خوردن تعادل آبی در است. بدین منظور مطالعه‏ای بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 3 تیمار اسید  فولویک اسید در 3 سطح (50، 100 و 150 میلی گرم در لیتر(، اسانس گیاهی بهارنارنج در 3 سطح (10، 30 و 50 درصد) و نانو ذرات مس در 3 سطح (5، 10 و 20 میلی گرم در لیتر) همراه با شاهد، در 3 تکرار و 36 پلات و چهار شاخه گل در هر پلات درآزمایشگاه پس از برداشت دانشکده کشاورزی انجام شد. دراین آزمایش عمر گلجایی، کاهش وزن تر، درصد ماده‏ی خشک، میزان کلروفیل a و b، کاهش درجه‏ی بریکس، جمعیت باکتری­های انتهای ساقه و محلول گلجایی ، رنگیزه کاروتنوئید و فعالیت آنزیم‏های موجود در گلبرگ مورد ارزیابی قرار گرفته است.  با توجه به نتایج اثر تیمارهای مورد استفاده نشان داد که بیشترین عمر گلجایی مربوط به نانوذرات مس با میانگین 17 روز و کمترین آن از تیمار اسانس بهار نارنج با میانگین 14 روز  بوده است. مقایسه میانگین اثر تیمارهای آزمایشی بر تعداد باکتری‏های محلول نشان داد که بیشترین میزان مربوط به تیمار شاهد با میانگین 67/90 واحد بوده، و کمترین آن از تیمار N1 (5 میلی‏گرم در لیتر نانوذرات مس) با میانگین 33/49 واحد بدست آمد. مقایسه میانگین اثر تیمارهای آزمایشی بر کاهش درجه بریکس نشان داد که بیشترین کاهش درجه بریکس مربوط به تیمار N2 (10 میلی‏گرم در لیتر نانوذرات مس) با میانگین 39/1 درصد و کمترین آن از تیمار B2 (30 درصد اسانس بهار نارنج) با میانگین 53/0 درصد بدست آمده است.اثر تیمارهای مورد استفاده بر مقدار جذب آب نشان داد که بیشترین جذب آب به تیمار  B1(10 درصد اسانس بهارنارنج) با میانگین 20/1 میلی‏لیتر بر گرم وزن تر و کمترین آن به تیمار شاهد با میانگین 88/0 میلی‏لیتر بر گرم وزن تر اختصاص داشته است. همچنین بررسی تاثیر تیمارهای آزمایشی بر درصد ماده‏ی خشک نشان داد که بیشترین میزان مربوط به تیمار N1 (5 میلی‏گرم در لیتر نانوذرات مس) با میانگین 33/32 درصد و کمترین آن از تیمار شاهد با میانگین 33/11 درصد بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده، تاثیر تیمارها بر بهبود خصوصیات کیفی پس از برداشت گل داوودی  معنی‏دار  بوده است.

کلمات کلیدی: عمر گلجایی، اسانس گیاهی، فولویک اسید، نانوذرات مس،گل داوودی.

 

فصل اول:

 کلیات

 

1 –1– کلیات و گیاه‏شناسی

گل‏های بریده عمر کوتاهی دارند و به­صورت تازه مصرف می­شوند و بهبود ماندگاری آنها یکی از اهداف اصلی صنعت گلکاری می­باشد (همت زاده و همکاران، 1386؛ احمد و همکاران، 2011).

در سال 1389 بیش از یک میلیارد گل شاخه­ بریده در کشور تولید شد که 40% این میزان ضایعات بوده است (رستمی و راحمی، 1390). علیرغم اینکه گل­های شاخه ­بریده در بین محصولات باغی ارزش اقتصادی زیادی دارند، اما جزء فسادپذیرترین آنها به حساب می­آیند. تنفس بالا، حساسیت به آسیب­دیدگی و فسادپذیری سریع آنها باعث گردیده که به مراقبت بیشتری در مرحله پس از برداشت نیاز داشته باشند (چاناسوت و همکاران، 2003). با توجه به اهمیت کیفیت گل در تجارت گل­های بریده، باید تلاش شود تا گل­های بریده با کیفیت مطلوب به دست  مشتری برسند. یکی از مهم­ترین معیارها برای مصرف ­کننده در انتخاب گل بریده، طول عمر آن می­باشد؛ به­ همین دلیل یک برنامه مناسب بعد از برداشت به حفظ کیفیت گل­های بریده در زمان طولانی­تر کمک می­ کند (ایسون و همکاران، 2001؛ روئین و حسن­پور اصیل، 1390).

طبق آخرین آمار رسمی جهانی در سال 2008 در مجموع 121 کشور، صادرات گل های شاخه بریده داشته اند و ایران در رتبه 67 قرار داشته است. ایران در سال 88 با تولید سالانه حدود دو میلیارد شاخه گل، از نظر تولید در رتبه 17 جهان و از نظر صادرات، با صادرات سالانه تنها 10 میلیون شاخه در بین 150 کشور دنیا، در رتبه 107 قرار گرفت (ادریسی، 1388).

مهمترین گل های شاخه بریده تولیدی در ایران رز، گلایول، مریم، میخك، داودی، لیلیوم، استرلیتزیا، ژربرا، آنتوریم، مارگریت و آفتابگردان زینتی است (چیذری و همکاران، 1385).

داوودی با نام علمی Chrysanthemum morifolium L. از خانواده کلاهپرک سانان[1]  می­باشد. رویشگاه اصلی اغلب گونه­های امروزی چین می­باشد. تولید هیبرید تجاری جهت اصلاح داوودی­ هنوز هم درآمریکا، آسیا و اروپا ادامه دارد. انتخاب آنها نه فقط  بر مبنای شکل و رنگ  گل­ها بلکه از لحاظ  قدرت گلدهی در تمام فصول  سال و کیفیت گلها پس ازبرداشت نیز انجام می‏گیرد)دول و ویلکینیز، 1999). گل داودی دارای عمر گلجایی طولانی است که به تولید کم اتیلن در دوران پیری آن نسبت داده می‏شود (بارتولی و همکاران، 1996). این گل از گروه گل‏های نافرازگرا است و پیری آن در پاسخ به تغییراتی است که در میزان کربوهیدرات‏ها رخ می‏دهد (آداچی و همکاران، 1999) و اتیلن در این فرایند نقش چندانی ندارد (نبی گل و همکاران، 1385). مهمترین مشکل پس از برداشت داوودی، زردی برگ‏ها و ناتوانی در جذب آب است که منجر به پژمردگی پیش از موعد برگ‏ها می‏شود (ادریسی، 1388).

 

1 -2- بیان مسئله