در این مقاله، ابتدا دلایل استفاده از فن پذیرش جزئی در توربین های فراصوت تشریح شده است. سپس، خلاصه ای از فرآیند طراحی آزمایشگاه توربین های فراصوت به منظور تولید منحنی مشخصه توربین، ارائه شده است. محاسبات مربوط به روش هم سانی گازدینامیکی، تشریح شده و استانداردهای مربوط به نحوه نصب و بهره برداری از سامانه های اندازه گیری در آزمایشگاه معرفی شده اند. منحنی مشخصه های به دست آمده در این آزمایشگاه با نتایج کد پیش بینی عملکرد توربین و نتایج کار دیگران مقایسه شده است. باتوجه به صحه گذاری کد پیش بینی عملکرد با نتایج آزمایش توربین در شرایط واقعی، نتایج حاصل از آزمایش توربین در شرایط هم سانی نتایج قابل قبولی هستند. هم چنین، راندمان توربین در شرایط پذیرش جزئی دست کم 20 واحد کم تر از شرایط پذیرش کامل است.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

منحنی مشخصه رطوبتی خاک یکی از مهم ترین خصوصیات خاک در تعیین ویژگی های هیدرولیکی از جمله هدایت هیدرولیکی غیر اشباع است. از آنجا که اندازه گیری این ویژگی اجتناب ناپذیر است تلاش محققان همواره بر آن بوده تا با روش های غیرمستقیم، مانند توابع انتقالی و روابط تجربی، دستیابی به این ویژگی خاک را آسان سازند. در این مطالعه با توجه به ارتباط تنگاتنگ بین منحنی مشخصه رطوبتی و منحنی دانه بندی خاک و با استفاده از هندسه فرکتالی سعی شد تا رابطه ای منطقی بین ابعاد فرکتالی این دو منحنی به دست آید تا بر اساس آن بتوان با اندازه گیری منحنی دانه بندی خاک به عنوان یک ویژگی سهل الوصول، منحنی رطوبتی خاک را تخمین زد. به همین منظور از 40 نمونه خاک شامل 7 بافت مختلف استفاده شد. پس از آن، دو رابطه لگاریتمی برای تعیین بعد فرکتالی منحنی دانه بندی (Dp) و منحنی مشخصه رطوبتی (Ds) بر اساس درصد رس آنها با ضریب همبستگی 0.96 و 0.93 ارائه شد. و سرانجام یک رابطه غیرخطی درجه سه بین دو بعد فرکتالی Ds و Dp با ضریب همبستگی 0.94 به دست آمد. برای ارزیابی این رابطه از مشخصات فیزیکی 5 نمونه خاک با بافت مختلف در استان فارس استفاده شد. بدین ترتیب که ابتدا بر اساس بعد فرکتالی محاسبه شده از منحنی دانه بندی، بعد فرکتالی مربوط به منحنی مشخصه رطوبتی آنها تعیین و منحنی مشخصه رطوبتی با استفاده از مدل ژو تخمین زده شد. به منظور افزایش دقت در پیش بینی منحنی مشخصه رطوبتی، با ارائه مدل واسنجی و با استفاده از دو نقطه اندازه گیری شده از منحنی مشخصه رطوبتی سعی شد تا مقادیر پیش بینی شده رطوبت اصلاح شوند. مقادیر واسنجی و اندازه گیری شده رطوبت خاک با استفاده از آنالیز پارامترهای آماری خطای استاندارد نسبی (RSE) و ضریب آکائیک (AIC) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که مدل واسنجی قادر است مقادیر RSE و AIC را به ترتیب از 50 تا 85 درصد و 20 تا 93 درصد کاهش دهد.

برای تخمین میزان تغییر مکانی توابع هیدرولیکی خاک، روش های مقیاس بندی توسعه یافته اند. از این میان، روش های دارای پایه فیزیکی به دلیل امکان تخمین فاکتورهای مقیاس از روی ویژگی های فیزیکی خاک، مطلوب تر بوده اند. در این راستا، کوزوگی و هاپمنز با این فرض که توزیع اندازه منافذ خاک از توزیع لوگ- نرمال پیروی می کند، روشی را ارائه کردند که برای مقیاس بندی منحنی رطوبتی از پایه ای فیزیکی برخوردار بود. اما کاربرد این روش نیز همانند روش های پیشین به خاک های متشابه محدود می شود. برای رفع این محدودیت، در این مقاله روشی پیشنهاد می شود که برای خاک های غیرمتشابه پایه فیزیکی دارد. با استفاده از این روش، داده های مربوط به گستره وسیعی از خاک ها را می توان بدون نیاز به شرط تشابه خاک ها می توانند با هم مقیاس و با یک منحنی نمایی یکتا نمایش داد. این روش با 487 سری از داده های منحنی رطوبتی برگرفته از پایگاه UNSODA شامل تمامی کلاس های بافتی خاک، از شن تا رس، صحت سنجی شد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی در مقیاس بندی منحنی های رطوبتی عملکرد بهتری نسبت به روش کوزوگی و هاپمنز دارد. به نحوی که پارامتر تعریف شده برای خطای مقیاس بندی برای روش های پیشنهادی و کوزوگی و هاپمنز به ترتیب برابر با 0.074 و 0.105 به دست آمد. به علاوه نشان داده شد که بر خلاف روش های پیشین، خطای مقیاس بندی در روش پیشنهادی به بافت خاک بستگی ندارد و تمامی خاک ها برای مقیاس بندی از احتمال برابر برخوردارند.

به دست آوردن منحنی مشخصه آب خاک در آزمایشگاه وقت گیر بوده و همراه با خطاست. به این دلیل پژوهندگان زیادی در دنیا سعی کرده اند روش هایی ارایه دهند که به کمک آنها بتوان منحنی مشخصه را به نحو آسان تری به دست آورد. یکی از این روش ها استفاده از منحنی دانه بندی و چگالی ظاهری خاک می باشد. در این روش، منحنی دانه بندی را به چند قطعه بر مبنای اندازه ذرات تقسیم کرده و با توجه به میانگین شعاع ذرات و درصد ذرات بزرگ تر از هر اندازه و روابط موجود می توان منحنی مشخصه آب خاک را به دست آورد. در این روش از پارامتری به نام a (عامل مقیاس) استفاده می شود که مقداری است ثابت و یا از روش های خطی و لجستیک به دست می آید. مقدار میانگین a برای خاک های با بافت رس، رس سیلتی و لوم شنی به ترتیب برابر 1.159، 1.229 و 1.494، برای دو بافت لوم 1.391 و 1.393 و برای دو بافت لوم رسی سیلتی برابر 1.253 و 1.254 به دست آمد. در بسیاری از مواقع منحنی دانه بندی خاک مورد نظر به طور کامل وجود ندارد و تنها درصد ذرات رس، سیلت و شن خاک در اختیار می باشد. در این صورت، نخست منحنی دانه بندی خاک تخمین زده شده و سپس با استفاده از آن منحنی مشخصه آب خاک به دست می آید. در این پژوهش از اطلاعات درصد ذرات مختلف خاک و چگالی ظاهری هفت خاک مختلف استفاده و منحنی مشخصه خاک های فوق به روش های لجستیک و خطی تخمین زده شد و با نتایج اندازه گیری شده مقایسه گردید. برای تخمین منحنی دانه بندی خاک های فوق نیز از دو مقدار حد انتهایی شعاع ذرات خاک برابر 125 و 999 میکرومتر استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از شعاع 999 میکرومتر برای تخمین مشخصه مناسب تر می باشد. علاوه بر آن، در بافت های رس، رس سیلتی و لوم رسی سیلتی معادله خطی و در بافت های لوم و لوم شنی معادله لجستیک برای تعیین a مناسب تر است.

در این مقاله، ابتدا دلایل استفاده از فن پذیرش جزئی در توربین های فراصوت تشریح شده است. سپس، خلاصه ای از فرآیند طراحی آزمایشگاه توربین های فراصوت به منظور تولید منحنی مشخصه توربین، ارائه شده است. محاسبات مربوط به روش هم سانی گازدینامیکی، تشریح شده و استانداردهای مربوط به نحوه نصب و بهره برداری از سامانه های اندازه گیری در آزمایشگاه معرفی شده اند. منحنی مشخصه های به دست آمده در این آزمایشگاه با نتایج کد پیش بینی عملکرد توربین و نتایج کار دیگران مقایسه شده است. باتوجه به صحه گذاری کد پیش بینی عملکرد با نتایج آزمایش توربین در شرایط واقعی، نتایج حاصل از آزمایش توربین در شرایط هم سانی نتایج قابل قبولی هستند. هم چنین، راندمان توربین در شرایط پذیرش جزئی دست کم 20 واحد کم تر از شرایط پذیرش کامل است.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

یک روش برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک بر پایه استفاده از منحنی دانه بندی و چگالی ظاهری خاک استوار می باشد. در این روش، منحنی دانه بندی را به چند قطعه بر مبنای اندازه ذرات تقسیم کرده و با توجه به میانگین شعاع ذرات و درصد ذرات بزرگ تر از هر اندازه و روابط موجود می توان منحنی مشخصه آب خاک را به دست آورد. در این روش از یک پارامتر مقیاس به نام a استفاده می شود که می تواند مقداری ثابت فرض شود و یا از روش های خطی و لجستیک به دست آید. از طرف دیگر، در بسیاری از مواقع منحنی دانه بندی خاک مورد نظر به طور کامل وجود ندارد و تنها درصد ذرات رس، سیلت و شن خاک در اختیار می باشد. در این صورت، ابتدا منحنی دانه بندی خاک تخمین زده شده و سپس منحنی مشخصه آب خاک به دست می آید. بر اساس نتایج به دست آمده قبلی استفاده از حد انتهایی شعاع 999 میکرومتر برای تخمین منحنی دانه بندی مناسب تر از شعاع 125 میکرومتر می باشد. هم چنین ضرایبی اصلاحی برای تخمین منحنی دانه بندی برای شعاع های 1 تا 20 میکرومتر به دست آمده است. در این پژوهش از اطلاعات درصد ذرات و چگالی ظاهری 19 خاک مختلف از مجموعه آنسودا استفاده گردید و منحنی مشخصه خاک های فوق به روش های لجستیک و خطی و بر اساس تخمین منحنی دانه بندی به روش اولیه و روش اصلاح شده تخمین زده شد و با نتایج اندازه گیری شده مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در اغلب خاک ها استفاده از ترکیب روش لجستیک و منحنی دانه بندی اصلاح شده برای تخمین منحنی دانه بندی مناسب تر از سایر حالت ها می باشد.

پارامترهای هیدرولیکی خاک (منحنی مشخصه آب خاک) برای تعیین حرکت آب و املاح در خاک از پایه های اساسی است که اندازه گیری مستقیم این ویژگی ها زمانبر و هزینه بر است. برای حل این مشکل روش های غیر مستقیم ارائه شده است که یکی از این روش ها تحلیل فراکتالی است. مدل (Pore- Solid Fractal (PSF توسط پژوهشگران زیادی برای مدل سازی ساختار خاک و تابع نگهداری آب- خاک بکار برده شده است. مدل PSF یک بیان عمومی برای تابع نگهداری آب- خاک است که بصورت های خاص دیگری هم توسط پژوهشگران دیگر ارائه شده است. هدف این تحقیق ارزیابی تابع عمومی PSF بر اساس بعد فراکتالی با داده های مکش- آب خاک و مقایسه آن با مدل های بروکس – کوری و تایلر – ویت کرافت می باشد. در این تحقیق با استفاده از داد ه های آزمایشگاهی اندازه گیری شده که از منابع منتشر شده بدست آمد، منحنی مشخصه آب خاک برای خاک های مورد بررسی با تابع PSF، حالت های خاص آن (بروکس – کوری و تیلر – ویت کرافت) بدست آمد. برای درک صحت نتایج بدست آمده، مقایسه ای بین رطوبت های پیش بینی شده از مدل های مورد بررسی و رطوبت های اندازه گیری شده برای خاک هایی از بانک UNSODA صورت گرفت. نتایج نشان داد که برای خاک های مورد بررسی تابع تیلر- ویت کرافت در مقایسه با تابع PSF و تابع بروکس-کوری تطابق بهتری را نشان می دهد. برای محاسبه مکش ورود هوا (h min) و رطوبت اشباع خاک (qs) نیز استفاده از هر کدام از معادلات PSF، و تیلر - ویت کرافت، و بروکس - کوری تفاوت معنی داری با یکدیگر ندارند. اما برای محاسبه بعد فراکتال (D) استفاده از معادله تیلر - ویت کرافت توصیه می شود. با استفاده از پارامترهای زود یافت خاک مدل های ساده تجربی به صورت رابطه ای میان میانگین هندسی (dg) و انحراف معیار هندسی (sg) ذرات خاک با و h min qs D و بدست آمد. سپس به کمک آن برای خاک هایی از بانک UNSODA، معادله منحنی مشخصه تخمین زده شد. بدون توجه به بافت خاک تمامی رطوبت های حجمی پیش بینی و اندازه گیری شده با خط یک به یک مقایسه شدند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین رطوبت پیش بینی شده (qp) و اندازه گیری شده (qm) با خط یک به یک وجود ندارد. بنابراین بنظر می رسد که مدل های ساده تجربی ارائه شده قادر است منحنی مشخصه آب خاک را با دقت قابل قبولی تخمین بزند.