محاسبات و فرمول های مورد نیاز مهندسین تاسیسات

محاسبات و فرمول های مورد نیاز  مهندسین تاسیسات

٢- دبی آب در گردش کندانسور چیلر :

GPM=Q/5000

Q: Cooling load (Btu/hr)

٣- دبی آب در گردش برج خنک کن :

GPM=3 [GPM/TR]*TR

TR: Cooling load (Ref. Ton)

۴- هد پمپ گردش آب کندانسور چیلر :

L=(l*1.5)+افت کلکتور + افت فن کویل + افت کندانسور

L(ft) : هد پمپ

l(ft) : طول مسیر رفت و برگشت از کندانسور چیلر به دورترین مصرف کننده

افت کلکتور = 5ft

افت فن کویل = 10ft

افت کندانسور = 25ft(از کاتالوگ چیلر)

۵- هد پمپ گردش آب برج خنک کن :

L=(l*1.5)+افت کلکتور +افت کندانسور +افت برج +اختلاف ارتفاع نازل ورودی و خروجی برج

L(ft) : هد پمپ

l(ft) : طول مسیر رفت و برگشت آب برج خنک کن

افت کلکتور = 5ft

افت کندانسور = 25ft (از کاتالوگ چیلر)

افت برج = 30ft (از کاتالوگ برج خنک کن)

۶- فرمول محاسبه انتقال حرارت :

Q=U.A.ΔT

Q (Btu/hr)

U ( Btu/hr.ft2.oF)

A (ft2)

 ΔT (oF)

٧- تبدیل واحدهای مهم :

تن تبرید  (TR) = 12000 Btu/hr

Btu/hr / 4 = Kcal/hr

M3/hr * 4.4 = GPM

Gallons * 3.785 = Lit

CFM / 0.6 = M3/hr

HP * 0.735 = Kw

Btu/hr * 0.29287 = Watts

٨- محاسبه سطح مقطع دودکش :

A=0.02Q/√H برای سوخت مایع و گاز

A=0.04Q/√H برای سوخت جامد

A (cm2) : سطح مقطع دودکش

Q (Kcal/hr) : ظرفیت حرارتی دیگ

H (m) = h1 + 0.5h2

h1 : طول عمودی دودکش

h2 : طول افقی دودکش

٩- محاسبه ظرفیت منبع انبساط باز چیلر :

V(Lit) = TR / 4000

 TR: Cooling load (Ref. Ton)

١٠- محاسبه قطر لوله انبساط چیلر :

d (mm) = 15 + 1.5 √(TR/4000)

Min : 1 ¼”

١١- محاسبه ظرفیت منبع انبساط باز دیگ :

V (Lit) = (Kcal/hr * 1.5) / 1000

١٢- محاسبه قطر لوله های رفت و برگشت منبع انبساط باز دیگ :

d1 (mm) = 15 + 1.5 √(Q/1000) لوله رفت

d2 (mm) = 15 + √(Q/1000) لوله برگشت

Q (Kcal/hr)

١٣- محاسبه حجم منبع گازوئیل :

V (Lit) = GPH * 4 * N * n

GPH : مصرف گازوئیل مشعل ها

N : ساعات کارکرد مشعل در شبانه روز (معمولا 20 ساعت)

n : تعداد روزهای ذخیره (معمولا 45 روز)

 ١۴– مصرف بخار چیلرهای ابزورپشن معمولا 18~20 lb/hr به ازای هر تن تبرید با فشار 20psi میباشد.

١۵- مصرف آب دیگ بخار :

GPM = 0.002 * lb/hr (بخار تولیدی دیگ)

١۶- فرمول محاسبه ظرفیت حرارتی مبدل ها و منابع آبگرم :

Q=GPM*500*ΔT

Q (Btu/hr) : ظرفیت حرارتی

GPM : دبی آب گرم کننده یا گرم شونده در گردش

ΔT (oF) : اختلاف دمای آب ورودی و خروجی

١٧- فرمول محاسبه ظرفیت حرارتی کویل های هواساز :

Q=CFM*1.08* ΔT

Q (Btu/hr) : ظرفیت حرارتی

CFM : دبی هوای عبوری از سطح کویل

ΔT (oF) : اختلاف دمای هوای ورودی و خروجی

١٨- محاسبه ظرفیت مبدل استخر و جکوزی :

برای استخر : Q(Kcal/hr) = [V(m3) / 24 hr]*1000*(24°C-4°C)

 برای جکوزی : Q(Kcal/hr) = [V(m3) / 24 hr]*1000*(28°C-4°C)

١٩- محاسبه ظرفیت فیلتر استخر و جکوزی :

GPM = [V(m3) / 6 hr] * 4.4

V : حجم استخر یا جکوزی بر حسب متر مکعب میباشد

٢٠- هر افشانک آتش نشانی محوطه ای به مساحت 12 مترمربع را پوشش میدهد.

٢١- سیستم های بخار در تاسیسات مکانیکی :

Low pressure : 15 psig

Medium pressure : 60 psig

High pressure : 100~150 psig

٢٢- سرعت های مجاز :

Water : 1.5~3 m/s

Steam : 20 m/s

Air in pipe : 20 m/s

Air in duct (industrial) : 1050 ft/min

Air in duct (non industrial) : 900 ft/min

Air in return or exhaust ducts : 750 ft/min

Air passing trough coils : 500 ft/min

Air passing from diffusers and supply grills : 300 ft/min

Air passing from exhaust grills : 200 ft/min

٢٣- محاسبه قطر کلکتور :

Φ = √ Φ1 . Φ2 . Φ3 …. Φi

Φi : قطر لوله های ورودی یا خروجی

٢۴- مصرف گاز طبیعی و گازوئیل مشعل :

 مصرف گازطبیعی (m3/hr) = Q(Kcal/hr) / 9500

مصرف گازوئیل (m3/hr) = Q(Kcal/hr) / 26000

٢۵- محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان :

Q(Kcal/hr) = A(m2) . 150

٢۶- محاسبه سر انگشتی بار برودتی ساختمان :

Q(TR) = A(m2) / 25

٢٧- محاسبه سرانگشتی تعداد پره های شوفاژ فولادی :

N = Q(Kcal/hr) / 125    (OR)

N = Q(Btu/hr) / 500

Q : بار حرارتی فضای مورد نظر میباشد

٢٨- محاسبه سرانگشتی تعداد پره های شوفاژ آلومینیومی :

n = N * 0.75

N : تعداد پره های شوفاژ فولادی میباشد که طبق بند 27 محاسبه میگردد

٢٩- محاسبه سرانگشتی ظرفیت دیگ حرارت مرکزی :

Q(Kcal/hr) = [(L*W*H) * 36 * 4.8] * N / 4

L*W*H : حجم فضای یک طبقه ساختمان میباشد

N : تعداد طبقات ساختمان میباشد

٣٠- ارتفاع نصب هود آشپزخانه های صنعتی 180 سانتیمتر از کف تمام شده آشپزخانه میباشد.

نرم افزار اتوکد برای نمایش فرمت های DWG , DXF بر روی اندروید

نرم افزار اتوکد، معروف ترین و پرکاربرد ترین نرم افزار برای نقشه کشی است. فرمت خروجی این نرم افزار، با پسوندهای DWG ، DXF ،  میباشد. معمولا برای مشاهده پروژه هایی که با اتوکد طراحی شده اند، باید نرم افزار اتوکد را نصب کنیدکه نیاز به حافظه زیادی دارد. برای دیدن نقشه های اتوکد  بر روی گوشیهای با سیستم عامل اندروید می توانید از نرم افزار زیر استفاده نمایید:   

برای دانلود روی نام نرم افزار کلیک کنید
   

CADREADER

سطح نویز ساختمان ها

سطح نویز ساختمان ها

سطح نویز ساختمان ها توسط کمیته ها و استانداردهای (ISO) برای محیط های داخلی سالن های کنفرانس و… تعیین شده. واحد آن ها بر حسب دسی بل بوده و در جدول زیر آورده شده. انتخاب مناسب سطح صدا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در بسیاری از سازمان ها بر اساس تجربه از یک شاخص خاص استفاده می شود.

سطح نویز در اتاق ها  db

فضای اتاق            نوع اتاق 

خیلی آرام

۲۰-۳۰              سالن های اپرا، استودیو ضبط صدا، تئاترها    

آرام 

 ۲۵-۳۰             اتاق شخصی، تئاتر زنده، استودیو رادیو و تلویزیون، اتاق کنفرانس، کلیساها، کتابخانه،

۳۰-۳۵              سالن پذیرایی خصوصی، اتاق هتل ها، اتاق کنفرانس

۴۰-۴۵               اتاق عمومی هتل ها، اتاق های کوچک شرکت ها، اتاق دادگاه

تاحدی شلوغ

۴۵-۵۵               اتاق های طراحی، دستشویی، حمام، سالن پذیرش، راهروها، فروشگاه ها

 شلوغ

۵۰-۵۵               آشپزخانه هتل ها و بیمارستان ها، اتاق های رختشویی، اتاق های کامپیوتر، رستوران ها، سوپرمارکت، دفاتر بزرگ در شرکت ها

خاصیت جذب صدا در مواد

به میزان توانایی مواد در جذب یا عبور صدا خاصیت جذب صدا گفته می شود. این مواد جاذب اغلب  متخلخل بوده و صداهای گوناگون را جذب می کنند. جنس آن ها معمولا از فایبر گلاس، فوم یورتان، پشم سنگ و… تشکیل می باشد. این جاذب ها در فرکانس های بالا بسته به ضخامتشان صدا را جذب می کنند. بر عکس موادی که انتقال صدای خوبی دارند اغلب مسطح و بدون سوراخ بوده تا صدا را با کیفیت بالا منعکس کند همچنین برخی مواد صداگیر دو لایه نیز وجود دارد که در میان دو لایه انعکاس صدا گرفته می شود.

ضرایب جذب صدا در برخی مواد

ضریب جذب

ماده                          ۰٫۰۱-۰٫۰۳

دیوار گچی                    ۰٫۰۲-۰٫۰۵

آجر بدون رنگ               ۰٫۰۱-۰٫۰۲

آجر رنگ شده                ۰٫۰۱-۰٫۰۲

تخته چند لایه3 میلیمتر      ۰٫۱-۰٫۲

ورق چوب پنبه               ۰٫۱-۰٫۲

ورق لاستیکی متخلخل       ۰٫۴-۰٫۸

کاشی اکوستیک

 تخته چند لایه 
چوب پنبه
 کاشی صوتی 
ورق لاستیکی

 استراتژی های کاهش صدا در تهویه

صداهای ناخواسته با سه روش کنترل می شوند. در خود منبع، نزد شنونده، در حد فاصله منبع و شنونده.

کنترل در منبع توسط تجهیزات خاصی صورت می گیرد مانند جابه جایی منبع صوت یا طراحی مجدد سیستم های مولد نویز. اگر تجهیزات نصب شده از لحاظ ایجاد صدا در حد مطلوبی باشند نیاز به اکوستیک کمتر شده، لوازم آزمایشگاهی خاصی برای اندازه گیری قدرت صدای تجهیزات وجود دارد.

هنگامی که کنترل نویز در منبع میسر نباشد بهتر است مسیر انتشار را کنترل کنیم. این کار را با ایجاد موانع صدا، اتاق های صداگیر، {{عایق}} ها ، سیستم های از بین برنده نویز (noise cancellation)، تغییر در قطر کانال ها، نوع فن و تغییر خصوصیات جریان انجام می دهند.

کنترل صدای سیستم های تهویه مطبوع جزئیات زیادی در بر دارد که به برخی از آن ها می پردازیم.

موقعیت مکانی
هرگز سیستم های سرمایش/گرمایش در نزدیکی اتاق های حساس به صدا قرار ندهید. مثلا اگر  هواساز نزدیک اتاق حساس نصب شود امکان لرزش ها چندین برابر می شود. سعی شود هواساز در فاصله دور از جاهایی قرار گیرد که در برابر صدا حساس اند.

عایق های لرزشی
موتورهای دوار لرزش های زیادی در دیوارها، سقف و کف طبقات ساختمان ها تولید می کنند. بهتر است که هر کدام از این تجهیزات عایق شوند، این کار را می توان با قرار دادن موتورها در محفظه های بسته انجام داد. عایق های لرزه گیر باید با مقدار بار وارده بر سیستم هماهنگ باشند.  فنر هایی که کاملا فشرده یا باز شوند برای لرزه گیر پیشنهاد نمی شوند.

نویزهای جریان هوا
صدای هوا را هنگامی که جا به جا می شود می توان شنید با بیشتر شدن سرعت آن صدایش نیز بیشتر می گردد. در بیشتر موارد این صدا را با کم کردن  سرعت  هوای درون کانال کاهش می دهند. افزایش دهانه کانال ها سرعت و نویز هوا را کم می کند.

نویز  کانال  ها
 سرعت  جریان هوا در سیستم های تهویه مطبوع و داکت ها نباید از حد مجاز تجاوز کند. در کانال ها طراحی نسبت ابعاد کانال، پوشش داخلی و خشکی مجرا نقش مهمی در تولید صدا دارد.

دریچه دمپرها
یک عامل مهم در طراحی کانال ها توانایی کنترل دمپر ها در عبور جریان هواست. تشخیص این که هر اتاقی متناسب با  حجم  هوای مورد نیاز خود چه مقدار هوا باید دریافت کند تا حد زیادی نویز را کاهش می دهد. برای دست یابی به این منظور دریچه هایی را برای محدود کردن هوای کانال طراحی کرده اند. البته لازم به ذکر است با کم شدن حجم هوای خروجی از دمپر فشار زیاد شده که خود عامل ایجاد سر و صدا  در کانال می شود.

انواع صدا گیر ها

کلا دو نوع صدا گیر وجود دارد، صداگیر جاذب و پراکنده. در صدا گیر های جاذب، انرژی صوتی طی یک مسیر هوایی متشکل از فیبر یا فوم پلاستیک تبدیل به گرما تبدیل می شود. از این نوع صدا گیر در فرکانس های بالا و متوسط استفاده می شود.

آشنایی با برخی از نرم‌ افزارهای رشته مکانیک

آشنایی با برخی از نرم‌ افزارهای رشته مکانیک

امروزه رشته مهندسی مکانیک ارتباط تنگاتنگی با نرم افزارهای مهندسی مکانیک دارد. با کمک این نرم افزارها، مهندسان مکانیک میتوانند محاسبات و شبیه سازی های پیچیده را به سرعت انجام دهند. همچنین در صورت نیاز به تغییر یک طرح، این کار با کمک نرم افزارهای مکانیک به سرعت قابل انجام است.

♦️نرم افزار CATIA

نرم‌افزار کتیا (CATIA) اولین بار در سال 1977 توسط هواپیمایی فرانسه (Avions Marcel Dassault) برای ارتقا دادن هواپیمای جنگنده میراژ مورد استفاده قرار گرفت. سپس در هوافضا، خودرو سازی، و کشتی سازی، تحت عنوان Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive استفاده شد. این نرم افزار در سال 1981 به CATIA تغییر نام داد و امروزه یکی از معروف ترین نرم افزارهای رشته های مختلف مهندسی مکانیک است.
در سال 1984 شرکت بویینگ تصمیم گرفت از CATIA V3 به عنوان نرم‌افزار اصلی مکانیک استفاده کند. و بدین ترتیب بزرگترین مصرف کننده این نرم‌افزار نامیده شد. و در سال 1990 شرکت کشتی سازی آمریکا برای طراحی ناو جنگی از این نرم‌افزار استفاده کرد. در سال 1998 نسخه 5 نرم افزار کتیا به بازار ارائه شد. و به همین ترتیب در سال های 2008 و 2010 و 2012 نسخه های بعدی و پیشرفته تر این نرم‌افزار ارائه گردید.

♦️نرم افزار SOLIDWORKS

یک نرم‌افزار سه بعدی سازی کامل است که به منظور طراحی، شبیه سازی و گردآوری اطلاعات طراحی شده است. امکانات این نرم افزار به مهندسان مکانیک کمک می کند تا قطعات هرچه راحت تر و سریعتر طراحی شوند. و با همکاری قسمت های مختلف با سرعت و دقت، محصولی مقرون به صرفه تولید گردد. سالیدورکز یکی از نرم‌افزار های مطرح رشته مکانیک است که تقریبا به تمامی نیازهای یک مهندس طراح جامه عمل پوشانده است. نرم افزار سالیدورکز (SolidWorks) تولید شرکتی به همین نام است که البته چند سالی است که زیر مجموعه شرکت Dassault System (سازنده CATIA) قرار گرفته است.

این نرم‌افزار شامل سه بخش اساسی و مهم است که هر یک وظیفه جداگانه ای دارند. این بخشها عبارتند از:

 Part برای ایجاد قطعه

Assembly برای مونتاژ قطعات ایجاد شده

Drawing برای ایجاد نقشه دو بعدی از طرح 

 ♦️نرم افزار ABAQUS

در سال 1972 میلادی شخصی به نام David Hibitt، پایان نامه دکترای خود را تحت عنوان مکانیک محاسباتی بر پایه روش اجزای محدود در دانشگاه Brown ارائه کرد. در سال 1977 دکتر Hibitt پس از آنکه مدتها در شرکت تحلیل و پژوهش Mark مشغول به کار بود، این شرکت را ترک کرد و نرم‌افزار ABAQUS را پایه گذاری نمود. در سال 1978 ، دکتر Hibitt به همراه دو شریک خود به نام های Karlsson و Sorensen شرکتی به نام HKS را تأسیس کردند که اولین ویرایش ABAQUS را منتشر کرد.

اولین مشتری آنها، شرکت Westinghouse Hanford (سازنده رآکتورهای هسته ای) بود. قدرت نرم افزار ABAQUS در تحلیل های همزمان وابسته به دما، پلاستیسیته، و تماس ، باعث استفاده از این نرم‌افزار در صنعت هسته ای شده بود.

یکی دیگر از کاربردهای اولیه این نرم‌افزار، در مدلسازی اسکله های نفتی دریا بود. همچنین شرکت های بزرگ اتومبیل سازی برای طراحی های پیشرفته خود به ABAQUS روی آوردند.

پس از طی سال ها، شرکت HKS نرم‌افزار اصلی اجزای محدود خود را تحت عنوان ABAQUS Standard تکمیل کرد. در سال 1991 نیز نرم افزار ABAQUS CAE توسط همین شرکت برای انجام عملیّات پیش پردازش و پس پردازش به بازار عرضه شد.

 
♦️نرم افزار ANSYS

این نرم افزار اولین بار در سال 1970 توسط دکتر John A. Swanson به عنوان سیستم آنالیز سواسون (Swanson Analysis Systems, Inc. SASI) یا به اختصار SASI ارائه شد. هدف موقت این سامانه، پیشرفت نرم‌افزار های تحلیل المان محدود برای ساختارهای فیزیکی بود که که توانایی شبیه سازی استاتیکی، دینامیکی و انتقال گرما را داشته باشد. در سال 1994 این شرکت به TA Associates فروخته شد و از آن پس این نرم‌افزار نحت عنوان انسیس (ANSYS) به بازار عرضه شد.

 توانایی های مدل سازی ANSYS عبارتند از:
- جریان های دو بعدی، سه بعدی، دو بعدی axisymmetric، دو بعدی axisymmetric همراه با چرخش

- مش های مربعی، مثلثی، آجری (هگزا هدرال)، چهار ضلعی، هرمی، چند وجهی، ترکیبی

- جریانات پایدار یا ناپایدار

 - جریانات قابل تراکم و غیر قابل تراکم، شامل تمامی بازه های سرعت (جریان مادون صوت، جریان Transonic، جریان مافوق صوت، جریان ماوراء صوت)

- جریان غیر لزج، آرام، آشفته

- جریانات نیوتنی و غیر نیوتنی

- گازهای واقعی یا ایده‌آل

- انتقال حرارت، شامل نوع جابه جایی اجباری، جابه جایی طبیعی یا آزاد

- جا به جایی ترکیبی، انتقال حرارت در هم آمیخته