دانلود پایان نامه ارشد : طراحی و بهینه سازی صداگیرها در سامانه تهویه هوای مترو

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مکانیک

گرایش :ساخت و تولید 

عنوان : طراحی و بهینه سازی صداگیرها در سامانه تهویه هوای مترو

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد الیگودرز

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد فنی مهندسی

در رشته مهندسی مکانیک

گرایش ساخت و تولید

عنوان :

طراحی و بهینه سازی صداگیرها در سامانه تهویه هوای مترو

استاد راهنما :

دکتر محمد مراد شیخی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(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)چکیدهرشد و گسترش شهرها و توسعه زندگی شهرنشینی نیازمند زیرساخت های به روز و قابل توسعه است. سیستم‌های حمل و نقل از جمله زیرساخت های اساسی در شهرها محسوب می شوند که از این میان ایجاد و توسعه شبکه های مترو بدلیل ظرفیت بالای حمل مسافر، سرعت جابجایی بالا، انطباق با استاندارهای زیست محیطی و عدم آلایندگی از اهمیت غیرقابل انکاری برخوردار است. یکی از بحث های اساسی در ایجاد و گسترش شبکه های مترو موضوع تهویه مطبوع تونل‌ها و ایستگاه های مترو است. در این سیستم ها معمولاً وظیفه حرکت و عبور جریان هوا از میان کانال های حفر شده بر عهده  فن‌ها می باشد و این عبور هوا از میان این کانال ها غالباً با ایجاد صدا همراه است که در صورت عدم کنترل این صدای ایجاد شده ، آلودگی صوتی به یک مشکل اساسی تبدیل می شود. بعلاوه شرایط محیطی متفاوت اقلیم های مختلف، باعث شده است تا بسیاری از مواد و روش های پیشنهادی کارایی چندانی با تغییر شرایط نداشته باشد. از این رو تلاش برای بومی سازی دانش صداگیرها بعنوان هدف اصلی در این پژوهش مورد نظر قرار گرفته است. بنابراین در پژوهش پیش رو تلاش می شود ضمن آشنایی کامل با موضوع آلودگی صوتی در سیستم های حمل و نقل زیرزمینی، انواع روش های کنترل و کاهش سروصدا مورد بحث و بررسی قرار گیرد و همچنین با اندازه گیری و بکارگیری روش های مهندسی معکوس طرح صداگیر مورد استفاده در یک کانال به همراه چهار نوع طرح پیشنهادی دیگر به وسیله نرم افزار سالید ورک طراحی و به وسیله نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت جریان عبوری از میان صداگیرها شبیه سازی شد. همچنین با ارائه نتیجه هر طرح و مقایسه کلی بین نتایج یک طرح بهینه و جدید (با در نظر گرفتن تمام پارامترهای طراحی) به کسانی که در این زمینه خواهان پژوهش های بیشتر هستند معرفی گردید.واژگان کلیدی: مترو ، تهویه مطبوع ، آلودگی صوتی ، صداگیر ، چیدمان ، شبیه سازی.فهرست مطالبچکیده............................................................................................................................فصل اول : اهمیت صدا در تهویه هوای مترو1-1 آلودگی صوتی .......................................................................................................................................11-2 آکوستیک ایستگاه های مترو ..................................................................................................................11-2-1 مدلسازی کامپیوتری ..........................................................................................................................21-2-2 مطالعه بروی مدل های مقیاس ..........................................................................................................2فصل دوم : بررسی مفهوم آلودگی صوتی و تشریح انواع روشهای جذب صوت2-1 مقدمه ....................................................................................................................................................42-2 صداچیست ............................................................................................................................................42-3 فرکانس .................................................................................................................................................52-4 طول موج ..............................................................................................................................................62-5 انتشار صوت .........................................................................................................................................62-6 ارتباط صوت و ارتعاش ........................................................................................................................72-7 سروصدا ................................................................................................................................................72-8 روش های مختلف کنترل و کاهش سروصدا ........................................................................................82-8-1 کنترل فعال ......................................................................................................................................102-8-2 کنترل غیرفعال ................................................................................................................................122-9 سایر روش های کاهش سروصدا ........................................................................................................122-9-1 کنترل سروصدا در منبع ................................................................................................................. 132-9-2 نصب فن ها ....................................................................................................................................132-9-3 سرعت فن ......................................................................................................................................142-9-4 لایه های لرزه گیر ...........................................................................................................................142-10 معرفی مواد جاذب متخلخل ..............................................................................................................152-10-1 مواد جاذب الیافی .........................................................................................................................162-10-2 صفحات دارای روزنه های میکرونی ............................................................................................172-10-3 مواد جاذب هوشمند .....................................................................................................................182-11 مطالعات موردی درباره مواد جاذب مختلف .....................................................................................19فصل سوم : بررسی مواد مورد استفاده در یک پنل جاذب صوت و نحوه چیدمان آنها داخل یک کانال3-1 مقدمه ..................................................................................................................................................253-2 صداگیر چیست ...................................................................................................................................253-2-1 پشم سنگ .......................................................................................................................................263-2-1-1 ویژگیهای آگوستیکی ..................................................................................................................283-2-1-2 مزایا و معایب و کاربردهای پشم سنگ ......................................................................................303-2-2 صفحات سوراخ دار ........................................................................................................................313-2-3 صفحات بدون سوراخ ....................................................................................................................323-2-4 قوطی های فلزی ............................................................................................................................333-2-5 پرچ ها ............................................................................................................................................333-3 نصب و چیدمان صداگیرها .................................................................................................................33فصل چهارم : تئوری های حاکم بر نرم افزارهای مورد استفاده در این طراحی4-1 مقدمه ..................................................................................................................................................364-2 مختصری درباره نرم افزار فلوئنت ......................................................................................................374-3 معادلات حاکم بر نرم افزار فلوئنت ....................................................................................................404-3-1 معادله پیوستگی ..............................................................................................................................404-3-2 معادله اندازه حرکت خطی .............................................................................................................404-3-3 معادله انتقال یک کمیت اسکالر ......................................................................................................404-3-4 معادلات به فرم دیفرانسیلی ............................................................................................................414-4 گسسته سازی ......................................................................................................................................414-4-1 گسسته سازی معادله انتقال یک کمیت اسکالر به روش حجم محدود ...........................................424-4-2 گسسته سازی معادله اندازه حرکت ................................................................................................434-5 الگوریتم simple .................................................................................................................................444-6 درونیابی Rhie-Chow برای سرعت روی وجوه سلول ......................................................................474-7 اعمال معادلات ....................................................................................................................................484-7-1 معادله مومنتم در مجاورت مرز ورودی ..........................................................................................484-7-2 معادله مومنتم در مجاورت مرز خروجی ........................................................................................494-7-3 معادله مومنتم در مجاورت مرز دیوار ..............................................................................................504-8 حلال دستگاه .......................................................................................................................................51فصل پنجم : ارائه نتایج تجربی طرح فعلی به همراه  طراحی و شبیه سازی نمونه ها توسط نرم افزار فلوئنت5-1 مقدمه ..................................................................................................................................................525-2 نتایج تجربی و اندازه گیری شده .........................................................................................................525-2-1 محاسبه حجم مواد استفاده شده در نمونه فعلی .............................................................................525-2-2 اندازه گیری سرعت ........................................................................................................................535-2-3 اندازه گیری فشار سیستم ................................................................................................................545-2-4 اندازه گیری فشار صوت سیستم .....................................................................................................545-3 طراحی و شبکه بندی ..........................................................................................................................555-4 شبیه سازی جریان ...............................................................................................................................585-4-3 شبیه سازی آکوستیک .....................................................................................................................585-4-1 شبیه سازی سرعت .........................................................................................................................625-4-2 شبیه سازی فشار .............................................................................................................................65فصل ششم : مقایسه بین طرح ها و نتیجه گیری6-1 مقدمه ..................................................................................................................................................706-2 مقایسه آکوستیک جریان نمونه ها با یکدیگر ......................................................................................706-2 مقایسه سرعت جریان نمونه ها با یکدیگر ..........................................................................................716-3 مقایسه حجم کل مواد مصرفی در نمونه ها با یکدیگر ........................................................................726-4 مقایسه فشار کل جریان نمونه ها با یکدیگر ........................................................................................736-5 انتخاب طرح بهینه ...............................................................................................................................74نتیجه گیری و ارائه پیشنهاد .........................................................................................................................75فهرست منابع ...............................................................................................................................................76چکیده انگلیسی .............................................................................................................................................آلودگی صوتیسیستم های مترو با کاستن از فشار حمل و نقل، کاهش سروصدا و بهبود کیفیت هوا باعث ارتقای کیفیت محیط زیست شهری می شوند. هرچند ایستگاه های مترو معمولاً دارای مسائل و مشکلات آکوستیکی قابل توجهی در فضاهای داخلی خود هستند، به هرحال باید هم برای مسافران و هم برای افراد شاغل در آنها فضای روانی آرام و در عین حال تمیزی را با طراحی مناسب خود فراهم نمایند.تحقیق برروی کنترل سروصدا و طراحی آکوستیکی ایستگاه های مترو بخصوص از دیدگاه قابلیت فهم صدا اهمیت ویژه ای دارد. در شرایطی اضطراری وجود یک سیستم اعلام خطر عمومی برای هشدار درباره خطر و نیز بیان دیگر اطلاعات ضروری است. قابلیت فهم صدا باید مطابق با یک حداقل استاندارد پذیرفته شده در چنین شرایطی باشد. تحقیق دیگر برروی کنترل میزان سروصدا مربوط به این موضوع می شود که سروصدا با فرکانس پایین در ایستگاه های مترو موجب مشکلات شنوایی برای کارکنان شده و در طولانی مدت بر سلامت روانی آنان اثرات مخربی دارد.این در شرایطی است که سایر تصمیمات طراحی در ایستگاه ها، کنترل سروصدا را دشوار و موجب کاهش میزان قابلیت فهم صدا می شود. بعنوان مثال استفاده از مواد سخت و منعکس کننده صدا در سطوح داخلی ایستگاه ها برای ایجاد استقامت کافی، مقاومت در برابر آتش، نگهداری و نیز رعایت برخی مسائل بهداشتی، از جمله مسائل طراحی است که کنترل سروصدا را دشوار می سازد. معمولاً مواد سطحی داخلی که در ایستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند از ابتدا منطبق با کیفیت آکوستیک انتخاب نمی شوند، بلکه آنچه در مورد آنها حائز اهمیت است مسائل ایمنی است. استفاده از مواد مناسب با خواص مختلف جذب و پراکنده سازی صدا نقش قابل توجهی در عملکرد نهایی دارد. بعلاوه سطح کل این مواد که در مکان های مناسب نصب می شوند نقش مهمی در موفقیت طراحی آکوستیکی دارند.1-2 آکوستیک ایستگاه های متروبطور کلی مسائل آکوستیکی ایستگاه های مترو را می توان به دو بخش سروصدای تولید شده توسط عوامل داخلی و خارجی تقسیم نمود. از مهمترین عوامل داخلی می توان به سروصدای ناشی از حرکت قطار، ترمزها، همهمه‌ی مسافران و .... اشاره نمود. از عوامل خارجی می توان صدای خارج از ایستگاه ها مانند سروصدای اتومبیل ها، فن ها و سایر تاسیسات که توسط سیستم های تهویه مطبوع به داخل ایستگاه هدایت می شوند را نام برد.مطالعات اخیر ایستگاه های مترو با پارامترهای کلی طراحی سروکار دارند. آلتِی (Altay) مسائل مربوط به حرکت مسافران، ایمنی آنها و نیز مسائل سلامت روانی و فیزیکی آنها را مورد بررسی قرار داده است و کنترل میزان سروصدا را بعنوان مهمترین عامل در ایجاد یک فضای راضی کننده معرفی می نماید. دورمیسویک (Durmisevic) نیز مسائل مربوط به روشنایی، آتش سوزی، تهویه مطبوع، مسیریابی در ایستگاه ها و نیز مسائل روانی را مورد مطالعه قرار داده است ولی توجهی به ویژگی های آکوستیکی ننموده است. یک مطالعه جامع توسط دورمیسویک و ساریلدیز (Durmisevic and Sariyildiz) پارامترهای مربوط به راحتی و آسایش مسافران در فضاهای زیرزمینی را بررسی کرده و مسائل آکوستیکی را نیز مورد توجه قرار داده است.ایستگاه های مترو فضاهای سرپوشیده طویلی هستند که بدلیل تنوع و نوع تجهیزات موجود در آنها، دارای ویژگی های آکوستیکی متفاوتی نسبت به فضاهای معمولی هستند. از اینرو تئوری های کلاسیک آکوستیک برای تحلیل آنها مناسب نمی باشد. مطالعات پیش بینی صدا در دو گروه گسترده قابل طبقه بندی هستند: مطالعه برمبنای روش های مدلسازی کامپیوتری و مطالعه بروی مدل های مقیاس.1-2-1 مدلسازی کامپیوتریمدلسازی کامپیوتری با تخمین زمان انعکاس صوت و قابلیت فهم صدا سروکار دارد. کانگ (Kang) ویژگی های پایه ای توزیع و انعکاس صدا در فضاهای طویل را مطالعه نموده است. لَم و لی (Lam and Li) نیز ویژگی های زمان انعکاس را مطالعه و مدلی تئوری برای فضاهای طویل مستطیلی ارائه نمود. یک مدل کامپیوتریِ دنبال کردن اشعه توسط یانگ و شیلد (Yang and Shield)، برای پیش بینی قابلیت فهم صدا در ایستگاه ها با سطح مقطع مستطیلی ارائه شده است. قابلیت فهم و شاخصه های انتقال صوت توسط شو-ژیان و یو-ژه (Shuo-xian and Yue-zhe) با استفاده از یک روش تصویری مطالعه شده است. کارمن (Carman) یک مدل تئوری برای پیش بینی سروصدای قطار در ایستگاه ها و تاثیر آن برروی قابلیت فهم صدا ارائه نموده است.1-2-2 مطالعه بروی مدل های مقیاس مطالعه برروی مدل های مقیاس محدود می باشند. اخیراً کانگ (Kang) از مدل های مقیاس با توجه به قابلیت فهم صدای چندین بلندگو در ایستگاه استفاده نموده است. مطالعه دیگر توسط وی به بررسی نحوه انتشار صدای قطار در ایستگاه می پردازد.حجم، شکل فضا و مواد مورد استفاده در سطح، تعیین کننده آکوستیک ایستگاه های مترو هستند. همانطور که گفته شد مواد سطحی در ابتدا بر اساس ویژگی های آکوستیک انتخاب نمی شوند بلکه معیارهای مختلف مربوط به مسائل ایمنی در انتخاب آنها حائز اهمیت هستند. هندسه ایستگاه به همراه انعکاس پذیری کاشی ها یا دیوارها و سقف های بتونی منجر به زمان انعکاس طولانی که تاثیر نامطلوبی برروی قابلیت فهم صدا دارد می گردد. از سوی دیگر طراحی دقیق و معماری مناسب موجب بهبود قابلیت فهم صدا و کاهش آلودگی صوتی می گردد.برطبق نظر کانگ (Kang) جذب کننده ها بمنظور ارتقای قابلیت فهم صدا، بگونه ای مناسب باید در ایستگاه ها نصب شوند. بمنظور دست یافتن به یک کاهش سطح صدای مناسب، جذب کننده ها باید بصورت مساوی در یک مقطع نصب شوند. کروکت و پیکِ (Crockett and Pyke) نشان دادند که برای یک تعداد مساوی از جذب کننده ها، زمانی که برروی سقف و دیواره های جانبی نصب می شوند، بجای اینکه فقط روی سقف نصب شوند، زمان اولیه تضعیف صدا کوتاه تر خواهد بود و تضعیف سطح فشار صدا بیشتر می باشد. ایروین و ریچاردز (Irvine and Richards) استفاده از  سقف های کاذب بالای سکوها را مطالعه نمودند که نتایج این بررسی حاکی از آنست سیستم سقف کاذب از فیبرهای معدنی یا شیشه ای که با رعایت مسائل ایمنی در برابر آتش سوزی در صفحات تعبیه شده اند، می تواند کمک برجسته ای به جذب سروصدا نماید ]1[.اگرچه بنظر می رسد مطالعات نسبتاً جامعی درباره ی مسائل آکوستیکی داخلی ایستگاه های مترو انجام شده است، ولی کمبود مطالعات پیرامون کاهش سروصداهای خارجی کاملاً مشهود است. از آنجایی که این سروصداها عموماً از طریق اجزای سیستم های تهویه مطبوع مانند فن ها تولید می شود و بهمراه سروصدای خارجی از طریق کانال های انتقال هوا بداخل ایستگاه هدایت می شوند، لذا در این تحقیق تلاش می شود تا بطور ویژه به دو عامل عمده یعنی کاهش سروصدای تولیدی توسط اجزا و نیز جذب سروصدا در مسیر انتقال هوا به درون ایستگاه پرداخته شود.مسلماً مرحله ی نخست هر پژوهش هدفمندی، آشنایی و مرور مطالعات شاخص صورت گرفته در آن زمینه است. از اینرو هدف کلی در نخستین مرحله از این تحقیق نیز بررسی کلی اقدامات صورت گرفته در رابطه با مسائل آکوستیکی در سیستم های حمل و نقل زیرزمینی و مرور دستاوردهای حاصل در این زمینه است. این تحقیق بدین ترتیب ادامه می یابد که ابتدا توضیحات مختصری راجع به صدا و ویژگی های آن ارائه و سپس در مورد روش های مختلف جذب سروصدا بحث می شود. در مرحله بعد به شناسایی مواد جاذب صوت و کاربردهای آنها در محیط های مختلف پرداخته شده و در ادامه به تشریح روابط حاکم بر نرم افزارهای مورد استفاده پرداخته می شود و در مرحله بعد طراحی های جدیدی در جهت بهینه سازی و بومی سازی صداگیرهای موجود در درون یک کانال تهویه مطرح شده و ویژگی هریک مورد بحث و بررسی قرار می گیرند و در نهایت با مقایسه بین همه ی طرح ها یک طرح مناسب تر نسبت به پارامترهای مورد بررسی معرفی می گردد.تعداد صفحه : 108قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید