پروژه بررسی روش‌های تخمین بار در شبکه های توزیع. doc

اختصاصی از حامی فایل پروژه بررسی روش‌های تخمین بار در شبکه های توزیع. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 105 صفحه

چکیده:

پیش بینی بار الکتریکی نقش بسیار مهمی را در سیستم‌های قدرت به منظور اجرای سیاست‌های برنامه‌ریزی و تخصیص بودجه بازی می کند. کشورهای در حال توسعه برای برنامه‌ریزی سیستم قدرت خود به یک پیش‌بینی دقیق بار نیاز دارند. زیرا در این کشورها بار با رشد نسبتاً زیادی رو به افزایش می‌باشد. بدین منظور در این پایان‌نامه به بررسی روش‌های مختلف پیش بینی بار و همچنین دیگر مسائل مرتبط با پیش‌بیی بار پرداخته شده است. در همین راستا ابتدا به بررسی پارامترهای مؤثر در پیش‌بینی بار پرداخته می‌شود. از این جمله این پارامترها می‌توان به زمان و منطقه مورد پیش‌بینی اشاره کرد. در ادامه به روند کلی پیش‌بینی بار نواحی توزیع پرداخته شده است. در انتها نیز نتایج مربوط به پیش‌بینی بارهای واقعی برای شهر‌های زنجان، قزوین و شیراز آوذده شده است.

مقدمه:

با توسعه و رشد جمعیت ، میزان تقاضا برای مصرف انرژی الکتریکی رو به افزایش است ، که این رشد و توسعه هم در وضعیت موجود و هم در نواحی جدید قابل بررسی است. با توجه به اینکه هدف اصلی شبکه های توزیع برق پاسخگویی به این تقاضا با کیفیت مطلوب می باشد و از سویی بار سیستم پارامتری است که تقریبا تمام عملکرد سیستم را تحت تاثیر خود قرار می دهد ، لذا برنامه ریزان سیستم در همان مراحل اولیه می بایست تا آنجا که محاسبه ریاضی و آمار به آنها امکان می دهد به رشد و افزایش ( رفتار واقعی ) این کمیت نزدیک شده و براساس آخرین و دقیق ترین نتایج ، کار برنامه ریزی شبکه توزیع را آغاز نمایند

پیش بینی صحیح بار علاوه بر صرفه جویی در هزینه های سرمایه گذاری ، امکان برنامه ریزی بهتر برای توسعه نیروگاهها و شبکه های انتقال و توزیع را فراهم می آورد. یکی از مسائل حائز اهمیت در بهره برداری و توسعه بهینه شبکه های برق ، اطلاع از رشد بار و تقاضای برق در سالهای آینده است و چون باردر طول زمان تغییر می کند برنامه ریزی باید بر اساس حداکثر بار و منظور نمودن ضرایب اطمینان به عمل آید. همچنین شبکه طراحی شده باید پاسخگوی نیاز منطقه تا زمان توسعه بعدی نیز باشد .

ازدیاد سالانه مصرف به عوامل زیادی مانند رشد طبیعی جمعیت ، رشد مصرف سرانه ، توسعه صنایع و کشاورزی ، در دسترس بودن یا نبودن سایر منابع انرژی مانند گاز ، شرایط جغرافیایی منطقه و نیز شرایط اجتماعی ، سیاسی و فرهنگی منطقه بستگی دارد .

در این فصل ابتدا مقدمه‌ای درباره مقدمات کلی به منظور فهم بهتر پیش‌بینی بار بیان شده است و در فصل‌های بعدی روش‌های پیش‌بینی بار بیان خواهد شد.

فهرست مطالب:

1-1. مقدمه

1-2. مطالعات بار

1-3. منطقه مورد پیش بینی و محدوده زمانی

1-4. بررسی منحنی بار روزانه شبکه ایران

1-5. انتخاب پارامترهای مؤثر در سیستم انرژی الکتریکی

1-5-1. تأثیر پارامترهای محیطی بر بار مطرفی

1-5-2. تأثیر زمان بر مقدار بار مصرفی

1-5-3. منحنی تداوم بار

1-5-4. رشد و کنترل جمعیت

1-5-5. اطلاعات محلی

1-5-6. کنترل استفاده از زمین

1-5-7. فاکتورهای اقتصادی

1-5-8. استفاده از دیگر سوخت ها

1-5-9. سیاست انرژی

1-5-10. وضع آب و هوا

1-5-11. قضاوت شخصی

1-6. مقاطع زمانی پیش‌بینی بار

1-7. انواع مصرف کنندگان و مشخصات آنها

1-7-1. مصارف بارهای خانگی

1-7-2. مصارف تجاری

1-7-3. مصارف صنعتی

1-7-4. مصارف کشاورزی

1-7-5. مصارف عمومی

2-1. روش‌های پیش‌بینی و برآورد بار

2-1-1. پیش‌بینی بار با استفاده از آمار بارهای الکتریکی سال‌های گذشته

2-2. روش های کیفی

2-3. پیش‌بینی بار با استفاده از آمارهای مستقل

2-3-1. روش مصرف نهایی

2-3-2. روش کاربری ارضی

2-4. پیش‌بینی بار با استفاده از روش تلفیقی

2-4-1. سایت بندی و ناحیه بندی منطقه

2-4-2. تفکیک کاربریها و تعیین درصد هرکدام از آن‌ها

2-4-3. تعیین متوسط مصرف و درصد رشد

2-4-4. تخمین سال افق و انرژی آن

2-4-5. تبدیل انرژی به بار

2-4-6. چک کردن نتایج بدست آمده

2-4-7. مطالعه موردی

3-1. مقدمه

3-2. استفاده از شبکه عصبی و تبدیل موجک برای پیش بینی بار کوتاه مدت

3-3. تبدیل موجک

3-3-1. تجزیه ی موجک و تبدیل گسسته ی موجک

3-4. مدل پیشنهادی

3-5. نتایج شبیه سازی

3-5-1. طراحی مدل تلفیقی پیشنهادی

3-6. ارزیابی مدل های پیش بینی

4-1. مقدمه

4-2. محاسبه انرژی مصرفی هر ناحیه

4-3. برآورد انرژی هر ناحیه

4-4. برآورد بار هر ناحیه

5-1. مقدمه

5-2. فرایند محاسبات پیش بینی بار

5-3. مرحله 2: تقسیم بندی شهر به بلوک های کوچکتر

5-4. مرحله (3): طبقه بندی مصارف

5-5. مرحله (4): محاسبه توان متوسط مصرفی انواع مصارف در سالهای سابقه

5-6. مرحله (5): محاسبه و تعیین چگالی بار پایه برای مصارف مختلف

5-7. مرحله (6): تعیین بار هر یک از مصارف در سال افق:

5-7-1. تعیین پتانسیل بارپذیری بلوکها

5-7-2. تعیین بار سال افق بروش کاربری ارضی

5-8. مرحله (7): مدلسازی منحنی رشد بار هر بلوک

5-9. مرحله (8): تعیین پیک توان کلی هر بلوک در سالهای پیش بینی

5-10. نتیجه گیری

6-2. پیش بینی انرژی و سطح اشباع انرژی مشترکین خانگی شهر شیراز

6-2-1. پیش بینی انرژی 10 سال آینده مشترکین ازطریق سطح اشباع انرژی

6-2-2. پیش بینی انرژی مصرفی مشترکین با استفاده از روش های رگرسیونی

6-3. پیش بینی سطح اشباع انرژی مشترکین تعرفه خانگی امور یک شهر شیراز

6-4. پیش بینی انرژی 10 سال آینده مشترکین از طریق سطح اشباع انرژی

6-5. پیش بینی انرژی مصرفی مشترکین خانگی شهر شیراز با استفاده از روش‌های رگرسیونی

6-6. نتیجه گیری

مراجع

فهرست شکل‌ها:

شکل 1-منحنی بار روزانه

شکل 2-تست نرمال بودن داده

شکل 3-بردازش مدل خطی

شکل 4- بردازش مدل درجه دو

شکل 5- بردازش مدل نهایی

شکل 6- بردزش مدل تابع S

شکل 7- پیش‌بینی براساس تابع درجه 2

شکل 8-منحنی رشد مصرف بار در نواحی شهری

شکل 9-تقسیم بندی نواحی به صورت منظم

شکل 10-

شکل 11- سایت بندی و ناحیه بندی کل منطقه 20 کیلوولت

شکل 12 منحنی برازش شده بر داده های انرژی ناحیه

شکل 13 نقشه چگالی بار ناحیه در سال 85

شکل 14 - منحنی خطی برازش شده بر داده های جریان ماکزیمم منطقه 20 کیلو ولت

شکل 15- شبکه ی عصبی شعاع مدار

شکل 16-ساختار مدل پیشنهادی

شکل 17- ساختار شبکه ی عصبی RBF تبدیل موجک

شکل 18-تقاضای روزانه ی برق کشور

شکل 19-سری زمانی هموار شده تقاضای روزانه ی برق برای پیش بینی ARIMA

شکل 20-مجموع توابع جزئیات تقاضای روزانه ی برق

شکل 21- مقادیر پیش بینی شده ی تقاضای روزانه ی برق برای 10 روز آتی

شکل 22: نمونه ای از بلوک شهر زنجان به همراه مشترکین وافع در آن

شکل 23- منحنی های برازش شده در بلوک منتخب

شکل 24- منحنی بار روزانه مصارف خانگی و تجاری بلوک منتخب

شکل 25- برازش منحنی روی سرانه مصرفی مشترکین خانگی کم مصرف امور یک شهر شیراز برحسب (kwh)

شکل 26- برازش منحنی روی سرانه مصرفی مشترکین خانگی میان مصرف امور شهر شیراز برحسب (kwh)

شکل 27 برازش منحنی روی سرانه مصرفی مشترکین خانگی پر مصرف امور یک شهر شیراز برحسب (kwh)

شکل 28- پیش بینی مصرف انرژی مشترکین خانگی کم مصرف امور یک برق شهر شیراز برحسب (Mwh)

شکل 29 پیش بینی مصرف انرژی مشترکین خانگی میان مصرف امور یک برق شهر شیراز برحسب (Mwh)

شکل 30- پیش بینی مصرف انرژی مشترکین خانگی پر مصرف امور یک برق شهر شیراز برحسب (Mwh)

جدول 1- میزان مصرف برق (مگاوات ساعت)

جدول 2- مقادیر شاخص‌های دقت تابع تخمین

جدول 3- مقادیر پیش‌بینی

جدول 4- تعداد مشترکین ناحیه به تفکیک سال برقدار شدن

جدول 5- اطلاعات مشترکین ناحیه بهشتی

جدول 6- متوسط سرانه مصرف انرژی هر مشترک و درصد رشد سرانه

جدول 7-مقایسه ی قدرت پیش بینی مدل های شبکه ی عصبی و ARIMA

جدول 8-نمونه ای از فایل فروش انرژی

جدول 9- نمونه ای از محاسبه انرژی مصرفی تعرفه خانگی سال 89 (kwh)

جدول 10- نمونه ای از برآورد بار برای 10 سال آینده

جدول 11- بار سال های گذشته و موجود بلوک های منتخب

جدول 12- چگالی بار پایه کاربری های مختلف در سهر های زنجان و قزوین

جدول 13- بار سال افق مصارف مختلف بلوک شکل 22

جدول 14- بار سال های میانی بلوک منتخب

جدول 15- توان ماکزیمم برآورد شده در سال های هدف برای بلوک منتخب

جدول 16- سرانه مجموع حاصل از برازش منحنی سرانه مجموع (kwh)

جدول 17-تفکیک تعداد مشترکین خانگی در سال 1400 برای 5 ناحیه از مدیریت برق یک شهر شیراز

جدول 18-پیش بینی سطح اشباع انرژی مشترکین دسته های خانگی برخی از نواحی امور یک شهر شیراز در سال 1400 برحسب (kwh)

جدول 19-انرژی دسته های مختلف مشترکین خانگی در سال 1400 برخی نواحی مدیریت برق یک با ضرایب منحنی لجستیک (kwh)

جدول 20-پیش بینی انرژی مصرفی مشترکین خانگی ناحیه 1R1 مدیریت برق یک شهر شیراز برحسب (kwh)

جدول 21-محل، میزان و زمان ورود بارهای برنامه ریزی شده مدیریت برق یک شهر شیراز

منابع و مأخذ:

1- وحید ماجدی اصل، هوشنگ قلیزاد، محمد رضا آقا محمدی، علی اصغر امجدی؛ "انجام مطالعات برآورد بار بلند مدت در شهرهای زنجان و قزوین با استفاده از روش کاربری ارضی". نهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق، اردیبهشت 83.

2- حمید رضا نصر فرد جهرمی، زهرا کتیبه، مهدی رئوفت، "برآورد انرژی و بار با استفاده از روش تلفیقی". نهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق، اردیبهشت 83.

3-کاظم یاوری، مهدی ذوالفقاری ، "مدل سازی و پیش بینی مصرف کوتاه مدت برق کشور با استفاده از شبکه های عصبی و تبدیل موجک (با تاکید بر اثرات محیطی و اقلیمی)"، فصل نامه مطالعات اقتصاد انرژی، سال نهم، شماره ی 33، تابستان 91.

4- سید فرید قادری ، شهروز بامداد، "یک مدل ریاضی جهت تخمین تابع مصرف انرژی الکتریکی با استفاده از روش سری زمانی"، نشریه انرژی ایران / سال نهم/ شماره  / مرداد84.

5- حمیدرضا عزیزپور، "پیش بینی تقاضای انرژی الکتریکی در شبکه توزیع (دیماند)"

6- امین رئیس زاده ، عباس کریمی ، محمد هادی معظم، "مطالعات برآورد انرژی مشترکین خانگی شهر شیراز"، 26 امین کنفرانس بین المللی برق

7- محمد رضا اربابی یزدی، "بررسی روشهای پیش بینی بار در شبکه های توزیع برق"

8- محمد واقفی نژاد، " روش انجام مطالعات برآورد انرژی و بار، پروژه طرح جامع شبکه فشار متوسط دماوند، فیروزکوه، رودهن و لوسانات" ، شرکت انتقال دانش صنعت انرژی برق، بهار 90

بررسی کارایی روش اینرسی حرارتی ظاهری در تخمین رطوبت سطحی خاک با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS

اختصاصی از حامی فایل بررسی کارایی روش اینرسی حرارتی ظاهری در تخمین رطوبت سطحی خاک با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

• مقاله با عنوان: بررسی کارایی روش اینرسی حرارتی ظاهری در تخمین رطوبت سطحی خاک با استفاده از تصاویر سنجنده ی MODIS (مطالعه موردی: مزرعه نمونه ی آستان قدس)  

• نویسندگان: امیر محمودی انزابی ، صدیقه السادات قاضی زاده هاشمی ، احسان جلیلوند ، پیمان دانشکار آراسته  

• محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران - دانشگاه تبریز - 15 تا 17 اردیبهشت 94  

• فرمت فایل: PDF و شامل 8 صفحه می باشد.

چکیــــده:

رطوبت خاک فاکتوری برای پایش خشکسالی، پیش بینی های هیدرولوژیکی و کالیبراسیون مدل های بیلان آب است. از سوی دیگر، امکان پایش تغییرات زمانی و مکانی بسیاری از پارامترها از جمله رطوبت خاک توسط عکس های ماهواره ای فراهم است. در این مطالعه، رطوبت سطحی خاک بر اساس داده های حرارت سطحی و آلبدوی سنجنده ی MODIS و با استفاده از روش اینرسی حرارتی ظاهری (ATI)، در مزرعه ی آستان قدس رضوی و برای اندازه گیری های میدانی در تاریخ 24 اسفند 1379 تخمین زده شده است. پس از محاسبه ی شاخص رطوبت سطحی اشباع بر اساس مقادیر بیشینه و کمینه ی اینرسی حرارتی ظاهری، بر مبنای این شاخص رطوبت سطحی خاک به دست آمد. بررسی نتایج نشان داد که ضریب همبستگی R2 به عنوان شاخصی از دقت این روش، مقداری برابر با 0.6042 دارد. لذا روش اینرسی حرارتی روش نسبتا مناسبی برای تخمین رطوبت سطحی خاک است و عواملی مانند وجود پوشش گیاهی و زبری خاک باعث کاهش دقت محاسبه ی رطوبت خاک شده است.

________________________________

** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **

** درخواست مقالات کنفرانس‌ها و همایش‌ها: با ارسال عنوان مقالات درخواستی خود به ایمیل [e-mail] پس از قرار گرفتن مقالات در سایت به راحتی اقدام به خرید و دریافت مقالات مورد نظر خود نمایید. **

دانلود تحقیق تخمین مدل و استنتاج آماری بررسی ایستایی (ساکن بودن) سری های زمانی

اختصاصی از حامی فایل دانلود تحقیق تخمین مدل و استنتاج آماری بررسی ایستایی (ساکن بودن) سری های زمانی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

قبل از تخمین مدل، به بررسی ایستایی می پردازیم. می توان چنین تلقی نمود که هر سری زمانی توسط یک فرآیند تصادفی تولید شده است. داده های مربوط به این سری زمانی در واقع یک مصداق از فرآیند تصادفی زیر ساختی است. وجه تمایز بین (فرآیند تصادفی) و یک (مصداق) از آن، همانند تمایز بین جامعه و نمونه در داده های مقطعی است. درست همانطوری که اطلاعات مربوط به نمونه را برای استنباطی در مورد جامعه آماری مورد استفاده قرار می دهیم، در تحلیل سریهای زمانی از مصداق برای استنباطی در مورد فرآیند تصادفی زیر ساختی استفاده می کنیم. نوعی از فرآیندهای تصادفی که مورد توجه بسیار زیاد تحلیل گران سریهای زمانی قرار گرفته است فرآیندهای تصادفی ایستا می باشد.

برای تاکید بیشتر تعریف ایستایی، فرض کنید Yt یک سری زمانی تصادفی با ویژگیهای زیر است:

(1) : میانگین

(2)  واریانس :

(3)  کوواریانس :

(4)  ضریب همبستگی :

که در آن میانگین ، واریانس  کوواریانس  (کوواریانس بین دو مقدار Y که K دوره با یکدیگر فاصله دارند، یعنی کوواریانس بین Yt و Yt-k) و ضریب همبستگی  مقادیر ثابتی هستند که به زمان t بستگی ندارند.

اکنون تصور کنید مقاطع زمانی را عوض کنیم به این ترتیب که Y از Yt به Yt-k تغییر یابد. حال اگر میانگین، واریانس، کوواریانس و ضریب همبستگی Y تغییری نکرد، می توان گفت که متغیر سری زمانی ایستا است. بنابراین بطور خلاصه می توان چنین گفت که یک سری زمانی وقتی ساکن است که میانگین، واریانس، کوواریانس و در نتیجه ضریب همبستگی آن در طول زمان ثابت باقی بماند و مهم نباشد که در چه مقطعی از زمان این شاخص ها را محاسبه می کنیم. این شرایط تضمین می کند که رفتار یک سری زمانی، در هر مقطع متفاوتی از زمان، همانند می باشد.

آزمون ساکن بودن از طریق نمودار همبستگی و ریشه واحد

یک آزمون ساده برای ساکن بودن براساس تابع خود همبستگی (ACF) می باشد. (ACF) در وقفه k با  نشان داده می شود و بصورت زیر تعریف می گردد.

از آنجاییکه کوواریانس و واریانس، هر دو با واحدهای یکسانی اندازه گیری می‌شوند،  یک عدد بدون واحد یا خالص است.  به مانند دیگر ضرایب همبستگی، بین (1-) و (1+) قرار دارد. اگر  را در مقابل K (وقفه ها) رسم نماییم، نمودار بدست آمده، نمودار همبستگی جامعه نامیده می شود. از آنجایی که عملاً تنها یک تحقق واقعی (یعنی یک نمونه) از یک فرآیند تصادفی را داریم، بنابراین تنها می‌توانیم تابع خود همبستگی نمونه،  را بدست آوریم. برای محاسبه این تابع می‌بایست ابتدا کوواریانس نمونه در وقفه K و سپس واریانس نمونه را محاسبه نماییم.

که همانند نسبت کوواریانس نمونه به واریانس نمونه است. نمودار  در مقابل K نمودار همبستگی نمونه نامیده می شود. در عمل وقتی  مربوط به جامعه را ندایم و تنها  را براساس مصداق خاصی از فرآیند تصادفی در اختیار داریم باید به آزمون فرضیه متوسل شویم تا بفهمیم که  صفر است یا خیر. بارتلت (1949)نشان داده است که اگر یک سری زمانی کاملاً تصادفی یعنی نوفه سفید باشد، ضرایب خود همبستگی نمونه تقریباً دارای توزیع نرمال با میانگین صفر و واریانس  می باشد که در آن n حجم نمونه است. براین اساس می توان یک فاصله اطمینان، در سطح 95 درصد ساخت. بدین ترتیب اگر  تخمینی در این فاصله قرار گیرد، فرضیه(=0) را نمی توان رد کرد. اما اگر  تخمینی خارج از این فاصله اعتماد قرار گیرد می توان صفر بودن  را رد کرد.

آزمون دیگری نیز بصورت گسترده برای بررسی ایستایی سریهای زمانی بکار می‌رود که به آزمون ریشه واحد معروف است. برای فهم این آزمون مدل زیر را در نظر بگیرید:

فایل ورد 22 ص

تحقیق در مورد تخمین ضریب سیالات غیردارسی از اطلاعات تست Buildup چاه

اختصاصی از حامی فایل تحقیق در مورد تخمین ضریب سیالات غیردارسی از اطلاعات تست Buildup چاه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه13

تخمین ضریب سیالات غیردارسی از اطلاعات تست Buildup چاه

خلاصه:

در روش گسترش یافته برای محاسبه عکس العمل فشار برای چاه با ذخیره ثابت وضریب پوسته شدن غیردارسی عبوری تکمیل شده است.

روشی که از نمودارهای تولیدی برای Builup,drawdown استفاده شده است.Build up فشاری برای چاه با سیال عبوری غیردارسی وتکمیل ارائه مقدار شیب عبوری ازچاه بشری در مقایسه با جریان دارسی با shin ثابت نشان می دهد.

مخازنی که با ثابت ذخیره چاه مشابه سازی نشده اند. ضریب پوسته شدن میتواند با تولید دوباره در شیب گسترش یابد بنابراین اگر آن در فشار Buil up حاضر باشد چاه کاهش ذخیره و یا کاهش ضریب پوسته شدن و یا هر دو را تجربه خواهد کرد.

با نمودارهای جدید در شرایط نامناسب هر دوترکیبات پوسته شدن دارسی وغیردارسی ممکن است تخمین زده شود با یک تست Build up که از تولید ثابت پیروی می کند. این روش جدید اغلب ممکن است شامل چندین مرتبه جریان دهی به سیال و زمان Build up باشد.

مقدمه:

تایید آنالیز تولید سیستم یکی از اولین ابزارهای برای بهینه کردن تولید و پیش بینی اثرجاه است. آنالیز اثر مخازن به وسیله IPR یا نمودار اثر جریان دهی سیال تایید میشود. برای درست ساختن IPR برای چاه های گاز باید اجزا پوسته شدن در حالت Darcy وغیر دارسی شناخته شوند.

پوسته شدن غیردارسی به صورت سنتی با عملکرد تست چندگانه تخمین زده می شود. اثر ضریب پوسته ای به صورت تابعی از جریان ترسیم میشود. به هر حال نتایج آن ممکن است خطایی در حدود 100% داشته باشد.

رفتار تست فشار گداز با حرکت نامتناهی حلقوی باذخیره ثابت چاه وضریب پوسته ای شدن  چاه شناخته میشودو از دیگر تغییرات ذخیره چاه را با ضریب پوسته ای شدن به صورت ثابت در نظر گرفته اند.

این مقاله رفتار چاه با ذخیره ثابت و درصد وابستگی ضریب پوسته ای شدن Build up,Drawn down را امتحان می کند.

تست های Build up با ضریب پوسته غیردارسی مقدار شیب بیشتری از ضریب پوسته غیردارسی در زمان بیرون رفتن ذخیره چاه دارند و آن در شکل 1 دیده می شود.

این نمودارهای جدید سه راه معین برای صنایع هستند. 1 آنها اجازه میدهند که آنالیز تست با جریان غ

دانلود تحقیق تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشکاری

اختصاصی از حامی فایل دانلود تحقیق تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشکاری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه

طی چند دهه گذشته تنش های پسماند در ظروف فشار دار و کاربردهای ساختمانی و خطوط انتقال گاز و نفت و در ساختارها و قطعات فلزی و ... مورد توجه قرار گرفته است. از سوی پیشرفت هایی که امروز در ارزیابی یکپارچه ساختارها و ساختمانها در ارتباط با قطعات جوش صورت پذیرفته است. خواستار اطلاعات دقیق تری دربارة حالت تنش پسماند می باشد. تنش های پسماند در اثر عدم هماهنگی در شکل طبیعی بین نواحی مختلف در یک قطعه حاصل می شود به خصوص در جوشکاری تنش های پسماند مورد توجه قرار می گیرند. تنش های پسماند می توانند بسته به علامت، اندازه و توزیع شان با توجه به تنش های اعمالی، تعیین کننده باشند.

ارزیابی تنش پسماند یک ابزار مهمی نیز برای کنترل فرآیند، کنترل کیفی، ارزیابی طراحی و آنالیز نقص می باشد. چون این تنش ها می توانند پیامدهای مهمی روی عمکلرد اجزاء و قطعات مهندسی داشته باشند و همچنین تأثیر زیادی روی خوردگی، مقاومت شکست، خزش و ... دارا می‌باشند. لذا کاهش و کم کردن این تنش ها مطلوب می باشد. از این رو تنش های پسماند در اتصالات جوشکاری شده عمدتاً توسط عملیات حرارتی یا توسط تنش مکانیکی کاهش می یابد.

- روش های متفاوتی برای اندازه گیری یا تخمین تنش پسماند براساس اندازه گیری دقیق یا با استفاده از تکنیک های عددی وجود دارد. اندازه گیریها می توانند از نوع مخرب مانند (سوراخکاری)  یا غیر مخرب مانند اشعه x، یا تفرق نوترونی و فراصوتی باشند. و تفرق نوترونی اساساً یک تکنیک برجسته برای پی بردن به تنش پسماند به صورت غیر مخرب در درون قطعات مهندسی در سه بعد و در حجم های کوچک می باشد.

در این پروژه به تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشکاری فولاد می پردازیم.

- جوشکاری ذاتاً باعث بروز تولید ترک هایی در محل جوش می شوند، اندازه و محل این ترکها را می توان به عنوان یک معیار در تعیین عمر جوشکاری مورد استفاده قرار داد. تنش هایی که می توانند باعث رشد ترک خوردگی شوند به تنش های بیرونی محدود نمی شوند. به عنوان نمونه می توان گفت که تنش های پسماند در داخل و اطراف ناحیه جوش به عنوان یک پیامد از فرآیند جوش، تولید می شود. بنابراین این موضوع برای دانستن اندازه و علامت تنش پمساند در ناحیه جوش مهم خواهد بود. و این بحث خصوصاً در جوشهای با مقطع ضخیم که دارای یک تنش 3 بعدی است جالب توجه می باشد. در اینجا به بحث در مورد استفاده از اسکن کردن کششی نوترونی برای فراهم آوردن اسکن های 3 بعدی ضخیم مربوط به نمونه های فولادی جوشکاری شده و جوشکاری نشده خواهیم پرداخت.

- دراین پروژه به بررسی تنش پسماند در لوله های فولادی 9Cr-1Mo اشاره خواهد شد که جوشکاری مربوط به این فولادها در صنایع نفت و برق کاربرد گسترده ای دارند. از سویی در فرآیندهای تولید مانند جوشکاری تنش پسماند می تواند منجر به شکست در قططعات فولادی شود. لذا برای بهبود میزان سختی و برای حذف تنش پسماند بعد از جوشکاری ، جوشکاری فولاد Cr-Mo بایستی تحت عملیات حرارتی پس از جوشکاری قرار بگیرد. جوشکاری ذوبی یک فرآیند اتصالی است که در ساخت کشتی، پل های فولادی، مخازن فشار و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت این جوشکاری به عنوان یک فرآیند اتصال دهنده عبارتست از : کاری زیاد اتصال ، انعطاف پذیری و هزینه کم تولید. جوشکاری ذوبی هرچند دارای ویژگی های زیادی در صنعت است اما می تواند خواص مواد را تغییر داده و باعث خمش، انقباض و تنش پسماند در اتصال شود. لذا یک عملیات حرارتی پس از جوش به طور گسترده برای کاهش تنش پسماند ناشی از جوشکاری توصیه می شود. از سویی تنش های پسماند تأثیر بسزایی بر روی تعیین شکل جوش، استحکام خستگی، تافنس شکست و... دارند بنابراین ارزیابی و درک تنش های پسماند ناشی از جوشکاری مهم می باشد.

روش های زیادی برای ارزیابی توزی تنش پسماند وجود دارد. روش های آزمایشی شامل پراش اشعه x ،تحلیل فراصوتی، ایجاد سوراخ و برش است. روش های عددی که تحلیل های مفصل‌تری از تنش های پسماند ناشی از جوشکاری را ارائه می کند. در طول سه دهه گذشته به علت پیشرفت رایانه ها، تکنیک های عددی گسترش قابل توجهی یافته است. در این پروژه  به بررسی تنش های پسماند پس از جوشکاری و پس از یک عملیات حرارتی، پس از جوش به وسیله روش المان محدود اشاره خواهد شد.

از طرفی افزایش احتمال شکست و کاهش استحکام در قطعات دو اثری اند که تنش های پسماند باعث بروز آنها می شوند. لذا به منظور ایجاد یک طراحی مطمئن، ما بایستی یک روش مناسبی را پیدا کنیم که به واسطه آن بتوان به پیش بینی های مربوط به اندازه و توزیع تنش پسماند دسترسی پیدا کرد. یک استفاده گسترده از پیش بینی تنش پسماند در جوشکاری، روش المان محدود می باشد. اگرچه پیش بینی تنش های پسماند حین جوشکاری، با استفاده از روش المان محدود می تواند یک روش اقتصادی و دقیق تری نسبت به روش های آزمایشی مانند پراش نوترونی، اشعه x و تحلیل فراصوتی باشد ولی پیچیدگی هایی هم در هنگام شبیه سازی فرآیند جوشکاری با استفاده از روش المان محدود وجود دارد. برای مثال روش های ابعادی دو بعدی (2D) و سه بعدی (3D) روش‌هایی‌اند که برای رسیدن به دقت مطلوب بایستی مورد استفاده قرار گیرند و این پروژه به بحث و بررسی در مورد آنها خواهیم پرداخت.

- مواد فلزی هنگام جوشکاری با مواد مشابه و غیرمشابه می توانند باعث ایجاد تنش پسماند گردند. گسترش این نوع از تنش داخلی اغلب می تواند تحت تأثیر کشش دائمی غیرسازگاری حاصل از عملکردهای مکانیکی و حرارتی مربوط به جوشکاری و تغییر شکل پلاستیکی واقع گردد. چنین عملکردهایی می تواند منجر به شکل گیری عیب های شبکه ای شامل جابجایی و حفره سازی شوند. چون تکنیک PAS (یک روش غیرمخرب برای تعیین عیوب در فلزات و آلیاژها می باشد.) ثابت کرده است که قادر است، تنش های پسماند را در نورد کاری سرد تعیین کند و به صورت پلاستیکی فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی را تغییر شکل دهد. لذا در اینجا از تکنیک PAS برای مشخص کردن تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده شامل فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی و یا آستینیتی استفاده شده است. در اینجا به مشخص کردن تنش پسماند در نمونه های جوشکاری در فولادهای آلیاژی از نوع L304 و 823- EP توسط تکنیک PAS پرداخته خواهد شد، جوشکاری تلاطمی اصطکاکی، یک متود اتصال جامد است به همراه 5 فاز عملیات که در کل فرآیند صورت می گیرد. دوره غوطه وری، دوره ته نشینی ، دوره جوشکاری ثابت، دوره ته نشینی ثانویه و دوره رهایی. این تکنیک اتصال فلز از جوشکاری اصطکاکی منشاء می گیرد. از آنجایی که بالاتری دما در فرآیند (FSW) کمتر از دمای ذوب ماده در قطعه کار می باشد. لذا بزرگترین مزیت این روش : تعیین میکروساختارهای نرم بدون شکاف یا تغییر شکل کم و بدون کاهش عناصر آلیاژی می باشد. هر چند FSW یک تکنولوژی جدید جوشکاری می باشد اما در جوامع آکادمیک و صنعتی برای اغلب آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد. بررسی ها نشان می دهد که فرآیند FSW در آلیاژهای آلومینیوم جوشکاریهایی با کیفیت بالا و هزینه پایین را تأیید می کند در نتیجه بهترین عملکرد ساختاری یک دیگر از مزایای این روش می باشد. که در این پروژه به بررسی تعیین عددی تنش پسماند در جوشکاری FSW (جوشکاری تلاطمی اصطکاکی)و استفاده از مدل سه بعدی پرداخته می شود و هم چنین شبیه سازی عددی دمای اتصال و تحلیل ترمو، مکانیکی غیر خطی سه بعدی با آنالیز المان محدود و تحلیل تنش پسماند در جوشکاری (FSW) را مورد مطالعه قرار می دهد.

- تنش های پسماند در ساختارها و قطعات فلزی یک پیامد طبیعی از تکنولوژی تولید مانند : قالب گیری، نورد جوشکاری و ... می باشند. تنش پسماند تنش در ماده بدون هیچ گونه بارگذاری حرارتی یا مکانیکی بیرونی می باشد و حوزه های تنش پسماند همواره در یک قطعه یا ساختار می‌باشد.

سطح تنش پسماند داخلی در ورقه فولادی نورد گرم شده اخیراً به عنوان یک پارامتر کیفی مهم، تشخیص داده شده است. اگر این مورد، دقت نشود مشکلاتی را به واسطه دانستیه گرادیان ، مربوط به تنش پسماند ایجاد می کند، برای مثال، برشهای طولی به صورت منحنی در آمده و شکل‌های برش تغییر می کند و جوش ها تغییر شکل می یابند. حتی کم شدن مقاومت به خوردگی در لوله های جوشکاری شده، تحت اثر تنش پسماند در ورقه فولادی می‌باشند. که این موارد در این پروژه مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در طول زمان جوشکاری غالباً تنش های پسماند منجر به ایجاد خساراتی در قطعه می شوند که این امر باعث بروز مشکلاتی در تجهیزات نیروگاهی می شود از آن جمله به ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی (SCC) می توان اشاره کرد. به منظور جلوگیری از خوردگی SCC در فولاد ضد زنگ، توجه به خواص ماده و تنش پسماند در جوشکاری ضروری می باشد. علاوه بر این توجه بیشتر به ماده و محیط یک ارزیابی مؤثر از تنش پسماند در جوشکاری را ضروری می کند. در حالت کلی، حوزه تنش پسماند جوش به چندین عامل اصلی شامل، خواص ماده، ابعاد ساختاری و شرایط محدود کننده بیرونی و پارامترهای فرآیند جوشکاری مانند حرارت ورودی تعداد پاس های جوش، توالی جوشکاری، درجه حرارت پیش گرم و درجه حرارت بین پاس جوش بستگی دارد هنگامی که یک مدل عددی برای پیش بینی دقیق تنش پسماند جوش استفاده می شود، درجه حرارت و یا رفتار مکانیکی مانند کار سختی بایستی به دقت محاسبه شود. روش المان محدود (FEM) یک ابزار آنالیز عددی قوی مفید می باشد. از این روش می توان برای شبیه سازی درجه حرارت جوش، تنش پسماند و تغییر شکل جوش، بهره برد.

در این پروژه ما از هر دو آنالیز عددی و تجربی برای تحقیق در مورد درجه حرارت و توزیع تنش پسماند جوش در لوله هایی از جنس فولاد ضد زنگ با دیواره ای با ضخامت متوسط، استفاده می نماییم. در ابتدا آزمایش هایی برای مشخص کردن تنش پسماند در لوله فولادی ضد زنگ304 SuS  انجام می شود و سپس تحلیل المان محدود دو بعدی برای شبیه سازی درجه حرارت و تنش پسماند انجام خواهد گرفت و در نهایت تأثیر استحکام نهایی فلز جوش روی تنش پسماند توسط شبیه سازی عددی انجام خواهد شد.

از جمله روش های کاهش تنش پسماند کوبیدن لیزری می باشد. اصولاً کوبکاری لیزری یک تکنیک عملیات سطحی است که از لحاظ مکانیکی فعالیتی دو طرفه محسوب می شود. انرژی مربوط به کوبکاری لیزری یک پالسی خیلی بزرگتر از ساچمه پاشی می باشد. این تکنیک به عنوان یک روش جلوگیری در برابر ترک خوردگی و خوردگی تنشی (SCC) در نیروگاهها می باشد. در این پروژه اصول مربوط به  کوبکاری لیزری که باعث بهبود اثرات تنش پسماند در هنگام بکارگیری کوبکاری لیزری برای ایجاد محدوده های جوش و اتصالات جوشکاری شده می شود پرداخته خواهد شد و در پایان روش هایی برای کاهش تنش پسماند در جوشکاری پیشنهاد می شود.

عنوان : پیش بینی تنش پسماند جوشکاری در لولة فولادی 9Cr-1Mo اصلاح شده با جوشکاری لب به لب با چند پاس با توجه به اثرات انتقال فازی

 چکیده :

هدف از این مقاله تحقیق تأثیر انتقال فازی حالت جامد روی ارزیابی توزیع های تنش پسماند در لوله های فولادی 9Cr-1Mo اصلاح شده با جوشکاری لب به لب می باشد. یک مدل المان محدود پلاستیکی الاستیکی حرارتی که در انتقال فاز متالوگرافیکی به کار می آید ، ایجاد شده بود . اثرات روی تنش آنالیز عددی تحقیق شده بودند . اثرات روی تنش پسماند جوشکاری مربوط به تغییرات حجمی و تغییرات استحکام نهایی برای انتقال مارتنزیتی – استنیتی توسط آنالیز عددی  تحقیق شده بودند. نتایج شبیه سازی شده نشان می دهند که تغییرات حجمی و تغییر استحکام نهایی بواسطة انتقال مارتنزیتی روی تنش پسماند جوشکاری – تأثیر داشته است . شکل دهنده نه تنها باعث تغییر اندازة تنش پسماند می شود ، بلکه علامت مربوط به تنش پسماند را در ناحیه جوش مشخص می کند . در حالت هایی که تغییرات حجمی بواسطه انتقال فازی در نظر گرفته می شود ، نتایج شبیه سازی شده در حالت کلی در یک توافق و هم سوئی خوبی با اندازاه گیریهای تجربی قرار دارند.

 لغات کلیدی : المان محدود ، آنالیز عددی ، تنش پسماند جوشکاری ، انتقال فازی ، جوشکاری با چند پاس .

• مقدمه :

 جوشکاری مربوط به فولادهای Cr-Mo یک نقش خیلی حیاتی را در صنایع نفت و برق ، بازی می کند. بنابراین جوشکاری و عملیات حرارتی ، پس از جوشکاری (PWHT) مربوط به فولادهای Cr-Mo به صورت خیلی گسترده در چند سال اخیر مورد مطالعه قرار گرفته اند . فرآیندهای تولید همانند جوشکاری ، تنش های پسماند  ناخواسته که گاهگاهی مشاهده می شوند ، منجر به یک شکست شکننده ، تردی هیدروژنی (HE) و یک انحراف از عمر خستگی می شود . در حالت کلی، برای بهبود میزان سختی و برای حذف تنش پسماند بعد از جوشکاری ، جوشکاری فولاد ، Cr-Mo بایستی تحت عملیات حرارتی پس از جوشکاری قرار بگیرد .

 فولاد ضد زنگ 9Cr-1Mo اصلاح شده ، یک مادة‌ساختاری نسبتاً‌جدیدی است که در اصل برای مولدهای ( ژنراتورهای ) بخار در صنعت تولید برق و هسته ای پیشرفته ، ایجاد شده بود .

چون فولاد 9Cr-Mo اصلاح شده دارای یک  استحکام خزشی بالا می باشد ، حتی در درجه حرارت بالا ، به یک درجه حرارت نسبتاً بالایی برای حذف تنش پسماند جوشکاری توسط(PWHT) نیاز دارد. بنابراین ، برای طبقه بندی معیار برای شرایط PWHT مناسب  لازم است تا تنش پسماند جوشکاری به صورت دقیق پیش بینی شود . بهر حال ، روی مفهوم تنش پسماند جوشکاری در فولادهای 9Cr-1Mo، در حال حاضر مطالب اندکی را می توان پیدا نمود . در این مطالعه هدف پیش بینی تنش پسماند جوشکاری در لوله فولادی 9Cr-1Mo اصلاح شده توسط آنالیز عددی می باشد در موارد مربوط به فولادها، این نکته قابل تشخیص می باشد که انتقال فازی می تواند به صورت قابل توجهی روی توسعه تنش های پسماند تأثیر بگذارد .

به منظور پیش بینی دقیق تنش پسماند جوشکاری ، فاکتور متالوژیکی بایستی به حساب بیاید ؛ یک تعداد از مدل های عددی برای پیش بینی تنش پسماند جوشکاری با توجه با انتقال متالوژیکی ، ایجاد شده اند . در کار حاضر ،هدف ما تمرکز روی پیش بینی تنش های پسماند جوشکاری در جوش‌های لب به لب ، با چند پاس برای  لوله فولادی 9Cr-1Mo با در نظر گرفتن  اثرات انتقال فازی حالت جامد ، می باشد . بر اساس نتایج مربوط به تحقیقات گذشته ، یک مدل  المان محدود پلاستیکی الاستیکی حرارتی به حساب آمده برای انتقال های فاز متالوژیکی ، ایجاد شده بود. اثرات مربوط به تغییرات  حجمی و تغییر استحکام نهایی به واسطه انتقال مارتنزیتی – استینیتی روی تنش های پسماند جوشکاری توسط آنالیزهای عددی تحقیق شده بودند . تجربیاتی نیز برای تأیید اثرات مربوط به مدل عددی پیشنهاد شده انجام شدند.

فرآیند تجربی :

 ماده استفاده شده در این مطالعه ، لوله های فولادی 9Cr-1Mo با قطر بیرونی 318.5mm، ضخامت 21.4mm و طول 1900mm  بود ، ترکیبات شیمیائی مربوط به فلز پایه و فلز جوش و وضعیت علمیات حرارتی مربوط به فلز پایه در جدول 1 نشان داده شده اند . لوله فولادی 9Cr-1Mo اصلاح شده در 1040ºCبه حالت نرمال در آمده بود و در درجه حرارتی که پایین تر از 730ºc نمی باشد، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند . لوله توسط یک روش جوشکاری چند پاسه، جوشکاری شد . توالی (‌ترتیب ) پاس جوشکاری و جزئیات ابعادی مربوط به شیار در شکل 1 آمده اند. دو پاس نخستین توسط جوشکاری  قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ (GTAW) با استفاده از سیم TGS-9Cb به عنوان یک فلز پر کننده اجراء شدند.

باقیماندة پاس های جوش با استفاده از جوشکاری قوس فلزی تحت پوشش گاز (GMAW) و سیم MGS-9Cb به عنوان یک فلز پر کننده ، انجام شدند. گاز محافظ، Ar-5%Co2 بود شرایط جوشکاری برای هر پاس در جدول 2 نشان داده شده اند .

بعد از تکمیل جوشکاری، مقیاس کرنشی با سه محور با طول 1mm برای اندازه گیری کشش های آزاد شده در جهت  محیطی و جهت محوری روی سطوح بیرونی و  درونی که زاویه محیطی º180 بود، استفاده شدند.

 شکل 2- محل های مربوط به اندازه گیریهای کششی روی سطوح داخلی و بیرونی لوله جوشکاری شده را نشان میدهد . با استفاده از کشش های آزاد شده ،  تنش های پسماند جوشکاری رامی توان محاسبه نمود.

[ جدول 1- ترکیب شیمیایی ( درصد جرمی ) مربوط به فلز پایه و فلز جوش و وضعیت عملیات حرارتی مربوط به فلز پایه ]

[ شکل 1- جزئیات ابعادی مربوط به شیارها و محل های مربوط به پاس جوش ].

3-مدل سازی  المان محدود :

جوشکاری ذوبی یک پدیدة خیلی پیچیده ای است که شامل انتقال حرارت ، انتقال جرم ، واکنش متالوژیکی ، شکست المانی ، تغییر ساختار میکروسکوپی ، ارزیابی خواص مکانیکی و... می باشد.

رویکردهای عددی پیچیده برای مدلسازی به صورت دقیق در فرآیند جوشکاری لازم و ضروری می‌باشد .

بهرحال ، برای تصاحب همه ویژگی ها ، نتیجه به دست آمده در یک مدل همیشه به صورت حقیقی حل نخواهد شد. . برخی از این فاکتورها ممکن نیست به صورت قابل توجهی روی محاسبات تنش پسماند تأثیر بگذارندو آنها شبیه سازی را به صورت قابل توجهی پیچیده می کند . بنابراین ، فرضیه های ساده سازی بایستی برای پایه گذاری یک مدل المان محدود دقیق و مؤثر به صورت منطقی ، مورد استفاده قرار گیرد .

 در این مطالعه ، توزیع تنش پسماند توسط یک فرمول المان محدود ترمومکانیکی غیر متصل با استفاده از کد ABAQUS شبیه سازی شده بود .  در آنالیز حرارتی و آنالیز مکانیکی ، محاسبات از خواص مکانیکی و ترموفیزیکی و ابسته به درجه حرارت فلز پایه و فلز پر کننده استفاده می شود . خواص فیزیکی حرارتی وابسته به درجه حرارت و خواص مکانیکی وابسته به درجه حرارت مربوط به فولاد ضد زنگ 9Cr-1Mo به ترتیب در شکلهای 3 و 4 نشان داده شده اند .آنالیز حرارتی بر اساس فرمول بندی هدایت حرارتی با منبع حرارتی ترکیب شده ای از یک شار سطحی و یک شار حجمی بود .

 یک آنالیز المان محدود سه بعدی ، روش بهینه ای از سیکل حرارتی مربوط به فرآیند جوشکاری می باشد ، اما این روش نیازمند یک زمان محاسبة‌ خیلی طولانی می باشد . چون مسئله انتقال حرارت مربوط به جوشکاری لوله رامی توان با یک آنالیز متقارن محوری دو بعدی با فرض اینکه سرعت جوشکاری به صورت قابل توجهی نسبت به نرخ رسانایی فلز جوش کاری شده سریع می باشد ، ساده سازی نمود،‌یک مدل المان محدود متقارن محوری با استفاده از المان های محدود چهار گره ای ایجاد شد .

...

42 ص فایل WORD