تاریخچه ابداع و ساخت خودرو

ابداع خودرو مسیری طولانی و پرپیچ و خم بوده است و نمی توان فرد یگانه ای را به عنوان مخترع خودرو مشخص کرد. اما اگر توسعه خودرو را تا پیش از GPS، ترمزهای ضدقفل (ABS)، گیربکس اتوماتیک و حتی پیش از مدل T دنبال کنیم، در نهایت به مدل شماره 1 موتور بنز می رسیم که می تواند حلقه مفقوده میان خودروها و درشکه های اسبی بشمار رود.

کارل بنز (مرکز تصویر) همراه با خانواده خود

کارل بنز موتور سه چرخه خود به عنوان واگن موتوری (Motorwagen) را در سال 1886 به ثبت رساند. این وسیله نقلیه نخستین خودروی واقعی بشمار می رفت. او همچنین سیستم ساسات (کنترل جریان بنزین)، شمعهای جرقه زن، جعبه دنده، رادیاتور آبی، کاربوراتور و سایر بخش های اساسی خودرو را طراحی کرد. بنز در نهایت یک شرکت خودرو افتتاح کرد که تا به امروز به عنوان گروه دایملر معروف شده است.

دایملر بنز در حقیقت از قطعات یک دوچرخه برای ساختن یک خودرو پیرامون یک موتور احتراق داخلی استفاده کرد. بنز نخستین خودروی بنزین سوز را به این شکل ثبت اختراع کرد. لیکن تعریف واژه خودرو به مرور و در طی زمان به تکامل رسید.

حیاتی ترین قسمت یک خودرو، موتور احتراق داخلی بود. این نوع موتور از سوختن انفجاری یک سوخت برای راندن یک پیستون داخل یک سیلندر استفاده می کرد. حرکت پیستون میل لنگی را می گرداند که به نوبه خود باعث گرداندن چرخهای خودرو می شد. موتور احتراق داخلی خود محصول تاریخ طولانی از ابداعات بود. در 1876 نیکلاس آگوست اتو نخستین موتور چهار مرحله ای را در آلمان به ثبت رساند. در 1885 گوتلیب دایملر در آلمان مدل اولیه یک موتور بنزینی مدرن را ابداع کرد و در 1895 رودلف دیزل یک مخترع فرانسوی، نخستین موتور دیزل را که برپایه تراکم سوخت و هوا تا مرحله انفجار عمل می کرد به ثبت رسانید.

کارل بنز در 1844 در آلمان بدنیا آمد و در سن 15 سالگی در دانشگاه کارلسروهه پذیرفته شد. او در سن 20 سالگی با مدرک مهندسی مکانیک فارغ التحصیل شد. نخستین فعالیت اقتصادی او تاسیس یک کارخانه ذوب فلزات و کارگاه ورق کاری بود که با شکست مواجه شد. لیکن همسر جوانش برتا رینگر از جهیزیه خود برای تاسیس یک کارخانه جدید جهت ساخت موتور بنزینی استفاده کرد که منافع اقتصادی خوبی نصیب کارل بنز کرد. با یود حاصله بنز توانست یک خودروی بدون اسب بنزینی بسازد.

بنز سه مدل اولیه این خودروی موتوردار را بصورت خصوصی در 1888 ساخت. در این زمان برتا تصمیم گرفت کار را خود به پیش ببرد. برتا آخرین مدل این خودرو را در ساعات اولیه صبح برداشت و همراه دو پسر نوجوان خود مسافت 106 کیلومتر را تا خانه مادر خویش طی کرد. در طول راه او مجبور شد با استفاده از یک کفش چرمی، سنجاق سر و یک کش جوراب تعمیراتی را بالبداهه انجام دهد.

کارل بنز همراه با همسر خود برتا، 1893

این سفر موفق به بنز درسهایی برای ارتقای خودروی خود آموخت و به جماعت شکاکی از مردم مفید بودن خودروی بنزینی را نشان داد. او مدل شماره 3 موتورواگن خود را در نمایشگاه جهانی پاریس در سال بعد عرضه کرد.

بنز در سال 1929 درگذشت، تنها دو سال پس از اینکه شرکت خود را در شرکت گوتلیب دایملر ادغام کرد. امروزه این شرکت تحت نام گروه دایملر سازنده خودروی معروف مرسدس بنز است.

خودروهای الکتریکی در میانه سده نوزدهم ظاهر شدند لیکن پس از عرضع مدل T هنری فورد محبوبیت خود را از دست دادند. لیکن در سالهای اخیر این گونه خودرو دوباره مورد توجه قرار گرفته است. حدود 1.4 میلیون خودروی برقی در سال 2023 در ایالات متحده به فروش رسید. این فناوری همانند موتور احتراق داخلی سیری طولانی داشته است. رابرت آندرسون اسکاتلندی و توماس داونپورت آمریکایی در دهه 1830 بطور مستقل نمونه ابتدایی خودرویو برقی را ابداع کردند. این مدلهای اولیه از باتری های یکبار مصرف استفاده می کردند. نخستین باتری قابل شارژ در 1865 توسط گاستون پلانته فرانسوی ابداع شد.

یکی از اولین نمونه های خودروی برقی

در ابتدای سده بیستم خودروهای برقی برای مدت کوتاهی پرطرفدار شدند لیکن باتری های بسیار بد اولیه از محبوبیت آنها کاست. دلیل اقبال جدید به این خودروها تنها باتری های خوبی است که در ابتدا در لپ تاپ ها و دوربین های فیلم برداری مورد استفاده قرار می گرفتند.

وقتی هنری فورد مدل T خودروی بنزینی خود را در 1908 عرضه کرد، قیمت پایین و کیفیت بالای آن باعث کاهش توجه به خودروهای برقی شد. تا دهه 1920 بنزین ارزانتر شده و خودروهای بنزینی پرطرفدارتر شدند. در آن زمان در روستاهای دورافتاده برق موجود نبود همچنین برد خودروهای برقی بسیار کمتر از خودروهای بنزینی بود.

با افزایش قیمت بنزین بار دیگر به خودروهای برقی توجه شد. تویوتا پریوس در 1997 نخستین خودروی تولید انبوه برقی- بنزینی (هیبرید) بشمار می‌رود.

شرکت تسلا موتورز در سال 2003 یک خودروی تمام برقی لوکس عرضه کرد که می توانست 360 کیلومتر را با یک شارژ باتری طی کند. شورولت ولت به سال 2010 و نیسان لیاف در 2010 از خودروهای هیبرید قابل توجه بودند که با استفاده از موتور بنزینی برد خودروی برقی را افزایش می دادند. در فاصله سالهای 2020 تا 2023 سهم خودروهای برقی از 4 به 18 درصد افزایش یافت. گرچه خودروهای برقی آلایندگی محیط زیستی بسیار کمتری نسبت به خودروهای بنزینی دارند، آلایندگی ناشی از تولید باتری هنوز یک موضوع مورد نگرانی است.

زمینه خودروهای بدون راننده نیز بسرعت در حال توسعه و پیشرفت است. شرکتهایی نظیر ویمو پیبرنده این زمینه هستند لیکن چالش های بزرگی از قبیل راهبری خودرو در محیطهای غیرقابل پیش بینی هنوز باقی است.

منبع

https://www.livescience.com/37538-who-invented-the-car.html

جداول خواص ترمودینامیکی و استفاده از آنها در تعیین حالت مواد

جداول خواص ترمودینامیکی

و استفاده از آنها در تعیین حالت مواد

جداول خواص ترمودینامیکی ابزار اصلی در تعیین فاز ماده در دما و فشارهای مختلف هستند. این جداول در گستره‌های وسیعی منتشر شده و در انتهای اغلب کتابهای درسی ترمودینامیک دیده می‌شوند. با یک مثال نحوه استفاده از این جداول را روشن می‌سازیم.

مثال فاز مربوط به هرکدام از حالات آب ذکر شده را با استفاده از جداول ترمودینامیکی تعیین کرده و موقعیت آن حالت را بر روی نمودارهای P-v ، T-v و P-T مشخص کنید.

a)      120 °C , 500 kPa

b)      120 °C , 0.5 m³/kg

حل – جداول B.1.1 در بیشتر کتابهای درسی، خواص ترمودینامیکی آب را فهرست کرده‌اند. در سطر مربوط به دمای °C 120 فشار آب اشباع را می‌یابیم:

همانطور که دیده می‌شود فشار آب اشباع در °C T = 120 برابر 198.5 kPa است. از آنجایی که P= 500 kPa > 198.5 kPa است حالت آب تحت فشار یا compressed liquid را داریم. نمودار زیر حالت a را نسبت به حالت آب اشباع در  °C T = 120 و P = 198.5 kPa نشان می‌دهد.

برای مشخص کردن فاز آب در حالت b ، درسطر مربوط به دمای T = 120 °C حجم مخصوص آب اشباع و بخار اشباع را می‌یابیم:

v_f = 0.001060 m³/kg   آب اشباع

v_g = 0.89186 m³/kg   بخار اشباع

از آنجایی که v_f <v < v_g بنابراین حالت b مخلوطی از آّب و بخار است. شکل زیر حالت b را بر روی نمودار P-v نشان می‌دهد.

---

تدریس ترمودینامیک

با کیفیت عالی همراه با حل مسایل متنوع امتحانی

توسط مهندس مکانیک از دانشکده فنی دانشگاه تهران

جلسه اول رایگان

شماره تماس : [phone]

ناصری (ترجیحا پیامک بفرستید)

---

سفت ترین ماده موجود در دنیا، حتی در دماهای بسیار کم

آلیاژی فلزی از کروم، کبالت و نیکل حدود 100 بار سفت تر از گرافین است و حتی در دمای بسیار پایین نیز در برابر شکست مقاومت می کند.

پژوهشگران ثابت کرده اند که آلیاژی فلزی از کروم، کبالت و نیکل بطور رسمی سفت ترین ماده موجود بر روی زمین است و حتی 100 با بیش تر از ماده شگفت آور گرافین مقاومت در برابر شکست از خود نشان می دهد.

(منظور از سفتی یا toughness، مقاومت جسم در برابر شکست در اثر تغییرشکل مومسان است. برای آشنایی با این خاصیت مهم مصالح ساختمانی به مقاله زیر توجه کنید).

بر خلاف بسیاری از آلیاژهای دیگر، این ماده در اثر کاهش دما سفتی و مقاومت در برابر ترک خوردگی خود را حفظ می کند. سفتی آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در هواپیما حدود 35 مگاپاسکال بر متر است. در حالی که آلیاژ مورد بحث دارای سفتی شگفت آور 400 تا 500 مگاپاسکال بر متر می باشد. این ماده می تواند کاربردهای فراوانی در زیرساخت های فضایی و مخازن مقاوم در برابر ترک خوردگی برای انرژی های پاک داشته باشد. دو تا از اجزای این آلیاژ یعنی نیکل و کبالت بسیار گران هستند و این واقعیت کاربرد آزمایشگاهی آن را در آینده نزدیک محدود می سازد.

آلیاژ شگفت

این آلیاژ کروم، کبالت و نیکل مثالی از یک آلیاژ با آنتروپی بالا است. بر خلاف بیشتر آلیاژها که از یک عنصر پایه با مقادیر کمتری عناصر افزودنی ساخته می شوند، این آلیاژ از نسبت مساوی از هر عنصر متشکله ساخته شده است.  این آلیاژ بسیار چکش خوار یا لوله شو است، بدین معنا که تحت فشار خم شده و در برابر شکست مقاومت بالایی دارد. بواسطه نابجایی هایی در ساختار مولکولی بسیار چکش خوار است. تحت فشار این نابجایی ها تغییر مکان یافته و روی هم می لغزند. این آلیاژ در دمای -196 درجه سانتی گراد سفتی خود را همچنان حفظ می کند.

این ماده را می توان در زمره مصالح آینده صنعت دانست.

منبع: Live Science

کلمپ متر چیست و چگونه کار می کند؟

برای اندازه گیری پارامترهایی مانند جریان و ولتاژ، نیاز به یک ابزار اختصاصی داریم. برای اندازه گیری جریان از ابزارهایی مانند مولتی مترهای آنالوگ یا دیجیتال استفاده می شود اما برای استفاده از این ابزارها باید مدار حامل جریان بریده شده و الکترودهای ابزار بطور سری در مدار قرار گیرد. در بسیاری حالات انجام چنین کاری عملی یا ممکن نیست. بریدن مدار می تواند خطراتی مانند شوک الکتریکی در بر داشته باشد.

انتخاب مناسب در چنین وضعیت هایی کلمپ متر است..... ادامه مطلب

پروتکل HART چیست؟

بیشتر ابزارهای هوشمند میدانی که در سراسر دنیا نصب شده اند دارای قابلیت ارتباط با HART هستند. فناوری قدرتمند HART (مخفف عبارت مبدل راه دور قابل آدرس دهی بزرگراهی یا Highway Addressable Remote Transducer) استاندارد جهانی برای ارسال و دریافت اطلاعات از طریق سیمهای میان ابزارهای هوشمند و سیستم کنترل یا پایش و یا اسباب ارتباطی قابل حمل است. .... ادامه مطلب