فهرست مطالب

فصل اوّل: کلیات تحقیق.. 1

1-1- مقدمه. 2

1-2- طرح مساله. 3

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق.. 6

1-4- اهداف تحقیق.. 8

1-4-1- هدف اصلی.. 8

1-4-2- اهداف فرعی.. 8

1-5-سوال های تحقیق.. 9

1-5-1- سوال اصلی تحقیق.. 9

1-5-2- سوال های فرعی تحقیق.. 9

1-6- قلمرو تحقیق.. 10

1-6-1- قلمرو موضوعی.. 10

1-6-2- قلمرو مکانی.. 10

1-6-3- قلمرو زمانی.. 10

1-7- متغیرهای تحقیق.. 10

1-7-1- تعاریف نظری.. 10

1-7-2- تعاریف عملیاتی.. 11

1-8) خلاصه فصل اول.. 12

فصل دوّم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق.. 13

مقدمه. 14

2-1- یادگیری.. 14

2-2- نظریات یادگیری.. 16

2-2-1- نظریات رفتاری یادگیری.. 16

2-2-2- نظریات شناختی یادگیری.. 17

2-2-3- نظریه یادگیری گشتالت… 17

2-2-4- نظریه یادگیری شناختی اجتماعی.. 18

2-3- انواع یادگیری.. 18

2-3-1- یادگیری برای بقاء 18

2-3-2- یادگیری انطباقی.. 19

2-3-3- یادگیری تعمیمی (مولد) 19

2-4- سطوح یادگیری.. 20

2-4-1- یادگیری فردی.. 20

2-4-2- یادگیری تیمی یا گروهی.. 21

2-4-3- یادگیری سازمانی.. 21

2-5- یادگیری سازمانی.. 21

2-6- سیر تاریخی یادگیری سازمانی.. 23

2-7- یادگیری سازمانی و سازمان یادگیرنده 26

2-8- تاریخچه مفهوم پردازی سازمان یادگیرنده 29

2-9- سازمان یادگیرنده 31

2-10- دیدگاه صاحبنظران درباره سازمان یادگیرنده 36

2-10-1- پیتر سنگه. 36

2-10-2- گاروین.. 39

2-10-3- ماركوارت.. 39

2-10-4- جفارت و مارسیک… 40

2-10- 5- واتكینز و مارسیك… 41

2-10-6- آرجریس و شون.. 43

2-10-7- مامفورد. 44

2-10-8- هریسون.. 46

2-10-9- کاپلان و نورتون.. 47

2-10-10- گاهه. 48

2-11- انواع سازمان های یادگیرنده 51

2-11-1- سازمان های فهمیده 51

2-11-2- سازمان های ادراك كننده و متفكر. 51

2-11-3- سازمان های یادگیرنده 51

2-12- اهمیت ایجاد سازمان یادگیرنده 53

2-13- طبقه بندی ویژگی های سازمان یادگیرنده 56

2-14- تفاوت سازمان یادگیرنده با سازمان های سنتی.. 57

2-15- ایجاد سازمان یاد گیرنده 60

 

2-16- پیشینه تحقیق و سوابق پژوهشی.. 65

2-16-1- پیشینه داخلی.. 65

2-16-2- پیشینه خارجی.. 68

2-17- نیروی انتظامی جمهوری اسلامی ایران.. 71

2-18- الگوی مفهومی تحقیق.. 72

2-19) الگوی تحلیلی تحقیق.. 74

2-20) خلاصه فصل دوم. 78

فصل سوم: روش تحقیق.. 79

3-1- مقدمه. 80

3-2)نوع و روش پژوهش…. 80

3-3) جامعه آماری.. 81

3-4) نمونه و روش نمونه گیری.. 81

گردآوری اطلاعات.. 82

گردآوری اطلاعات.. 82

3-6-1)روش سنجش روایی پرسشنامه. 83

3-6-2) روش سنجش پایایی پرسشنامه. 83

3-7) روش تجزیه و تحلیل داده ها 84

3-8) خلاصه فصل سوم. 84

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها 85

4-1) مقدمه. 86

4-2) تحلیل توصیفی داده ها 86

4-2-1) متغیر جنسیت… 86

4-2-2) متغیر تحصیلات.. 87

4-2-3) متغیر سابقه خدمت… 88

4-3) تحلیل استنباطی داده ها 89

4-3-1) سوال اصلی پژوهش…. 89

4-3-2) سوال فرعی اول پژوهش…. 91

4-3-3) سوال فرعی دوم پژوهش…. 92

4-3-4) سوال فرعی سوم پژوهش…. 92

4-3-5) سوال فرعی چهارم پژوهش…. 93

4-3-6) سوال فرعی پنجم پژوهش…. 94

4-3-7) سوال فرعی ششم پژوهش…. 94

4-3-8) سوال فرعی هفتم پژوهش…. 95

4-4) خلاصه فصل چهارم. 96

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری.. 97

5-1) مقدمه. 98

5-2) نتیجه گیری.. 98

5-2-1) نتیجه گیری از سوال اصلی.. 98

5-2-2) نتیجه گیری از سوال فرعی اول.. 99

5-2-3) نتیجه گیری از سوال فرعی دوم. 100

5-2-4) نتیجه گیری از سوال فرعی سوم. 100

5-2-5) نتیجه گیری از سوال فرعی چهارم. 101

5-2-6) نتیجه گیری از سوال فرعی پنجم. 101

5-2-7) نتیجه گیری از سوال فرعی ششم. 102

5-2-8) نتیجه گیری از سوال فرعی هفتم. 103

5-3) محدودیت های پژوهش…. 103

5-4) پیشنهادهای تحقیق.. 104

5-4-1) پیشنهادهای کاربردی برای سازمان مورد مطالعه. 104

5-4-2) پیشنهادهای تجربی برای محققین.. 105

5-5) خلاصه فصل پنجم. 105

منابع.. 106

منابع فارسی.. 107

منابع لاتین.. 110

پیوست… 114

پرسشنامه. 115

 

 

فهرست جدول ها

جدول 2- 1: تعاریف یادگیری سازمانی از دیدگاه صاحب نظران مختلف   22

جدول 2- 2: سیر تاریخی مفاهیم یادگیری سازمانی (قربانی زاده و مشبکی، 1385: 173) 25

جدول 2- 3: تفاوت بین سازمان یادگیرنده و یادگیری سازمانی (اورتنبلد، 2001) 28

جدول 2- 4: تعاریف صاحب نظران مختلف از سازمان یادگیرنده 34

جدول 2- 5: انواع سازمان های یادگیرنده (لات هنس ، 1998: 13) 52

جدول 2- 6: طبقه بندی ویژگیهای سازمان یادگیرنده (مک گیل و همکاران 1993) 57

جدول 4- 1: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر جنسیت   86

جدول 4- 2: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر تحصیلات   87

جدول 4- 3: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر سابقه خدمت   88

جدول 4- 4: نتایج آزمون T تک نمونه ای عوامل مرتبط با یادگیری سازمانی 90

جدول 4- 5: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر رهبری مناسب بر یادگیری سازمانی 92

جدول 4- 6: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر فضای تعمیقی بر یادگیری سازمانی 92

جدول 4- 7: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر بومی سازی بر یادگیری سازمانی 93

جدول 4- 8: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر تعادل بین خانواده و کار بر یادگیری سازمانی 93

جدول 4- 9: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر مدیریت زمان بر یادگیری سازمانی 94

جدول 4- 10: نتایج رگرسیون همزمان تاثیر تجربه اندوزی بر یادگیری سازمانی 95

جدول 4- 11: رتبه بندی عوامل مرتبط با یادگیری سازمانی 95

 

فهرست نمودارها

نمودار 4- 1: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر جنسیت   87

نمودار 4- 2: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر تحصیلات   88

نمودار 4- 3: توزیع فراوانی پاسخ دهندگان بر حسب متغیر سابقه خدمت   89

 

فهرست شکل ها

شکل 2- 1: انواع سازمان ها (قهرمانی، 1380) 59

شکل 2- 2: مدل مرحله ای سازمان یادگیرنده (فلیپس، 2003) 62

شکل 2- 3: الگوی مفهومی تحقیق (سنگه، 1990) 73

 

 

 

1-1- مقدمه

ارزنده ترین دارایی هر سازمان، نیروی انسانی آن است. محیط متغیر امروز به سازمانها اجازه نخواهد داد در مقابل فشارهای ناشی از مهارتها، توانایی ها و تكنولوژی های رقیب، به صورت سنتی اداره شوند. به واقع در جهان رقابتی امروز، سازمانی شانس بقا دارد كه بتواند خود را پیوسته با تغییرات محیط پیرامون وفق دهد. تغییرات محیطی سازمانها را وادار ساخته تا پیوسته به منظور سازگاری با محیط به دنبال بهترین راهكارها و رویه‌ها باشند و بدین ترتیب به مزیت رقابتی دست خواهند یافت. یكی از راه های كسب مزیت رقابتی پایدار، تأكید بر یادگیری مستمر كاركنان به منظور نیل به اهداف سازمانی با حداكثر اثربخشی است (سبحانی نژاد و همکاران، 1385). امروزه مدیریت صحیح منابع انسانی آن‌چنان پراهمیت شده است که سایر مقولات مدیریتی در مراحل بعدی قرار گرفته‌اند و برای پرورش نیروی انسانی، ایجاد شرایطی که سازمان یادگیرنده را رشد دهد یک ضرورت اساسی است. به همین دلیل در عصر حاضر سازمان‌هائی موفق هستند که همه کارکنان آن‌ ها برای بالا بردن توانمندی خود بکوشند، وظیفه مدیر نیز فراهم آوردن شرایط مناسب برای این روند آموزشی و توان‌افزائی است. اهمیت موضوع از آن جهت است که تلاش می شود یافته های این طرح به تسهیل فرهنگ یادگیری سازمانی در بین کارکنان نیروی انتظامی کمک نماید، ارائه بازخودهای مناسب از سوی کارکنان به فرماندهان در زمینه یادگیری سازمانی ارائه دهد، منجر به برنامه هایی برای بهسازی شغلی کارکنان نیروی انتظامی و موارد دیگری شود. با توجه به این شرایط، پژوهش حاضر با هدف شناسایی عوامل موثر بر یادگیری سازمانی کارکنان پایگاه دریابانی شهرستان بندر عباس انجام شده است و در این فصل به تشریح موضوع تحقیق، بیان مساله پژوهش، ضرورت و اهمیت انجام آن، اهداف و فرضیه های تحقیق و … پرداخته می شود.

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 و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

اهمیت وضرورت پژوهش………………………………………………………………………………………….. 10

اهداف وسوالات تحقیق

هدف کلی………………………………………………………………………………………………………………. 10

هدفهای جزئی…………………………………………………………………………………………………………. 10

سوالات اصلی…………………………………………………………………………………………………………. 11

سوالات جزئی…………………………………………………………………………………………………………. 11

تعریف واژگان و اصطلاحات……………………………………………………………………………………… 12

تعریف واژگان و اصطلاحات …………………………………………………………………………………….. 12

فصل دوّم : ادبیات وپیشینه پژوهش

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… 16

مفاهیم وتعاریف فناوری اطلاعات وارتباطات………………………………………………………………….. 17

سیر تاریخ تحول وپیشرفت فناوری اطلاعات وارتباطات……………………………………………………. 29

نقش فناوری اطلاعات و ارتباطات در بهبود کیفیت آموزش………………………………………………… 30

مواد و وسایل آموزشی………………………………………………………………………………………………. 31

امکانات وخدمات فناوری اطلاعات وارتباطات………………………………………………………………… 32

اینترنت ( شبکه ی شبکه ها)……………………………………………………………………………………….. 32

کاربردهای اینترنت وانواع فعالیت های اینترنتی………………………………………………………………… 33

امکانات وسرویس های اینترنتی ………………………………………………………………………………….. 34

پست الکترونیکی ……………………………………………………………………………………………………. 34

سرویس انتقال پرونده های کامپیوتری……………………………………………………………………………. 35

کتابخانه دیجیتالی ( الکترونیکی )…………………………………………………………………………………. 35

گروه های خبری …………………………………………………………………………………………………….. 36

ایجاد مدارک بر روی شبکه جهانی وب…………………………………………………………………………. 36

جستجوی خودکار(موتورهای جستجو)………………………………………………………………………….. 36

ارتباط سمعی وبصری……………………………………………………………………………………………….. 37

کامپیوتر…………………………………………………………………………………………………………………. 37

کاربرد ونقش کامپیوتر در آموزش…………………………………………………………………………………. 38

چند رسانه ای………………………………………………………………………………………………………….. 41

نرم افزارها……………………………………………………………………………………………………………… 41

تلویزیون………………………………………………………………………………………………………………… 42

ویدئو …………………………………………………………………………………………………………………… 42

مزایای کاربرد فناوری اطلاعات وارتباطات درآموزش ………………………………………………………. 42

نقش واهمیت آموزش و پرورش در توسعه ی فناوری اطلاعات وارتباطات……………………………. 43

برنامه درسی……………………………………………………………………………………………………………. 44

عناصر برنامه درسی………………………………………………………………………………………………….. 47

نقش فناوری اطلاعات وارتباطات در برنامه ی درسی……………………………………………………….. 49

روش ها و فنون تدریس……………………………………………………………………………………………. 56

روش سخنرانی………………………………………………………………………………………………………… 58

روش نمایشی…………………………………………………………………………………………………………. 60

آموزش برنامه ای……………………………………………………………………………………………………… 61

روش یادگیری تاحد تسلط…………………………………………………………………………………………. 62

روش بحث گروهی………………………………………………………………………………………………….. 63

روش مشارکتی………………………………………………………………………………………………………… 65

روش واحدها………………………………………………………………………………………………………….. 67

روش حل مساله………………………………………………………………………………………………………. 69

فناوری اطلاعات و ارتباطات ونقش معلمان……………………………………………………………………. 75

پیشینه پژوهش

تحقیقات داخلی………………………………………………………………………………………………………. 79

تحقیقات خارجی…………………………………………………………………………………………………….. 85

جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………… 88

فصل سوّم : روش شناسی پژوهش

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… 19

جامعه، نمونه و روش نمونه گیری………………………………………………………………………………… 92

ابزار جمع آوری اطلاعات………………………………………………………………………………………….. 95

روایی پرسشنامه………………………………………………………………………………………………………. 99

پایانی پرسشنامه……………………………………………………………………………………………………….. 99

نحوه اجرای پرسشنامه، مصاحبه، مشاهده………………………………………………………………………… 99

روش آماری تجزیه وتحلیل داده ها……………………………………………………………………………… 100

فصل چهارم : توصیف داده ها

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………… 102

توصیف ویژگی های جمعیت شناختی پاسخگویان…………………………………………………………… 102

 

بررسی توصیفی داده ها…………………………………………………………………………………………….. 105

سایریافته ها…………………………………………………………………………………………………………… 136

توصیف وتجزیه وتحلیل مصاحبه………………………………………………………………………………… 133

توصیف وتجزیه وتحلیل مشاهده…………………………………………………………………………………. 152

فصل پنجم:

خلاصه ونتیجه گیری

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………… 156

یافته های مربوط به سوالات……………………………………………………………………………………….. 156

سایر یافته های تحقیق………………………………………………………………………………………………. 163

محدودیت های تحقیق……………………………………………………………………………………………… 164

پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………. 165

منابع…………………………………………………………………………………………………………………….. 167

ضمائم

 

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                          صفحه

جدول شماره (2-1) سیر تاریخی تحول و پیشرفت ICT …………………………………………………. 24

جدول شماره (2-2) ویژگی های عناصر، در مراحل متفاوت ورود فناوری اطلاعات و ارتباطات به

برنامه­ی درسی ……………………………………………………………………………………………………….. 48

جدول شماره (2-3) مقایسه رویكردهای یاددهی یادگیری مكاتب رفتارگرایی و ساختارگرایی …… 54

جدول شماره (3-1) رشته تدریس، تعداد مدارس و تعداد معلمان ……………………………………….. 94

جدول شماره (3-2) اطلاعات مربوط به پرسشنامه  معلمان ………………………………………………… 97

جدول شماره (4-1) توزیع فراوانی و درصد پاسخگویان بر حسب جنس ……………………………. 102

جدول شماره (4-2) اطلاعات توصیفی در خصوص ویژگی های سنی و مدت زمان خدمت در آموزش و پرورش پاسخگویان ………………………………………………………………………………………………………….. 103

جدول شماره (4-3) توزیع فراوانی و درصد بر حسب استفاده معلمان از كامپیوتر و نرم افزارهای

كامپیوتری در كلاس………………………………………………………………………………………………. 105

جدول شماره (4-4) ارزیابی سطح معناداری از طریق آزمون خی دو  …………………………………. 106

جدول شماره (4-5) فراوانی و درصد انتخاب هر گزینه در خرده مقیاس استفاده از كامپیوتر و

نرم افزارهای كامپیوتری …………………………………………………………………………………………. 108

جدول شماره (4-6) توزیع فراوانی و درصد بر حسب استفاده معلمان از اینترنت و سرویس­های

اینترنتی در كلاس …………………………………………………………………………………………………. 110

جدول شماره (4-7)ارزیابی سطح معناداری از طریق خی دو…………………………………………….. 110

جدول شماره (4-8) فراوانی و درصد انتخاب هر گزینه در خرده مقیاس استفاده از اینترنت و

سرویس های اینترنتی………………………………………………………………………………………………. 113

جدول شماره (4-9) توزیع فراوانی و درصد بر حسب استفاده ی معلمان…………………………… 114

جدول شماره (4-10) ارزیابی سطح معناداری از طریق خی دو …………………………………………. 115

جدول شماره (4-11) فراوانی و درصد انتخاب هر گزینه در خرده مقیاس تلویزیون و ویدئو پروژكتور          116

جدول شماره (4-12) آزمون T تک متغیره برای بررسی میزان استفاده معلمان از فناوری اطلاعات و

ارتباطات…………………………………………………………………………………………………………….. 117

جدول شماره (4-13) ارزیابی سطح معناداری از طریق خی دو …………………………………………. 118

جدول شماره (4-14) فراوانی و درصد انتخاب هر گزینه در مورد نقش ICT در روش تدریس . 120

جدول شماره (4-15) ارزیابی سطح معناداری از طریق خی دو………………………………………….. 121

جدول شماره (4-16)  فراوانی و درصد انتخاب هر گزینه در مورد نقش ICT در تهیه و تولید مواد

آموزشی……………………………………………………………………………………………………………….. 123

جدول شماره (4-17) ارزیابی سطح معناداری از طریق خی دو………………………………………….. 124

جدول شماره (4-18) اطلاعات توصیفی در مورد موانع كاربرد ICT در برنامه درسی……………… 126

جدول شماره (4-19) آزمون U من ویتنی بین مدارسی كه ازICT  استفاده می كنند با مدارسی

كه از ICT استفاده نمی كنند……………………………………………………………………………………. 127

جدول شماره (4-20) میزان استفاده از ICT و نقش ICT در روش تدریس و تهیه مواد آموزشی

به تفکیک جنسیت………………………………………………………………………………………………….. 129

جدول شماره (4-21) ضریب همبستگی بین میزان استفاده از ICT و نقش ICT در روش تدریس

و تهیه مواد آموزشی با سن معلمان ……………………………………………………………………………. 130

جدول شماره (4-22) ضریب همبستگی بین روش تدریس و میزان استفاده از اینترنت، تلوزیون

و ویدئو پروژكتور و کامپیوتر …………………………………………………………………………………… 132

جدول شماره (4-23) ضریب همبستگی بین میزان استفاده از اینترنت، تلوزیون و کامپیوتر در تهیه و

تولید مواد و منابع آموزشی ………………………………………………………………………………………. 133

جدول شماره (4-24) مشاهده امکانات مدارس …………………………………………………………………………………… 154

جدول شماره (5-1) مراحل چهارگانه و سوالات مربوط ……………………………………………………………………… 161

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                              صفحه

نمودار شماره (4-1) فراوانی جنسیت …………………………………………………………………………. 103

نمودار شماره (4-3) میزان استفاده معلمان از كامپیوتر و نرم­افزارهای كامپیوتری در كلاس………… 105

نمودار شماره (4-6) میزان استفاده معلمان از اینترنت و سرویس های اینترنتی ………………………. 109

نمودار شماره (4-7) میزان استفاده ی معلمان از تلویزیون و ویدئو پروژكتور در كلاس…………….. 110

 

 

فهرست هیستوگرام ها

عنوان                                                                                                                 صفحه       

هیستوگرام شماره (4-2)(الف): میزان سن پاسخ دهندگان………………………………………………. 104

هیستوگرام شماره (4-2)(ب): مدت زمان خدمت معلمان در آموزش و پرورش …………………. 104

 

 چکیده

امروزه تغییرات ناشی از فناوری­های اطلاعاتی و ارتباطی تاثیر بسزایی بر كار و زندگی مردم گذاشته و با همه سبك­ها و روش­های گذشته به مقابله پرداخته است. بطوری­كه هر چه زمان می­گذرد ناكارآمدی نظام­های آموزشی بیشتر آشكار می شود و نیاز به تحول در نظام‌‌ آموزشی متداول بیشتر احساس می شود. اساسا نیاز به تغییر در نظام­های آموزشی نیازی ذاتی است. هر رویكرد جدیدی نیز به هر تقدیر بر نظام­های آموزشی تاثیر گذار هستند. در چنین اوضاعی كه ICT به عنوان رویكرد جدید تمام ابعاد زندگی بشر را متاثر كرده است، ساده­اندیشی است اگر تصور كنیم این رویكرد بر نظام آموزشی ما بی­تاثیر خواهد بود. بنابراین عاقلانه­تر آنست كه به جای ایستادن در مقابل موج نوآوری­های آموزشی سوار بر این امواج شویم (چوبینه، 1382). با توجه به تاثیرات غیر قابل انكار فناوری اطلاعات و ارتباطات بر كلیه­ فرایندهای یاددهی یادگیری در این پژوهش به بررسی نوع و میزان استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات، نقش فناوری اطلاعات و ارتباطات در روش­های تدریس، نقش فناوری اطلاعات و ارتباطات در تهیه و تولید مواد آموزشی، موانع كاربرد فناوری اطلاعات و ارتباطات در برنامه درسی، مراحل چهارگانه كاربرد فناوری اطلاعات و ارتباطات، تاثیر میزان استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات در عملكرد تحصیلی دانش ­آموزان پرداخته شده است، تا شاید گامی كوچك در جهت روشن نمودن ارزش و سودمندی كاربرد فناوری اطلاعات و ارتباطات در آموزش باشد. جامعه­ آماری این پژوهش شامل معلمان و دانش آموزان مدارس متوسطه بابل در سال تحصیلی 88-87 بود. نمونه ی آماری معلمان 196 نفر و نمونه­ آماری دانش ­آموزان شامل كل دانش ­آموزان مقاطع اول، دوم، سوم رشته­های علوم انسانی، تجربی و ریاضی­فیزیک بود. جهت گردآوری داده ­ها از پرسشنامه، مصاحبه و مشاهده استفاده شده است. ضریب آلفای كرانباخ پرسشنامه 1/78 بود. از نرم افزار SPSS برای تجزیه و تحلیل داده ­های بدست آمده از پرسشنامه استفاده شد. با بهره گرفتن از روش­های آماری توصیفی (فراوانی، درصد، میانگین، نمودار و جدول) و روش های آماری استنباطی (آزمون T، ضریب همبستگی و U من ویتنی) به تجزیه و تحلیل داده ها پرداخته شد. یافته ها نشان داد که میزان استفاده از ICT در میان معلمان كمتر از حد متوسط است. معلمان بیشترین نقش ICT را در روش تدریس باعث پیاده شدن روش های مورد علاقه دانش آموزان و استفاده از روش های مختلف تدریس و … می­دانند. همچنین معلمان بیشترین میزان استفاده از ICT را در تهیه و تولید مواد و منابع آموزشی در تكثیر راحت جزوات با بهره گرفتن از پرینتر و مطالعه­ اطلاعات گردآوری شده از اینترنت و … و كمترین میزان استفاده را در تهیه و ساخت نرم افزارهای آموزشی و گفتگوی اینترنتی با متخصصان بیان كردند. از مهمترین موانع موجود در مدارس برای استفاده از ICT را تعداد ناكافی رایانه و فرصت زمانی اندك تدریس بیان نمودند. این موانع در مصاحبه نیز كمبود امكانات، تعداد زیاد دانش ­آموزان و ناآشنایی با ICT  را موانع موجود برای استفاده از ICT دانستند. در مشاهده نیز وضعیت مدارس، گویای كمبود امكانات و كم­توجهی به كاربرد ICT بودند. تجزیه و تحلیل مصاحبه­ها نیز نشان دادند كه استفاده از ICT در برخی مدارس در مرحله ظهور كننده و در برخی دیگر در مرحله­ كاربردی قرار دارد. آخرین نتایج این تحقیق نیز حاکی از نقش مثبت استفاده از ICT در مدارس بر عملکرد تحصیلی دانش آموزان داشت.

 

کلید واژه ها: فناوری اطلاعات و ارتباطات، برنامه درسی، روش­ها و فنون تدریس، مواد آموزشی

 

مقدمه

از جمله عرصه ­هایی كه در چند سال اخیر مورد هجوم فناوری اطلاعات قرار گرفته، عرصه آموزش و یادگیری است. با وجود اینكه از دوهزار سال قبل تا كنون، بسترها و سیستم های آموزش و یادگیری – در مقایسه با سایر مقوله ها نظیر پزشكی – تغییرات بسیار كمی داشته است، لیكن اكنون به مدد فناوری اطلاعات مدتی است كه تحولات آغاز شده است. اگر دهه آخر قرن بیستم را دهه اطلاعات نامگذاری كردند، دهه اول قرن بیست و یكم را عصر دانش[1] (بولز[2]،2000) نامیده و هدف از این نامگذاری را توسعه همه جانبه دانش و آگاهی بشری دانسته اند. در چنین شرایطی طبیعی است كه برای كسی كه قصد حركت در شاهراه اطلاعاتی را دارد، روش های سنتی و قدیمی آموزش و یادگیری كارایی خود را از دست می دهند و انسان برای همگام شدن با محیط در حال تغییر باید به دنبال ریشه ها و رویه های جدیدی برای انتقال دانش و افزایش آگاهی باشد. تمدن موج سوم برای افزایش دانش افراد جامعه به ابزار قدرتمندی نیاز داشت كه به موقع، كم هزینه، سریع و معتبر باشد. به نظر می رسد كه این ابزار قدرتمند فناوری اطلاعات و ارتباطات باشد.

به نظر راه رسیدن به این ابزار قدرتمند و استفاده از آن در مدارس برنامه­ی­درسی مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات است. بی­تردید بدون برنامه درسی مبتنی بر فناوری امكان همسویی با پیشرفت های جهانی در زمینه تعلیم و تربیت نخواهد بود. بنابراین با نظر به اهمیت فناوری اطلاعات و ارتباطات، طراحی و استفاده از  برنامه درسی مبتنی بر فناوری اجتناب ناپذیر است. برای چنین برنامه ریزی درست نیز آگاهی از وضعیت فعلی مدارس از نظر میزان تجهیزات و استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات، آگاهی از میزان استفاده معلمان از فناوری اطلاعات و ارتباطات و شناسایی موانع فرا­روی كاربرد آن و تاثیر آن بر عملكرد تحصیلی دانش ­آموزان ضروری است.

1  -Knowledge Age

2 –  Bowles

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 و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

2-1- شیمی انحلال طلا. 6
2-2-لیچینگ طلا با حلال‌های مختلف.. 11
2-3-سیانوراسیون. 14
2-4- عوامل مؤثر بر سیانوراسیون. 16
2-5-مکانیزم سیانوراسیون. 22
2-7-بررسی و ارزیابی تحقیقات مرتبط.. 24
3-1-مواد و تجهیزات.. 28
3-2-غربالگری متغیرها 29
3-3-بهینه سازی پارامترهای عملیاتی. 30
3-1-1-روش انجام آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین غلظت سیانور مناسب.. 30
3-1-2-روش آزمایش‌های  سیانوراسیون جهت تعیین دانه‌بندی مناسب.. 30
3-1-3-آزمایش سیانوراسیون جهت بررسی تأثیر زمان در بازیابی. 31
3-1-4-آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین درصد جامد مناسب پالپ.. 31
3-1-5-آزمایش‌های سیانوراسیون جهت تعیین PH مناسب.. 31
4-1-آنالیز ابعادی و خردایش… 33
4-2-نتایج زمان لازم خردایش (آسیا کردن ) 34
4-3-سیانوراسیون اولیه 34
4-4-بهینه سازی پارامترهای عملیاتی. 36
4-4-1-تعیین سیانور بهینه 36
4-5-نتایج بررسی تأثیر زمان در بازیابی. 40
4-6-نتایج مربوط به تعیین دانه‌بندی مناسب.. 42
4-7-تعیین PH بهینه 45
نتیجه گیری. 49
پیشنهادها: 50
منابع و مناخذ: 51
پیوست: 55
1-1- مقدمه
تقاضای جهانی برای فلزات مدام در حال افزایش است. اما اکتشافات جدید کانسارهای فلزی کاهش‌یافته و عیار این کانسارها کمتر شده و پیچیدگی آن‌ ها افزایش یافته است. بنابراین روش‌های فرآوری برای کانه های کم عیار و کنسانتره های باکیفیت پایین تنها به روش‌هایی محدود می‌شوند که در عمل اقتصادی باشند [1-2].
طلا یکی از فلزاتی است که به علت کمیابی آن در طبیعت و پایداری جلای فلزی از اهمیت بالایی برخوردار است. این فلز در طبیعت بیشتر به صورت آزاد و در مقادیر بسیار کم یافت می‌شود. تاریخچه استحصال فلز طلا به پیش از 147000سال پیش بر می‌گردد[3].
اولین روشی که برای استحصال به‌کار گرفته شد، روش ثقلی بود که در استخراج طلا از ذخایر رسوبی و ماسه‌های رودخانه‌ای به‌کار گرفته شد. در این روش طلا به خاطر وزن مخصوص بالای آن به راحتی از باطله‌ی همراه آن جدا می­شد. با توجه به این که این روش بازیابی بالایی نداشت، لذا روش‌های مختلف انحلال طلا مورد بررسی قرار گرفت[3].
هیدرومتالورژی طلا، یا روش‌های انحلال، برای هر دو نوع ذخایر رسوبی و غیر رسوبی قابل‌استفاده می­باشد.
در این روش طلا به صورت انتخابی از سایر ترکیبات همراه آن به وسیله روش انحلال جدا می­ شود. روش‌های متعددی برای انحلال طلا وجود دارد. قدیمی‌ترین این روش­ها، روش ملغمه سازی است که امروزه استفاده از آن منسوخ گردیده است [4].
طلا یا زر عنصری است که در تناوب ششم و گروهLb  (همراه مس و نقره) فلزات واسطه در جدول تناوبـی قرار دارد. طـلای خالص فلـزی با رنگ زرد بـراق، عدد اتـمی 79، جرم اتمی 2/179، چگالی g/cm3 32/19 در k273، دارای ساختار FCC می­باشد. طلا فلزی بسیار نرم و چکش‏خوار بوده و دارای عدد سختی Kg/mm2  95 -40 در مقیاس ویکرز می‏باشد. نقطه ذوب و جوش آن به ترتیب C°1064 و  C° 2808 بوده و رسانایی الکتریکی و گرمایی فوق‏العاده زیادی دارد[5].
طلا نجیب‌ترین فلز موجود در جهان است. از زمان باستان، این فلز به عنوان شاه فلزات شناخته شده است. این فلز به خاطر ، شفافیت بالا، نرمی و پایداری در هوا، نسبت به سایر فلزات از اهمیت زیادی برخوردار است. امروزه نیز این فلز به خاطر کمیاب بودن آن از ارزش بالایی برخوردار می­باشد. جلای فلزی و همچنین خواص هدایتی بالایی دارد که منجر به استفاده از آن درصنایع جدید در دهه‌ های اخیر شده است. از آنجایی كه طلای خالص بسیار نرم است آن را با فلزات دیگر به صورت آلیاژ در می‌آورند. استفاده از طلا در جواهرسازی، ضرب مسكوكات و علوم و فنون مختلف دامنه روزافزونی پیدا كرده است. بیشتر طلاهایی كه تا كنون در سراسر دنیا استخراج گردیده در خزانه‌های دولتی و بانک‌های بزرگ به منظور موازنه پرداخته‌ای تجاری با كشورهای خارجی نگهداری می‌شود[18].
طلا فلزی است که در طبیعت به صورت آزاد یافت می‌شود و تنها ترکیبات طلا که در طبیعت وجود دارند تلوریدها و استیبنیت‌ها (AuSb2 و AuTe2) هستند. فلز طلا معمولاً به همراه کوارتز و پیریت  و به صورت رگه‌های رسوبی و پلاسری یافت می‌شوند. طلا تنها فلزی است که در هوا و آب به وسیله اکسیژن و یا گوگرد اکسید نمی‌شود.
ذخایر طلا می‌توانند پلاسری باشند که در این صورت طلا بدون نیاز به خردایش و توسط جداکننده‌های ثقلی و با توجه به وزن مخصوص بالای آن قابل‌استخراج است. در صورتی که کانی‌های در برگیرنده طلا به صورت اکسیدی باشند با چند مرحله خردایش و عملیات لیچینگ طلا قابل بازیابی می‌گردد. روش سیانوراسیون بیش از یک قرن به عنوان بهترین روش برای انحلال طلا به‌کار گرفته شده است. علیرغم مزایای بسیار زیاد این روش، با توجه به مشکلات زیست‌محیطی آن، امروزه تحقیقات زیادی بر روی یافتن جایگزینی برای این روش انجام می‌گیرد[8].
هر کدام از این روش­های فوق مشکلات خاص مربوط به خود را داشته و لذا در صنعت به طور کامل مورد پذیرش واقع نشده ­اند. از جمله مشکلاتی که این روش­ها با آن روبرو هستند می­توان به هزینه بالای این روش­ها و نیز محدود بودن کاربرد آن‌ ها به چند نوع کانه خاص اشاره کرد.
با توجه به زیان­های زیست محیطی سیانور و هزینه­ آن، در این پروژه، میزان سیانور و عوامل موثر بر آن برای برای رسیدن به بازیابی حداکثر بهینه شد.
نمونه مورد استفاده در این تحقیق کنسانتره اکسیدی سرب و روی شرکت دل آسا واقع در شهرستان سراب (آذربایجان شرقی) می‌باشد؛ که جهت بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی لیچینگ طلا از این کنسانتره جهت رسیدن به بالاترین بازیابی طلا استفاده شد.
2-1- شیمی انحلال طلا
انحلال طلا در محلول‌های آبی ترکیبی از فرایندهای اُکسایش و کمپلکس سازی است. در حضور لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس، کاتیون‌های طلای یک و سه ظرفیتی تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌دهند و یا به وسیله آب به طلای فلزی احیاء می‌شوند [4].
همچنین اغلب لازم است که برای تنظیم pH،  مقداری که برای انحلال طلا مورد نیاز است از اسید یا باز استفاده شود .از دیدگاه الکتروشیمی، انحلال مواد فلزی جامد، یک فرایند الکتروشیمیایی است که شامل واکنش‌های آندی (اکسیدکننده) و کاتدی (کاهنده) به صورت جداگانه می‌باشند[9]. برای انحلال طلا در واکنش‌های آبی، فرایند آندی، شامل اُکسایش طلا بر طبق واکنش‌های (2-1) و (2-2) است:

                                E0 489/1=                                           (2‑2)
‏0 E0پتانسیل احیاء استاندارد با واحد ولت می‌باشد. فرایند کاتدی که به طور همزمان با واکنش‌های بالا اتفاق می‌افتد شامل احیاء یک اکسیدکننده مناسب است. همان طور که از پتانسیل احیاء معادلات (2-1) و (2-2) مشاهده می‌شود در غیاب لیگاندهای کمپلکس کننده، یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا از لحاظ ترمودینامیکی تحت تمامی شرایط پتانسیلی و pH ناپایدار هستند.
در این پتانسیل‌های بالا، هر دوی یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا با اُکسایش آب به اکسیژن، طی واکنش  (2-3) به طور خودبه خودی  به فلز طلا احیاء می‌شوند.

 

299/1=E

 (2‑3)
این بدین معنی است که طلا نمی‌تواند در محلول‌های آبی در غیاب لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس اکسید شود. هر چند که پایداری یون‌های طلا می‌تواند در حضور لیگاندهای مناسب نظیر یون‌های سیانید، کلرید و تیوسولفات، با تشکیل کمپلکس‌های پایدار افزایش یابد.

 

 (2‑4)

‏0(2‑5)
که در آن L یک لیگاند تشکیل‌دهنده کمپلکس است. ثابت‌های پایداری، β2 و  β4 برای Au+ و Au3+ می‌توانند به صورت معادلات زیر باشند.
انحلال طلا در محلول‌های آبی ترکیبی از فرایندهای اُکسایش و کمپلکس سازی است. در حضور لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس، کاتیون‌های طلای یک و سه ظرفیتی تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌دهند و یا به وسیله آب به طلای فلزی احیاء می‌شوند [4].
همچنین اغلب لازم است که برای تنظیم pH،  مقداری که برای انحلال طلا مورد نیاز است از اسید یا باز استفاده شود .از دیدگاه الکتروشیمی، انحلال مواد فلزی جامد، یک فرایند الکتروشیمیایی است که شامل واکنش‌های آندی (اکسیدکننده)  و کاتدی  (کاهنده) به صورت جداگانه می‌باشند[9]. برای انحلال طلا در واکنش‌های آبی، فرایند آندی، شامل اُکسایش طلا بر طبق واکنش‌های (2-1) و (2-2) است:

(2‑6)                                                                 v 691/1=E0

 

498 /1=E

‏0(2‑7)
  E0پتانسیل احیاء استاندارد با واحد ولت می‌باشد.  فرایند کاتدی که به طور همزمان با واکنش‌های بالا اتفاق می‌افتد شامل احیاء یک اکسیدکننده مناسب است. همان طور که از پتانسیل احیاء معادلات (2-1) و (2-2) مشاهده می‌شود در غیاب لیگاندهای کمپلکس کننده، یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا از لحاظ ترمودینامیکی تحت تمامی شرایط پتانسیلی و pH ناپایدار هستند.
در این پتانسیل‌های بالا، هر دوی یون‌های یک و سه ظرفیتی طلا با اُکسایش آب به اکسیژن، طی واکنش  (2-3) به طور خودبه­خودی  به فلز طلا احیاء می‌شوند.

 

299/1=E0

‏0(2‑8)
این بدین معنی است که طلا نمی‌تواند در محلول‌های آبی در غیاب لیگاندهای تشکیل‌دهنده کمپلکس اکسید شود. هر چند که پایداری یون‌های طلا می‌تواند در حضور لیگاندهای مناسب نظیر یون‌های سیانید، کلرید و تیوسولفات، با تشکیل کمپلکس‌های پایدار افزایش یابد.

 (2‑9) 

‏0(2‑10)
که در آن L یک لیگاند تشکیل‌دهنده کمپلکس است. ثابت‌های پایداری، β2 و  β4 برای Au+ و Au3+ می‌توانند به صورت معادلات زیر باشند.

‏0(2‑11)

‏0(2‑12)
با ترکیب معادلات (2-1) و (2-4)، معادله (2-8) به دست می‌آید. پتانسیل احیاء استاندارد در دمای 25 درجه سانتی‌گراد به وسیله‌ی معادله (2-9) بر طبق معادله نرنست به صورت زیر است.

 (2‑13)

‏0(2‑14)

فصل اول – مقدمه 1-1 مقدمه

 

2 1-2 اهمیت بکار گیری انرژی های پاک و تجدید پذیر در ایران

 

2 1-3 طرح کلی نیروگاه دریافت کننده مرکزی

 

3 1-4 مروری بر کارهای گذشته

 

4 1-4-1 مروری بر کارهای گذشته در زمینه زوایای بهینه پنل های خورشیدی

 

8 1-5 بیان اهداف

 

9 فصل دوم – بیشینه کردن انرژی در کلکتورهای خورشیدی 2-1 مقدمه

 

11 2-2 مباحث لازم از انرژی خورشیدی

 

11 2-3 محاسبه شدت تشعشع کل دریافتی روی یک سطح

 

13 2-4 الگوریتم ژنتیک

 

18 2-5 داده های استفاده شده در مدل های تشعشعی

 

19 2-6 نتایج

 

21 2-6-1 مقادیر بدست آمده برای زوایای بهینه

 

21 2-6-2 بررسی کمی زوایای شیب بهینه

 

25 2-6-3 بررسی بیشینه انرژی بدست آمده بر روی سطح شیبدار با بهره گرفتن از زاویه شیب بهینه

 

27 2-6-4 ارائه مدل برای محاسبه زوایای بهینه ماهیانه، فصلی و سالیانه در ایران

 

32 2-6-5 بررسی زوایای بهینه ساعتی و انرژی رسیده در این حالت

 

34 2-6-6 بررسی زاویه بهینه در کلکتورهای خورشیدی و پانل های فوتوولتائیک

 

36 فصل سوم – نیروگاه های گرمایی – خورشیدی 3-1 مقدمه

 

40 3-2 معرفی اجمالی نیروگاه های گرمایی – خورشیدی

 

40 3- 2- 1 نیروگاه سهموی با  تمرکز خطی

 

41 3-2-2 نیروگاه سهموی با  تمرکز نقطه ای

 

41 3-2-3 نیروگاه دریافت کننده مرکزی یا برج توان خورشیدی

 

41 3-3 اجزا مختلف یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی

 

43 3-3-1 هلیواستات‌ها

 

43 3-3-2 میدان هلیواستات

 

46 3-3-3 اثر زاویه‌ای یا كسینوسی

 

47 3-3-4 اثر سایه

 

48 3-3-5 اثر انسداد

 

49 3-3-6 پراکندگی جوی یا تضعیف شدن

 

50 3-3-7 اثر منعکس کننده

 

50 3-3-8 كنترل هلیواستات‌ها

 

50 3-3-9 دریافت‌كننده

 

52 3-3-10 سیال حامل حرارت

 

53 3-3-11 سیستم ذخیره حرارتی

 

54 3-4 دلایل مفید بودن نیروگاه های خورشیدی در ایران

 

55 3-5 چشم‌انداز آینده

 

55 فصل چهارم – طراحی نیروگاه دریافت کننده مرکزی 4-1 مقدمه

 

57 4-2  محاسبه زوایای مشخصه هلیواستات ها

 

57 4-3 مراحل طراحی میدان هلیواستات در یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی

 

60 4-3-1 یافتن مکان هلیواستات ها در یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی

 

61 4-3-2  یافتن ضریب انسداد

 

62 4-3-3  پیداکردن بازده هلیواستات ها

 

67 4-3- 4 پیداکردن شار حرارتی تولیدی توسط میدان هلیواستات ها برروی دریافت کننده مرکزی

 

68 فصل پنجم – نتایج حاصل از طراحی نیروگاه دریافت کننده مرکزی 5-1 مقدمه

 

71 5-2 بررسی زوایای شیب و سمت الرأس هلیواستات ها در هر لحظه و هر مکان

 

71 5-3  طراحی چیدمان هلیواستات ها در میدان یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی

 

75 5-3-1 بررسی صحت کد نوشته شده در این پایان نامه

 

76 5-3-2 طراحی میدان هلیواستات برای شهر کرمان

 

80 5-3-3 طراحی میدان برای نیروگاهی با توان ثابت

 

81 5-3-4 بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر بازده میدان

 

85 5-4 بهینه سازی میدان هلیواستات با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک

 

86 5-5 نتیجه گیری

 

91 5-6 پیشنهادات

 

93 فهرست منابع

 

94

 

 

مقدمه
در این فصل ابتدا به لزوم بکار گیری انرژی های تجدید پذیر با توجه به شرایط کشورمان ایران می پردازیم. سپس طرح کلی یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی معرفی خواهد شد. در ادامه به معرفی کارهای تحقیقی و اجرایی گذشته می پردازیم و در انتها اهداف این پروژه معرفی خواهد شد.
1-2 اهمیت بکار گیری انرژی های پاک و تجدید پذیر در ایران
نور خورشید باعث رشد همه ی گیاهان شده و آب تازه برای گیاهان وبقای انسان تولید می کند. بعلاوه به عنوان منبع گرمازا در زندگی مردم هزاره اول مؤثر بوده و آزمایشات جدی برای استفاده از آن برای تولید انرژی، در قرن هجدهم شروع شد که رایج ترین کاربرد آن گرم کردن منازل می باشد. شار حرارتی در مناطق مختلف زمین بسته به موقعیت جغرافیایی، شرایط آب و هوایی منطقه، ساعات آفتابی و … مقادیر مختلفی می باشد. در حال حاضر حدود 90%  الکتریسیته تولیدی در کشور توسط نیروگاه های سوخت فسیلی تامین می شود. سهم بسیار بزرگ سوخت های فسیلی در تولید توان الکتریکی در ایران عامل بروز مشکلاتی از جمله آلودگی محیط زیست و همچنین کاهش ظرفیت صادرات نفت و گاز کشور شده است. از طرفی افزایش مصرف انرژی جهان در سال های آتی ناشی از افزایش رشد جمعیت ، میل به رفاه و افزایش تولید ناخالص سرانه در جهان است که پیش بینی می شود تا سال 2020 به حدود 7000دلار یعنی تقریبا 75% بیش از سال 1890 باشد.  انتظار می رود با مصرف این میزان انرژی، میزان انتشار دی اکسید کربن از 9/5 گیگا تن در سال 1890 به 4/8 گیگاتن در سال 2020 برسد. گازهای آلاینده دیگر را باید به این میزان اضافه کرد. مطالعات و تجربیات نشان می دهد که دو راه حل اصلی برای تعدیل این مشکل وجود دارد:

1. افزایش بازده و صرفه جویی در مصرف انرژی
2. افزایش سهم انرژی های تجدید پذیر در ترکیب انرژی جهان

یادآوری این نکته بسیار مهم است که استفاده از انرژی های تجدید پذیر در مقایسه با سوخت های فسیلی هر چند از هزینه بهره برداری بسیار اندک برخوردار است، لکن هزینه سرمایه گذاری بسیار بالاتر  و حتی چندین برابر خواهد داشت. همین موانع سبب شده که در حال حاضر سهم انرژی های نو کمتر از 2% و در 2020 حدود 4% از کل انرژی مصرفی جهان پیش بینی شود.  با توجه به این گونه مشکلات و همچنین رو به اتمام بودن منابع سوخت های فسیلی، اهمیت و لزوم کار سازمان یافته جهت جایگزین نمودن منابع انرژی پاک و تجدید پذیر، مشخص می گردد. یکی از منابع تجدید پذیر و در عین حال در دسترس با ظرفیت بالا در ایران انرژی خورشیدی می باشد. در نیروگاه های گرمایی –  خورشیدی، تابش خورشیدی به انرژی گرمایی تبدیل می شود تا با بهره گرفتن از آن، بخار آب مورد نیاز برای به حرکت در آوردن توربین ها تولید شود که به روش تبدیل الکتریکی- حرارتی موسوم است. نیروگاه های خورشیدی دریافت کننده مرکزی از مهمترین انواع نیروگا ه های گرمایی – خورشیدی هستند که به دلیل امکان رسیدن به دماهای بالا و بازده حرارتی خوب، مورد توجه قرار گرفته اند که در ادامه به توضیح مختصری در مورد این نیروگاه می پردازیم. شکل 1-1 نمونه ای از یک نیروگاه به همراه چندین برج دریافت کننده را نشان می دهد که در حال ساخت در کشور استرالیا می باشد وقرار است تا سال 2013 بهره برداری شود.

شکل 1-1 نمونه ای از یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی با چندین برج [1]

1-3 طرح کلی نیروگاه دریافت کننده مرکزی
طرح کلی نیروگاه دریافت کننده مرکزی[1]  که به آن برج توان[2] خورشیدی نیز گفته می شود، به این صورت می باشد که میدان بزرگی از آینه ها که به نام هلیواستات[3]  معروفند، تابش مستقیم خورشید را به سمت یک دریافت کننده که در بالای یک برج بلند قرار دارد منعکس می کنند. در واقع میدان هلیواستات در حکم یک جمع کننده است که تابش مستقیم نور خورشید را به سمت یک دریافت کننده متمرکز می کند. بخشی از دریافت کننده به نام جاذب که دارای ضریب جذب بسیار بالاست، انرژی تابشی را جذب و به حرارت تبدیل می کند. این سیال یا می تواند مستقیما وارد یک سیکل تولید توان شود و یا از طریق یک مبدل حرارتی انرژی خود را به سیال عامل تحویل دهد. سیکل تولید توان نیروگاه می تواند سیکل رانکین با سیال عامل آب باشد و حتی در طرح های جدیدتر می توان از سیکل توربین گازی برایتون یا از سیکل ترکیبی استفاده نمود [2]. شکل 1-2 نمودار ساده ای از نیروگاه دریافت کننده مرکزی همراه با سیکل ترکیبی را نشان می دهد.

شکل 1-2 نمودار ساده ای  از نیروگاه دریافت کننده مرکزی [3]

1-4 مروری بر کارهای گذشته
نیروگاه های گرمایی- خورشیدی با فناوری تمرکز نوری در آینده نقش مهمی در تولید برق با بهره گرفتن از انرژی های تجدیدپذیر بر عهده خواهند داشت ولی هم اکنون تعداد آنها در مقایسه با نیروگاه های سوخت فسیلی کم می باشد [4]. انرژی خورشید در سطح زمین بسیار گسترده است ولی به دلیل دمای پایین تولید کار از آن مشکل می باشد [5]، به همین علت در نیروگاه های حرارتی- خورشیدی برای افزایش دما از فناوری تمرکز نوری استفاده می کنند. متمرکز کردن انرژی خورشید، ابتدا برای مصارف انرژی در مقیاس کوچک 100 وعموماً برای پمپ های آب استفاده می شد. ایده نیروگاه دریافت کننده مرکزی ابتدا در سال 1956 توسط یک دانشمند روس به نام باوم [6] مطرح شد. طرح پیشنهادی او به این صورت بود که تعداد 1300 آینه که بر روی واگن های کوچکی قرار داشتند، نور را بر روی یک دیگ متمرکز می کردند. واگن های کوچک، قادر بودند بر روی چند ریل منحنی شکل در اطراف دیگ حرکت کنند. طبق محاسبات باوم، این مجموعه در هر ساعت قادر به تولید 11 تا 13 تن بخار در فشار 30 اتمسفر و دمای 400 بود [6].
اولین کار اجرایی در این زمینه در سال 1965 توسط فرانسیا در شهر سان ایلاریو ایتالیا انجام گرفت. در این کار مساحت کل آینه های بکار رفته 52 بود. آینه ها به شکل دایره بوده و به صورت مکانیکی باهم ارتباط داشتند. عمل رد گیری خورشید نیز به صورت مکانیکی انجام می گرفت[2].
 در سال 1976 یک طراحی مهندسی نسبتاً جامع از یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی، توسط ونت هول و هیلدبرند [7] ارائه شد. در طرح آن ها تا 500 تولید توان الکتریکی پیش بینی شده بود. آن ها برای مدل سازی بخش نوری یا گردآور نیروگاه، یک مدل کامپیوتری ارائه کردند. براوردهای اقتصادی آنان قابل رقابت بودن چنین نیروگاهی با نیروگاه های سوخت فسیلی را نشان می داد [5]. در همین سال ریاز [8] هلیواستات های واقع بر روی یک نیم دایره به مرکز پای برج را بررسی کرد. او دو زاویه شیب و سمت را به صورت تابعی از وقت روز و موقعیت هلیواستات روی نیم دایره برای یک عرض جغرافیایی خاص و یک روز خاص از سال بدست آورد [8].
در1977 لیپز و ونت هول [9] روشی برای بهینه سازی یک سیستم دریافت کننده مرکزی ارائه کردند. در این روش، میدان هلیواستات به تعدادی واحد یا سلول تقسیم می شود که هر سلول مجموعه ای از چندین هلیواستات است. به منظور سادگی، برخی از پارامتر های میدان (مثلاً فاصله هلیواستات ها از یکدیگر) برای هر سلول ثابت در نظر گرفته شد. این فرض باعث کمتر شدن حجم محاسبات گردید. لیپز و ونت هول چند نوع آرایش را برای میدان هلیواستات مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که آرایش یک در میان[4] عملکرد بهتری نسبت به دیگر آرایش ها خواهد داشت [9].
پس از بحران انرژی در سال 1973 طرح های استفاده از انرژی خورشیدی در مقادیر زیاد رو به افزایش نهاد. نیروگاه 750 یورولیوس در ایتالیا در سال 1981 با هزینه 2/8 میلیون دلار اولین نیروگاه دریافت کننده مرکزی متصل به شبکه بود. بازده خورشیدی به الکتریکی آن 1/8% با سیال عامل آب بود که به حداکثر دمای 512 می رسید. از دیگر نیروگاه های ساخته شده می توان به نیروگاه 10 سولاروان[5] در سال 1982 در آمریکا با بازده خورشیدی به الکتریکی 7/8%  و هزینه 141 میلیون دلار اشاره کرد.  این نیروگاه که با بهره گرفتن از بخار به عنوان سیال حامل حرارت فعال بود، بازسازی شد و نوع سیستم دریافت کننده آن به نمک مذاب تغییر یافت و در آن از یک سیستم ذخیره حرارتی با دو منبع نمک مذاب استفاده شد و پس از آن به نام سولار تو  تغییر نام یافت [2]. شکل 1-3  نماهایی از این نیروگاه را نشان می دهد.

 

شکل 1-3 نماهایی از نیروگاه سولارتو در امریکا [10]

در 1989 کولادو و تورگانو [11] روشی برای محاسبه انرژی سالانه تأمین شده توسط یک میدان هلیواستات ارائه کردند. در روش پیشنهادی آن ها مقدار انرژی با انتگرال گیری از حاصل ضرب دو تابع پیوسته روی میدان بدست می آمد. این دو تابع عبارتند از: انرژی سالانه بر واحد آینه و نسبت مساحت آینه ها بر واحد مساحت زمین. در این کار آرایش هلیواستات ها به صورت شعاعی یک در میان[7] فرض شده بود [11].
در سال 2001 سیلا و الایب [12] روشی هندسی و مدلی ریاضی ارائه کردند که بر مبنای آن هیچ انسدادی در میدان به وجود نیاید. آنها میدان هلیواستات را به چندین ناحیه مشخص تقسیم کردند که بر مبنای آن توانستند استفاده بیشتری از زمین ببرند. روش آنها در عین سادگی  در مقایسه با روش سلولی هوشمند از عملکرد بهتری برخوردار است [12].
در سال 2004 چن و همکاران کارایی میدان هلیواستات را مورد بررسی قرار دادند. آن ها از روشی جدید برای دنبال کردن خورشید استفاده کردند و به این ترتیب توانستند هزینه ساخت نیروگاه را کاهش دهند [13].
در سال 2004 دادخواه  با بهره گرفتن از هندسه برداری روشی را برای محاسبه زوایای مشخصه هلیواستات ها به صورت تابعی از دو متغیر زمان و مکان (نسبت به دریافت کننده) ارائه کرد. نحوه محاسبه برخی پارامترهای مؤثر بر عملکرد میدان هلیواستات از جمله سایه اندازی و انسداد  نیز مورد بررسی قرار گرفت [14]. 
در سال 2009 کولادو [15] روشی را ارائه کرد که بر طبق آن بتوان آرایش و چیدمان هلیواستات ها را در میدان پیدا کرد. روش وی بر مبنای دو پارامتر اصلی بیان شدکه یکی ضریب انسداد معین و دیگری فاصله امن که فاصله بین قطر هلیواستات و قطر مشخصه هر هلیواستات برای ایجاد انسداد معین می باشد. قطر مشخصه نیز قطری است که بر مبنای آن هلیواستات ها در میدان چیده می شوند. او میدانی شامل هزار هلیواستات را برای منطقه آلمریا در اسپانیا طراحی و روش خود را با روش سلولی هوشمند مقایسه کرد [15].
یائو و همکارانش در سال 2009 طراحی یک نیروگاه 1 را در چین انجام دادند که هم اکنون در حال ساخت می باشد. آنها نرم افزار HFDL را برای طراحی میدان  ارائه کردند که شبیه سازی میدان را به کمک نرم افزار TRNSYS انجام می داد. همچنین مدلی برای محاسبه میزان توان حرارتی جذب شده در دریافت کننده نیز ارائه کردند [16].
در سال 2010 وی و همکارانش روشی جدید برای طراحی میدان هلیواستات ارائه کردند. آنها فاکتور بازده را بر مبنای حاصل ضرب میانگین بازده کسینوسی سالیانه و میانگین بازده تضعیف شدن تعریف کردند و نشان دادند که نتایج آنها با حالتی که بازده دنبال کردن سالیانه  در نظر گرفته می شود نزدیکی زیادی دارد [17].
1-4-1 مروری بر کارهای گذشته در زمینه زوایای بهینه پنل های خورشیدی
برای دریافت بیشترین مقدار انرژی باید سطح پانل تقریبا عمود برجهت تشعشع باشد که این امر با بهره گرفتن از دنبال کننده هایی که به طورلحظه ای خورشید را دنبال می کنند امکان پذیر است. اما مشکل اصلی هزینه بالای ساخت این دنبال کننده ها می باشد، به طوری که می توان به جای استفاده از دنبال کننده، زاویه شیب پانل را به صورت روزانه، ماهیانه و یا فصلی تغییر داد. اغلب مطالعات انجام شده دراین زمینه، بر روی زاویه شیب کلکتور های خورشیدی آن هم به صورت ماهیانه صورت گرفته است و بیانگر این مطلب می باشد که زاویه شیب در نیم کره شمالی برای کلکتور های خورشیدی رو به جنوب وابسته به عرض جغرافیایی است.  به عنوان مثال لوند [18] زاویه بهینه سالانه را برابر با و دافی و بکمن [19] این زاویه را بصورت بدست آوردند. کویی و ریفات [20] زاویه بهینه را در چندین شهر دنیا محاسبه کردند و مقدارآن را بدست آوردند. در روابط بالا علامت مثبت مربوط به مناطق واقع در نیم کره شمالی و علامت منفی برای مناطق واقع در نیم کره جنوبی می باشد.
 نیجی گردوف [21] روابطی برای بدست آوردن زاویه بهینه در ماه های مختلف ارائه کرد که این روابط در کارهای انجام شده در مناطق مختلف جغرافیایی برای سنجش اعتبار مورد استفاده قرار می گیرد. اولگن [22] با بهره گرفتن از یک مدل ریاضی زاویه بهینه در شهر ازمیر ترکیه رامحاسبه و زوایای بهینه را برای این شهر در ماه ها و فصول مختلف سال ارائه کرد. مجاهید [23] با بهره گرفتن از یک الگوریتم محاسباتی زاویه بهینه را برای عرض های جغرافیایی متفاوت از 10 تا 50 درجه به دست آورد و دریافت که اگر پانل ها در فصول مختلف سال بر اساس زاویه بهینه در فصل مورد نظر تنظیم نشوند تقریباً 10% انرژی تشعشعی از بین می رود. گوفیناتان و همکاران [24] انرژی رسیده به سطح شیب دار را به صورت تابعی از زاویه شیب و زاویه سمت الرأس برای نواحی جنوب آفریقا مورد بررسی قرار دادند. گاندرهان و هپبسلی [25] زوایای بهینه را برای شهر ازمیر ترکیه بدست آوردند و نتایج را با مدل نیجی گردوف مقایسه کردند. آنها پیشنهاد کردند که برای افزایش انرژی بدست آمده پانل ها را هر ماه در زاویه بهینه ماهیانه قرار دهیم. کمال سیکر [26] رابطه ای برای بدست آوردن زاویه شیب ارائه کرده و زوایای بهینه را برای شهرهایی از کشور سوریه بدست آورد. همدی و همکاران [27] نیز زاویه شیب بهینه را برای شهری در مصر بدست آوردند و اثر کمیت های مختلف را نیز بررسی کردند. نتایج آن ها در برخی ماه ها هم خوانی کمی با نتایج آزمایشگاهی نشان می داد. هارتلی و همکاران [28] زوایای بهینه را برای دریافت بیشترین تشعشع خورشید در شهر والنسیای اسپانیا بدست آوردند. عزمی و همکاران [29] برای شهر دارالسلام زوایای بهینه را بدست آوردند که نتایج آنها در مقایسه با نتایج بدست آمده از روابط نیجی گردوف در برخی ماه ها تفاوت قابل ملاحظه ای را نشان می داد. علاوه بر کارهای تجربی و استفاده از مدل های ریاضی، شری و همکاران [30] با بهره گرفتن ازیک  نرم افزار تجاری زاویه بهینه را برای مناطقی از اردن بدست آوردند.  عبدل زاده و همکاران [31] زاویه بهینه شیب را برای شهر کرمان تنها با در نظر گرفتن مقادیر ماهیانه انرژی روی سطح افقی بدست آوردند و دریافتند که بیشترین انرژی تشعشعی دریافتی از خورشید در ماه های مختلف سال در زوایای مختلفی صورت می گیرد که با عرض جغرافیایی برابر نمی باشد، ام چنانچه هدف دریافت بیشترین انرژی تشعشعی سالانه باشد زاویه بهینه شیب پانل به عرض جغرافیایی محل نزدیک می باشد.
1-5 بیان اهداف
در یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی، مهم ترین بخش چه از لحاظ تلفات و چه از لحاظ هزینه، میدان هلیواستات است.  به منظور آن که نور منعکس شده از یک هلیواستات به دریافت کننده برسد باید پارامترها و عوامل تأثیر گذار طوری تعیین شوند که تلفات کمتری در میدان داشته باشیم یا به عبارتی بازده میدان هلیواستات بیشترین باشد. هدف ما در این تحقیق ابتدا آن است که بتوانیم زوایای بهینه پانل های خورشیدی را برای دریافت بیشترین انرژی از خورشید تعیین کنیم. هدف اصلی در این پروژه طراحی میدان هلیواستات در یک نیروگاه دریافت کننده مرکزی با درنظر گرفتن توان حرارتی ثابت می باشد. بررسی عوامل مؤثر بر بازده میدان هلیواستات نیز انجام خواهد گرفت. سپس با بکار گیری الگوریتم ژنتیک، به بهینه سازی میدان هلیواستات پرداخته و پارامترهای بهینه برای داشتن بیشترین بازده در میدان مشخص خواهد شد. در انتها میدان هلیواستات بر اساس مقادیر بدست آمده طراحی خواهد شد.
2-1 مقدمه
در این فصل ابتدا به بررسی زاویه بهینه و بیشینه انرژی دریافتی در کلکتورهای خورشیدی و پانل های فتوو لتاییک می پردازیم و در ادامه زاویه هلیواستات ها در نیروگاه خورشیدی را مورد بررسی قرار می دهیم.
2-2 مباحث لازم از انرژی خورشیدی
در شکل 2-1 نمایی کلی از یک کلکتور خورشیدی قابل مشاهده می باشد. همان گونه که در شکل مشاهده می شود جهت و موقعیت هر صفحه در هر لحظه توسط دو زاویه شیب و سمت الرأس مشخص می شود که به ترتیب عبارتند از:

• زاویه شیب (Slope angle ) : عبارت است از زاویه بین صفحه مورد نظر و سطح افق.    ( به این معنی است که سطح صفحه مورد نظر رو به پایین است).
• زاویه سمت الراس صفحه (Surface azimuth angle) : اگر راستای عمود بر سطح صفحه مورد نظر را بر صفحه افق تصویر کنیم، راستای این تصویر با راستای نصف النهار محلی زاویه ای می سازد که همان زاویه سمت صفحه می باشد. اگر راستای تصویر در امتداد شمال به جنوب باشد، صفرخواهد بود. شرق منفی و غرب مثبت در نظر گرفته می شود.

شکل 2-1 نمایی کلی از یک کلکتور خورشیدی

زوایای مشخص کننده موقعیت خورشید نسبت به محل مورد نظر  ،  و  می باشند که به تریب عبارتند از:

• زاویه سمت الرأس خورشید (Zenith angle) : راستایی که مکان مورد نظر را به خورشید متصل می کند، با راستای قائم زاویه ای می سازد که همان زاویه سمت الرأس خورشید است.
• زاویه ارتفاع خورشید (Solar altitude angle) : زاویه ای است که خط واصل خورشید و مکان مورد نظر با افق می سازد. در واقع زاویه ارتفاع خورشید متمم زاویه سمت الرأس است.
• زاویه سمت خورشید (Solar azimuth angle) : زاویه ای است که تصویر راستای تابش خورشید بر سطح افق، با راستای شمال به جنوب می سازد. علامت مانند  مشخص می شود.

شکل 2-2 زوایای معرفی شده را نشان می دهد.

شکل 2-2 زوایای مشخص کننده جهت و وضعیت صفحه و نیز زوایای مشخص کننده موقعت خورشید [19]

زوایای اصلی ،  و  که با بهره گرفتن از آن ها می توان جهت تابش خورشید را محاسبه کرد به ترتیب عبارتند از:

• زاویه عرض خغرافیایی (Latitude angle) : اگر مرکز زمین را به مکان مورد نظر روی سطح زمین متصل کنیم، خط واصل با صفحه استوا زاویه ای می سازد که همان عرض جغرافیایی می باشد که در نیم کره شمالی مثبت و در نیم کره جنوبی منفی در نظر گرفته می شود.
• زاویه ساعت (Hour angle) : خط واصل مرکز زمین و مرکز خورشید و نیز خط متصل کننده مرکز زمین به مکان مورد نظر روی سطح زمین را در نظر می گیریم. زاویه ساعت عبارت است از زاویه بین تصویر این دو خط در صفحه استوا. ازنظر علامت در صبح منفی و در بعد از ظهر مثبت در نظر گرفته می شود. زاویه ساعت به دلیل چرخش زمین حول محور خود، در هر ساعت  تغییر می کند.
• زاویه میل (Declination angle) : خطی که مرکز زمین و خورشید را به هم متصل می کند، با تصویرش در صفحه استوا زاویه ای می سازد که همان زاویه میل می باشد که از رابطه زیر محاسبه می شود:

 

در این رابطه شماره روز میلادی است. شکل 2-3 زوایای  ،  و  را نشان می دهد.

عنوان  -بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—-  صفحه فصل اول: مقدمه     …………………………

 

1 1-1

 

مقدمه     ……………………………..

 

2 1-2

 

بررسی مقالات و مطالعات انجام شده     ………..

 

2 1-3

 

هدف از مطالعه حاضر     …………………

 

5 فصل دوم: شرح مسئله و معادلات حاکم     ……

 

6 2-1

 

مقدمه     ……………

 

7 2-2

 

هندسه مسئله     ………….

 

7 2-3

 

بر خواص جریان آشفته در مقایسه با جریان آرام

 

8 2-4

 

تعاریف     ……….

 

9 2-4-1

 

طول مقیاس کولموگروف     …..

 

9 2-4-2

 

شدت آشفتگی     ……………

 

10 2-4-3

 

زمان مقیاس آشفتگی     ………..

 

11 2-5

 

معادلات حاکم بر جریان آشفته

 

11 2-5-1

 

معادله پیوستگی در جریان آشفته

 

12 2-5-2

 

معادله مومنتوم در جریان آشفته

 

12 2-5-3

 

معادله انرژی در جریان آشفته

 

13 2-5-4

 

معادله انرژی آشفتگی در جریان آشفته

 

14 2-5-5

 

تنش برشی در جریان آشفته

 

15 2-6

 

مدل سازی جریان آشفته و مدل­های آشفتگی

 

16 2-7

 

روابط اساسی حاکم بر ویسکوزیتة گردابی

 

17 2-7-1

 

رابطة اساسی ویسکوزیتة گردابی بوزینسک

 

17 2-8

 

مدل­های ویسکوزیتة گردابی

 

19 2-8-1

 

مدل­های دو معادله­ای     

 

19 2-8-2

 

مدل استاندارد k-ε     

 

20 2-8-3

 

مدل توسعه یافته k-ε     

 

22 2-9

 

معادلات حاکم بر مسئله

 

23 2-9-1

 

معادلات حاکم بر جریان

 

23 2-9-2

 

شرایط مرزی

 

26 2-9-3

 

معادلات تشعشعی

 

27 2-9-4

 

محاسبه گرادیان شار حرارتی تشعشعی (  )

 

28 2-10

 

معادلات بدون بعد

 

29 2-11

 

 

 

پارامترهای مورد بررسی

 

31 2-11-1

 

دمای متوسط

 

31 2-11-2

 

عدد نوسلت

 

31 فصل سوم: روش حل معادلات

 

33 3-1

 

مقدمه

 

34 3-1-1

 

روش اختلاف محدود

 

35 3-1-2

 

روش المان محدود

 

35 3-1-3

 

روش حجم محدود

 

35 3-2

 

شبکه محاسباتی و حجم‌های کنترلی

 

36 3-3

 

روش طول­های مجزا

 

38 3-3-1

 

معادلات طول­های مجزا

 

39 3-3-2

 

انتخاب جهت در روش طول­های مجزا

 

41 3-4

 

گسسته کردن معادلات تشعشعی با روش طولهای مجزا

 

41 3-5

 

حل معادلات جبری خطی

 

46 3-6

 

فضای شبکه

 

47 3-7

 

روش حل و برنامه کامپیوتری

 

47 3-8

 

همگرایی

 

48 3-9

 

محاسبه عدد نوسلت و دیگر پارامترها

 

50 فصل چهارم: بررسی نتایج     

 

51 4-1

 

مقدمه

 

52 4-2

 

اعتبار سنجی نتایج

 

52 4-2-1

 

اعتبار سنجی نتایج انتقال حرارت به روش جا به ­جایی و هدایت

 

52 4-2-2

 

اعتبار سنجی نتایج انتقال حرارت به روش تشعشع و هدایت

 

55 4-3

 

ارائه نتایج

 

56 4-3-1

 

تأثیر عدد تشعشع-هدایت

 

56 4-3-2

 

تأثیر ضریب البدو

 

60 4-3-3

 

تأثیر ضخامت نوری

 

62 فصل پنجم: جمع بندی، نتیجه­گیری و پیشنهادات

 

64 5-1

 

جمع بندی

 

65 5-2

 

نتیجه ­گیری

 

66 5-3

 

پیشنهادات

 

66 فهرست مراجع

 

67

1 مقدمه
جریان سیال با جابه‌جایی اجباری در کانال‌هایی که دارای انبساط یا انقباض ناگهانی در سطح مقطع خود هستند، به طور گسترده در کاربردهای مهندسی مشاهده می‌شود. به عنوان مثال می‌توان، از وسایل تولید توان، پخش کننده­ها، مبدل‌های حرارتی و خنک‌کاری در وسایل الکترونیکی نام برد. درجریان اجباری داخل چنین هندسه‌هایی جدایی جریان و جریان بازگشتی به دلیل تغییرات ناگهانی در هندسه جریان رخ می‌دهد. در بسیاری موارد مانند جریان گاز بر روی پره‌های توربین و یا جریان گاز ناشی از محصولات احتراق، انتقال حرارت تشعشعی نقش مهمی را ایفا می‌کند. همچنین افزایش دما در سیستم‌های صنعتی امروزی، باعث شده است که مکانیزم انتقال حرارت تشعشعی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در نتیجه برای دستیابی به نتایج دقیق‌تر، می‌بایستی جریان گاز را مانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی درنظر گرفت و تمام پدیده‌های انتقال حرارت شامل جابه‌جایی، هدایت و تشعشع را به طور همزمان مورد بررسی قرار داد.
یکی از هندسه‌هایی که در آن جدایی جریان اتفاق می‌افتد، کانال­هایی با پله پسرونده است. اگرچه هندسه این کانال­ها در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، اما جریان سیال و انتقال حرارت بر روی این پله‌ها پیچیدگی‌های زیادی را شامل می‌شود. به گونه‌ای که از چنین هندسه‌هایی به عنوان هندسه معیار برای معتبرسازی نتایج استفاده می‌شود [1].
1-2 بررسی مقالات و مطالعات انجام شده
حل تمامی مسائل مربوط به جریان آرام سیال چسبنده، به حل معادلات کلی مومنتوم و انرژی برمی­گردد. متأسفانه این معادلات به صورت غیر خطی می­باشند و هیچ روش تحلیلی معینی جهت حل این معادلات وجود نداشته و حل دقیق معادلات تنها پس از برخی ساده سازی ها قابل دسترس است. به عنوان مثال یک منبع دقیق در مورد جریان داخل کانال با هندسه های مختلف توسط Schlichting [2] ارائه شده است، اما فرضیات صورت گرفته جهت ساده سازی برای حل دقیق این معادلات چندان مناسب و منطقی نیستند. بنابراین، این معادلات تنها از طریق تخمین عددی قابل حل می­باشند.
حل تخمینی معادلات مومنتوم و انرژی از دیر زمان مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مطالعه مناسب توسط Shah و London [3] ارائه شد که در آن حل عددی مسائل مربوط به جریان سیال در هندسه­های مختلف از قبیل لوله، صفحات موازی و کانال های مستطیلی مورد بررسی قرار گرفت. روش به کار رفته برای حل عددی معادلات مومنتوم و انرژی در این مطالعه، روش اختلاف محدود بود. اگرچه این مطالعه یک منبع مناسب به شمار می رفت اما همة راه حل­ها بر این فرض استوار بود که تمام خواص سیال ثابت در نظر گرفته شوند. تعدادی از خواص سیال وابستگی بالایی به دما دارند و فرض وابستگی این خواص به دما منجر به حل دقیق­تر معادلات مومنتوم و انرژی خواهد شد. به عنوان مثال لزجت وابسته به دما تأثیرات فراوانی بر توزیع سرعت و دما خواهد داشت. بنابراین، آنالیزی کامل است که تأثیرات دما بر خواص سیال را در حل معادلات لحاظ کند.
جریان و انتقال حرارت در هندسه‌هایی مانند کانال با پله پسرو توسط محققین زیادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است، بطور مثال  Armalyو همکاران ]5و4[ جریانی دما ثابت را با در نظر گرفتن حالتهای آرام، گذرا و آشفته بصورت تجربی و عددی آنالیز نمودند.
از معروفترین اندازه ­گیریهای انجام شده در جریانهای آشفته با جابه‌جایی اجباری در داخل کانال و در پایین دست پله­ای پسرو می­توان به بررسی­های Adams و همکاران ]6 [و همچنین  Vogelو Eaton ]7[ اشاره نمود، بطوریکه بسیاری از محققین، از جمله Abe و همکاران ]9و8[، Rhee و Sung ]10[ و Park و همکاران ]11[ پس از ارائه روش هایی نوین در حل عددی این جریان­ها، نتایج خود را با این مراجع اعتبارسنجی ­کردند.
در تمامی مطالعاتی که در بالا ذکر شد، از اثرات انتقال حرارت تشعشعی در آنالیز مسئله صرفنظر شده است. به طوریکه معادله انرژی تنها شامل ترم­های جابه‌جایی و هدایت می‌باشد. تحلیل همزمان تشعشع و جابه‌جایی اجباری داخل کانال­ها از پیچیدگی خاصی برخوردار است، بدلیل اینکه معادله انرژی برای جابه‌جایی اجباری به مسئلة تشعشع وابسته شده و بایستی به صورت همزمان حل گردند.
در هر حال، انتقال حرارت تشعشعی به همراه جریان سیال با جابه‌جایی اجباری یکی از مهمترین مسائل مورد بحث در کاربردهای مهندسی مانند خنک کاری پره­های توربین، مبدل‌های حرارتی و محفظه‌های احتراق است. زمانی که گاز جاری همانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی رفتار می‌کند، خواص تشعشعی آن که عبارتند از جذب، صدور و پخش، پیچیدگی‌های بسیار زیادی را در شبیه‌سازی این نوع جریان‌ها اعمال می‌کنند. Viskanta ]12[ این موضوع را به خوبی در مطالعات خود نشان داد.
در رابطه با بحث انتقال حرارت تشعشی داخل کانال­ها، تحقیقات اندکی موجود است که محدود به جریان داخل لوله و یا بین دو صفحه موازی می­ شود. برای مثال، Campo و Schuler ]13[ ترکیب جابه‌جایی و تشعشع در ناحیة توسعه یافتگی حرارتی داخل لوله را با در نظر گرفتن   جریان­های آرام و آشفته مورد بررسی قرار دادند.
Azad و Modest ]14[ جریان آشفته با جابه‌جایی اجباری به همراه انتقال حرارت تشعشعی در داخل لوله‌ها را بررسی نمودند. در مطالعه آنها، گاز همانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی نقش داشت، به گونه‌ای که آنها اثرات جذب، صدور و پخش غیرهمگن گاز را در محاسبات مربوط مدنظر قرار دادند.
Yener و Fong ]15[ جابه‌جایی اجباری آرام در داخل لوله، با در نظر گرفتن تشعشع ولی بدون لحاظ کردن اثرات صدور سیال را مورد بررسی قرار دادند.
Bouali و Mezrhab ]16[ جریان اجباری به همراه انتقال حرارت تشعشعی در یک کانال عمودی با دیواره‌های هم‌دما را مورد مطالعه قرار دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که تشعشع صادر شده از سطح تأثیر به­سزایی بر روی عدد نوسلت در رینولدزهای بالا دارد.
جریان آشفته با جابه‌جایی آزاد و اجباری و با درنظر گرفتن اثرات تشعشع در کانال­های عمودی به روش گردابه‌های بزرگ[1] توسط Barhaghi و Davidson ]17[ شبیه‌سازی شد. آنها در کار خود، دو حالت خاص را مورد بررسی قرار دادند که این دو حالت شامل دو مقدار مختلف برای نسبت عدد گراشف به عدد رینولدز و بر مبنای شار حرارتی دیواره‌ها و عرض کانال، می‌شد. علاوه بر این شرایط مرزی شامل شار حرارتی ثابت بر روی یک دیواره و عایق بودن سایر دیواره‌ها بوده است. همچنین از اثرات تشعشع در جهت عرضی[2] نیز صرفه‌نظر شده بود. آنها در مطالعه خود نشان دادند که تغییرات خواص، اثرات بسیار زیادی را بر روی توزیع دما می‌گذارد.
در سال 2011 انصاری و گنجعلیخان نسب ]18[ جریان توسعه یافتة آرام با جابه‌جایی اجباری در داخل یک کانال با پله شیب دار تحت شرایط دمش و مکش را با درنظر گرفتن اثرات تشعشع مطالعه کردند. در این مطالعه تأثیر پارامترهای مختلف بر روی عدد نوسلت مورد بررسی قرار گرفت.
1-3 هدف از مطالعه حاضر
گرچه تحقیقاتی در مورد رفتار حرارتی در داخل کانال­ها انجام گرفته است، اما اکثر مطالعات صورت گرفته، در مورد جریان جا به ­جایی آرام بوده است، به طوریکه آنالیز کامل حرارتی  جریان­های آشفته در داخل کانال­ها و با وجود پله­های قائم بگونه­ای که تمام مکانیزم­ های انتقال حرارت در نظر گرفته شوند، انجام نشده است. از آنجایی که جریان سیال بر روی پله‌های موجود در داخل کانال‌های مستطیلی در صنعت و مهندسی کاربردهای بسیار زیادی دارد و در بسیاری از موارد جریان از نوع آشفته است، مطالعه حاضر این نوع از جریان همراه با انتقال حرارت را بررسی می‌کند. به طوریکه در محاسبات مربوط به دما تمام مکانیزم‌های انتقال حرارت که شامل هدایت، جابه‌جایی و تشعشع هستند به طور همزمان در جریان سیال مدنظر قرار گرفته‌اند.
2-1 مقدمه
هدف اصلی از این فصل تشریح کامل صورت مسئله به همراه فرضیات لازم است. سپس به نحوة استخراج معادلات حاکم به همراه شرایط مرزی لازم به منظور حل عددی پرداخته شده است، بدین ترتیب که با بر خواص جریان آشفته در مقایسه با جریان آرام و با بررسی چند مدل، مدل انتخابی بکار رفته در این تحقیق ارائه می­ شود. در نهایت با معرفی پارامترهای بی‌بعد، شکل بدون بعد معادلات به همراه شرایط مرزی بدست می‌آیند.
2-2 هندسه مسئله
همانطور که قبلاً نیز اشاره شد هندسه مسئلة معیار[3] به صورت یک کانال دوبعدی به همراه پله پسرونده می‌باشد که در شکل 2-1 به خوبی نمایش داده شده است. ارتفاع پله (h) و ارتفاع کانال در پایین دست جریان (H) به ترتیب 0.038 m و 0.19 m می‌باشند، به گونه‌ای که در این مسئله نسبت انبساط[4]، (ER=H/(H-h برابر 1.25 درنظر گرفته شده است. همچنین ارتفاع پله به عنوان طول مشخصه در محاسبات در نظر گرفته می­ شود. طول کانال قبل از پله برابر با 0.076 m و بعد از پله برابر با 0.76 m درنظرگرفته شده است، که معادل  در حوزه محاسباتی است. همانطور که از شکل پیداست، مبدأ مختصات در گوشه پایینی پله قرار دارد و معمولاً بررسی رفتار حرارتی و سیالاتی جریان بعد از پله مورد نظر بوده است.