عنوان پایان نامه : شبیه سازی مبدل های حرارتی

اختصاصی از سورنا فایل عنوان پایان نامه : شبیه سازی مبدل های حرارتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان پایان نامه : شبیه سازی مبدل های حرارتی

قالب بندی : word

شرح مختصر :

مبدل های حرارتی تقریباً پرکاربرترین عضو در فرآیندهای شیمیایی اند و می توان آن ها را در بیشتر واحدهای صنعتی ملاحظه کرد. آنها وسایلی هستند که امکان انتقال انرژی گرمایی  بین دو یا چند سیال در دماهای مختلف را فراهم می کنند. این عملیات می تواند بین مایع- مایع ، گاز- گاز و یا گاز- مایع انجام شود. مبدل های حرارتی به منظور خنک کردن سیال گرم و یا گرم کردن سیال با دمای پایین تر و یا هر دو مورد استفاده قرار می گیرند. مبدل های حرارتی در محدوده وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . این کاربردهای شامل  نیروگاه ها ، پالایشگاه ها ، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید ، صنایع فرآیندی ، صنایع غذایی و دارویی ، صنایع ذوب فلز ، گرمایش ، تهویه مطبوع ، سیستم های تبرید و کاربردهای فضایی میباشند. مبدل های حرارتی در دستگاه های مختلف نظیر دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور، اواپراتور، تبخیر کننده ها ، برج خنک کن ، پیش گرم کن فن کویل ، خنک کن و گرم کن روغن ، رادیاتور ها ، کوره ها و … کاربرد فراوان دارند.  صنایع بسیاری در طراحی انواع مبدل های حرارتی فعالیت دارند و هم چنین ، دروس متعددی در کالج ها و دانشگاه ها با نام های گوناگون در طراحی مبدل های حرارتی ارائه     می گردد. محاسبات مربوط به مبدل ها کاری طولانی و گاهی خسته کننده است. مثلاً طراحی یک مبدل برای یک عملیات به خصوص نیاز به حدس های زیادی دارد که با استفاده از آن ها و طبق استانداردها می توان اندازه های یک مبدل مناسب را پیدا کرد. اما با استفاده از  برنامه های کامپیوتری تمام این محاسبات توسط کامپیوتر انجام میشود و طراح برای طراحی تنها باید شرایط عملیاتی و خواص سیالات حاضر در عملیات را وارد کند. نرم افزارهای  Aspen B-jac و  HTFS از این موارد هستند. این نرم افزارها شامل برنامه هایی می شوند که توانایی انجام چنین محاسباتی را دارند. در این تحقیق ابتدا توضیحاتی در مورد مبدل های حرارتی و اصول طراحی آنها بیان گردیده و در ادامه به معرفی و آشنایی با چند نرم افزار طراحی مبدلها پرداخته شده است.

فهرست :

پیشگفتار

دسته بندی مبدل های حرارتی

بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم

بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم

بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سرد و گرم

بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل ها

اصول طراحی مبدل های حرارتی

– تعیین مشخصات فرآیند و طراحی

– طراحی حرارتی و هیدرولیکی

– طراحی مکانیکی

– ملاحظات مربوط به تولید و تخمین  هزینه ها

–  فاکتورهای لازم برای  سبک و سنگین کردن

–  طراحی بهینه

– سایر ملاحظات

نرم افزار HTFS ( شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی )

TASC، طراحی حرارتی ، بررسی عملکرد و شبیه سازی مبدلهای پوسته و لوله

FIHR، شبیه سازی کوره ها با سوخت گاز و مایع

MUSE، شبیه سازی مبدلهای صفحه ای پره دار

TICP، محاسبه عایقکاری حرارتی

PIPE، طراحی، پیش بینی و بررسی عملکرد خطوط لوله

ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک

FRAN، بررسی و شبیه سازی مبدلهای نیروگاهی

TASC، طراحی حرارتی ، بررسی و شبیه سازی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله

توانایی ها

کاربرد در فرآیند

مشخصات فنی و توانایی ها

خواص فیزیکی

بررسی ارتعاش ناشی از جریان

خروجی

ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک

طراحی

کاربرد در فرآیند

مشخصات فنی و توانایی

نتایج خروجی

PIPESYS ، شبیه سازی خطوط لوله

امکانات و توانایی ها

نمونه هایی از کاربرد PIPESYS در عمل

نرم افزار Aspen B-jac

آشنایی با نرم افزار Aspen Hetran

نحوه کار نرم افزار  Hetranدر حالت طراحی

محیط نرم افزار Aspen Hetran

تعریف مساله Problem Definition

اطلاعات خواص فیزیکی Physical property data

ساختار مبدل Exchanger Geometry

داده های طراحی Design Data

تنظیمات برنامه Program Options

نتایج Results

خلاصه وضعیت طراحی

خلاصه وضعیت حرارتی

خلاصه وضعیت مکانیکی

جزئیات محاسبه Calculation Details

آشنایی با نرم افزار Aerotran

روش های طراحی نرم افزار Aerotran

آشنایی با نرم افزار  Teams

برنامه Props

برنامه Qchex

برنامه Ensea

برنامه Metals

برنامه  Primetal

برنامه Newcost

شامل بیش از 150 صفحه در قالب فایل word

پروژه پایانی مبدل های حرارتی و اصول طراحی و انواع آن

اختصاصی از سورنا فایل پروژه پایانی مبدل های حرارتی و اصول طراحی و انواع آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پروژه پایانی مبدل های حرارتی و اصول طراحی و انواع آن
در قالب word  قابل ویرایش 150 صفحه با توضیحات متنی کامل و زیبا وسرفصلهای زیر ..

• دسته بندی مبدل های حرارتی. 5
• بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم. 5
• بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم. 6
• بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سرد و گرم. 8
• بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل ها 9
• اصول طراحی مبدل های حرارتی. 20
• 1- تعیین مشخصات فرآیند و طراحی. 24
• 2- طراحی حرارتی و هیدرولیکی. 28
• 3- طراحی مکانیکی. 33
• 4- ملاحظات مربوط به تولید و تخمین هزینه ها 37
• 5- فاکتورهای لازم برای سبک و سنگین کردن. 39
• 6- طراحی بهینه. 40
• 7- سایر ملاحظات.. 40
• نرم افزار HTFS ( شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی ) 41
• TASC، طراحی حرارتی ، بررسی عملکرد و شبیه سازی مبدلهای پوسته و لوله. 42
• FIHR، شبیه سازی کوره ها با سوخت گاز و مایع. 42
• MUSE، شبیه سازی مبدلهای صفحه ای پره دار 43
• TICP، محاسبه عایقکاری حرارتی. 43
• PIPE، طراحی، پیش بینی و بررسی عملکرد خطوط لوله. 44
• ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک.. 44
• FRAN، بررسی و شبیه سازی مبدلهای نیروگاهی. 45
• TASC، طراحی حرارتی ، بررسی و شبیه سازی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله. 46
• توانایی ها 46
• کاربرد در فرآیند. 47
• مشخصات فنی و توانایی ها 48
• خواص فیزیکی. 49
• بررسی ارتعاش ناشی از جریان. 49
• خروجی. 50
• ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک.. 52
• طراحی. 52
• کاربرد در فرآیند. 53
• مشخصات فنی و توانایی. 54
• نتایج خروجی. 56
• PIPESYS ، شبیه سازی خطوط لوله. 58
• امکانات و توانایی ها 59
• نمونه هایی از کاربرد PIPESYS در عمل. 60
• نرم افزار Aspen B-jac. 61
• آشنایی با نرم افزار Aspen Hetran. 63
• نحوه کار نرم افزار Hetranدر حالت طراحی. 65
• محیط نرم افزار Aspen Hetran. 72
• تعریف مساله ( Problem Definition ) 73
• اطلاعات خواص فیزیکی ( Physical property data ) 83
• ساختار مبدل ( Exchanger Geometry ) 94
• داده های طراحی ( Design Data) 106
• تنظیمات برنامه ( Program Options ) 113
• نتایج ( Results ) 117
• خلاصه وضعیت طراحی. 118
• خلاصه وضعیت حرارتی. 121
• خلاصه وضعیت مکانیکی. 125
• جزئیات محاسبه ( Calculation Details ) 127
• آشنایی با نرم افزار Aerotran. 129
• روش های طراحی نرم افزار Aerotran. 131
• آشنایی با نرم افزار Teams 133
• برنامه Props 136
• برنامه Qchex. 138
• برنامه Ensea. 140
• برنامه Metals 142
• برنامه Primetal 144
• برنامه Newcost 147

کتاب مقدمه ای بر تحلیل تنش و طراحی مبدل ها با استفاده از کرنش سنج ها

اختصاصی از سورنا فایل کتاب مقدمه ای بر تحلیل تنش و طراحی مبدل ها با استفاده از کرنش سنج ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در بیشتر اوقات لازم است در مراکز صنعتی و کارگاه ها نیروهایی که بر یک جسم وارد می شود را اندازه بگیریم. مثلا برای کنترل پایداری یک پل که هر روز هزاران هزار اتومبیل از روی آن می گذرند باید میزان نیروهایی که بر آن وارد می شوند را حساب نماییم. برای اندازه گیری نیروهای وارد بر یک جسم از مبدل هایی استفاده می شود که نیروسنج نام دارند. وقتی بر جسمی نیرو وارد می گردد تنش (Stress) و کرنش (Strain) ایجاد می شود. تنش معرف مقاومت درونی جسم در مقابل نیرو است و کرنش در حقیقت بیانگر جابجائی و تغییر شکل جسم می باشد. استرین گیج (Strain Gauge) یا کرنش سنج در واقع برای اندازه گیری کرنش و تغییرات فیزیکی ناشی از اعمال فشار بر جسم طراحی گردیده است و معمولا استرین گیج ها را از سیم هایی با جنس مس نیکل می سازند و به شکل رفت و برگشت روی پلاستیک های مقاومی می چسبانند. ابعاد استرین گیج ها از چند میلی متر مربع تا چند سانتی متر مربع است و دارای مقاومتی از چند ده تا چند هزارم اهم می باشند. استرین گیج ها در اندازه گیری فشار، وزن در لودسل، گشتاور در ترک متر و همچنین سنسورهای موقعیت به وفور مورد استفاده قرار می گیرد. برای اندازه گیری تغییرات مقاومتی سنسور استرین گیج از پل وتسون استفاده می گردد...

کتاب مقدمه ای بر تحلیل تنش و طراحی مبدل ها با استفاده از کرنش سنج ها (An Introduction to Stress Analysis and Transducer Design using Strain Gauges)، توسط شرکت HBM گرد آوری شده است و به گونه ای کاربردی و علمی به مبحث  تحلیل تنش و طراحی مبدل ها (Transducer) با کرنش سنج ها (Strain Gauge) پرداخته شده است. این کتاب مشتمل بر 262 صفحه، در 9 فصل، به زبان انگلیسی، همراه با تصاویر به ترتیب زیر گردآوری شده است:

Chapter 1: Introduction

• Metal strain gages
• Semiconductor strain gages
• Vapor-deposited (thin-film) strain gages
• Capacitive strain gages
• Piezoelectric strain gages
• Photoelastic strain gages
• Mechanical strain gages
• Other systems
• The operating principle of the strain gage
• Metal strain gages
• Semiconductor strain gages
• The measurement system

Chapter 2: Terms and units of measurement used in strain gage technology

• Strain: Definition and unit of measurement
• Absolute change of length
• Relative change of length or strain
• Unit of measurement for strain
• Mechanical stress: Definition and unit of measurement
• Normal stress
• Shear stress
• Residual stress, thermal stress
• Stress states
• Material parameters
• Modulus of elasticity, definition and units
• Shear modulus
• Poisson's ratio
• Thermal expansion
• Strain gage loading
• Static measurements - zero referenced
• Quasi-static measurements
• Dynamic measurements - non-zero referenced

Chapter 3: Selection criteria for strain gages

• Range of application
• Stress analysis, model measurement techniques, biomechanics
• Transducer construction
• Types of strain gages
• Length of measuring grid
• Homogeneous field of strain
• Inhomogeneous strain field
• Dynamic strain conditions
• Multiple strain gages, their advantages and fields of application
• Strain gage chains for the determination of stress gradients
• Strain gage rosettes for the determination of stress conditions
• Strain gage rosettes for the investigation of residual stress
• Special strain gages
• Weldable strain gages
• Free-grid strain gages, high-temperature strain gages
• Weldable high-temperature strain gages
• Electrical resistance
• Useful temperature range
• Technical data
• Strain gage sensitivity (gage factor) for metal strain gages
• Gage factor for semiconductor strain gages
• Transverse sensitivity
• Temperature response of a mounted strain gage
• Temperature compensated strain gages
• Thermal drift
• The dependence of sensitivity on temperature
• Static elongation
• Dynamic strain measurement
• Continuous vibration characteristics
• The cut-off frequency
• Electrical loading
• Creep
• Mechanical hysteresis
• Environmental influences
• Temperature
• Humidity
• Hydrostatic pressure
• Vacuum
• Ionizing radiation
• The effects of ionizing radiation on strain gage measuring points
• Magnetic flelds
• Storage

Chapter 4: Materials used for mounting strain gages

• Strain gage bonding materials
• Mounting materials
• Cleaning agents
• Soldering agents
• Soldering devices
• Solders and fluxing agents
• Connection methods
• Solder terminals
• Lead material
• Methods of testing
• Visual inspection
• Electrical continuity
• Insulation resistance
• Protection of the measuring point

Chapter 5: The Wheatstone bridge circuit

• The circuit diagram of the Wheatstone bridge
• The principle of the Wheatstone bridge circuit
• Bridge excitation and amplification of the bridge output voltage

Chapter 6: Calibrating measurement equipment

• The operating principle of the compensation and calibration devices on a measuring amplifier
• Calibration using the calibration signal from the measuring amplifier
• Shunt calibration
• Calibration with a calibration unit
• Taking account of gage factors with a value other than 2

Chapter 7: The reduction and elimination of measurement errors

• Compensation of thermal output
• Compensation for thermal output using a simple quarter bridge circuit
• Thermal output of a quarter bridge in a three-wire configuration
• Temperature compensation of a quarter bridge with compensating
  strain gages
• Compensation of thermal output with the double quarter or diagonal
  bridge
• Compensation for thermal output using the half bridge circuit
• Compensation for thermal output with the full bridge circuit
• The influence of lead resistances
• Simple quarter bridge circuit
• Quarter bridge in a three-wire circuit
• Quarter bridge with compensating strain gage
• Double quarter or diagonal bridge
• Half bridge circuit
• Full bridge circuit
• Error correction using the gage factor selector
• Eliminating cable effects with special circuits in the measuring amplifier
• HBM bridge
• The six-wire circuit
• The influence of cable capacitances
• Capacitive unsymmetry
• Phase rotation
• Correction of the transverse sensitivity of a strain gage
• Corrections for individual measuring grids
• Correction for strain gage rosettes
• X rosettes
• Rosettes

Chapter 8: Hooke’s Law for the Determination of Material Stresses from Strain Measurements

• The uniaxial stress state
• The biaxial stress state
• The biaxial stress state with known principal directions
• The biaxial stress state with unknown principal directions
• Measurements with the 0°/45°/90° rosette
• Measurements with the 0°/60°/120° rosette
• The determination of the principal directions
• Other ways of determining the principal normal stresses and their
  directions
• Mohr's Stress Circle
• Determination of residual stresses according to the drill-hole method
• Strain measurements and stress analysis for various loading cases
• Measurement on a tension/compression bar
• Measurements on a bending beam
• Symmetrical and asymmetrical cross-sectional beams loaded with both an axial force and a bending moment
• Measurements on a shaft under torsion - twisted shaft
• Transferring the measuring signal from rotating shafts
• Measurement on a twisted shaft with superimposed axial force and
  bending moment
• Measurements on a shear beam
• Measurement of thermal stresses
• Comparison of measurements on a free and on a restrained object
• Measurement with a compensating piece
• Separate or later determination of the thermal output

Chapter 9: Measurement accuracy

• Causes of measurement errors
• Calculating the degree of random deviation in a measurement series
• Test requirements
• The Gaussian distribution
• Arithmetical mean
• standard deviation s and coefficient of variance v
• Confidence limits and confidence range for the expected value μ
• Measurement uncertainty u
• Measurement result

جهت خرید کتاب مقدمه ای بر تحلیل تنش و طراحی مبدل ها با استفاده از کرنش سنج ها (An Introduction to Stress Analysis and Transducer Design using Strain Gauges) به مبلغ استثنایی فقط 3000 تومان و دانلود آن بر لینک پرداخت و دانلود در پنجره زیر کلیک نمایید.

!!لطفا قبل از خرید از فرشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر قیمت محصولات ما را با سایر محصولات مشابه و فروشگاه ها مقایسه نمایید!!

!!!تخفیف ویژه برای کاربران ویژه!!!

با خرید حداقل 10000 (ده هزارتومان) از محصولات فروشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر برای شما کد تخفیف ارسال خواهد شد. با داشتن این کد از این پس می توانید سایر محصولات فروشگاه را با 20% تخفیف خریداری نمایید. کافی است پس از انجام 10000 تومان خرید موفق عبارت درخواست کد تخفیف و ایمیل که موقع خرید ثبت نمودید را به شماره موبایل [phone] ارسال نمایید. همکاران ما پس از بررسی درخواست، کد تخفیف را به شماره شما پیامک خواهند نمود.

دانلود پایان نامه گرفتگی در مبدل های حرارتی

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پایان نامه گرفتگی در مبدل های حرارتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

      گرفتگی، شکل گیری ناخواسته رسوب در سطوح گرم شده، یکی از مهمترین مشکلات حل نشده در صنعت لبنیات است. از این گرفتگی سه مشکل اساسی ناشی می شود. اول، کارآیی عملکرد کاهش می یابد. چون مواد راسب شده جریان سیال و انتقال حرارت را مختل می کند. که آن هم به کیفیت محصول صدمه می زند. به علاوه، ضرورت برطرف رسوب، زمان عملکرد بین چرخه رسوب زدایی را کاهش می دهد و به این ترتیب قیمت ها و هزینه ها را افزایش می دهد. رسوب زدایی روزانه متعاقب یک عملکرد معمول در صنعت لبنیات است و برای کیفیت محصول و بهداشت آن ضروری می باشد. هزینه های سالانه اضافی در صنعت لبنیات که بر اثر گرفتگیبه وجود می آید دراروپا سالانه 260 میلیون یورو تخمین زده می شود.
            گرفتگی شیر تنها به صورت جزئی ،از روی طبیعت پیچیده آن شناخته می شود. روشن است که، گرفتگی را نمی توان حذف کرد اما روش هایی برای پرهیز از گرفتگی یا کاهش آن مورد توجه است. یک مدل گرفتگی شامل همه فرآیندهای مرتبط ابزاری قوی برای توسعه چنین روش هایی می باشد به این ترتیب، طرح و عملکرد برنامه های عملکردی را می توان با توجه به طول زمان عملکرد بهینه کرد و کیفیت محصول را افزایش داد.
           آزمایش ها، حتی در مقیاس آزمایشگاهی، پر هزینه هستند و محدود به ویژگی های عملکردهای آزمایشی تحت توجه یعنی جنبه های فردی محصول و آزمایش می باشند. مقیاس برای کارخانه های صنعتی اکثراً صحت کافی و ممکن را ندارند. به علاوه، بسیاری از تجربیات محدود به سیستم های فرعی شیر می باشند و بنابراین برای مشاهدات کلی نیز کاربردی نیستند. نظارت بر جرم گرفتگی و رسوب زدایی، می تواند اطلاعات مفیدی برای تصمیم گیری های عملیاتی در کارخانه های فرآوری غذایی، فراهم نماید. جرم گرفتگی معمولاً از خارج از تجهیزات فرآوری صنعتی قابل مشاهده نیست و تنها می تواند از طریق اثرات مهمش، مثل افت فشار، آشکار گردد، که به حد کافی برای برچیدن رسوب های منطقه ای و کوچک حساس نیست.
رسوب های جرم گرفتگی در کارخانجات فراوری محصولات حیاتی و غذایی، معمولاً نسبت های مهمی از مایعات را در بر می گیرند و معمولاً نرم و شکننده هستند. به عنوان یک نتیجه، آنها می توانند به آسانی به وسیله تماس، تغییر شکل یابند، و بنابراین ممکن نیست که بتوان ضخامت آنها را به طور صحیح به وسیله ابزار مکانیکی سنتی اندازه گرفت. علاوه بر این، تمایل رسوب های جرم گرفتگی بیولوژیکی به چروک شدگی یا نشست کردن آنها به محیط طبیعی شان، سنجیدن آنها را در هر محل دیگری، مشکل می سازد. این پروژه با هدف آشنایی بیشتر شما به فرایند جرم گرفتگی راههای محاسبه و کاهش آن جمع آوری شوده است

مقدمه1
فصل اول
جرم گرفتگی و انواع آن 2
 1-1تعریف جرم گرفتگى3
1-2 هزینه به خاطر جرم گیری3
1-3 انواع جرم گیری :4
1-4 راههاى کاهش جرم گرفتگى:5
1- 5 تأثیر جرم گرفتگى بر انتقال حرارت:5
فصل دوم
روشی براى محاسبه جرم گرفتگى7
2-1محاسبه با استفاده از فاکتورها:8
2-2محاسبه جرم گرفتگى با استفاده از مقاومت الکتریکی و حرارتی9
مقاومت الکتریکی و مقاومت گرمایی13
2-2-3 عینی سازی فرایند جرم گرفتگی15
فصل سوم19
گرفتگی در مبدل های حرارتی19
3-1 گرفتگی در مبدل های حرارتی صفحه ای20
3-1-3 اندازه گیری های ضخامت لایه رسوب یافته24
3-1-4 رسانایی الکتریکی رسوب24
3-1-5 اثر شرایط هیدرودینامیک بر روی جرم گرفتگی29
3-1-6 اثر دما بر روی جرم گرفتگی30
3-1-7 جرم گرفتگی شیر44
3-1-8 جرم گرفتگی wpc45
3-1-9 مقایسه جرم گرفتگی شیر و wpc46
3-2 گرفتگی در مبدلهاى حرارتى  لوله اى47
3-2-1 جریان سیال، انتقال جرم و حرارت49
3-2-2 مدل سازی بر اساس استدلال نامعلوم51
3-2-3کشف حالت51
3-2-4 رسوب گذاری پروتئین52
3-2-5 رسوب نمک53
3-2-6 فقدان فشار، نرمی سطح53
فصل چهارم
رسوب زدایی57
4-1-1 رسوب زدایی با استفاده از مقاومت الکتریکی و حرارتی58
نتیجه گیری62
منابع و مراجع63

شامل 75 صفحه فایل word

سمینار ارشد برق طراحی مدار مجتمع یکپارچه مبدل اندازه لکه و فتودتکتور موجبری بر روی زیر لایه InP در پنجره 1.55μm

اختصاصی از سورنا فایل سمینار ارشد برق طراحی مدار مجتمع یکپارچه مبدل اندازه لکه و فتودتکتور موجبری بر روی زیر لایه InP در پنجره 1.55μm دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در این سمینار، طراحی و شبیه سازی مبدل اندازه لکه مبتنی بر مواد InP/InGaAsP در پنجره طول موج 1.55μm ارائه شده است. در ابتدا ساختار و عملکرد ادوات فعال و غیرفعال نوری که دارای قابلیت مجتمع سازی با مبدل اندازه لکه هستند، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس طراحی یک مبدل اندازه لکه هیبرید بر پایه دو نوع تیپر افقی و عمودی به طول 2.2mm و 1.5mm و عرض ورودی 2μm و 10μm، برای ایجاد مود اصلی خروجی با پهنای پرتو گوسی 10μm*5μm بر روی زیرلایه n++-InP انجام شده است. برای اینکه بتوان ادوات فعال را در فرکانس های بالاتر از 10GHz با یکدیگر مجتمع سازی نمود نیاز به زیرلایه نیمه عایقی InP(SI-InP می باشد، لذا برای طراحی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه SI-InP، بر اساس مفهوم ساختار ARROW، نوع و ضخامت لایه های ساختار مشخص گردیده و در دو سطح مقطع طولی و عرضی مبدل در نرم افزارهای COMSOL و OPTIWAVE شبیه سازی انجام شده است. پس از انجام کلیه شبیه سازی ها برای طول های مختلف تیپر و بررسی نمودارهای حاصل از تغییرات ضریب شکست و ضخامت های مختلف لایه های مبدل، ساختار بهینه ای با تلفات تزویج کمتر از 1dB ایجاد شد. در انتها، قابلیت مجتمع سازی مبدل با ادوات نوری همچون آشکارساز و لیزر توسط نرم افزار OPTIWAVE مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه

رشد سریع مخابرات نوری، نیاز به مجتمع سازی ادوات فوتونیکی بر روی یک تراشه جهت افزایش سرعت و کاهش هزینه بسته بندی را افزایش داده است . تزویج مؤثر همراه با تلفات کم از فیبر نوری به تراشه و بالعکس بخش عمده ای از هزینه ساخت و بسته بندی مدار مجتمع نوری را تشکیل می دهد. در ابتدا از میکرولنز و فیبر نوک تیز جهت کاهش تلفات تزویج استفاده شد اما این تکنولوژی ها تلورانس تطبیق زیادی نیاز داشته و هزینه بسته بندی را افزایش می دهند. با استفاده از مبدل اندازه لکه به صورت مجتمع با سایر ادوات نوری، تزویج مؤثر از فیبر به تراشه ایجاد می گردد.

در فصل یک، کلیات این سمینار شامل: هدف، پیشینه تحقیق بررسی شده است. در فصل دوم به بررسی عملکرد و ساختار ادوات نوری همچون آشکارساز و تقویت کننده نوری و لیزر، جهت مجتمع سازی با مبدل اندازه لکه پرداخته شده است. در فصل سوم، انواع روش های تزویج از فیبر به تراشه و ساختارهای مختلف مبدل اندازه لکه ارائه گردیده است. در فصل پنجم به بیان نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات پرداخته شده است.

فصل اول: کلیات

1-1) مقدمه:

عصر حاضر، به «عصر ارتباطات» نام گذاری شده است زیرا ارتباطات، عنصر مهم در این عصر به شمار می آید. در عصر ارتباطات، سیستم مخابراتی، اطلاعات را از یک محل به محل دیگر جابجا می کند ابتدا انتقال داده ها از طریق پالس های الکتریکی به صورت دیجیتال و آنالوگ صورت می گرفت. سپس در سال 1940 اولین سیستم کابل کواکسیال به کار گرفته شد، پهنای باند این سیستم توسط تلفات کابل محدود می شد. به خصوص این تلفات در فرکانس های 10MHZ افزایش پیدا کردند، این محدودیت منجر به پیشرفت سیستم های انتقال مایکرویو شد که ارسال اطلاعات از طریق موج حامل با فرکانس چند مگاهرتز تا چند گیگاهرتز انجام می گرفت. اولین سیستم مایکرویو در فرکانس 4GHZ در سال 1948 استفاده شد. در ارتباط مخابراتی مایکرویو، محیط ارتباطی فضای آزاد، کابل کواکسیال و موجبرها می باشند که ابعاد کابل کواکسیال و موجبرها به فرکانس موج حامل بستگی دارد. موجبرها بیشتر برای فواصل نزدیک به طور مثال بین آنتن و سیستم گیرنده و فرستنده و کابل های کواکسیال برای فواصل نزدیک و دور (ارتباط بین دو شهر و حتی بین دو قاره) به کار برده می شود.

تا سال 1950 منبع نور کوهرنس و سیستم انتقال نور مناسب وجود نداشت. بنابراین امکان استفاده از امواج نوری به عنوان حامل نبود. با اختراع لیزر توسط maiman در سال 1960، مشکل وجود منبع نور کوهرنس حل شده و نیاز به انتقال نور، افزایش یافت.

کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را به عنوان محیط انتشار نور مطرح ساختند. آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود 100Mb/s در محیط انتشار شیشه دست یابند. ولی این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند ولی در سال 1966 میلادی، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت می شود پیشرفت کردند و حاصل آن ایجاد فیبر نوری جهت انتقال اطلاعات بود. در سیستم مخابرات نوری محیط ارتباطی، فضای آزاد و فیبر نوری است و فرکانس حامل حدود 100THZ از طول موج های مرئی تا مادون قرمز می باشد از آنجایی که در فیبر نوری از امواج نوری یا لیزری با فرکانس بسیار بالاتری از مایکرویو استفاده می شود، بنابراین می توان پهنای باند بیشتری را ارسال کرد. پهنای باند بیشتر به معنای ارسال اطلاعات بیشتر یا سرعت بالاتر اطلاعات است. ظرفیت انتقالی فیبر نوری تا چندین هزار برابر کابل مسی است.

تعداد صفحه : 70

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول: کلیات 3
1-1 ) مقدمه 4
2-1 ) سیر تکامل سیستم های مخابرات نوری 4
3-1 ) فیبر نوری 6
4-1 ) مزایا و معایب فیبر نوری 7
5-1 ) کاربرد فیبر نوری 9
1-5-1 ) کاربرد فیبر نوری در حسگرها 10
2-5-1 ) کاربردهای نظامی فیبر نوری 10
3-5-1 ) کاربردهای پزشکی فیبر نوری 10
4-5-1 ) کاربرد فیبر نوری در روشنایی 10
5-5-1 ) کاربرد فیبر نوری در سیستم حفاظت و کنترل پست های فشار قوی 11
6-5-1 ) استفاده از فیبر نوری در فیلد باس خودرو 12
فصل دوم: ادوات فعال نوری 14
1-2 ) مقدمه 15
2-2 ) اصول کار آشکارساز نوری 16
3-2 ) پارامترهای مهم آشکارسازها 17
4-2 ) مواد سازنده آشکارسازها 17
18 PN 1-4-2 ) آشکارساز
18 PIN 2-4-2 ) آشکارساز
19 APD 3-4-2 ) آشکارساز
20 MSM 4-4-2 ) آشکارساز
21 UTC -PD 5-4-2 ) آشکارساز
6-4-2 ) آشکارساز موجبری 22
7-4-2 ) آشکارساز موجبر دوقلو 25
8-4-2 ) معادلات تئوری مود تزویج شده 26
9-4-2 ) به دست آوردن توان نوری در حالت غیر هم فاز بودن موج ها 27
10-4-2 ) به دست آوردن توان نوری در حالت هم فاز بودن موج ها (تشابه موجبرها) 29
5-2 ) اصول عملکرد آشکارساز موجبر دوقلو 30
1-5-2 ) شبیه سازی آشکارساز موجبر دوقلو 32
2-5-2 ) ساختار آشکارساز موجبری دوقلو 33
6-2 ) لیزر 35
1-6-2 ) انواع لیزر 37
2-6-2 ) مواد نیمه هادی در لیزرها 39
فصل سوم مبدل اندازه لکه 40
1-3 ) مقدمه 41
2-3 ) روش های تزویج نور به فیبر نوری 41
1-2-3 ) استفاده از فیبر نوک تیز 41
2-2-3 ) استفاده از لنز 41
3-2-3 ) آرایه فیبر 43
3-3 ) قطر میدان مود 45
4-3 ) تلفات عدم تطابق مود 46
5-3 ) انواع مبدل اندازه لکه 48 .
49 (A 1-5-3 ) مبدل اندازه لکه تک مود یا آدیاباتیک (طبقه
50 (I 2-5-3 ) مبدل اندازه لکه تداخلی یا چند موده (طبقه
50 (I+A 3-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک/تداخلی (طبقه
50 (A/L 4-5-3 ) مبدل اندازه لکه آدیاباتیک افقی (طبقه
50 (A/T 5-5-3 )مبدل اندازه لکه متقاطع آدیاباتیک (طبقه
51 (A/L+T 6-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک (طبقه
52 (I/L 7-5-3 ) مبدل اندازه لکه افقی تداخلی (طبقه
53 (I/T 8-5-3 ) مبدل اندازه لکه متقاطع تداخلی (طبقه
53 (I/L+T 9-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید تداخلی (طبقه
6-3 ) نتیجه گیری 54
1: پنجره های انتقال فیبر نوری. 5 - شکل 1
2: فیبر نوری. 6 - شکل 1
3: اجزای فیبر نوری. 7 - شکل 1
4: کاربرد فیبر نوری در شبک ههای ارتباطی. 13 - شکل 1
الف) با تابش عمودی، (ب) با تابش جانبی. 19 ) PIN 1: آشکارساز نوری - شکل 2
20 .APD-PD 2: برش عرضی - شکل 2
21 .MSM 3: آشکارساز - شکل 2
21 .UTC -PD :4- شکل 2
5: آشکارساز موجبری مجتمع با موجبر غیر فعال. 23 - شکل 2
6: برش عرضی آشکارساز موجبری. 25 - شکل 2
۷: موجبرهای تزویج شده. 26 ‐ شکل ۲
۸: مسیر عبور نور از موجبر اول. 28 ‐ شکل ۲
۹: عبور توان مابین دو موجبر. 28 ‐ شکل ۲
۱۰ : تغییر توان نوری مابین دو موجبر. 29 ‐ شکل ۲
۱۱ : تزویجگر عمودی. 30 ‐ شکل ۲
12 : شبیه سازی آشکارساز موجبر دوقلو. 32 - شکل 2
13 : منحنی شارش توان. 33 - شکل 2
14 : سطح مقطع طولی آشکارساز موجبر دوقلو. 33 - شکل 2
15 : لیزر. 36 - شکل 2
16 : خروجی پرانرژی لیزر. 36 - شکل 2
17 : ساختمان یک لیزر ساده. 37 - شکل 2
1: انواع فیبر نوک تیز. 42 - شکل 3
2: مجموعه ای از میکرولنزها. 42 - شکل 3
3: مجموعه ای از میکرولنزها، (الف) دایروی، (ب) مربعی، (ج) استوانه ای. 43 - شکل 3
4: آرایه فیبر. 44 - شکل 3
شکل. 44 v 5: برش عرضی فیبر کانال - شکل 3
6: آرایه فیبر هشت کاناله. 44 - شکل 3
7: مفهوم قطر میدان مود. 45 - شکل 3
8: تزویج نور از تراشه به فیبر. 46 - شکل 3
موجبر. 48 MFDy ( ج) ،MFDx 9: (الف) نمودار میدان موجبر، (ب) مقادیر - شکل 3
50 .A/L 10 : مبدل اندازه لکه آدیاباتیک افقی - شکل 3
11 : مبدل اندازه لکه متقاطع آدیاباتیک: (الف) ساختار مدفون، (ب) طرح نواری. 51 - شکل 3
12 : انوع مختلف مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک. 52 - شکل 3
13 : مبدل اندازه لکه افقی تداخلی. 52 - شکل 3
14 : مبدل اندازه لکه متقاطع تداخلی. 53 - شکل 3
15 : شکل تداخلی بعد از فاصله انتشار. 53 - شکل 3
16 : مبدل اندازه لکه هیبرید تداخلی. 54 - شکل