۹.۰۳

۸.۰۹

در این دما و فشار در انتهای لوله نیز برای بازدارنده MEG با مقدار تزریق ۹.۵۵m³/h در غلظت ۷۰‌درصد، برای بازدارنده متانول با مقدار تزریق ۹.۰۳m³/h در غلظت ۹۰ درصد می توان از تشکیل هیدرات در خط دریایی جلوگیری کرد. همانطور که از جدول ‏۳‑۳۰ مشاهده می‌شود حتی غلظت ۱۰۰ درصد DEG هم نمی‌تواند با مقدار تزریق ‌۱۰m³/h از تشکیل هیدرات جلوگیری نماید. بنابراین DEG از گزینه‌های تزریق بیرون می‌آید.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

فصل چهارم
تجزیه و تحلیل داده‌ها (یافته‌ها)
مبارزه با هیدرات با بهره گرفتن از گرما و فشار
در فصل­های اولیۀ تلاش کردیم که روش­هایی برای تعیین شرایط فشار و دمای هیدرات، ارائه کنیم. یکی دیگر از راه­های مبارزه با هیدرات، اجتناب از وارد شدن به نواحی فشاری و دمایی است که در آنها هیدرات تشکیل می­ شود. این مسئله، موضوع این فصل است. یک قالب هیدرات هنگامی در خط لوله شکل می­گیرد که شرایط تشکیل هیدرات (آب، گاز و ترکیب مناسب دما و فشار) وجود داشته باشد. در این فصل این موضوع بررسی می­ شود که چگونه می­توانیم از عامل سوم به نفع خودمان برای مبارزه با هیدرات استفاده کنیم. در خط انتقال دو پدیده زیر بسیار ما را شدیداً تهدید می‌کنند، پس باید مبارزه با هیدرات را از دما و فشار آغاز کنیم:
پدیده حافظه : اگر هیدرات روی آب تشکیل شود که قبلاً در فرایند تشکیل و سپس تخریب هیدرات مورد استفاده قرار گرفته است، زمان کمتری برای تشکیل لازم دارد به این پدیده در هیدرات‌ها پدیده حافظه می‌گویند.
اثر پل : در صورتیکه قطره آب قبلاً در تشکیل و تخریب کریستال شرکت داشته باشد، وقتی دوباره تشکیل هیدرات میدهد زمان القاء کمتر می‌شود. دیده شده است که اگر در حضور قطره‌ای که حافظه هیدرات دارد، قطرات آبی اضافه شود، زمان تشکیل هیدرات برای قطرات جدید آب هم، همان زمان قطرات آب حافظه دار است به این پدیده اثر پل می‌گویند.
کاهش فشار
یکی دیگر از روش­های پاکسازی هیدرات این است که به محض تشکیل هیدرات، فشار را باید کاهش داد. براساس اطلاعاتی که پیشتر ارائه شد، با کاهش فشار، هیدرات دیگر یک فاز پایدار نیست. این امر با یخ متفاوت است. کاهش فشار اثر کمی روی نقطۀ انجماد یخ دارد.
از لحاظ تئوری، این کار عملی است، امّا فرایند لحظه­ای نیست، مدتی طول می­کشد که هیدرات ذوب شود. داستان­های ترسناکی دربارۀ کسانی که فشار خط لوله را کم کرده و سپس یکی از اتصالات را باز کرده ­اند، وجود دارد، زیرا بعد از آن از طریق پرتابۀ هیدرات کشته شده ­اند.
هم تئوری و هم تجربه نشان می­دهد که قالب­ها تمایل به ذوب شدن شعاعی دارند (از دیوارۀ لوله تا مرکز)]۶۲[. قالب به سمت داخل کوچک می­ شود، امّا به­ دلیل جاذبۀ زمین به پایین لوله می­رود. به این شکل مسیر جریانی برای ارتباط بین دو طرف قالب ایجاد می­ شود که به­ طور معمول هم خیلی سریع اتفاق می­افتد. در مقابل، اگر قالب به‌صورت خطی ذوب می­شد، تا وقتی که کل قالب ذوب نشده، هیچ پیوند جریانی ایجاد نمی­شد. طبیعت متخلخل و تراوای بیشتر قالب­های هیدرات به این معناست که ارتباط جریانی درون قالب می ­تواند وجود داشته باشد، در این­صورت فشار دو طرف برابر می­ شود. بااین­حال، غیرمنطقی است که فکر کنیم همواره به این صورت است. درحالی که اغلب اوقات، قالب­ها خیلی تراوا نیستند.
به­ طور معمول هر چه فشار کمتر باشد، قالب سریع­تر ذوب می­ شود. بااین­حال، وقتی فشار پایین می ­آید، به­خاطر اثر ژول- تامسون دما نیز کاهش می­یابد. امّا اگر کاهش فشار به­سرعت انجام گیرد، زمانی برای تعادل با محیط وجود ندارد و باید انتظار داشته باشیم که سامانه گرم شود.
استفاده از گرما
پیشتر دربارۀ دمایی و فشاری که در آن هیدرات تشکیل می­ شود، بحث کردیم. برای جلوگیری از تشکیل هیدرات، می­توان تنها دمای سیال را بالاتر از دمای تشکیل هیدرات نگاه داشت (با در نظر گرفتن حاشیۀ ایمنی مناسب). روش دیگر این است که می­توان عملیات را در فشارهای کمتر از فشار تشکیل هیدرات انجام داد. برای خط لولۀ مدفون^[۱۷۲]، که در آن گرما از خط لوله وارد محیط می­ شود، دمای سیال باید به­گونه ­ای باشد که هرگز وارد ناحیۀ تشکیل هیدرات نشود. این گرما دادن به­ طور معمول به دو روش انجام می­گیرد:
با گرم­کن‌های خط لوله : از گرم­کن­ می­توان برای گرم کردن سیال استفاده کرد. از آنجا که در این روش تنها در یک نقطه، تزریق انرژی داریم، مقدار این انرژی باید به حدی باشد که دمای سیال تا نقطۀ بعدی تزریق گرما، بیشتر از دمای تشکیل هیدرات بماند، به این معنا که دمای سیال ورودی به خط لوله باید بسیار بیشتر از دمای تشکیل هیدرات آن باشد.
دادن گرمای مستمر^[۱۷۳] : یکی دیگر از روش­های گرما دادن به سامانه، گرما دادن مستمر است. در این روش، گرما به‌صورت مستمر در خط لوله تزریق می­ شود. بنابراین، دیگر نیاز نیست که مانند حالت قبل دمای سیال خیلی زیاد باشد. در تزریق مستمر انرژی کافی است دمای‌سیال کمی بیشتر از دمای تشکیل هیدرات باشد. گرمای مستمر می‌تواند به­ صورت الکتریکی یا با بهره گرفتن از یک سیال (مانند روغن داغ یا گلایکول) باشد. در هر یک از این حالات، ابزار گرمایی در نزدیکی خط لوله­ای که باید گرم شود، قرار می­گیرد. گرما دادن مستمر به­­ویژه در شیرها^[۱۷۴] انجام می­گیرد. شیرها به دلیل اثر ژول تامسون، مستعد انجماد هستند.
عایق کاری : یکی دیگر از ابزارهای مبارزه با تشکیل هیدرات، عایق­کاری است. خط لولۀ عایق­بندی­شده نسبت به خط لولۀ بدون عایق، با نرخ آهسته­تری گرمای خود را از دست می­دهد. به این معنا که گرم­کن دمای کمتری برای آن فراهم می­ کند و در نتیجه عملکرد ضعیف­تری خواهد داشت. علاوه بر این، عملکرد ضعیف یعنی هزینه­ های عملیاتی کمتر. در واقع، استفادۀ مناسب از عایق، در بعضی موارد می ­تواند نیاز به گرم­کن را برطرف کند.
اتلاف گرما از یک خط لولۀ مدفون
اتلاف گرما از خط لولۀ مدفون را می­توان با بهره گرفتن از اصول بنیادی انتقال حرارت، محاسبه کرد. می‌توانید از معادله بنیادی انتقال حرارت شروع کنیم:

(۴-۱)

که در آن Q نرخ انتقال حرارت، U ضریب کلی انتقال حرارت، A مساحت در دسترس برای انتقال‌حرارت و ΔT_lm میانگین لگاریتمی دماست که از رابطۀ زیر به­دست می ­آید:

(۴-۲)

ضریب کلی انتقال، U، مجموع چهار حرارت است:
(۱) همرفت^[۱۷۵] به­ دلیل جریان سیال در لوله

سیستم قلب و گردش خون در بخش (۲-۱) ارائه خواهد شد. بخش (۲-۲)، شرح سیکل عملکردی قلب با جزئیات آن خواهد بود. بخش (۲-۳)، به بررسی مدل مداری قلب خواهد پرداخت. در بخش (۲-۴)، مطالعه یک مدل ترکیبی از قلب و LVAD انجام خواهد شد و پاسخ مدار باز این مدل به کمک دو الگوی متمایز از سرعت چرخش پمپ یعنی ورودی پله و شیب و برای مقادیر متفاوت مقاومت سیستمی قلب (SVR) شبیه سازی خواهد شد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

قلب و سیستم گردش خون
قلب
قلب، عضو مهمی در سیستم گردش خون است. قلب در حفره صدری یا همان محفظه قفسه سینه، بین ریه­های چپ و راست قرار دارد. زمانی که قلب منقبض می­ شود، سایز آن به اندازه مشت فرد خواهد شد. استخوان­های قفسه سینه، دنده­ها و غضروف­ها، در مجاورت سطوح جلویی و بالایی قلب قرار دارند. بعد از قلب، مری و حفره صدری قرار گرفته­اند. بخش تحتانی قلب، به ماهیچه دیافراگمی نزدیک بوده و در بخش فوقانی آن وریداجوف یا سیاهرگ بزرگ (Superior Vena Cava)، آئورت و شریان ریوی قرار دارد. شیارهایی در سطح قلب وجود دارند. شیارهای اکلیلی (Coronary Sulcus) که بخش جدایش و حدی بطن و دهلیز می­باشد. شیار طولی قدامی -خلفی (anterior-posterior longitudinal sulci) که صفحه جدایش بطن چپ و بطن راست می­باشد. شکل (۲-۱)، بخش­های جلویی و عقبی قلب را نشان می­دهد.

(الف)

(ب)
شکل۲- ۱- نماهای جلویی و عقبی قلب [۱۶]
قلب عضوی تو خالی است که درون آن به چهار بخش و یا حفره تقسیم می­ شود. دو حفره بالایی، دهلیز­ها می­باشند که با دیواره دهلیزی به دهلیز چپ و راست تقسیم می­شوند. همچنین دو حفره پایینی، که بطن­ها نام دارند و به وسیله دیواره بطنی به بطن چپ و راست تقسیم می­گردند. شکل (۲-۲)، ساختار اصلی قلب را نشان می­دهد.

شکل۲- ۲- ساختار اصلی قلب [۱۶]

سیستم گردش خون
سیستم گردش خون، شامل قلب و بخش­های مربوط به انتقال خون ( شریان­ها، شریان­های کوچک یا مویرگ­ها و خون) است،که وظیفه آنها رساندن اکسیژن و مواد مغذی به بافت­های بدن و گرفتن محصولات فرعی از متابولیسم بدن می­باشد. شکل (۲-۳-الف)، بلوک دیاگرام فرایند گردش خون در بدن انسان را نشان می­دهد. این فرایند، شامل دو چرخه است: چرخه سیستمی و چرخه تنفسی (۲-۳-ب).

(الف)

(ب)
شکل۲- ۳- بلوک دیاگرام و چرخه سیستمی و تنفسی فرایند گردش خون انسان [۳۱]
چرخه سیستمی، که به عنوان چرخه اصلی نیز شناخته می­ شود، از بطن چپ آغاز می­گردد. زمانی که بطن چپ منقبض می­ شود، خون دهلیز، که شامل اکسیژن و مواد مغذی برای تغذیه بافت های بدن است، از طریق بطن به آئورت پمپاژ شده و سپس از طریق شاخه­ های مختلف شریان­ها وارد مویرگ­ها می­گردد. خون شریان­ها، تبدیل به خون سیاهرگی یا وریدی می­ شود و حاوی دی اکسید کربن و محصولات متابولیک است که به شکل گاز و محصولاتی خواهند بود که از طریق مویرگ­ها از سلول­ها و بافت­های بدن دریافت می­گردند. خون سیاهرگی، از طریق مویرگ­ها به رگ­های کوچک (Venules) وارد شده و به سمت ورید اجوف فوقانی و تحتانی جریان یافته، و از سطوح مختلف سیاهرگ­ها به سینوس کرونری (Coronary Sinus) برمی­گردد و سپس به دهلیز راست می­رود. پس از آن، خون سیاهرگی ازطریق دهلیز راست به سمت بطن راست جریان یافته و چرخه تنفسی شروع می­ شود.
چرخه تنفسی گردش خون، که به عنوان چرخه فرعی نیز از آن نام برده می­ شود، از بطن راست شروع شده و با انقباض بطن راست، خون سیاهرگی به شریان ریوی رفته و سپس به مویرگهای دیواره کیسه­های تنفسی ریه می­رود. این عمل،از طریق تمام شاخه­ های شریانی موجود در ریه صورت می­پذیرد. پس از آن، خون سیاهرگی تبدیل به خون سرخرگی حاوی اکسیژن اشباع شده، می­گردد، که این عمل به کمک تبادل گازها بین رگها و کیسه­های هوایی شکل می­گیرد. پس از آن، خون سرخرگی از طریق مویرگها به رگهای کوچک رفته و به سمت وریدهای ریوی چپ و راست میرود و از طریق آنها به سمت دهلیز چپ جریان می­یابد. نهایتاً، خون سیاهرگی از دهلیز چپ وارد بطن چپ شده و یک چرخه سیستمی دیگر آغاز خواهد شد.

سیکل قلبی
بررسی برخی از مفاهیم اصلی
در این بخش، قبل از پرداختن به مبحث ساختار سیکل یا چرخه قلبی، که موضوع اصلی این قسمت می­باشد، لازم است که برخی مفاهیم اصلی و پایه­ای مرتبط با این ساختار، توضیح داده شوند.
میزان ضربان یا نرخ ضربان (HR): نرخ ضربان، در واقع همان تعداد ضربان قلب بر واحد زمان است و به شکل ضربان بر دقیقه (bpm) بیان می­ شود که با توجه به سن، جنس و دیگر نیازهای فیزیولوژیکی بدن انسان، متغیر خواهد بود.
خالی شدگی (Systole): خالی شدگی، فازی از چرخه قلبی است که قلب در آن، در حال انقباض است. در طی این فرایند، فشار در دهلیزها و بطن­ها تولید شده و قلب جریان خون را در این حالت پمپاژ می­ کند. شکل (۲-۴)، فاز خالی شدگی بطن را نشان می­دهد.
پرشدگی (Diastole): پرشدگی، فازی از چرخه قلبی است که در آن قلب پس از فاز خالی شدگی، از خون پر می­ شود. شکل (۲-۵)، فاز پرشدگی بطن را نشان می­دهد.

شکل۲- ۴- فاز خالی شدگی بطن

شکل۲- ۵- فاز پرشدگی بطن
حجم ضربه (Stroke Volume): حجم ضربه، حجم خونی است که از یکی از بطن­های قلب با هر ضربان پمپاژ می­ کند. این مقدار، تقریبا برای هر دو بطن چپ و راست قلب برابر است. این میزان از رابطه زیر تبعیت می­ کند:
معادله (۲-۱) SV= EDV- ESV
در اینجا EDV، حجم پایانی پرشدگی و یا حجم خونی است که درون بطن در ابتدای هر ضربان قلب وجود دارد و ESV، حجم پایانی خالی شدگی و یا حجم خونی است که در پایان هر ضربان قلب وجود دارد.
خروجی قلب (CO): خروجی قلب، حجم خونی است که توسط بطن در یک دقیقه پمپاژ می­ شود. این مقدار از حاصل ضرب حجم ضربه در نرخ ضربان، به شکل زیر به دست می ­آید.
معادله (۲-۲) CO = SV * HR
پیش بارگذاری (Preload): پیش بارگذاری، میزان “بار” قبل از شروع انقباض ماهیچه­های قلب می­باشد و به عنوان بار حجمی نیز شناخته می­ شود.
پس بارگذاری (Afterload): پس بارگذاری، میزان”بار”ی است که قلب در آغاز شروع انقباض دارد و توسط آن بر مقاومتش غلبه کرده و خون را خارج می­ کند و به عنوان بار فشاری نیز شناخته می­ شود.

چرخه قلبی
چرخه قلبی، بازه­ی زمانی مابین دو ضربان متوالی قلب است. به عنوان مثال، برای یک قلب طبیعی و سالم، اگر نرخ ضربان قلب bpm75 باشد، چرخه قلبی ۰.۸ثانیه بطول می­انجامد. یک چرخه قلبی شامل دو فاز اصلی است: فاز خالی شدگی (انقباض) و پرشدگی (انبساط یا حالت آرامش) برای بطن­ها و دهلیزها. بنابراین، در طی بازه پمپاز خون توسط قلب، بطن می ­تواند نقش اصلی­تری را در مقایسه با دهلیز بازی کند. اگرچه، چرخه قلبی اغلب به معنای سیکل عملکردی همان بطن است.
شکل (۲-۶)، تغییرات چندین متغیر همودینامیکی را همچون فشار بطن چپ (LVP)، فشار آئورتی (AoP)، فشار دهلیز چپ (LAP) و حجم بطن چپ (LVV)، در طی یک سیکل قلبی نشان می­دهد.
برای اینکه بتوان درک بهتری از جزئیات یک سیکل کامل قلبی داشت، آن را می­بایست به ۸ فاز تقسیم بندی کرد [۱۹].

شکل۲- ۶- تغییرات LVP, AoP, AP و LVV در طی یک سیکل قلبی [۱۹]
فاز اول- انقباض هم حجم:
زمانی که موج R از مجموعه QRS رخ داد، بطن چپ شروع به انقباض می­ کند، که نشان دهنده تغییرات پتانسیل و زمانی، در غیر قطبی شدن بطن است. بیشترین میزان غیر قطبی شدن در موج الکتروکاردیوگرام (شکل ۲-۶)، در نقطه پیک یا بیشینه آن بدست می ­آید. فشار بطن چپ به خاطر انقباض قدرتمند عضله­های قلب به سرعت افزایش می­یابد. زمانی که فشار بطن چپ بر فشار دهلیز فائق آمد، خون در بطن چپ، دریچه میترال (در دهانه میانی بطن و دهلیز چپ) را وادار به بسته شدن می­ کند. دریچه میترال به کمک ماهیچه­هایی که دارای برآمدگی می­باشند، در آن نقطه کاملا بسته شده و انقباض ماهیچه­های حلقوی، باعث کاهش قطر در سطح تلاقی دهلیز- بطن شده و از این جهت از برگشت خون به دهلیز چپ جلوگیری می­ شود. در این لحظه، فشار بطن چپ خیلی سریع افزایش می­یابد، اما تا زمانی که این فشار از فشار آئورتی در دهانه آئورت (حدود mmHg80 در پایان خالی شدگی) تجاوز نکند، دهانه دریچه آئورتی، همچنان بسته می­ماند. در طی این بازه زمانی کوتاه (به طور طبیعی حدود ۰.۰۵ثانیه)، دریچه­های میترال و آئورتی بسته نخواهند بود؛ اندازه فاصله بین نوک قلب و انتهای آن (اندازه طولی قلب) کاهش خواهد یافت. همچنین بطن چپ، شکل و حالت گرد به خود خواهد گرفت و تنش عضلات بطن بالا رفته، اما حجم بطن چپ تغییر نخواهد کرد. چنین حالتی انقباض هم­حجم نامیده می­ شود.
فاز دوم- تخلیه سریع:
در این فاز، عضلات قلب، انقباض خود را حفظ کرده و تنش در آنها تا حدی بالا می­رود که باعث می­گردد، فشار بطن چپ کمی بیشتر از فشار آئورتی شده و دریچه آئورتی باز شود. در این زمان، خون به آئورت تخلیه شده و به سرعت، جریان به بالاترین حد خود می­رسد. در انتهای مرحله تخلیه سریع، فشار بطن چپ می ­تواند به بالاترین مقدار خود (mmHg130 تا ۱۲۰ در بطن چپ) دست یابد. این فاز تنها ۰.۰۹ثانیه طول می­کشد، اما حجم خون خارج شده حدود ۸۰ تا ۸۵% حجم ضربه را شامل می شود.

شکل (۳-۶) کاربرد میکروتوربین در آپارتمان­ها ۲۱
شکل (۳-۷) اجزای اصلی میکروبین­ها ۲۲
شکل (۳-۸) دیاگرام یک میکروتوربین رکوپراتوردار بر اساس واحد تولید همزمان ۲۵
شکل (۳-۹) نمایی از یک میکروتوربین رکوپراتوردار به­کار رفته در واحد تولید همزمان ۲۵
شکل (۳-۱۰) نمایی از میکروتوربین ساخت شرکت Capstone 28
شکل (۴-۱) طرح سیستم پیشنهادی ۳۲
شکل (۴-۲) نمودار مربوط به اندیس هزینه­ها ۴۰
شکل (۵-۱) نمودار تغییرات راندمان الکتریکی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۴۶
شکل (۵-۲) نمودار تغییرات راندمان کل سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۴۷
شکل (۵-۳) نمودار تغییرات توان خالص تولیدی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۴۸
شکل (۵-۴) نمودار تغییرات حرارت خالص تولیدی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۴۹
شکل (۵-۵) نمودار تغییرات توان تولیدی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۴ بار ۵۰
شکل (۵-۶) نمودار تغییرات توان تولیدی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۵ بار ۵۰
شکل (۵-۷) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۱
شکل (۵-۸) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی و توان تولیدی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۲
شکل (۵-۹) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی و راندمان کلی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۳
شکل (۵-۱۰) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۴ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C800 53
شکل (۵-۱۱) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۵ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C900 54
شکل (۵-۱۲) نمودار تغییرات قیمت برق تولیدی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۵ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C1000 54
شکل (۵-۱۳) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۵
شکل (۵-۱۴) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی و توان تولیدی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۶
شکل (۵-۱۵) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی و راندمان کلی سیستم نسبت به تغییرات فشار کاری سیستم ۵۶
شکل (۵-۱۶) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۴ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C800 57
شکل (۵-۱۷) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۵ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C900 57
شکل (۵-۱۸) نمودار تغییرات هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم نسبت به نرخ جریان هوای ورودی به سیستم در فشار کاری ۵ بار و دمای گازهای ورودی ^۰C1000 58
فهرست جداول
جدول (۳-۱) ویژگی­های کلی میکروتوربین­ها ۱۸
جدول (۳-۲) مزایا و معایب میکروتوربین­ها ۲۴
جدول (۳-۳) ویژگی­ها و هزینه­ های میکروتوربین­های رکوپراتوردار و ساده براساس سیستم های تولید همزمان ۲۶
جدول (۳-۴) ویژگی­های میکروتوربین­های سازندگان متفاوت با سوخت­های متفاوت براساس سیستم تولید همزمان ۲۷
جدول (۵-۱) پارامتر‌های فرض شده در سیستم پیشنهادی ۴۵
جدول (۵-۲) مشخصات حالت بهینه یک سیستم ۱۰۰ کیلوواتی ۵۸
جدول (۵-۳) مشخصات حالت بهینه سه نمونه میکروتوربین ۵۹
جدول (۵-۴) مقایسه نتایج کد حاضر با نتایج هورلوک ۶۰
جدول (۵-۵) مقایسه نتایج کد حاضر با نتایج ماساردو ۶۰
چکیده
هدف از این رساله مدلسازی ریاضی و ارائه یک الگوریتم مهندسی جهت تحلیل اقتصادی یک میکروتوربین گازی با بهره گرفتن از نرم افزار EES می­باشد. پارامترهای طراحی و متغیرهای تصمیم ­گیری در بهینه­سازی این سیستم تولید همزمان، نسبت فشار کمپرسور، نرخ هوای ورودی به سیستم و دمای گازهای ورودی به توربین انتخاب شده ­اند. در این تحقیق، از مدل اقتصادی ساده لازارتو جهت محاسبه قیمت برق تولیدی و سایر هزینه­ های مرتبط استفاده شده است. نتایج به­دست آمده گویای این است که کارکرد بهینه سیستم در حداکثر فشار کاری ۴ الی ۶ بار بوده و کاهش دمای گازهای ورودی به توربین سبب پایین آمدن حداکثر فشار کاری بهینه در آن می­گردد. با بالا رفتن دمای گازهای ورودی به توربین، قیمت برق تولیدی سیستم در فشارهای کاری بالا افزایش ناچیزی خواهد داشت و دلیل آن غالب بودن توان و راندمان بالا بر افزایش قیمت ناشی از خرید تجهیزات و خرید سوخت است. از سوی دیگر نتایج تحلیل­های اقتصادی نشان می­دهد که در یک میکروتوربین با کارکرد بهینه (نسبت فشار ۵ بار و دمای گازهای ورودی به توربین ۱۰۰۰ درجه سلسیوس) راندمان الکتریکی سیستم ۲۴ و راندمان کلی آن ۵۰ درصد است. در این سیستم بهینه قیمت برق تولیدی سیستم در حدود ۲۱ سنت برآورد می­گردد. هزینه خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم میکروتوربین با افزایش ظرفیت سیستم بالا رفته و برای حدود ۱۰۰ کیلووات افزایش ظرفیت سیستم این هزینه­ها در حدود ۴۴ دلار (متوسط) افزایش دارد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

کلمات کلیدی: مدلسازی ریاضی، تحلیل اقتصادی، میکروتوربین گازی، نرم افزار EES
فصل اول- مقدمه
۱-۱ مقدمه
با توجه به روند رو به رشد مصرف انرژی در جهان و همچنین پراکندگی بافت جمعیتی و مناطق مسکونی، استفاده از روش­ها و سیستم­های جدید تولید انرژی غیرمتمرکز که دارای بازدهی بالا و آلایندگی پایین­ می­باشند، در اولویت قرار گرفته است. امروزه با گسترش سیستم­های مختلف تولید انرژی، روش های گوناگونی مانند استفاده از انرژی خورشیدی، انرژی باد، پیل­های سوختی، انرژی زمین­گرمایی، میکروتوربین­ها و دیزل ژنراتورها مورد توجه پژوهشگران مختلف قرار گرفته­اند. هر کدام از این روش­های معرفی شده دارای مزیت­ها و معایب مخصوص به خود می­باشند. یکی از موارد پرکاربرد سیستم­های معرفی شده استفاده از آنها در سیستم­های تولید همزمان^[۱] می­باشد[۱]. این نوع سیستم­های غیرمتمرکز در آینده­ای نه چندان دور جایگزین نیروگاههای بزرگ و متمرکز خواهند شد و نتیجه مستقیم این مساله کاهش تلفات توزیع خواهد بود. انتخاب یک سیستم تولید همزمان برای یک کاربرد خاص به عوامل بسیاری از جمله مقدار انرژی الکتریکی مورد نیاز، دوره کاری سیستم، محدودیت فضا، نیاز حرارتی، دسترسی به سوخت، قیمت مناسب و … بستگی دارد. اندازه سیستم­های تولید همزمان بر اساس توان الکتریکی تولیدی آنها بیان می­ شود. عموماً اندازه­ های بیش از چند مگاوات را در بخش صنعت و کمتر از یک مگاووات را در تولید حرارت و قدرت مورد نیاز ساختمان­های تجاری، اداری و مسکونی استفاده می­ کنند. در وسیع­ترین محدوده، ظرفیت سیستم­های تولید همزمان از حدود ۲۵ کیلووات (مولد میکروتوربین) تا ۲۵۰ مگاووات (توربین­های گازی) بوده و برآورد هزینه برای نصب تمامی تکنولوژی­ها (به جز پیل­سوختی) نیز در گستره ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار به ازای هر کیلووات می­باشد[۱]. در این میان میکروتوربین­های گازی به دلیل ویژگی­های برتر به عنوان یکی از جدی­ترین گزینه­ های تولید قدرت غیرمتمرکز، مطرح می­باشند.
توربین­های گاز در اوایل سال ۱۹۰۰ میلادی با توجه به پیشرفت­های مهندسی پایه­گذاری شد و در اواخر سال ۱۹۳۰ میلادی نیز استفاده از این توربین­ها به منظور تولید توان آغاز گردید. توربین­های گازی در اندازه­ های مختلف از چند صد کیلووات تا چند صد مگاوات موجود می­باشند. این توربین­ها حرارتی با کیفیت بالا تولید می­ کنند که می ­تواند برای گرمایش ناحیه­ای یا صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. از موارد مهم کاربرد توربین­ها می­توان به استفاده از آنها در سیستم­های تولید همزمان اشاره کرد که علاوه بر تولید برق، انرژی حرارتی گازهای خروجی را جهت تولید آب­گرم یا بخار مورد استفاده قرار می­ دهند. اغلب سیستم­های تولید همزمان بر پایه توربینهای گازی کوچک (میکروتوربین­ها) می­باشند.
میکروتوربین­ها مولدهای کوچک برق هستند که سوخت گازی یا مایع را سوزانده و یک ژنراتور را با سرعت بالا (۵۰۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰ دور بر دقیقه) به چرخش در می­آورند. دامنه تولید توان توسط میکروتوربین­ها موجود در حال توسعه از ۲۵ تا ۵۰۰ کیلووات می باشد[۲و۳]. در اوایل سالهای ۱۹۸۰ بازدهی و قابلیت اطمینان میکروتوربین­ها به مقداری رسید که برای کاربرد در سیستم­های تولید همزمان صنعتی بزرگ مناسب شناخته شدند. بازده بالا، ابعاد فشرده، نسبت توان به وزن بالا، آلایندگی کم، عدم نیاز به خنک­کاری، هزینه تعمیر و نگهداری کم و راه ­اندازی سریع از خصوصیات برتر میکروتوربین­های گازی می­باشد. این سیستم­ها اغلب برای استفاده در تولید انرژی بخش ساختمان بسیار مناسب می­باشند. از آنجائیکه گازهای خروجی از میکروتوربین در حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد انرژی سوخت ورودی را تشکیل می­دهد، این گازها قابلیت بازیابی داشته و همچنین می­توان از آنها برای تولید آب گرم بهداشتی، سیستم­های گرمایشی و کاربرد در چیلرهای جذبی برای سیستم­های سرمایشی استفاده کرد. البته خصوصیاتی مانند هزینه سرمایه ­گذاری اولیه وحساسیت زیاد نسبت به شرایط محیطی سبب شده است که امروزه استفاده از میکروتوربین­ها در تولید قدرت مورد نیاز ساختمان­های بزرگ، ادارات و بیمارستان­ها نسبت به ساختمان­های کوچک در اولویت باشد[۲و۳]. با در نظر گرفتن همه جوانب، میکروتوربین­ها دارای مزایای انکارناپذیری برای تولید قدرت و حرارت مورد نیاز مصارف محلی می­باشند. بنابراین مدلسازی ریاضی و بررسی ملاحظات اقتصادی میکروتوربین­ها به منظور بهینه­سازی کارایی و همچنین کاهش هزینه­ های کارکرد و بهره ­برداری آنها بسیار ضروری می­باشد.
۱-۲ بیان مسئله و ضرورت و اهمیت تحقیق
تعیین قیمت برق تولیدی و همچنین سایر هزینه­ های مرتبط با خرید، نصب و راه ­اندازی هر نوع سیستم تولید انرژی یک مساله بسیار مهم در انتخاب آنها می­باشد. هدف از انجام این رساله مدلسازی ریاضی و ارائه یک الگوریتم مهندسی جهت تحلیل اقتصادی یک میکروتوربین گازی با بهره گرفتن از نرم افزار EES می­باشد.
۱-۳ اهداف تحقیق
هدف از این تحقیق مدلسازی ریاضی و تحلیل عملکرد یک واحد تولید توان الکتریکی بر اساس میکروتوربین گازی می­باشد. بهینه­سازی عملکرد فنی و اقتصادی این سیستم از دیگر اهداف این رساله می­باشد. جهت انجام این تحقیق از نرم افزار مهندسی EES (Engineering Equation Solver) استفاده خواهد شد که در تحلیل­های ریاضی مورد استفاده قرار می­گیرد. قابلیت بالای این نرم افزار حل همزمان چند معادله چند مجهولی می­باشد که این مساله کمک زیادی در تحلیل این سیستم به کاربر می­دهد.
۱-۴ نوآوری تحقیق
یکی از موارد پرکاربرد سیستم­های معرفی شده استفاده از آنها در سیستم­های تولید همزمان می­باشد. این نوع سیستم­های غیرمتمرکز در آینده­ای نه چندان دور جایگزین نیروگاههای بزرگ و متمرکز خواهند شد و نتیجه مستقیم این مساله کاهش تلفات توزیع خواهد بود. انتخاب یک سیستم تولید همزمان برای یک کاربرد خاص به عوامل بسیاری از جمله مقدار انرژی الکتریکی مورد نیاز، دوره کاری سیستم، محدودیت فضا، نیاز حرارتی، دسترسی به سوخت، قیمت مناسب و … بستگی دارد. اندازه سیستم­های تولید همزمان بر اساس توان الکتریکی تولیدی آنها بیان می­ شود. در این میان میکروتوربین­های گازی به دلیل ویژگی­های برتر به عنوان یکی از جدی­ترین گزینه­ های تولید قدرت غیرمتمرکز، مطرح می­باشند. در این رساله یک واحد میکروتوربین گازی به صورت کامل و با در نظر گرفتن کلیه تجهیزات به­کار رفته در آن به صورت ریاضی مدلسازی شده و عملکرد آن در شرایط مختلف کاری محاسبه می­ شود. طراحی یک سیستم تولید توان ترکیبی بر پایه میکروتوربین گازی با راندمان بالا یکی از اهداف این تحقیق می­باشد. از طرف دیگر در این رساله سیستم پیشنهادی از دیدگاه اقتصادی نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. مدلسازی ریاضی میکروتوربین گازی و ارائه یک الگوریتم مهندسی جهت تحلیل اقتصادی آن از دیگر نوآوری های این پایان نامه می­باشد که امکان طراحی هرگونه سیستم و تعیین هزینه ها و قیمت برق تولیدی آن را به کاربر خواهد داد. تعیین قیمت برق تولیدی سیستم و همچنین هزینه­ های مربوط به خرید، نصب و راه ­اندازی سیستم از دیگر موارد مهم این رساله می­باشد که در تحقیقات دیگر کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
۱-۵ ساختار پایان نامه
در این رساله پس از ارائه فصل اول و بیان کلیات پروژه، در فصل دوم اصول کارکرد و تاریخچه توربین های گازی بررسی خواهد شد. در ادامه این تحقیق و در فصل سوم میکروتوربین­های گازی و نحوه کارکرد و کاربرد آنها معرفی خواهد شد. در این فصل مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه مدلسازی میکروتوربین­های گازی انجام خواهد گرفت. در فصل چهارم نیز معادلات حاکم بر کلیه اجزا میکروتوربین معرفی شده و سپس مدلسازی ریاضی این تحقیق در نرم افزار EES ارائه خواهد شد. در فصل پنجم نیز نتایج این تحقیق ارائه خواهد شد.
فصل دوم- معرفی توربین­های گازی
۲-۱ مقدمه
از زمان تولد توربین­های گازی امروزی در مقایسه با سایر تجهیزات تولید قدرت، زمان زیادی نمی گذرد. با این وجود امروزه این تجهیزات به عنوان سامانه­های مهمی در امر تولید قدرت مکانیکی مطرح می­باشند. از تولید انرژی برق گرفته تا پرواز هواپیماهای مافوق صوت همگی مرهون استفاده از این وسیله سودمند می­باشند. ظهور توربین­های گازی باعث پیشرفت زیادی در رشته­ های مهندسی مکانیک، متالورژی و سایر علوم مربوطه گشته است. بطوری که پیدایش سوپرآلیاژهای پایه نیکل و تیتانیوم به خاطر استفاده آنها در ساخت پره­های ثابت و متحرک توربین­ها که دماهای بالایی در حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد و یا بیشتر را متحمل می­شوند، از سرعت بیشتری برخوردار شد. به همین خاطر امروزه به تکنولوژی توربین­های گازی تکنولوژی مادر گفته می­ شود. همانطور که بیان گردید از این تجهیزات در نیروگاه­ها برای تولید برق ( معمولاً برای جبران بارپیک) موتورهای جلوبرنده (هواپیما ،کشتی­ها و حتی خودروها)، در صنایع نفت و گاز (برای به حرکت درآوردن پمپ­ها و کمپرسورها در خطوط انتقال فرآورده ­ها) و… استفاده می­ شود. امروزه کاربرد توربین­های گازی به سرعت در حال گسترش می­باشد.
۲-۲ تاریخچه­ای مختصر از توربین­های گازی
توربین­گاز یک واحد تولید توان می­باشد که یک مقدار زیادی از انرژی را بر حسب ظرفیت خود تهیه می­ کند. بررسی­ها نشان می­دهد که توربین گازی کارایی زیادی در هر دو زمینه بازرگانی و صنعتی (مثل صنایع پتروشیمی، نفت، گاز و نیروگاه ها) در ۴۰ سال اخیر داشته است. در ۲۰ سال اخیر، با پیشرفت­هایی در زمینه تکنولوژی مواد، خنک­کاری، پوشش ­های جدید و اضافه کردن. سیستم های الحاقی به سیکل ساده، راندمان این سیکل ها از ۱۵ % به بیش از ۴۵ % رسیده است ]۴[.
در سال ۱۸۰۸ جان دامبال یک توربین چند مرحله­ ای را خیال پردازی کرد. متاسفانه ایده او فقط شامل تیغه­های متحرک بدون ایرفویل­های ثابت (برای چرخش جریان به سمت هر مرحله متوالی) بود. تشخیص احتیاج به این مراحل ثابت میان هر مرحله چرخشی، او را مجبور کرد که یک توربین جریان محوری را سازمان دهی کند. در سال ۱۸۳۷ در پاریس، طبق نظر بریسون از یک فن استفاده شد تا هوای فشرده وارد شونده به محفظه احتراق بدست آید. از این طریق بود که هوا با سوخت ترکیب شد تا محترق شود. این محصولات حاصل از احتراق با هوای بیشتر خنک می­شدند و این محصول نهایی برای راندن پره­های توربین استفاده می­شد. در ۱۸۵۰ در انگلستان، فرنیموق یک ترکیبی از توربین­گاز و بخار را پیشنهاد کرد که هوا از میان شبکه زغال سنگ دمیده شده و آب به داخل هوای داغ اسپری می­گردد. ترکیب گاز و بخار سپس به عنوان راننده یک روتور دو تیغه­ای عمل می­ کند. در سال ۱۸۷۲ فرانز استولز ایده باربر و دامبل را ترکیب کرد تا اولین کمپرسور محوری با محور راننده توربین را توسعه دهد. به علت کمبود بودجه، او نتوانست دستگاه خود را تا سال ۱۹۰۰ بسازد. طرح فرانز استولز شامل یک کمپرسور جریان محوری چند مرحله­ ای، یک محفظه احتراق، یک توربین محوری چند مرحله­ ای و یک مولد بازیاب برای گرمایش هوای خروجی از کمپرسور بود. این مدل در سال های ۱۹۰۰ تا ۱۹۰۴ تست شد، اما با موفقیت کارنکرد [۵[.

(۳-۲)

که مقدار k_R ضریب واکنش از درجه اول و k_D ضریب انتقال جرم در لایه اطراف ذره هیدرات می‌باشند. برگرون^[۱۳۳] با بهره گرفتن از رابطه شروود برای ذرات کروی مقدار k_D را در حدود ۱۰^-۵ m/s محاسبه نموده با مقدار k_R که توسط کلارک^[۱۳۴] در حدود ۱۰^-۸ m/s گزارش شده مقایسه و نتیجه گرفت که بدین ترتیب می‌توان از مقاومت انتقال جرم در لایه اطراف هیدرات در برابر واکنش تشکیل هیدرات صرف نظر کرد. رابطه زیر معادله مصرف گاز را برای اساس نیروی محرکه به صورت غلظت نشان می‌دهد:

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

(۳-۳)

در این رابطه فرض شده تا از مقاومت‌های فاز گاز در سطح مشترک و توده فاز مایع صرف نظر شود. A_p سطح تماس ذرات هیدرات با فاز مایع تعریف شده و شامل تمامی ذرات و هسته‌های هیدرات می‌گردد. مقدار A_V-L نیز سطح تماس مشترک بین فاز گاز و مایع تعریف شده است. با توجه به اینکه تولید هیدرات مانند فرایند‌های کریستالیزاسیون با افزایش تعداد هسته‌ها و رشد آنها همراه است، افزایش تعداد و اندازه ذرات منجر به افزایش سطح ذرات خواهد شد. با نگاهی به رابطه فوق مشاهده خواهد شد که با افزایش مقدار سطح (A_P) مقدار سرعت مصرف (dn/dt) نیز ناگزیر افزایش خواهد یافت. این امر بر خلاف اطلاعات موجود در مقالات و تحقیقات است که تاکنون به چاپ رسیده‌اند. به تعبیر دیگر با نگاهی به مقالات و تحقیقاتی که بر روی فرایند تشکیل هیدرات در دما و فشار ثابت انجام گرفته‌اند، می‌توان مشاهده نمود که سرعت تشکیل هیدرات در مرحله رشد هیدرات ثابت خواهد ماند.
برای توجیه نمودن سرعت ثابت مصرف گاز توسط هیدرات ناگزیر به قبول ناچیز بودن مقاومت واکنش تشکیل هیدرات و انتقال جرم حول ذرات هیدرات در برابر مقاومت انتقال جرم در سطح مشترک گاز- ‌‌مایع خواهیم بود. می‌توان نتیجه گرفت از مقاومت‌های ذکر شده تنها مقاومت انتقال جرم در فاز مایع محدود‌کننده تشکیل‌هیدرات‌می‌باشد. بدین‌ترتیب می‌توان معادله مصرف گاز و تولید هیدرات را به صورت زیر بیان نمود:

(۳-۴)

تشکیل هیدرات با پیدایش مستمر پدیده
در انتهای قرن بیستم، توسعه معادلات‌حاکم بر جریان‌های مختلف در دینامیک سیالات به بلوغ نسبی رسید. امّا، مشخص شد که هنوز معادلات بی‌شماری از مسائل طبیعی وجود دارد که حل کردن آن‌ بطور تحلیلی غیر ممکن است. این موضوع باعث پیدایش و توسعه راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه سازی عددی (حل عددی) از طرف دیگر شد. تکنیک‌های حل نیمه دقیق که بطور گسترده در دینامیک سیالات بکار گرفته می‌شود، در مواردی نظیر روش‌های اغتشاشی، تقریب تشابه، روش انتگرالی برای محاسبه لایه مرزی و همچنین روش مشخصه‌ ها در جریان‌های مافوق صوت غیر لزج کاربرد دارد. در مقابل، تکنیک‌های عددی برای حل میدان جریان در رژیم‌های مختلف بکار گرفته شد.
امروزه، دینامیک سیالات عددی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. به همین دلیل از همان ابتدا پیدایش تکنیک‌های حل عددی، کاربرد آنها در دینامیک سیالات عددی همواره مد نظر قرار داشته است. با توسعه سخت‌افزارها و نرم افزار‌های برنامه نویسی، دینامیک سیالات عددی نیز توسعه یافته بطوریکه امروزه به‌عنوان یکی از مهمترین روش‌های شبیه سازی عددی مسائل سیالاتی و حرارتی مختلف بشمار می‌رود. برای حل عددی فرم گسسته معادلات‌دیفرانسیلی پاره ای، تعیین شرائط مرزی و اولیه الزامیست. این موضوع در بحث ریاضی یک اصل محسوب می‌شود. در شبیه سازی عددی جریان سیالات علاوه بر مطرح بودن بحث ریاضی حل معادلات، باید نوع و فیزیک جریان نیز در مرزهای دامنه محاسباتی به حلگر شناسانده شود. بنابراین هدف از تعریف شرائط مرزی در دینامیک سیالات عددی، مقید ساختن فرم گسسته معادلات برای حل آن‌ در یک چهارچوب خاص و نیز تعریف ویژگی جریان در مرزهای دامنه محاسباتی می‌باشد. فرم‌های متعددی از شرائط مرزی برای شبیه سازی جریان وجود دارد. بعضی از شرائط مرزی حالت خاص داشته و بعضی از آن‌ نیز بطورگسترده‌ای برای آنالیز انواع جریان استفاده می‌شود. استفاده از شرط مرزی مناسب تابعی از نوع رژیم جریان، اطلاعات موجود در ورودی و خروجی جریان و نیز سازگاری نوع حلگر و الگوریتم عددی استفاده شده با شرط مرزی است. در صورت انتخاب نامناسب شرط مرزی، نه تنها دقت شبیه‌سازی کاهش می‌یابد بلکه در مواقعی نیز موجب همگرائی کند و یا حتی واگرائی در روند حل می‌شود.
در اینجا به کمک دینامیک سیالات عددی ما با ارائه قسمتی از لوله در حال تشکیل هیدرات، به بررسی شرایط فیزیکی تشکیل هیدرات پرداخته‌ایم. در شکل ‏۳‑۶ و شکل ‏۳‑۷ می‌توان مدل ارائه شده را مشاهده نمود. معمولا هیدرات‌ها به صورت یک فیلم کریستالی نازک متخلخل در سطح تماس بین فاز آبی و فاز هیدروکربنی(گاز یا مایع) شکل می‌یابند. مکانیزم تشکیل هیدرات برای یک قطره آب شامل سه مرحله زیر می‌باشد:
مرحله ۱ : گسترش یک فیلم نازک متخلخل هیدرات پیرامون یک قطره آب
مرحله ۲ : توسعه هیدرات
مرحله ۳ : تبدیل توده به هیدرات
شکل ‏۳‑۶ : شماتیک مدل ارائه شده در حال تشکیل هیدرات
شکل ‏۳‑۷ : شماتیک مکانیزم پیشنهادی تشکیل هیدرات از یک قطره آب
دینامیک سیالات عددی پژوهش
دینامیک سیالات عددی یک تکنیک شبیه سازی است که با بهره گرفتن از آن‌ می‌توان جریان یک سیال را بطور کامل تجزیه و تحلیل نمود. با انجام این امر خصوصیت جریان، نیروها و گشتاور‌ها، ضرایب آئرودینامیکی و رفتار حرارتی آن‌ محاسبه می‌شود. در شبیه سازی جریان به این روش لازم است که مراحل زیر به ترتیب اجراء شود:
۱- مدلسازی فیزیکی
۲- تولید شبکه عددی مناسب
۳- مدلسازی ریاضی
۴- تعیین شرائط مرزی و اولیه
۵- تعیین استراتژی حل
۶- گسسته سازی معادلات حاکم
۷- تهیه و اجرای برنامه رایانه‌ای
۸- پس پردازش نتایج^[۱۳۵]
در استفاده از دینامیک سیالات عددی نه تنها رفتار جریان پیشگوئی می‌شود، بلکه انتقال حرارت یا جرم، تغییر فاز، واکنش‌های شیمیایی، خصوصیات جریان‌های چند فازی، حرکت‌های مکانیکی (همانند جریان در اطراف پره‌های پمپ) و خیلی مسائل دیگر مربوط به حرارت و سیالات را نیز می‌توان شبیه سازی کرد. در این قسمت پژوهش از نرم افزار کامسول استفاده شده است.
مراحل آنالیز جریان به کمک نرم افزار کامسول
به طور کلی، شبیه سازی هر گونه رژیم جریان به کمک دینامیک سیالات عددی بخصوص در کامسول باید در سه مرحله انجام شود. مرحله اول یا مرحله پیش پردازش^[۱۳۶] حدود ۴۰ درصد، مرحله حل عددی میدان جریان (پردازش) حدود ۴۰ درصد و پس پردازش حدود ۲۰ درصد کل فرایند را به خود اختصاص می‌دهد که در این قسمت به آنها اشاره می‌شود.
پیش پردازش
پس از درک کامل از ماهیت مسأله تعریف شده، لازمست که در اولین مرحله مقدمات کار برای ساخت یک دامنه محاسباتی مناسب بر اساس رژیم جریان فراهم آید. برای تولید فضای محاسباتی با رژیم جریان به ترتیب زیر عمل نموده:
– تعیین و شناسایی هندسه : با توجه به قلمرو فیزیکی^[۱۳۷] و بر پایه نوع جریان و مرزها، مدل هندسی تعریف و ساخته می‌شود. در این پژوهش ما یک استوانه افقی تو خالی با طول و شعاع مشخص (لوله) به عنوان دیواره و مرز سیستم داریم.
– تولید شبکه : شبکه عددی بر اساس مرزها و نوع رژیم جریان تولید می‌شود پس انتخاب صحیح مرزهای لوله به صورت دیواره عایق یا دارای انتقال حرارت حول دیواره باید بگونه‌ای باشد که بتواند لایه مرزی را به درستی محاسبه نماید.
– انتخاب مدل فیزیکی : با توجه به ماهیت مسئله واقعی و با توجه به یک سری فرضیات مسئله به زبان علمی بیان می‌شود. مثال در نظر گرفتن یا نگرفتن اثرات لزجت، تراکم پذیری و غیره. عمدتاً در این مدلسازی رژیم جریان و شرائط مختلف حاکم برآن بطور کامل تعیین می‌شود.
انتخاب مدل ریاضی : با توجه به مدل فیزیکی، مدل ریاضی آن‌ انتخاب می‌شود. به عنوان مثال، معادلات ناویر استوکس^[۱۳۸] برای جریان‌های تراکم ناپذیر و اویلر^[۱۳۹] برای جریان‌های تراکم پذیر و مدل‌های آشفتگی از جمله مدل‌های ریاضی در شبیه سازی جریان است. همچنین انتخاب شرائط اولیه و مرزی نیز جزء مدل ریاضی بشمار می‌رود.
– انتخاب رایانه : یکی از مهمترین موضوعات در شبیه سازی جریان به روش دینامیک سیالات عددی، انتخاب سخت افزار مناسب می‌باشد. برای مثال، استفاده از ابر رایانه^[۱۴۰] و سیستم‌های پردازش موازی^[۱۴۱] برای شبیه سازی جریان پیچیده و یا برای مدل‌های پیچیده ممکن است ضروری باشد.
– انتخاب روش عددی : روش عددی در چگونگی همگرائی و دقت مورد نیاز تأثیر به سزایی دارد. الگوریتم‌های تفاضل پیشرو^[۱۴۲] مرتبه اول یا دوم و روش‌های ضمنی^[۱۴۳] و صریح^[۱۴۴] از جمله روش‌های محاسباتی می‌باشد که در قسمت‌های بعدی به جزئیات آنها پرداخته شده است.
حل عددی میدان جریان
پس از انجام مرحله اول، اطلاعات لازم برای تهیه یک برنامه رایانه‌ای فراهم می‌شود. با توجه به دامنه عددی^[۱۴۵]، مدل فیزیکی، مدل ریاضی، نوع رایانه و روش‌های عددی انتخاب شده برای شبیه سازی جریان، معادلات حاکم بر جریان حل می‌شود. بطور کلی حل عددی میدان جریان باید طبق مراحل زیر پیش رفت.
– نوشتن برنامه رایانه‌ای : از آنجا که حل عددی میدان جریان بطور دستی امکان پذیر نمی‌باشد، لازمست از برنامه‌های رایانه‌ای استفاده شود. دقت، پشتکار و داشتن اطلاعات کافی در زمینه رایانه و محاسبات عددی از ضروریات نوشتن یک برنامه رایانه‌ای دینامیک سیالات عددی است.

آنچه که مورد توجه است این مسئله می باشد که قلمرو نفوذ این قاعده تا کجاست و آیا شامل قراردادهای نیازمند تعدیل که مورد بحث ماست می شود یا خیر؟
طبق نظریه مختار مى‌توان براى تقریب استدلال به حدیث لا ضرر و لا ضرار چنین گفته که از دلیل نفى ضرر استفادۀ یک کبرى کلى مى‌شود و آن این است که هیچ‌گونه ضررى از طرف هیچ‌کس نسبت به دیگرى نباید واقع شود و انجام آن قبیح است، خواه آن ضرر از طرف مردم نسبت به یکدیگر باشد و یا از طرف شارع از راه وضع احکام ضررى و یا امضا آنها و به هر حال ضرر نباید حدوثاً موجود و بقا استمرار یابد، از طرف هر کس که بوده باشد. به لفظى دیگر: ضرر نباید موجود گردد و اگر موجود گردد، باید رفع شود و با این توضیح معلوم مى‌گردد، دلیل نفى ضرر نه اختصاص به احکام ضررى و نه اختصاص به موضوعات ضررى در خارج دارد، بلکه هر دو را شامل مى‌شود. پس به عنوان مثال (اگر کسى جنایتى بر کسى وارد کرد و ضررهاى غیر قابل تحملى بر وى وارد آورد، طبق قاعده لا ضرر باید آن ضررها جبران گردد، خواه از راه دیه در صورتى که کافى باشد و یا افزودن غیر از دیه صورتى که دیه کافى نباشد.^[۸۷])
بر این اساس شمول قاعده نفی ضرر بسیار گسترده است و ضررناخواسته ای را که به یکی از طرفین قرارداد بر اثر بر هم خوردن توازن اقتصادی قرارداد بوجود می آید را نیز می توان از این دست دانست و قاعده نفی ضرر را از مبانی مسلم برای تعدیل قرارداد دانست.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۴.۱.۲.۲ـ تراضی
از اولین و ابتدایی ترین موارد مورد توجه در انعقاد معامله رضایت است، رضایت در معامله شامل هر دو طرف میشود و قراردادی که در آن رضایت طرفین نباشد ارزشی نخواهد داشت. معروفترین سندی که در آن به وجوب تراضی اشاره شده است قسمتی از آیه ۲۹ سوره نساء است که در این آیه می فرماید: ﴿ یَا أَیُّهَا الَّذِینَ آمَنُواْ لاَ تَأْکُلُواْ أَمْوَالَکُمْ بَیْنَکُمْ بِالْبَاطِلِ إِلاَّ أَن تَکُونَ تِجَارَهً عَن تَرَاضٍ مِّنکُمْ وَلاَ تَقْتُلُواْ أَنفُسَکُمْ إِنَّ اللّهَ کَانَ بِکُمْ رَحِیماً﴾ (اى کسانى که ایمان آورده‏اید، اموال یکدیگر را به ناحق مخورید، مگر آنکه تجارتى باشد که هر دو طرف بدان رضایت داده باشید. و خودتان را مکشید. هر آینه خدا با شما مهربان است ^[۸۸]). در قستی از آیه آمده است: ﴿ … ان تکونوا تجاره عن تراض منکم … ﴾ این قسمت از آیه بر تراضی اشاره دارد و اینکه معامله بدون تراضی را انجام ندهید.
تراضی عبارت است از: رضایت طرفین، که ارتباطی با رضایت غیر آن دو ندارد، و معنای تجاره عن تراض حصول تراضی به دست آمده و برگرفته از رضایت مستقیم طرفین و یا به وسیله وکالت و امثال آن است و این آیه دلالت بر اینکه تراضی دو مالک باید مقارن عقد باشد و اگر مقارن نباشد تصرف در عوضین حرام می باشد.^[۸۹]
همچنین نفوذ این اصل در علم حقوق کاملا مقبول و مورد اجماع است و فارغ از اینکه حقوقدان وابسته به چه نظام فکری و مکتب حقوقی باشد وجود و ضرورت چنین قیدی را تأیید و تأکید می کند.
به رغم نوزایی و احیای دوباره شکل گرایی در حقوق معاصر و ازدیاد شیوه های تشریفاتی در انعقاد، قابلیت استناد و اثرگذاری برخ از اعمال حقوقی و دخالت دولت در این زمینه و تهدید قلمرو حاکمیت افراد ، رضایی بودن اعمال حقوقی کماکان به عنوان یک اصل و قاعده قابل تمسک در نظام حقوقی ایران، جایگاه مستحکمی دارد. اصل رضایی بودن اعمال حقوقی به دلیل ماهیت و ذات موافق با طبع بشر و فطرت انسانی، همچنین برخورداری از برخی آثار بسیار مهم چون: امکان استفاده از اراده ضمنی در تشکیل عقود و ایقاعات و تسهیل قراردادهای از راه دور و امکان تفسیر موسع و مرافقت نهادهای عقیدتی و اقتصادی با آن، هنوز به حاشیه رانده نشده است و در مقام تقابل با شکل گرایی، اصالت خود را از دست نداده است، به ویژه آن که پایبندی به اصل رضایی بودن مانع از تشریفات بنا به درخواست و تراضی طرفین نخواهد بود، چرا که اصل رضایی بودن یک نهاد تکمیلی است.^[۹۰]
بر این اساس در هر جا که تراضی مورد خدشه قرار گیرد و یکی از طرفین توانایی اثبات ناعادلانه بودن تفاوت قیمت پیش آمده میان عوضین را نداشته باشد، ممکن است دادرس به دلیل بر هم خوردن یکی از شروط اساسی معامله وارد در جریان آن شود و آن را تعدیل کرده و تعادل را برقرار کند.
۴.۱.۲.۳ـ اکل به باطل
از مبانی دیگری که در حقوق اسلام و نزد فقهای امامیه برای اثبات ضرورت تعدیل قرارداد می توان به آن استناد کرد قسمتی دیگر از آیه ۲۹ سوره نساء است که از آن به اکل مال به باطل تعبیر شده است و در آن میفرماید :… ﴿یا أَیُّهَا الَّذِینَ آمَنُوا لا تَأْکُلُوا أَمْوالَکُمْ بَیْنَکُمْ بِالْباطِلِ … ﴾ ،(یعنی اى کسانى که ایمان آورده‏اید، اموال یکدیگر را به ناحق مخورید.^[۹۱]) در مورد ضرورت نزول این آیه و تاثیری که در نظام معاملات اسلام می گذارد گفته شده است:
اصل اکل مال غیر به باطل، از تاسیسات حقوقی قران به شماره میاید که در اصطلاح حقوقی به استفاده یا دارا شدن بدون جهت یا دارا شدن غیر عادلانه تعبیر میشود. تعبیر عرفی و عامیانه مال مردم خوردن که ترجمه عادی اکل مال به باطل است، مبین یک اصل کلی در تملک انتفاع نامشروع است^[۹۲].
﴿یا أَیُّهَا الَّذِینَ آمَنُوا لا تَأْکُلُوا أَمْوالَکُمْ بَیْنَکُمْ بِالْباطِلِ﴾ این آیه در واقع زیر بناى قوانین اسلامى را در مسائل مربوط به (معاملات و مبادلات مالى) تشکیل مى‏دهد، و به همین دلیل فقهاى اسلام در تمام ابواب معاملات به آن استدلال مى‏کنند، آیه خطاب به افراد با ایمان کرده و مى‏گوید: (اموال یکدیگر را از طرق نابجا و غلط و باطل نخورید) یعنى هر گونه تصرف در مال دیگرى که بدون حق و بدون یک مجوز منطقى و عقلانى بوده باشد ممنوع شناخته شده و همه را تحت عنوان (باطل) که مفهوم وسیعى دارد قرار داده است.مى‏دانیم (باطل) در مقابل (حق) است و هر چیزى را که ناحق و بى هدف و بى پایه باشد در برمى‏گیرد، در آیات دیگرى از قرآن نیز با عباراتى شبیه عبارت فوق، این موضوع تأکید شده، مثلا: به هنگام نکوهش از قوم یهود و ذکر اعمال زشت آنها مى‏فرماید: ﴿و أَکْلِهِمْ أَمْوالَ النَّاسِ بِالْباطِلِ﴾ : ^[۹۳] آنها در اموال مردم بدون مجوز و به ناحق تصرف مى‏کردند و در آیه ۱۸۸ بقره، جمله ﴿لا تَأْکُلُوا أَمْوالَکُمْ بَیْنَکُمْ بِالْباطِلِ﴾ را بعنوان مقدمه‏اى براى نهى از کشاندن مردم بوسیله ادعاهاى پوچ و بى اساس به سوى دادگاه ها و خوردن اموال آنها ذکر فرموده است. بنا بر این هر گونه تجاوز، تقلب، غش، معاملات ربوى، معاملاتى که حد و حدود آن کاملاً نامشخص باشد، خرید و فروش اجناسى که فایده منطقى و عقلایى در آن نباشد، خرید و فروش وسائل فساد و گناه، همه در تحت این قانون کلى قرار دارند، و اگر در روایات متعددى کلمه (باطل) به قمار و ربا و مانند آن تفسیر شده در حقیقت معرفى مصداق‏هاى روشن این کلمه است نه آنکه منحصر به آنها باشد.^[۹۴]
پس از اشاره به ضرورت و اهمیت چنین دیدگاهی مناسب است در مورد اینکه چگونه اکل مال به باطل کاربردی می شود و اینکه اگر بخواهیم ان را به عنوان مبنای تعدیل به کار ببریم نحوه به کارگیری آن بر اساس چه باید باشد سخن گوییم، در واقع پس از اثبات نظری آن چگونگی به کار بستن آن از دیدگاه فقهای امامیه و ملاک تشخیص و تعیین مصادیق اکل به باطل از ضروریات است.
دلالت این آیه بر باطل بودن ان در نزد عرف اشاره دارد و اینکه تملک مال غیر بدون رضایت مالک به هر شکل که باشد عرفاً باطل است، پس اکل این چنینی بنا بر مقتضای آیه باطل است… . مراد از باطل همان معنی لغوی ان است و آنچه که به وسیله ى آن باطل بودن تمییز داده می شود عرف است، و علت آن این است که شارع مقدس در خطاباتش به مانند اهل عرف عمل می کند، و خود را به جای یکی از ایشان قرار می دهد، و لازمه این کار آن است که موضوع حکم از اموری باشد که منوط به اعتبار بخشی از سوی طرفین و حکم حاکم باشد و برای عرف در این مورد معتبر است در زمانی که عقول آنان تحقق این امر را اعتبار کند، و خداوند در این مورد تحقق آن را به طرفین واگذار کرده است. و یا می توان گفت تحقق مصادیق آن را خداوند به دست عرف سپرده است، یا این را روشن کرده است که تعیین مصادیق آن جز به وسیله عرف ممکن نیست… پس بر این اساس مشخص می شود درستی استناد به این آیه در موارد معلوم که سبب اکل به باطل از مال دیگری از دید عرف می شود صحیح است، هر چند که حکم شارع را در مورد این مسئله ندانیم و از آیه نیز چشم پوشی کنیم.^[۹۵]
بنابرین در مواردی که عرف بتواند رأی بر ناحق بودن دست اندازی دیگری بر مال طرف مقابل بدهد می توان گفت از مصادیق اکل مال غیر به باطل است و این بی عدالتی باید در قرارداد جبران شود و یکی از راه هایی که در این مورد می توان به کار برد این است که اگر عرف در قراردادی طولانی مدت که تعهدات مالی و عملی آن نیز در طول مدت محقق می شد رأی بر باطل بودن اکل مالی که در نتیجه بر هم خوردن توازن اقتصادی قرارداد به نفع یکی از طرفین قرارداد ایجاد شده است داد، مصداقی از موارد مشمول این آیه می شود و بنابراین باید جبران شود و یکی از راه های جبران این عدم تعادل عوضین برابر سازی ثمن و مثمن رد و بدل شده در قرارداد است.
۴.۱.۲.۴ـ شرط ضمنی
به نسبت دیگر دلایلی که تا به حال در مورد مبنا بودن برای تعدیل قضایی آمد، سخن از شرط ضمنی و مبنا بودن آن نسبتاً جدید، و کنکاش در آن دارای نکات و ناگفته های بدیعی می تواند باشد.
در بیانی دقیق از ویژگی ها و دسته بندی های شرط ضمنی که محل بحث ماست، آمده است:
شرط ضمنی تعهدی است که در متن عقد ذکر نمی شود؛ اعم از آنکه:
ـ پیش از عقد ذکر شود و عقد با لحاظ آن تشکیل شود.
ـ هرگز ذکر نشود و از اوضاع و احوال و سیره عرفی و سایر قرائن مفادش استنباط گردد.
بنابراین، شرط ضمنی را می توان به شرط ضمنی بنایی و شرط ضمنی عرفی تقسیم کرد. مثال برای قسم اول، آن است که قبل از عقد نکاح در مذاکرات ابتدایی، بنای طرفین بر آن بوده که زوجه شاغل است و میل دارد به شغل خود ادامه دهد. در این مورد، چنانچه عقد با همین مذاکرات منعقد شود، شاغل بودن زوجه شرط بنایی تلقی میگردد و زوج نمی تواند زوجه را از شغلش بازدارد. سالم بودن مبیع گرچه در عقد یا پیش از آن شرط نمی شد، ولی به لحاظ بنای عرفی بر سالم بودن آن ، یک شرط ضمن عقد است و از نوع دوم محسوب می شود.^[۹۶]
از همین جهت می توان استدلال کرد که طرفین قرارداد هنگامی که دست به خلق قرارداد جدید می زنند در پی این هستند که عقد را همان گونه که در مفاد معامله پیش بینی کرده اند به ثمر بنشانند اگر به آنها گفته شود که امکان بر هم خوردن تعادل اقتصادی قرارداد وجود دارد به راحتی ممکن است کل قرارداد را قبول نکنند، بنابراین استمرار و تحقق موازنه ارزش عوضین امری حیاتی در این دست معاملات است.
همه موارد معهود بودن در عرف را نباید از مصادیق شرط ضمنی دانست .شرط ماهیتی است وابسته به عقد و مورد آن خارج از موضوع عقد و تابع آن است، در صورتی که بسیاری از موارد معهود عرفی، ممکن است داخل در عقد و از اجزاء مورد معامله باشد، که در این صورت این موارد را نمی توان شرط ضمن عقد تلقی کرد. مثلاً در ماده ۳۵۶ قانون مدنی عرف تعیین کننده اجزاء مبیع معرفی شده است، در حالی که اجزاء مبیع را نمی توان مورد شرط ضمنی دانست. زیرا اجزای مبیع خود اجزای موضوع عقد بیع و مورد احکام مربوط به آن است نه مورد شرط ضمن بیع، در نتیجه در صورت فقدان اجزای مزبور، در حقیقت قسمتی از موضوع خود عقد را باید منتفی دانست که اثر آن، بطلان عقد نسبت به اجزای مقصود مبیع است. مانند اینکه پس از فروش خانه ای معلوم شود که بعضی اتاقهای آن فاقد در و پنجره است که در این وضعیت باید معامله را نسبت به در و پنجره های غیر موجود باطل دانست و از ثمن معامله به نسبت ارزش در و پنجره ها کسر کرد. در عین حال خریدار می تواند معامله را به استناد خیار تبعض صفقه فسخ کند، در صوتی که اگر مورد شرط موجود نباشد و تخلف محقق گردد، برای مشروط له منحصراً خیار تخلف شرط ثابت می گردد و او دیگر استحقاق استرداد قسمتی از ثمن را ندارد، زیرا هیچ جزئی از ثمن در برابر شرط ضمن عقد قرار نمی گیرد.^[۹۷]
در نمونه ای از چگونگی لحاظ کردن شرط ضمنی در مورد زمانی که برابری مالی عوضین بر هم خورده است و در واقع خیار غبن بوجود آمده است، در رابطه با مبنا بودن شرط ضمنی چنین گفته شده است که:
مغبون بر معامله اقدام کرده است براین اساس که مبیع مساوی با متاع او از لحاظ قیمت باشد و مانند اینکه تساوی مالیت را شرط کرده باشد و اگر کمتر باشد از باب تخلف از شرط است اولاً لحاظ کردن مساوات به مانند تقیید کردن معامله است ثانیاً مستلزم معامله نیست و هم چنین به عنوان داعی نیست که آن را بتوان رد کرد و گفت تخلف از آن باعث بوجود آمدن حقی نمی‌شود بلکه این مسئله از باب شرط ضمنی است ماند ویژگی قیمت بنابراین به شکل تعدد مطلوب لحاظ می‌شود و آنچه در صورت تخلف لحاظ می‌شود خیار است مانند دیگر شروط صریح و ضمنی.^[۹۸]
۴.۱.۲.۵ـ قاعده نفی عسر و حرج
از قواعد بسیار مشهور در فقه امامیه قاعده نفی عسر و حرج است که از آن به عنوان لا حرج و یا نفی حرج نیز یاد شده است. این قاعده از قواعدی است که در همه ابواب فقه جریان دارد و منحصر به باب یا ابواب خاصی از فقه نیست، در مورد مفاد و منظور این قاعده گفته شده است:
خلاصه کلام در مورد این مسئله آن است که: منظور از نفی عسر و تنگنا و حرج عدم وجود آنها در دین اسلام است و مقابل آنها وسعت و آسانی و راحتی است، خداوند تبارک و تعالی در این دین ـ که عبارت است از مجموعه احکام متعلق به افعال مکلفین یا موضوعات خارجی آن، مانند برخی از احکام وضعی چون طهارت و نجاست و ولایت، آزاد بودن و بندگی و زوجیت ومانند آن ـ حکمی را که موجب حرج و تنگی و سختی باشد قرار نداده است، بلکه این دین، دین آسانی و سهولت است، و مردم یا معتقدان به این دین از لحاظ انجام اعمال آن در راحتی هستند؛ و به همین جهت فرموده اند: خوارج به دلیل جهالتشان خود را به سختی انداخته اند، دین گسترده تر از آن چیزی است که آنها تصور می کنند و مانند این معنا، روایات در حد استفاضه وارد شده است و مراد از نفی حرج نفی حکم به لسان نفی موضوع نیست چنانکه در مورد لا ضرر گفته شد.^[۹۹]
در برخی مواقع ممکن است میان دو قاعده تعارض پیش آید چنانکه میان قاعده لاحرج و لا ضرر ممکن است چنین حالتی بوجود آید، بر این اساس در مورد تعارض قاعده نفی ضرر که از مبانی مسلم برای اثبات مبنای انواع تعدیل در انواع قراردادهاست و قاعده نفی عسر و حرج گفته شده است:
«در مواردی که اعمال قاعده نفی حرج موجب ضرری برای طرف دیگر شود، و یا برعکس، جاری شدن قاعده لا ضرر نسبت به موردی، سبب ایجاد حرج و مشقتی برای دیگری شود، بین قاعده نفی عسر و حرج و قاعده لاضرر، در ظاهر تعارض به وجود می آید. برخی از فقها در این موارد قائل به تقدم قاعده نفی عسرو حرج بر قاعده لاضرر بوده و آن را حاکم بر لاضرر می دانند، در حال که برخی دیگر مانند امام خمینی لسان هر دو دلیل را نفی تشریع احکام ضرری و حرجی می دانند، و لذا بر این عقیده اند که هیچ یک بر دیگری مقدم نمی شود و حکومت ندارد.^[۱۰۰]»
تغییر اوضاع و احوال که ملاکات بوجود آورنده آن همان چیزی است که در بحث از تعدیل ضرورت دارد در بسیاری از موارد سبب بر هم خوردن تعادل عوضین است و فردی را که دچار ضرر شده است را دچار سختی و دشواری در انجام مورد قرارداد ازلحاظ مالی می کند. بنابراین این مشقت در اجرای تعهد هم می تواند شامل مواردی شود که انجام فیزیکی موضوع قرارداد مطرح است و هم در برخی مواقع می تواند منجر به این شرایط شود که دیگر نتوان بوسیله آنچه که در ابتدا از نظر مالی توافق شده ادامه قرارداد را مقرون به صرفه و مستدام کرد.
در مورد تغییر شرایط اوضاع و احوال به قاعده نفی عسر و حرج نیز میتوان استناد کرد. همان طور که می دانیم خداوند در آیه ۷۸ سوره حج فرموده است: (ما جعل لکم فی الدین من حرج﴾ و در آیه ۱۸۵ سوره بقره آمده است: (یرید الله بکم الیسر ولا یرید الله بکم العسر﴾ و در آیه ۲۸۶ همین سوره گفته است: ﴿لا یکلف الله نفسا الا وسعها﴾ و آیه ۶ سوره مائده مقرر داشته که: ﴿ما یرید الله لیجعل علیکم من حرج﴾ و در آیه ۲۸۰ سوره بقره فرموده است: ﴿ان کان ذو عسره فنظره الی میسره﴾ و ما را هدایت می کند که اگر عسر و حرج پیش آمد به شکل میسور و قابل تحمل و معقول عمل شود. قاعده نفی عسر و حرج متخذ از این قبیل آیات و روایات و همچنین مبتنی بر حکم عقل و عدل و انصاف است.^[۱۰۱]
می توان گفت قاعده نفی عسر و حرج در واقع در راه گشایی و حکم بر اینکه چگونه می توان ادامه معامله را تداوم بخشید دلالت مناسبی دارد و طبق مفاد مستنبط از آن ما را به این معنا رهنمون می کند که اگر شرایط قراردادی اینگونه وضعیتی پیش آمد که منافع فرد در صورت ادامه قرارداد از لحاظ مالی مقرون به صرفه نبود با او باید چنان رفتار کرد که دچار تنگنا و سختی نشود، بنابراین این قاعده در مورد تعدیل قرارداد بیشتر از لحاظ تعیین تکلیف متضرر راهگشاست هر چند اگر تغییر اوضاع و احوال منجر به بر هم خوردن تعادل ثمن و مثمن شود نیز میتوان به این قاعده استناد کرد اما باید توجه داشت که بسیاری از موارد تغییر اوضاع و احوال ناظر بر برهم خوردن تعادل عوضین نیست.
ممکن است با تغیییر اوضاع و احوال قرارداد انجام دادن مورد معامله دشوار گردد بدون اینکه از نظر مالی فشاری بر هیچ یک از طرفین وارد آید، حتی ممکن است تغییر اوضاع و احوال منجر به بر هم خوردن تعال عوضین به صورت فاحش و چه بسا افحش گردد اما این عدم تعادل عوضین، فشار مالی که سبب دشواری استمرار قرارداد شود را به خاطر قدرت مالی زیاد فرد به ظاهر متضرر به وجود نیاورد. بنابراین قاعده نفی عسر و حرج مطلقا نمی تواند مبنایی برای تعدیل قرارداد در انواع مختلف آن شود، بلکه بر خلاف مبانی پیشین تنها در موارد پیش گفته می تواند کاربرد داشته باشد.
۴.۲ـ مبانی غربی تعدیل قضایی
۴.۲.۱ ـ توافق طرفین
۴.۲.۱.۱- طرح بحث
در مورد مبانی مطروحه برای تعدیل قضایی که سه مورد از آنها را در ابتدای این رساله عنوان کردیم اولین آنها تبانی دو طرف قرارداد بود، در این رساله به شرط تبانی و شرط ضمنی اشاره ای گذرا شده است و در این بخش به نوع طرح این مبنا در مستدل ساختن تعدیل قضایی می پردازیم.
در این مورد گفته شده است:
«ممکن است به استناد اصل حاکمیت اراده و اصل لزوم و اصل اجباری بودن قراردادها گفته شود که قاضی چنین اختیاری ندارد و اجرای قرارداد موصوف برای متعهد الزامی است و او نیز حق فسخ نداد، اما با کمی دقت و واقع بینی و تحلیل بنای تراضی طرفین و استناد به شرط ضمنی آنان که قرارداد را بر پایه آن منعقد کرده اند می توان راه حل دیگری ارائه داد. بدین بیان که به طور نوعی و در غالب قراردادها طرفین با در نظر گرفتن شرایط زمان انعقاد آن به توافق می رسند. به طوری که می توان به عنوان یک قاعده در تمامی قراردادهای مستمر معوض شرط بنایی طرفین را ادامه و استمرار آن شرایط و تغییر متعارف آن دانست. در فقه اسلامی نه تنها شرط مقدر و ضمنی الزام آور است بلکه شرط بنایی و تبانی نیز الزام آور است … بنابراین در صورت بروز اختلاف دادرس نمی تواند به این تبانی و تراضی بی توجهی کند و آن را نادیده انگارد بلکه باید قرارداد را چنان که دو طرف پذیرفته اند تعدیل نماید.^[۱۰۲] »
به استناد چنین استدلالی مؤلف سخن پیش گفته تبانی دو طرف قرارداد را دلیل بر اثبات مبنای تعدیل قضایی می داند، آنچه که از تبانی دو طرف به ذهن متبادر می شود همان وجود شرط بنایی یا تبانی است، این شرط بر اساس مذاکرت پیش از عقد بوجود میاید به این معنا که ممکن است طرفین پیش از بسته شدن قرارداد بر مبنای مذاکراتی که داشته اند برخی شروط و شرایط خاص را مورد بحث قرار داده باشند و با توافقی که در این موارد انجام داده اند بر انجام معامله متفق شده اند هر چند این شروط و شرایط را در متن عقد ذکر نکرده باشند.
مصنف در ادامه شرط ضمنی را هم تحت عنوان این بخش که تبانی طرفین است آورده^[۱۰۳] و شرط ضمنی را نیز به عنوان مبنای تعدیل قضایی می آورد، در حالیکه تفاوت شرط ضمنی و شرط تبانی آشکار است و نمی توان گفت شرط تبانی مبنی تعدیل قضایی است و ناگهان در میان سخن شرط ضمنی را هم به عنوان مبنا عنوان کرد . در ادامه نیز با پیش کشیدن تراضی ظاهراً سعی بر این دارد که آوردن دو مبنای شرط بنایی و شرط ضمنی را موجه کند و در واقع نهادهای حقوقی مشابه را خلط کرده است.
بر همین اساس در این بخش نویسنده به طور اعم به دنبال این است که بگوید اگر توافق دچار اختلالاتی شد که اصل تراضی را مخدوش کرد، این امر می تواند مبنای تعدیل قضایی باشد، و اگر این معنای ساده را که می توان از آن به عنوان خلاف توافق بودن نام برد را به کار می برد دچار چنین تکلفاتی نمی شد.
۴.۲.۲ ـ معنای توافق
توافق از اموری است که تا پیش از انعقاد عقد را در برمی گیرد و قرارداد بر پایه توافقاتی امضا می شود که مورد قبول متعاملین است و میتوان گفت آنها با امضا کردن قرارداد تنها بر انچه که توافق کرده اند صحه میگذارند. در نگاه اول ممکن است فرد تصور کند که توافق و عقد تفاوت چندانی ندارند اما باید گفت توافق نتیجه مذاکراتی است که مود قبول طرفین قرار می گیرد و در نهایت منجر به ایجاد معامله می شود. ساده ترین شکل توافق همان ایجاب و قبول مصطلح در معاملات است.
در یک قرارداد معمولی طرفین باید به توافق برسند و قرارداد باید از ایجاب و قبول تشکیل شده باشد، ایجاب به معنی وعده موجب یا خواهان ایجاد معامله است و قبول رضایت قابل است که مطابق با عبارات ایجاب عنوان می گردد در صورتی که قابل معانی مورد پیشنهاد موجب را رد کند، یا ادعا کند موضوع ان را به خاطر توصیفات آن پذیرفته است، یا ادعا کند عبارات ایجاب را به عنوان اینکه ایجاب است قبول نکرده، توافقی صورت نگرفته است. همچنین در صورتی که هیچ ایجابی واقع نشده باشد، یا اینکه ایجاب پیش از اعلام قبول پس گرفته شود نیز توافقی شکل نمی گیرد.^[۱۰۴]
شاکله اصلی توافق را همین ایجاب و قبول تشکیل می دهد که باید متناسب با یکدیگر باشند و مورد قبول و رضای طرفین باشد به گونه ای که ایجاب و قبول به مانند دو چرخ دنده کاملاً با یکدیگر منطبق شده و با ابراز قبول از سوی قابل چرخ دنده ها به کار افتاده و موتور قرارداد و امضای قرارداد به کار افتد.
۴.۲.۳ ـ نقص قراردادی
۴.۲.۳.۱ ـ نقص قراردادی مربوط به طرفین
در حقوق انگلستان ـ که تعریف توافق در بخش سابق از آن مأخوذ شده است ـ به انواعی از موارد مورد استناد در رد قرارداد به علت کامل نبودن توافق بر اثر نقص در شرایط متعاملین اشاره شده است، به عنوان مثال در مورد تسامح آمده است:
اظهار کننده ای که اظهار خلاف واقع را از روی تسامح انجام می دهد، همانند سؤعرضه متقلبانه، مسئول جبران خسارت است. قاضی لرد دنینگ در این باره می گوید: (… اگر شخصی به واسطه اظهارات خلاف واقع ناشی از تسامح، دیگری را به انعقاد قرارداد با خود یا با ثالث ترغیب نماید، ممکن است مسئول جبران خسارت باشد). از آنجا که وظیفه عدم اظهار خلاف واقع، به موجب کامن لو وظیفه ای مبتنی بر مسئولیت مدنی است، هر گونه دعوایی در این مورد باید در قلمرو قواعد مسئولیت مدنی باشد و خسارتها با معیارهای سنجش مسئولیت مدنی ارزیابی شود.^[۱۰۵]
در حقوق انگلستان که مهد حقوق کامن لو است هر چند بر خلاف نظام حقوقی اسلام و به شکل دقیق تر امامیه مصادیق و معیارهای مورد توجه برای کشف زمینه های بر هم زدن توافق که مربوط به اطراف معامله است به روشنی منقح نشده است، اما از لحاظ تعیین تکلیف فردی که در معامله سبب برهم خوردن آن شده است دقیق تر و روشن تر عمل کرده و این را به مسئولیت مدنی مربوط می داند.
شایان ذکر است که معیارهای مشخص اسلام در مورد شخصیت طرفین معامله که باعث شناخت دقیق شرایط طرفین می شود عبارتند از : بلوغ، عقل و قصد.
در اینجا از سه شرط بحث مى‌کنیم: بلوغ، عقل، قصد. نقطۀ مقابل بلوغ شخص نابالغ است و لو قریب البلوغ باشد،… شرط دوّم عقل و شرط سوّم قصد است که منظور از آن ارادۀ جدیّه است، شخص مست ارادۀ جدى ندارد و یا شخص خواب ممکن است اجرای صیغه کند در اینجا نیز قصد نیست غالط و ساهى هم قصد ندارد. این سه شرط در همۀ عقود هست و منحصر به عقد نکاح نیست غالب ادلّۀ این شروط در تمام عقود (بیع، اجاره، صلح، هبه، مزارعه، …) یکى است.^[۱۰۶]
۴.۲.۳.۲ ـ نقص قرارداد با توجه به شرایط عقود دوجانبه