یکی از علومی که بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف به خود اختصاص داده, علم هیدرولیک است. البته علوم دیگری نظیر شیمی, مکانیک سیالات و ترمودینامیک نیز به کمک این علم آمده و تلفیقی از آنها را به صورت ساده در یک سیستم هیدرولیک می توان مشاهده کرد.
از طرفی با توجه به نقش اساسی و مهم سیال هیدرولیک (انتقال نیرو), بحث آلایندگی آن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در یک سیستم هیدرولیک, سیال هیدرولیک با تغییر جهت نیرو و همچنین تغییر مقدار آن باعث حذف یک سری از عملیات مکانیکی در سیستم می شود که بعنوان مثال از حذف استفاده از دنده ها, اهرم ها و نیز حذف تنش های شدید اجزای می توان سیستم نام برد. همچنین سیال هیدرولیک به دلیل انتقال سریع نیرو و تا فاصله زیاد, در شرایط دما و فشار بالا بازدهی بهتری خواهد داشت.
براساس نظر کارشناسان تعمیرات و نگهداری, حدود80 درصد خرابی ها در سیستم هیدرولیک, نتیجه مستقیم آلودگی سیال آن است. بنابراین با انتخاب یک سیال مناسب و همچنین کنترل آلاینده ها می توان آسیب های ناشی از آلاینده ها را به حداقل رساند. در این مقاله آلاینده های سیستم هیدرولیک به طور اجمالی معرفی شده و هر کدام به صورت جداگانه بررسی می شود.

حرارت بیش از اندازه (Over Heat)
متاسفانه در بسیاری از موارد, حرارت به عنوان یک آلاینده در نظر گرفته نمی شود. یکی از عوامل بوجود آمدن حرارت بیش از اندازه در سیستم می تواند مربوط به انتخاب نادرست گرید (ISO VG) روغن هیدرولیک باشد. بدین ترتیب که چون در شرایط روانکاری هیدرو دینامیک تنها اصطکاک موجود, اصطکاک داخلی روغن در گردش است, اگر گرید مصرفی بیش از گرید توصیه شده باشد به دلیل افزایش اصطکاک داخلی, دمای روغن به شدت افزایش می یابد. بر اثر افزایش غیرعادی دمای روغن, روند اکسیداسیون از حالت تدریجی خارج شده و روغن پایه به سرعت اکسید
می شود. (پس از شروع اکسیداسیون به ازای هر15 درجه سانتیگراد افزایش دما, شدت اکسیداسیون, دو برابر می شود) نتیجه این امر کاهش ادتیوهای آنتی اکسیدان و در نهایت کاهش عمر مفید روغن خواهد بود.
از دلایل دیگر Over Heat می توان به انجام تماس فلز با فلز در اثر وجود اشکال فنی در سیستم و برقراری شرایط روانکاری مرزی اشاره کرد که باعث سایش مکانیکی قطعات می شود. در برخی موارد نیز بدلیل طراحی نامناسب, انتقال حرارت موثر بین سیستم و محیط انجام نشده و در شرایط آب و هوایی گرم, تاثیر پذیری سیستم از محیط بسیار زیاد می شود.
در نهایت با افزایش عدد اسیدی و تحلیل ادتیوها در روغن, میزان خوردگی و زنگ زدگی قطعات نیز افزایش می یابد. از طرف دیگر بدلیل افزایش گرانروی روغن (اکسیداسیون) جریان روغن درون سیستم کاهش یافته و بدلیل افت فشار, دقت کنترل سیستم کاهش خواهد یافت.

برای رفع چنین مشکلاتی در سیستم می توان ضمن انتخاب صحیح گرید سیال هیدرولیک و نیز اطمینان از طراحی مناسب, با افزایش ظرفیت تغذیه روغن و همچنین افزایش سرعت گردش آن, دمای روغن را در حد مطلوب کنترل کرد که بنا به عقیده کارشناسان تعمیرات دمای روغن در مخزن اصلی هیدرولیک, نباید از60 درجه سانتیگراد تجاوز کند.
آلایندگی ذرات جامد (Solid Particle Contamination)
در یک سیستم هیدرولیک بدلیل اینکه امکان حذف کامل ذرات جامد از سیال هیدرولیک وجود ندارد, بناچار برای آلایندگی ناشی از ذرات, یک محدوده تعریف می شود. در سیستم های امروزی که دارای لقی مجاز (Clearance) بسیار کمی بوده و در فشارهای به نسبت بالا (بیشتر از 7 bar ) کار می کنند کنترل آلاینده های جامد از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. منابع ورود ذرات جامد به سیستم می تواند از طریق هوای ورودی به سیستم از محیط (گرد و غبار), ذرات عبوری از آب بندها, باقی ماندن ذرات درون سیستم هنگام نصب قطعات و نیز ذرات حاصل از سایش داخلی قطعات باشد. حضور این ذرات در سیستم می تواند سبب بوجود آمدن صدمات مکانیکی (پارگی شیلنگها و شکستن Valve ها), سایش و خراشیدگی سطوح فلزی, گرفتگی فیلترها و در نهایت ایجاد افت فشار در سیستم شود که نتیجه این امر کاهش میزان تولید و افزایش هزینه های کلی تعمیرات خواهد بود.
برای جلوگیری از ورود ذرات به سیستم, باید تمامی سیالات, قبل از ورود به مخزن, فیلتر شده و در نواحی قرارگیری سیستم در معرض هوای محیط, فیلترهای مناسب بکارگرفته شوند. هم چنین فلاشینگ نهایی سیستم پس از نصب قطعات (قبل از راه اندازی) و نیز بازرسی شرایط آب بندها و درپوش مخازن مرکزی می تواند مانع ورود ذرات جامد به سیستم شود. از طرفی بررسی فیلترها از نظر مش صحیح ( اندازه منافذ و تعداد) و جنس آنها با توجه به نوع عملیات, می تواند بازدهی فیلتراسیون را در سیستم افزایش داده و با در نظر گرفتن لقی مجاز قطعات می توان محدوده مناسبی برای آلاینده ها تعریف کرد.

یکی از روشهای اندازه گیری, روش اسپکتروسکوپی است که بدلیل محدودیت این روش (عدم اندازه گیری ذرات بزرگتر از7 میکرون), روش های دیگری نظیر NAS و اخیراً روش ISO 4406 بکار گرفته می شوند.
در این روشها, با توجه به لقی مجاز قطعات و توصیه سازنده اصلی تجهیزات (OEM) یک محدوده بعنوان کد تمیزی سیستم در نظر گرفته می شود, بدین ترتیب که بوسیله شمارش الکترونیکی ذرات با توجه به سایز آنها (در محدوده بین5,2 تا15 میکرون) کد تمیزی سیستم مشخص می شود. بعنوان مثال سازنده ویکرز برای یک سیستم هیدرولیک
کد ISO 4406 18/16/13 معادل با NAS 1638 Level 7 را بعنوان کد تمیزی سیستم در نظر گرفته است که اگر میزان آلاینده ها از این حد تجاوز کند, با بهبود فیلتراسیون ( یا تعویض فیلتر) و در صورت لزوم جایگزینی روغن جدید می توان آثار مخرب آلاینده ها را به حداقل رساند.

آلایندگی آب (Water Contamination) :
میزان ایده آل آب در یک سیال هیدرولیک, کمتر از میزان اشباع آن (در دمای عملیاتی دستگاه) است. حدود (200-300)ppm آب می تواند بصورت محلول در سیال پایه معدنی وجود داشته باشد بدون اینکه رنگ روغن تغییر کند.
اگر میزان آب به 500 ppm افزایش یابد, روغن کمی کدر شده و به اصطلاح ظاهر آن ابری می شود. بالاترین میزان مجاز آب در یک سیال هیدرولیک 100 ppm بوده و اگرمیزان آب از 0.1 درصد وزنی تجاوز کند, بصورت‌ آب آزاد ظاهر خواهد شد. آب بدلیل کاهش مقاومت فیلم روانکار باعث افزایش شدت سایش شده و در حضور فلزاتی نظیر مس, شدت سایش دو برابر خواهد شد.
از طرفی بدلیل کاهش ادتیوهای R&O , میزان خوردگی و زنگ زدگی سطوح فلزی افزایش یافته و در حضور کاتالیزورهای فلزی, تخریب سطوح چند برابر می شود. همچنین بدلیل انجام سریع اکسیداسیون, لجن اسیدی در سیستم ایجاد شده و راندمان فیلتراسیون کاهش می یابد.
بهترین روش برای اندازه گیری میزان آب, آزمایش کارل فیشر است. برای جلوگیری از ورود آب به سیستم می توان به مواردی نظیر دقت در انبارداری صحیح, برطرف کردن نشتی از مبدلهای حرارتی یا ورودی های مخزن و تعویض آب بندهای آسیب دیده, اشاره کرد.

آلایندگی هوا (Air Contamination) :
یکی دیگر از آلاینده هایی که در ارتباط با سیال هیدرولیک می توان به آن پرداخت, حبابهای هواست. خروج حبابهای درون سیال در مواقعی که فشار اعمال شده روی سیال از فشار اشباع حلالیت هوا در آن کمتر باشد, می تواند با شکستن و از بین رفتن ناگهانی باعث بروز حوادثی نظیر کاویتاسیون شود. یکی دیگر از صدماتی که حضور حبابهای هوا درون روغن هیدرولیک ایجاد می کند, تولید کف (تراکم پذیر) و افزایش شدید درجه حرارت بدلیل کاهش حجم درون سیلندر هیدرولیک است که این افزایش دمای ناگهانی باعث تسریع روند اکسیداسیون خواهد شد.
برای جلوگیری از ورود هوا به سیستم می توان با تامین هد مورد نیاز پمپ از بوجود آمدن افت فشار در اریفیس ها و همچنین مقاومت در مکش و هواگیری پمپ ها جلوگیری کرد.
در برخی موارد باز و بسته شدن سریع شیر کنترل ها (ایجاد توربولنسی), تنفس کلاهک مخزن و ورودی های سیستم می تواند بعنوان منابع ورود هوا به سیستم باشند که با رفع این عیوب, تشکیل حبابهای هوا در سیال هیدرولیک به پایین ترین میزان ممکن خواهد رسید.

مشکل نشتی (Leakage)
متاسفانه در جامعه صنعتی, نشتی بعنوان یک امر معمولی در نظر گرفته شده و برای رفع آن, تلاش جدی صورت نمی گیرد. بررسی آثار نامطلوب نشتی در یک سیستم می تواند اهمیت آنرا بیش از پیش مشخص ساخته و تاثیر آن را در کیفیت محصول نهایی و افزایش هزینه های تمام شده, نشان دهد.
در یک سیستم هیدرولیک بدلیل نشتی, همواره میزان مصرف روغن از ظرفیت واقعی مخزن بیشتر بوده و هزینه های مربوط به خرید روانکار افزایش می یابد. از طرفی بدلیل کاهش جریان روغن و ایجاد افت فشار, دقت کنترلی سیستم کاهش یافته و بعلت کارکرد نامنظم سیستم, مشخصات محصول نهایی (مثلاً ابعاد) بر موارد از پیش تعیین شده منطبق نخواهدبود. در ارتباط با معضل نشتی در کنار آثار مخرب زیست محیطی (ورود روغن به منابع آب و خاک), احتمال قرار گرفتن روغن در معرض سطوح داغ (دستگاههای دایکاست و تزریق پلاستیک) و اشتعال آن وجود داشته و بروز حوادثی نظیر آتش سوزی محتمل خواهد بود.
نکته بسیار مهم دیگر در ارتباط با نشتی این است که تمامی آلاینده های یاد شده می توانند از محل نشت روغن وارد سیستم شده و استهلاک زودرس تجهیزات و ماشین آلات را باعث شوند. بنابراین بازرسی منظم اتصالات و آب بندها و تعویض آنها در صورت لزوم می تواند در کارکرد مطمئن ماشین آلات, موثر باشد.
یکی دیگر از روشهای جلوگیری از نشتی, بحث سازگاری سیال هیدرولیک با الاستومرها و انتخاب مناسب سیال هیدرولیک از نظر نقطه آنیلین است.
بدین معنی که نقطه آنیلین معرف میزان ترکیبات آروماتیک در روغن بوده و اگر از میزان توصیه شده بیشتر باشد, باعث تورم آب بندها شده و اگر کمتر از حد مجاز باشد سبب سفت شدن اتصالات و کاهش حجم آنها می شود.
از روش های موثر دیگر جلوگیری از نشتی, انتخاب صحیح آب بندها (از نظر دما, فشار و شدت جریان), تنظیم دمای سیال هیدرولیک (حداقل نگه داشتن دمای سیال) و بالانس مکانیکی سیستم (در یک راستا قرار گرفتن شفت پمپ و موتور) است که با اجرای این روشها می توان میزان نشتی را به حداقل رساند.
منابع:
- National Tribology Service (NAS)
- Oil Analysis & Lubrication Learning Center
- Hydraulic Oil Filtration System-Filtroil
- Practical Ways To Control Hydraulic System Contamination
- Lube- Tech Magazine

اگر سابقه صنعت و چگونگی رشد آن در کشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید که در کمتر مواردی این کشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد کشورهای غربی (آمریکا و اروپا) پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در کشورهای خاور دور گردیده است ؟

در این نوشتار یه یکی از راهکارهای این کشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم .

در صورتی که به طور خاص کشور ژاپن را زیر نظر بگیریم، خواهیم دید که تقریبا تمامی مردم دنیا از نظر کیفیت محصولات آنها را تحسین می کنند ، ولی به آنها ایراد می گیرند که با کپی برداری از روی محصولات دیگران به این موفقیت دست یافته اند.

این بخش اگر هم که درست باشد و در صورتی که کپی برداری راهی مطمئن برای رسیدن به هدف باشد چه مانعی داردکه این کار انجام شود. این مورد ، به خصوص در باره ی کشورهای در حال توسعه و یا جهان سوم با توجه به شکاف عمیق فن آوری بین این کشورهای و کشورهای پیشرفته دنیا ، امری حیاتی به شمار می رود و این کشورها باید همان شیوه را پیش بگیرند ( البته در قالب مقتضیات زمان و مکان و سایر محدودیت ها ). به عنوان نمونه ، قسمتی از تاریخچه صنعت خودرو و آغاز تولید آن در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهیم :

تولید انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهانی دوم و در سال 1920 بوسیله کارخانه های " ایشی کاواجیما " آغاز شد که مدل ژاپنی فورد آمریکایی را کپی کرده و به شکل انبوه به بازار عرضه نمود .

همچنین شورلت ژاپنی AE     جزو اولین خودروهای کپی شده آمریکایی توسط ژاپنی ها بود که به تعداد زیاد تولید می شد. سپس با تلاش فراوانی که انجام شد ( آنهم در شرایط بحرانی ژاپن در آن دوره ) مهم ترین کارخانه خودروسازی ژاپن یعنی "تویوتا" در سال 1932 فعالیت خود را با ساخت خودرویی با موتور " کرایسلر " آغاز نمودو در سال 1934 نوع دیگری از خودرو را با موتور " شورلت " ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936 ، اولین تلاشها برای ساخت خودرویی تمام ژاپنی آغاز شد.البته تا مدت ها ژاپنی ها مشغول کپی برداری از اتومبیل ها ی آمریکایی و اروپایی بودند. آنها خودروی پاکارد و بیوک آمریکایی و رولزرویس ، مرسدس بنز و فیات اروپایی را نیز تولید کردند که همین تولیدها زمینه ساز گسترش فعالیت خودروسازی ژاپن شد و سرانجام در دهه 1960 پس از سعی و کوشش فراوان اولین اتومبیل تمام ژاپنی که دارای استاندارد جهانی هم بود ساخته و به بازار عرضه شد.

در تمامی مطالب فوق رد پای یک شگرد خاص و بسیار مفید به چشم می خورد که " مهندسی معکوس" Reverse engineering)      ) نام دارد. مهندسی معکوس روشی آگاهانه برای دستیابی به فن آوری حاضر و محصولات موجود است . در این روش متخصصین رشته ها ی مختلف علوم پایه و کاربردی از قبیل مکانیک ، فیزیک و اپتیک ، مکاترونیک، شیمی پلیمر، متالورژی، الکترونیک و... جهت شناخت کامل نحوه عملکرد یک محصول که الگوی فن آوری مذکور می باشد، گروه های تخصصی را ایجاد می کنند و با تجهیزات پیشرفته و دستگاههای دقیق آزمایشگاهی به همراه سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه ( R&D     ) سعی در بدست آوردن مدارک و نقشه ها ی طراحی محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازی (Prototyping   ) و در صورت لزوم ساخت نیمه صنعتی (Pilot plant  ) تولید محصول را طبق استاندارد فنی محصول الگو آغاز کنند. همانگونه که اشاره شد استفاده از روش مهندسی معکوس برای کشورهای در حال توسعه روش بسیار مناسبی جهت دسترسی به فن آوری ، رشد و توسعه آن می باشد. این کشورها که در موارد بسیاری از فن آوری ها در سطح پایینی قرار دارند ، در کنار روشها و سیاست ها ی دریافت دانش فنی، مهندسی معکوس را مناسب ترین روش دسترسی به فن آوری تشخیص داده و سعی می کنند با استفاده از روش مهندسی معکوس ، اطلاعات و دانش فنی محصولات موجود ، مکانیزم عمل کرد و هزاران اطلاعات مهم دیگر را بازیابی کرده و در کنارآن با روشهای مهندسی مستقیم (Forward enineering ) و روشهای ساخت قطعات ،و استفاده از تجهیزات و تسترهای خط مونتاژ و ساخت مانند قالب ها ، گیج و فیکسچرها و دستگاههای کنترل ، نسبت به ایجاد کارخانه ای پیشرفته و مجهز جهت تولید محصولات فوق اقدام نمایند.

مهندسی معکوس ممکن است در رفع معایب و افزایش قابلیت های محصولات موجود نیز مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال در آمریکا ، مهندسی معکوس توسط شرکت " جنرال موتور" بر روی محصولات کمپانی "فورد" و نیز بر عکس ، جهت حفظ وضعیت رقابتی و رفع نواقص محصولات به کار برده می شود.

بسیاری از مدیران کمپانی های آمریکایی ، هر روز قبل از مراجعه به کارخانه ، بازدیدی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمایشگاه های برگزار شده انجام داده و جدیدترین محصولات عرضه شده مربوط به محصولات کمپانی خود را خریداری نموده و به واحد تحقیق و توسعه تحویل می دهند تا نکات فنی مربوط به طراحی و ساخت محصولات مذکور و آخرین تحقیقات ، هر چه سریعتر در محصولات شرکت خود نیز مورد توجه قرار گیرد.

جالب است بدانید که مهندسی معکوس حتی توسط سازندگان اصلی نیز ممکن است به کار گرفته شود، زیرا به دلایل متعدد ، نقشه ها ی مهندسی اولیه با ابعاد واقعی قطعات ( مخصوصا زمانی که قطعات چندین سال پیش طراحی و ساخته و مکرر اصلاح شده است) مطابقت ندارد براین مثال جهت نشان دادن چنین نقشه هایی با ابعاد واقعی قطعات و کشف اصول طراحی و تلرانس گذاری قطعات ، بخش میکرو سویچ شرکت honywell از مهندسی معکوس استفاده نموده و با استفاده از سیستم اندازه گیری CMM ( Coordinate measuring machine ) با دقت و سرعت زیاد ابعاد را تعیین نموده و به نقشه های مهندسی ایجاد شده توسط سیستم CAD منتقل می کنند.متخصصین این شرکت می گویند که روش مهندسی معکوس و استفاده از ابزار مربوطه ، به نحو موثری زمان لازم برای تعمیر و باز سازی ابزار آلات ، قالب ها و فیکسچرها ی فرسوده را کم می کند و لذا اظهار می دارند که : " مهندسی معکوس زمان اصلاح را به نصف کاهش می دهد. "

مهندسین معکوس علاوه بر اینکه باید محصول موجود را جهت کشف طراحی مورد بررسی قرار دهند، باید مراحل بعد از خط تولید یعنی انبارداری و حمل و نقل را از کارخانه تا مشتری و نیز قابلیت اعتماد را در مدت استفاده مفید مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. چرا که مثلا فرایند آنیلینگ مورد نیاز قطعه ، ممکن است برای ایجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عملکرد واقعی محصول یا در طول مدت انبار داری و حمل و نقل طراحی شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجرای مراحل مذکور آشکار خواهد شد.

چه بسا که بررسی یک پیچ برروی سوراخی بر بدنه محصول ( که به قطعات و اجزای دیگر متصل نشده ) ، متخصصان مهندسی معکوس را ماهها جهت کشف راز عملیاتی آن به خود مشغول کند ، غافل از آنکه محل این پیج ، امکانی جهت تخلیه هوا ، تست آببندی یا امکان دتسرسی به داخل محصول جهت تست نهایی می باشد.

از سوی دیگر مهندسین معکوس باید عوامل غیر مستقیمی را که ممکن است در طراحی و تولید محصول مذکور تاثیر بگذارند ، به دقت بررسی نماید.به دلیل اینکه بسیاری از این موارد با توجه به خصوصیات و مقتضیات زمانی و مکانی ساخت محصول مورد نظر ، توسط سازندگان اصلی ، توجیه پذیر است اما ماجرای آن به وسیله مهندسین معکوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرایند تولید قطعات تا حدود قابل بستگی به تعداد محصولات مورد نیازو ... د ارد. اگر تعداد محصولات مورد نیاز درکشور ثانویه بسیار کمتر از کشور اصلی ، که در حد جهانی و بین المللی فعالیت می کند ، باشد ؛ پس به عنوان مثال تعیین فرایند یک قطعه با باکالیتی ( نوعی پلیمر) از طریق ساخت قالب های چند حفره ای با مکانیزم عملکرد خود کار با توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، می تواند برای مهندسین معکوس فاجعه ساز شود_ اگر که این مهندسان از فرایندهای ساده تر با توجه به تیراژ تولید محصول و نیز خصوصیات تکنولوژیکی کشور خود استفاده نکنند. بنابراین مرحله بعد از کشف طراحی، تطبیق طراحی انجام شده بر مقتضیات زمانی و مکانی کشور ثانویه می باشد که باید به دقت مورد توجه متخصصین مهندسی معکوس واقع شود.

در پایان می توان گفت که : " گرچه ممکن است مهندسی معکوس یک کاربرد غیر معقول و نامناسب از کاربرد هنرو علم مهندسی به نظر برسد اما یک حقیقت از زندگی روزمره ما به شمار می رود.

منبع: مهندسی مکانیک

دانشجوی سال اولی:

دانشجویی که فکر می کند با تحصیلات دانشگاهی می‌تواند آینده‌ی بهتری برای خودش بسازد.

دانشجوی سال دومی:

دانشجویی که فکر نمی‌کند با تحصیلات دانشگاهی بتواند آینده‌ی بهتری برای خودش بسازد.

دانشجوی سال سومی:

دانشجویی که مطمئن شده است با تحصیلات دانشگاهی نخواهد توانست آینده‌ی بهتری برای خودش بسازد.

دانشجوی سال چهارمی:

دانشجویی که دیگر نه فکر می‌کند، نه به چیزی اطمینان دارد و نه آینده‌ی برای خود متصور است.

آن روز، میدان شهر خیلی شلوغ بود. آدم های ریز و درشتی که به هم خبر داده بودند، از ساعت ها قبل در میدان شهر جمع شده بودند. آن ها می خواستند بدانند که سه دانشمند جهانگرد چه طوری با ملانصرالدین بحث و گفت گو می کنند.
وقتی ملانصرالدین از راه رسید، مردم برای او هلهله کشیدند. ماجرا چه بود ؟
آن مرد دانشمند چند ماه بود که از شهری به شهر دیگر می رفت. وقتی به یک شهر جدید وارد می شد، سراغ داناترین آدم شهر می گرفت. بعد هم با او بحث و گفت گو راه می انداخت. وقتی مردم شهر می دیدند که آن دانشمند می تواند داناترین مرد شهر را با علم و دانش خود مغلوب کند، احترام زیادی به او می گذاشتند. به این ترتیب، مرد دانشمند بدون رنج و زحمت و بی آنکه پولی خرج کند، چند روزی را مهمان مردم آن شهر بود و خوش می گذراند.
حالا موقع آن بود تا مرد دانشمند اولین پرسش خودش را مطرح کند:

-         آیا تو می دانی مرکز دنیا کجاست؟
ملانصرالدین کمی به او نگاه کرد و زیر چانه اش را خاراند. بعد هم در حال که خیلی مطمئن بود گفت:
- آری می دانم.
مرد دانشمند خیره خیره به او نگاه کرد و با ناباوری پرسید:
- کجاست؟!
ملانصرالدین پای چپ خود را بلند کرد و محکم بر زمین کوبید و گفت:
- همین جا؛ زیر پای چپ من!
دانشمند سرش را بالا و پایین برد و پرسید:
- از کجا می دانی؟
ملانصرالدین گفت:
- اگر حرفم را قبول نداری، می توانی کره زمین را اندازه بگیری تا درستی حرفم برای تو اثبات شود.
مرد دانشمند با جوابی قانع کننده رو به رو شده بود، حرف ملانصرالدین را پذیرفت و پرسش دوم خودش را بر زبان آورد:

-         حالا بگو که تعداد ستاره های آسمان چند تاست؟
ملانصرالدین نگاه به آسمان انداخت: خورشید، آرام آرام پشت کوه ها غروب می کرد و اندک اندک، ستاره ها خودنمایی می کردند.
مردم منتظر جواب ملانصرالدین بودند. مرد دانشمند هم در دلش شادمانی می کرد که چه کسی می تواند ستاره ها را بشمارد؟!
اما ملا جواب داد:
- تعداد ستاره های آسمانی، برابر است با موهای بدن الاغ من!
مرد دانشمند ، قاه قاه خندید.بعد با تعجب پرسید:
- این چه حرفی است که می زنی؟!
ملانصرالدین با خونسردی گفت:
- اگر قبول نداری ، بیا با هم موهای الاغ من و ستاره های آسمان را شمارش کنیم!

مرد دانشمند که می دانست چنین کاری انجام شدنی نیست، فریاد کشید:
هیچ کسی نمی تواند چنین کاری کند.
ملا هم بدون درنگ گفت:
- چرا از چیزهایی که انجام شدنی نیست می پرسی؟
مرد دانشمند سرفه ای کرد تا صدایش صاف شود، بعد گفت:
- بسیار خوب ، این جواب تو را هم قبول دارم. اما حالا یک پرسش دیگرخواهم داشت.

بگو ببینم که دم الاغ تو چند تار مو دارد؟
ملانصرالدین خنده ای کرد و گفت:
- من الاغ خود را خوب می شناسم و می دانم چند تار مو روی دم او هست.
مرد دانشمند پرسید:
- زود باش بگو .
ملانصرالدین در حالی که به صورت آن مرد خیره شده بود ، گفت:
- تعداد موهای الاغم ، درست به اندازه موهای سبیل توست!
مرد دانشمند که سبیل پر پشتی داشت، با چشم های از حدقه بیرون جهیده به ملا نگاه کرد و گفت:
- آیا می توانی این حرف را اثبات کنی؟!
ملا با اطمینان فراوان جواب داد:
- اگر تو قبول کنی، می توانیم شمارش کنیم....
مرد دانشمند حرف او را قطع کرد و فریاد کشید:
- چه طوری؟!
ملانصرالدین گفت:
- تو موهای دم الاغم را یکی یکی بکن. من هم در همان هنگام یکی یکی موهای سبیل تو را جدا می کنم. اگر موهای دم الاغ من تمام شد و هنوز سبیلی بر صورت تو مانده بود، معلوم می شود که حرف من اشتباه است...
مرد دانشمند که رنگ بر صورتش نمانده بود، با وحشت دست بر سبیل کشید و گفت:
- نه!نه! من حرف تو را قبول دارم....
مردم برای ملا هورا کشیدند....

امروزه گاز هیدروژن برای استفاده در موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه الکتریکی باتری‌دار مورد بررسی قرار گرفته است. هیدروژن در دما و فشار طبیعی، یک گاز است و به این علت، انتقال و ذخیره آن از سوخت های مایع دیگر، دشوارتر است. سامانه ‌هایی که برای ذخیره هیدروژن توسعه یافته‌اند، عبارتند از:

هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع و پیوند شیمیایی میان هیدروژن و یک ماده ذخیره (برای مثال، هیدرید فلزات).

با این که تاکنون هیچ سامانه حمل و نقل و توزیع مناسبی برای هیدروژن وجود نداشته، اما توانایی تولید این سوخت از مجموعه متنوعی از منابع و خصوصیت پاک سوز بودن آن، هیدروژن را به سوخت جانشین مناسبی تبدیل کرده است.
هیدروژن یکی از ساده‌ترین و سبک‌ترین سوخت های گازی است که در فشار اتمسفری و دمای جوی حالت گاز دارد. سوخت هیدروژن همان گاز خالص هیدروژن نیست، بلکه مقدار کمی اکسیژن و دیگر مواد را نیز با خود دارد. منابع تولید سوخت هیدروژن شامل گاز طبیعی ، زغال سنگ ، بنزین و الکل متیلیک هستند. فرآیند فتوسنتز در باکتری ها یا جلبک ها و یا شکافتن آب به دو عنصر هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریسیته یا نور مستقیم خورشید از آب، روش های دیگری برای تولید هیدروژن هستند.
در صنعت و آزمایشگاه های شیمی، تولید هیدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدنی است:

 1- الکترولیز

 2- تولید گاز مصنوعی از بازسازی بخار یا اکسیداسیون ناقص

 در روش الکترولیز با استفاده از انرژی الکتریکی، مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. انرژی الکتریکی را می‌توان از هر منبع تولید الکتریسیته که شامل سوخت های تجدید پذیر نیز می‌شوند، به دست آورد. وزارت نیروی آمریکا به این نتیجه رسیده است که استفاده از روش الکترولیز برای تولید مقادیر زیاد هیدروژن در آینده مناسب نخواهد بود.
روش دیگر برای تولید گاز مصنوعی، بازسازی بخار گاز طبیعی است. در این روش، می‌توان از هیدروکربن‌های دیگر نیز به عنوان ذخایر تامین مواد استفاده کرد. برای نمونه، می‌توان زغال سنگ و دیگر مواد آلی (بیوماس) را به حالت گازی درآورد و آن را در فرآیند بازسازی بخار برای تولید هیدروژن به کار برد. از طرفی چون هیدروکربن های فسیلی محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است دید خود را به سمت استفاده از منابع تجدید شونده معطوف کنیم.
گاز هیدروژن می تواند هم از منابع اولیه تجدید پذیر و هم از منابع تجدید ناپذیر تولید شود. امروزه تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید پذیر به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را می پیماید. این در حالی است که تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید ناپذیر به ویژه منابع فسیلی به علت محدود بودن این منابع روز به روز کاهش می یابد.

گاز هیدروژن در اثر واکنش های تخمیری میکروارگانیسم های زنده، به ویژه باکتری ها و مخمرها روی بیوماس، تولید می‌شود. بیوماس از منابع اولیه تجدید پذیر است که از موادی مانند علوفه، ضایعات گیاهان و فضولات حیوانات به دست می آید. در روند تولید گاز هیدروژن، باکتری های بی هوازی با استفاده از پدیده تخمیر، مواد آلی و آب را به گاز هیدروژن تبدیل می کنند.

برای تولید هیدروژن به وسیله باکتری ها دو نوع تخمیر وجود دارد: یک نوع تخمیر نوری است که در آن به منبع نور نیاز است و نوع دیگر، تخمیر در تاریکی است که نیازی به نور ندارد. در این واکنش ها منابع کربنی زیادی استفاده می شود که همگی از بیوماس تامین می شوند.

در طبیعت میکروارگانیسم های بی هوازی در غیاب اکسیژن و با استفاده از پدیده تخمیر، گاز هیدروژن تولید می کنند، ولی مقدار این گاز از نظر کمی پایین است و از نظر اقتصادی برای مصارف صنعتی و خانگی و ... قابل توجیه نیست؛ از این رو باید با استفاده از روش هایی، بازده تولید گاز هیدروژن را افزایش داد. یکی از روش هایی که می توان بازده تولید گاز هیدروژن را بالا برد، تغییرات ژنتیک در ژنوم این باکتری ها با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است. روش دیگر، استفاده از ترکیبی از باکتری های هوازی و بی هوازی در کنار هم است. در این روش چون باکتری های بی هوازی در فرآیند تخمیر تولید اسید های آلی می کنند، رفته رفته محیط واکنش اسیدی می شود و PH پایین می آید؛ از این رو تولید هیدروژن کاهش می یابد. ولی هنگامی که باکتری های هوازی در محیط باشند، از اسید های آلی استفاده و آنها از محیط خارج می کنند؛ در نتیجه راندمان تولید گاز هیدروژن بالا می رود.

تحقیق و توسعه

وزارت نیروی آمریکا برای توسعه استفاده از هیدروژن دو برنامه اصلی را دنبال می‌کند که یکی برنامه هیدروژن وزارت نیرو و دیگری شبکه اطلاعاتی تکنولوژی‌های هیدروژن است. هیدروژن، سومین انرژی فراوان بر روی سطح زمین است. همان طور که به صورت ابتدایی در آب و ترکیبات آلی یافت می شود. هیدروژن از هیدروکربن ها یا آب به دست می آید و هنگامی که به عنوان سوخت مصرف می شود، یا برای تولید الکتریسیته از آن استفاده می شود و یا با ترکیب مجدد با اکسیژن تولید آب می کند. از این رو و با توجه به قابلیت بالای تولید انرژی در این سوخت اخیراً تلاش های زیادی برای جانشین کردن این سوخت صورت می گیرد.

مسائل ایمنی

هیدروژن از دیدگاه ایمنی نیز مطمئن و مطلوب است و برای حمل ونقل ، نگهداری و استفاده، خطرناک تر از سوخت های رایج دیگر نیست. به هر صورت مسائل ایمنی همچنان به عنوان یکی از اساسی‌ترین مقوله ها در استفاده از انرژی هیدروژن باقی می ماند.استانداردهای متداول دنیا امنیت استفاده از آن را با سختگیری در طراحی‌ و انجام آزمایش های متعدد فراهم می آورد. همچنین در حوزة نگهداری و حمل آن، استانداردهای بسیاری برای تمام تجهیزات مرتبط تدوین شده است.

اقتصاد هیدروژن

برای هیدروژن به عنوان یک سوخت، سیستم توزیعی مناسبی وجود ندارد. با این که معمولاً انتقال از طریق خط لوله با صرفه‌ترین راه انتقال سوخت‌های گازی است، اما در حال حاضر سیستم خط لوله مناسبی موجود نیست. انتقال هیدروژن به طور خاص از طریق مخزن و تانکرهای گاز صورت می‌گیرد. استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت به یک زیر ساختار برای حمل ونقل و نگهداری و با توجه به مسائل ایمنی و اقتصادی نیاز دارد.
دیدگاه ایجاد یک زیر ساختار که هیدروژن را به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می‌دهد، مفهوم اقتصادی بودن این طرح را پدید آورده که بهترین راه جهت ایجاد تقاضای بیشتر برای تولید و مصرف این انرژی است، زیرا منابع تولید هیدروژن بسیار ارزان و دردسترس هستند. هیدروژن قابلیت بالایی برای تولید انرژی دارد و میزان آلودگی ناشی از مصرف این سوخت در محیط زیست بسیار کم است. این سوخت به عنوان منبعی تجدیدپذیر، پاک و فراوان تر از سوخت فسیلی می تواند کاربرد زیادی برای نیروگاه ها و بخش حمل و نقل داشته باشد.

منبع: مهندسی مکانیک