דפים

יום חמישי, 18 באפריל 2013

חישוב עלות אנרגיה COST OF ENERGY


הטבלה מציגה את המשמעות הכלכלית של אמצעי חימום או קרור שונים.
 אצלי על המחשב, זו טבלת אקסל, מכיוון ובינתיים לא מצאתי דרך להעביר טבלת אקסל, אני מעביר טבלה רגילה ומציג את נוסחת החישוב.
בצבע ירוק - נתונים טכניים
בצבע כחול - נתונים משתנים, להכנסה ע"י המשתמש
כל השאר מחושב
כדי לעדכן את הטבלה, או להשתמש בה בתנאים שונים :
הכנס מחיר ידוע לליטר סולר או נפט, הכנס מחיר למ"ק גז, הכנס מחיר לקווט"ש חשמל והכנס COP



טור ->
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
מקור
 אנרגיה
משקל
סגולי
קק"ל
לק"ג
קק"ל
לליטר
קק"ל
למ"ק
Btu
לליטר
קווט"ש
לק"ג
מחיר
לליטר
מחיר
למ"ק
מחיר
לק"ג
אגורות
לקווט"ש
קק"ל
ל ₪
אגורות
ל-1000
קק"ל
Btu
ל ₪
מקדם
יעילות
COP
קק"ל
ל ₪
Btu
ל ₪

















מתוקן לפי COP
נפט

0.83
ק"ג
לליטר
10,330
8,574

34,023
12.01
5.20

6.27
52.16
1,649
61
6,543
0.87
1,434
5,692
סולר
0.85
ק"ג
לליטר
10,170
8,645

34,304
11.83
5.20

6.12
51.73
1,662
60
6,597
0.87
1,446
5,739
גפ"מ
2.50
ק"ג
למ"ק
10,850

27,125

12.62

9.00
3.60
28.53
3,014
33
11,960
0.92
2,773
11,003
חשמל
לצרכן
ביתי










63.76
1,349
74
5,353
3
4,047
16,058
הנוסחה



C x A
C x A
D/.252
C/860


H/A
100xJ/G
C/J
J/C x 100
L/.252

C/JxP
LxO/.252
הנוסחה
לגז









I/A







הנוסחה
לחשמל











860/K
x100







קק"ל = קילו קלוריות = 1000 קלוריות
קלוריה = מוגדרת ככמות האנרגיה הנחוצה כדי להעלות את הטמפרטורה של גרם אחד מים במעלה אחת צלזיוס
Btu = British Themal Unit
כמות האנרגיה הנחוצה כדי לחמם פאונד אחד (2.2046 פאונדים בכל ק"ג) מים במעלת פרנהייט אחת.
Btu  אחד שווה 0.252 קילו-קלוריות
קילו-וואט-שעה שווה ל 860 קילו-קלוריות
מחיר החשמל לקוח מאתר חברת החשמל, המחיר לצרכן ביתי
מחיר הסולר בתחנות דלק כיום כ- 7.50 ש"ח לליטר, סולר להסקה בכמות של 500 ליטר נמכר בכ 5 עד 6 ש"ח לליטר
מקדם יעילות או מקדם נצילות נקרא COP הערך 3 הוא ערך אופייני למשאבת חום העובדת בתנאי סביבה קרה כ 5°C

הסברים נוספים אפשר לקרוא בפורטל "הנדסה אזרחית"
  
אופן החישוב דומה, אם אכניס את הנתונים שלהם לטבלה שלי התוצאות יהיו זהות. המחירים לפיהם הוכנה הטבלה שלהם שונים מאלו בטבלה שלי. מחיר החשמל מתאים. לפי הטבלה בפרסום של חברת החשמל, סולר עולה 171 אגורות ל- 1000 קק"ל שזה 14.8 ₪ לליטר – כפול ממחיר הסולר בתחנות דלק.  גז מחושב לפי 30 ₪ למ"ק, זה המחיר לצרכן בכמויות קטנות, לבישול ביתי. בירושלים, צרכני גז להסקה, משלמים כ  9 ₪ למ"ק.

עודכן 27.8.2013

יום ראשון, 20 בינואר 2013

זה עובד - אל תיגע או טעות ניקוב


איש מחשבים ובנו מטיילים על שפת הים. שואל הבן : "אבא, למה השמש תמיד זורחת בצד ההוא ותמיד שוקעת פה בים"
האב חושב כמה דקות, ולבסוף עונה : "זה עובד ! אז אל תגע !
לביטוי הזה יש מקבילה עברית דומה "לא מחליפים סוס מנצח" או "לא מחליפים סוסים בעלייה" אבל מקור הבדיחה הוא כנראה הביטוי  If it ain't broke' don't fix it""
והויקיפידיה מייחסת אותו ל Bert Lance
כאשר נחת פה ה- F-15 הראשון ב- 1977 היה כושר החישוב על סיפונו גדול יותר מאשר כל המחשבים בישראל כולם ביחד.
10 שנים מאוחר יותר נערך בתעשייה האווירית לישראל  טקס הוצאה משירות של מכונת ניקוב כרטיסי מחשב האחרונה. הטקס נוצל כדי לציין את ההתקדמות העצומה שחלה בעולם כולו בכלל ובתעשייה האווירית בפרט. מהתקופה שבה De Bugging   היה בעיקר ריסוס "פליט" על ביצי ג'וקים (ג'וק באנגלית = Bug )  שקיננו בקרביים החמימים של המחשב היחיד שהיה אז -  ועד לתקופת הלביא, מערכות עיבוד הנתונים שלו היו בעלות כושר חישוב של יותר מכל המחשבים בישראל באותה תקופה גם יחד.
אך עדיין, במקומות רבים, וגם בבתי המלאכה של התעשייה האווירית , נותר סרט נייר מנוקב כאמצעי להזנת נתונים למחשביהן של מכונות עיבוד שבבי ה- CNC. בסביבה בה יש רעש אלקטרומגנטי חזק, הנובע ממנועי המכונות, ומתפסניות מגנטיות על שולחנות העיבוד, רק סרט נייר מנוקב הוכיח אמינות ועמידות. החיסרון העיקרי היה הנטייה להיקרע.  אחת הדרכים לבקרת נכונות האינפורמציה, הייתה טכניקה מראשית ימי הכרטיס הנוקב, עוד במאה ה-19, והיא בדיקת מספר החורים בכל טור. בכל כרטיס או סרט הייתה שורת נקבים שיעודה היחידה היה להשלים את מספר החורים בטור למספר זוגי (או למספר אי זוגי, תלוי בשיטה שנבחרה). אם הסרט או הכרטיס היה נקרע, הסיכוי שהשלמה תתקיים היה אפסי, וכך ידענו שהכרטיס פגום.  האמצעים לביצוע פעולה זו, זכו לפתוח ושכלול לאורך למעלה ממאה שנים.
עם השתכללות הטכניקות למיסוך ציוד אלקטרוני, יצא גם הסרט המנוקב מהשרות, אולם נאמנים לכלל הידוע "אם זה עובד אל תגע" -  האמצעים לבקרת הסרט, לא הושלכו לאשפה שהרי הם שימושיים לבקרה של כמה סוגי העברת אינפורמציה.
כך קרה שקיבלתי טלפון עצבני ממישהו ששאל אותי מה זה יכול להיות " Punch Card Error "
הודעת השגיאה בעלת אופי פרה-היסטורי , נשלחה מרכיב תוכנה, של C++   (בורלנד מראשית שנות ה-90 ) שעדיין השתמש במודול ישן בדוק ומנוסה, עבור מערכת חדשה להמרת תקשורת טורית למקבילית ולהיפך Serializer/Deserializer (SerDes  - מבוטא סיר-דיז)
גם במערכת החדשה אחת האפשרויות לבקרת שגיאות היא ע"י בדיקת זוגיות Parity Check ומסיבות היסטוריות במקום לומר Parity bit error  או משהו דומה השתמשו במונח הישן שנלקח מהתת-רוטינה הישנה והטובה.



יום ראשון, 6 בינואר 2013

למה הרעש הזה - משהו על הפיזיקה והמתמטיקה של האקוסטיקה


     ז'אן בטיסט ז'וזף פורייה (Jean Baptiste Joseph Fourier (1768–1830 השתתף במהפכה הצרפתית וכמו מהפכנים רבים אחרים נשלח לגיליוטינה. למזלנו הטוב, חייו ניצלו משום שמעט לפניו בתור נערף האיש אשר שלח אותו לגיליוטינה, רובספייר . פורייה לא בזבז את החיים בהם זכה, הוא ליווה את נפוליאון במסעותיו, והיה למושל מצרים, לאחר כיבושה בידי נפוליאון. 
תרומתו העיקרית עבורנו, היא פיתוח כלי מתמטי בשם 'התמרת פורייה' Fourier transform , המאפשר להציג צורות שונות כצרוף של צורות אחרות. שימושי כדי להציג פונקציה המשתנה עם הזמן, למשל, צליל או מנגינה, כצרוף של תדרים בודדים. צלילו של הקולן - אותו כלי דמוי מזלג המשמש לכוונון כלי נגינה - נראה כמו תמונת גלים בשלולית שקטה לתוכה הטילו אבן קטנה, תנועה הרמונית אחידה, גל עולה וגל יורד, בקצב קבוע, בתדר שקל לזהות. בהתמרת פורייה היצוג הוא ע"י שני ערכים מספריים, האחד - תדירות הגל והשני - עצמת הגל או גובהו. הקולן מפיק את הצורה הבסיסית של תו מסוים. לעומתו סטרדיוואריוס, הכינור היקר והמפורסם, מייצר צליל מגוון ומורכב, לצורת הגל הפשוטה מתווספים גלים נוספים.  ניתוח בשיטת פורייה מאשר את האינטואיציה - צלילו של סטרדיוואריוס עשיר יותר, הוא מורכב מאוסף גדול ומגוון יותר של צלילים, מצלילו של כינור זול.
אחת הדרכים לגיוון הצליל, היא שילוב של מספר כלים, גם אם דומים. כינורות רבים המנגנים בו זמנית את אותה המנגינה נותנים לא רק עוצמת קול מוגברת, אנרגיה גדולה יותר של המוזיקה, אלא בעיקר "עומק צליל". עומק הצליל נובע מכך שכל אחד מהכינורות נמצא במרחק ובכיוון שונה מאוזן המאזין.  הצליל שמפיק כינור אחד מגיע מעט לפני או מעט אחרי הצליל שמפיק חברו, הצליל המשולב שונה מצליל המקור. אם נחזור לשלולית, שני כלים המנגנים בו זמנית, דומים להטלה למים של שתי אבנים. מראה פני המים אינו סתם חיבור של שני גלים, אלא גל רודף גל, האחד מעט מקדים, השני מעט מפגר, נוכל להבחין בגלים קטנים נוספים הרוכבים על הגל המשולב הראשי, האוזן האנושית מרגישה כעת צליל מגוון יותר.
            הקול מתקדם באוויר בצורה של תנודות של חלקיקי האוויר, תנודות המתבטאות בשינויי לחץ. האוזן האנושית מסוגלת למפענח שינויי לחץ בקצב, או תדר, של 20 עד 20,000 תנודות לשניה.
אם נסיר מרמקול את כיסוי הבד שבחזיתו, נוכל לראות את מקור הקולות - דיאפרגמה מתנודדת. כאשר התנועה איטית נוכל להבחין בתנועה, זה קורה בעת השמעת בסים, צלילים בתדר נמוך, עשרות בודדות של תנודות בשניה.  ממש לראות את הקולות.
            האוזן בנויה באופן דומה לרמקול, רק הפונקציות הפוכות. יש לנו דיאפרגמה המכונה "עור התוף" וזו עוקבת אחרי תנודות האוויר. התנודות של עור התוף מועברות לאברי חישה בצורת שערות הנמצאות בחלקים הפנימיים של האוזן.
כאשר עוצמת הקול גבוהה מדי, דיוק המעקב קטן משום שעור התוף מתקרב לגבול הגמישות שלו, ומשום שה"שערות" באוזן הפנימית מגיעות לקצה טווח התנועה שלהן.

הדבר דומה למה שקורה למכונית העוברת על פני מהמורה, כגון פס-האטה. בנסיעה איטית הרכב עוקב בדיוק אחרי צורת פס-ההאטה, אבל במעבר מהיר, אם המהמורה אינה גבוהה, הקפיצים ובולמי הזעזועים יספגו את התזוזה. אם המהמורה גבוהה, הם מגיעים עד קצה טווח התנועה שלהם.  המכונית תעבור מעל פס ההאטה ויורגש הלם, כל מה שיכול לרעוד ירעד – יופיעו עוד תנודות.   באופן בו האוזן בנויה, דווקא במקום בו יכולת האבחנה שלה קטנה, הצליל עובר שינוי ומקבל גוונים נוספים,  ההלם של הקול החזק גורם לכך שהצלילים מגוונים יותר, אבל במקביל יורדת היכולת להבחין בין תדרים שונים  
(ראה אמצע פרק 30 בספר
Kandel, Schwartz, Jessel.  Principles of Neural Science, 4th Ed. McGraw-Hill, New York, 2000.)

באולם החתונות מתקבל אפקט דומה לזה המתקבל משילוב של כמה כלי נגינה זהים. בזכות הגברת הקול, למוזיקה יש יותר אנרגיה, וזה מצד עצמו מלהיב ומרגש. אבל יש תוצאות נוספות :
הצליל נשמע כאילו הוא יותר מגוון.
רווח משני חשוב הוא שהגיוון מטשטש את הזיופים. יש לכך מחירים :
האחד - זה מקשה על זיהוי מילות השיר, כי ההברות והעיצורים הבונים את המילים, מקבלים גוונים נוספים המטשטשים אותם. 
השני הוא פגיעה בחוש השמיעה.  באנאלוגיה למכונית - אחרי שנעבור מספר מהמורות במהירות גדולה, בולמי הזעזועים ומערכת ההיגוי של הרכב יינזקו.
            אנשי הסאונד והנגנים נמצאים בד"כ מאחורי הרמקולים ולכן הסבל שלהם קטן יותר והם כנראה גם לא מודעים לתופעה.
           
עכשיו אנחנו מבינים מה ממריץ את התזמורת להעצים את פעולת מערכת ההגברה – זה גם האנרגיה והכיף של המוזיקה אבל גם - הזיופים פחות מורגשים.