دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال:1387 | دوره:42 | شماره:2 (پیاپی 112) |تعداد مقالات:13

در کار تجربی حاضر واکنش تولید کربنات استرانسیم از ماده معدنی سلستین مورد بررسی قرار گرفته و با انجام آزمایشات دقیق اثر پارامترهای مهمی چون دمای فرآیند، زمان فرآیند، دانه بندی خوراک و درصد کک اضافی بر روی راندمان تبدیل ارزیابی شده است. همچنین شرایط بهینه انجام واکنش با توجه به پارامترهای موثر بدست آمده و مدل سینیتک واکنش ارائه شده است. بر اساس آزمایشات انجام شده، دمای بهینه عملیاتی واکنش 1100 درجه سلسیوس، زمان اقامت 2 ساعت در کوره احیا، دانه بندی قطر ذرات خوراک اعم از سلستین و کک در محدوده برش 500-100 مش، درصد کک اضافی 25% و راندمان تبدیل در کوره احیا  75% به دست آمد.  

غشا سیلیکایی روی پایه a - آلومینا متخلخل به روش سل - ژل و با استفاده از ماده ستیل پیریدینیوم برماید (CPB)، به عنوان قالب، تهیه شده است. مروری بر مکانیسم های انتقال گاز از درون غشا متخلخل و تاثیر پارامترهای مهم در هر مکانیسم، شده است. خصوصیات غشا با استفاده جذب نیتروژن و میکروسکوپ الکترونی (SEM) مورد بررسی قرار گرفته است. انتقال گاز در پایه a - آلومینا به عنوان غشا با منافذ ماکرو و غشا سیلیکا، در حوزه دمای 25-200oC و فشار bar 2-1 مورد بررسی قرار گرفته است. داده های آزمایشی نفوذ گازها در پایه با فشار رابطه خطی و با دما رابطه نزولی نشان داده و با مدل جریان ویسکوز تطابق خوبی داشته اند. در غشا، نفوذ گازها با افزایش دما افزایش یافته و با تغییر در فشار، ثابت مانده است و از مدل نفوذ ترکیبی پیروی می کنند. با ساخت یک غشا بدون استفاده از ماده قالب، و مقایسه نتایج دو غشا، مشاهده گردید خصوصیات غشا، شامل مساحت سطح، قطر منافذ، میزان تخلخل و میزان نفوذ گازها، شدیدا متاثر از حضور ماده قالب می باشد.

در این پژوهش عملکرد یک برج گاز شوی بدون ناودان که از روی یک نمونه صنعتی کاهش مقیاس داده شده است، بررسی می شود. نمونه اصلی این برج دارای سه سینی بوده و برای تصفیه گازهای خروجی یک کارخانه با شدت جریان گاز 110000m3/hr با کمک جریان محلول قلیایی کربنات سدیم با دبی 40m3/hr طراحی شده است. آزمایش های صورت گرفته به دو بخش تقسیم می شود. در بخش اول، آزمایش های هیدرولیک انجام شده که مقایسه نتایج حاصل از آن مطابقت خوبی با روش ارایه شده از سوی Sutherland برای محاسبه افت فشار در برج های سینی دار دارد. در بخش دوم تاثیر پارامترهای شدت جریان مایع و گاز، غلظت محلول قلیایی و غلظت گاز دی اکسید گوگرد ورودی، بر بازدهی جداسازی این گاز از هوا توسط برج جذب مورد بررسی واقع شده است . به طور کلی نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که این برج در جذب گاز دی اکسید گوگرد عملکرد خوبی دارد و بازدهی برج همواره بیش از 80% است.

در این مقاله راکتور متناوب هیدروژناسیون روغن سویا مدلسازی شده است. راکتور فوق از یک مخزن بزرگ همزن دار دو جداره تشکیل شده که برای مدلسازی آن باید مدل هیدرودینامیکی با مدل سینتیک واکنشهای شیمیایی اصلی بطور همرمان مورد بررسی قرار گیرد. اطلاعات سینتیکی مورد نیاز برای حل سیستم معادلات جرم و انرژی راکتور از روی داده های تجربی موجود در منابع علمی استخراج گردیده است نتایج مدل بسط یافته شده با داده های تجربی حاصل از راکتور هیدروژناسیون روغن سویا مورد مقایسه قرار گرفته و تطابق خوبی بین داده های تجربی و پیش بینی مدل بدست آمده است. نتایج این مطالعات می تواند در طراحی، بهینه سازی و پیش بینی خواص روغن تولید شده در این نوع راکتورها مورد استفاده قرار گیرد. 

در این مقاله به بررسی اثر دبی تزریق بر منحنی های نفوذپذیری نسبی در سنگهای کربناته ایران پرداخته شده است. سنگهای مورد نظر از رخنمون سازند آسماری تهیه گردیده اند. آزمایشات به روش جابجایی غیر پایا در دبی های 55/2، 55/3، 55/4 و 55/5 سانتیمتر مکعب بر ساعت طی دو فرایند سیلابزنی با آب و نفت (کروزین) انجام شده اند. تحلیل داده ها از روش ترسیمی Jones و Roszelle صورت گرفته و پس از محاسبه تراوایی های نسبی و رسم نمودارهای مربوطه به بررسی اثر دبی تزریق بر داده ها و منحنی های تراوایی نسبی پرداخته شده است. خاصیت ترشوندگی از محل برخورد منحنی های تراوایی نسبی و نیز نقاط انتهایی آنها بدست آمد و آب دوست بودن مغزه نتیجه گیری شد. همچنین مشاهده گردید که در فرایند سیلابزنی با آب منحنی های نفوذپذیری آب و نقاط انتهایی آزمایش تحت تأثیر دبی قرار نمی گیرند. بر خلاف این حالت نتایج نشان می دهند که در منحنی های نفت با کاهش دبی تزریق نفوذپذیری این فاز در اشباع آب غیر قابل کاهش (Swir) کاهش یافته و در طول آزمایش مقادیر این پارامتر به یکدیگر نزدیک شده و در انتها برابر می گردند. در فرایند سیلابزنی با نفت منحنی های نفوذپذیری نسبی آب همانند قبل تحت تاثیر دبی قرار نمی گیرند. در منحنی های فاز نفت اثر این پارامتر دیده می شود اما روند خاصی در آنها نمی توان یافت. در سنگهای کربناته مورد آزمایش در نمودارهای هر دو فاز آب و نفت اثر تاریخچه اشباع (هیسترزیس) مشاهده گردید بطوریکه دو منحنی فاز آب بر خلاف آنچه در سنگهای ماسه سنگی وجود داشته کاملا از یکدیگر فاصله دارند. در فاز نفت این پدیده با افزایش دبی کاهش می یابد. این مورد در منحنی های تراوایی نسبی آب رفتاری عکس از خود نشان می دهد. 

در حال حاضر پساب خیسانده ذرت کارخانه های تولید نشاسته از غلات، دور ریز می شود که هم از لحاظ بهداشت محیط زیست زیان آور است و هم این که مقدار بسیار زیادی آب تلف می شود. در عین حال پساب خیسانده ذرت حاوی مقادیر قابل توجهی پروتئین، مواد قندی، نشاسته، ویتامین ها و مواد معدنی است که به عنوان محیط کشت جهت تولید مواد بیولوژیکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. از این رو، تغلیظ پساب خیسانده ذرت امری ضروری به نظر می رسد. در این مقاله از غشا اسمز معکوس برای تغلیظ استفاده گردید. این سیستم از دو قسمت پیش تصفیه و غشا پلی آمید تشکیل شده است. قسمت پیش تصفیه یک فیلتر سرامیکی با قطر 50 میکرون و یک فیلتر دیگر از جنس پلی پروپیلن است که در فشار 3-7 بار عمل می نماید. مساحت غشا پلی آمید 11/1 متر مربع و فشار عملیاتی سیستم نیز  250psi است. نتایج نشان می دهد که با گذشت زمان شار جریان پرمیت به صورت نمایی کاهش می یابد و عبور یون دو ظرفیتی کلسیم نسبت به یون های تک ظرفیتی سدیم و پتاسیم از غشا پلی آمید به مراتب کمتر است. برای شستشوی سیستم غشایی، ابتدا از محلول اسیدی در pH برابر 5/3 و سپس محلول قلیایی درpH  برابر 11-5/11 استفاده می شود. برای حذف میکرواورگانیسم هایی مانند باکتری ها از غشا پلی آمید از محلول  4000ppm پراستیک اسیدیا2000ppm  پروکسید هیدروژن استفاده می شود. به طور کلی سیستم غشایی اسمز معکوس با غشا پلی آمید و با مشخصات ذکر شده برای تغلیظ پساب خیسانده ذرت قابل استفاده می باشد.   

در این مقاله نتایج آزمایش هایی که برای بدست آوردن اسانس دارچینی با کیفیت بالا یا به عبارتی اسانسی با درصد cinnamon aldehyde بالاتر، در توانهای حرارتی متفاوت، نسبتهای حلال مختلف و حلال با pHهای متفاوت انجام شده، آورده شده است. برای اسانس گیری از روش تقطیر با آب در فشار محیط استفاده شده است. تمامی اسانس های گرفته شده با دستگاه GC ودر شرایط یکسان آنالیز شده است. نتیجه آزمایش های انجام شده نشان می دهد که در نسبت حلال 25برابر و با استفاده از آب با 11/4-pH به عنوان حلال، می توان اسانس دارچینی با بالاترین درصد cinnamon aldehyde را بدست آورد. ضمنا اسانس دارچین نسبت به تغییرات توان حرارتی حساس نیست. 

در این تحقیق به بررسی اثر مخلوط مواد فعال سطحی بر پدیده پیوند قطره با فصل مشترک فاز همگون (مادر)، در دمای محیط پرداخته شده است. دو سامانه شیمیایی، متشکل از آب و تولوئن (با حجم مشخص) حاوی 01/0 گرم از ماده فعال سطحی (آنیونی) سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و نیز آب و تولوئن حاوی 01/0 گرم از ماده فعال سطحی (کاتیونی) ستیل تری متیل آمونیوم بروماید (CTAB)، به عنوان سامانه های پایه در نظر گرفته شد و سپس به طور جداگانه و به ترتیب درصدهای وزنی مختلف 20 و 40 و 60 و 80 (این درصدها با مبنا قرار دادن همان 01/0 گرم از SDS و CTAB در سامانه های پایه محاسبه شده اند) از ماده فعال سطحی دوم شامل 2- هپتانول (غیریونی) و آنیلین (کاتیونی) به هر یک از دو سامانه ذکر شده، افزوده شد و اثر تغییر درصد وزنی هر یک از مواد فعال سطحی، بر زمان پیوند بررسی شد. مخلوط مواد فعال غیریونی و آنیونی زمان پیوند را افزایش می دهد در حالی که مخلوط مواد فعال غیریونی و کاتیونی باعث کاهش زمان پیوند قطره می شود. اگر دو ماده کاتیونی و آنیونی مخلوط گردد، بر حسب ضعیف یا قوی بودن ماده فعال کاتیونی، زمان پیون قطره در حالت ماده قوی کاهش می یابد و برای مخلوط دو ماده کاتیونی، زمان پیوند در قطرهای کم افزایش می یابد و در قطرهای بالاتر، کاهش پیدا می کند. همچنین در ادامه به بررسی اثر نمک معدنی (سدیم کلراید) بر روی سه سامانه شیمیایی متمایز شامل: 40 درصد وزنی CTAB در سامانه پایه آب و تولوئن حاوی SDS، 40 درصد وزنی 2- هپتانول در سامانه پایه آب و تولوئن حاوی CTAB و 40 درصد وزنی 2- هپتانول در سامانه پایه آب و تولوئن حاوی CTAB پرداخته شد که در حالت کلی سبب کاهش زمان پیوند قطره شده و حالت هم افزایی برای ماده فعال سطحی دارد. 

اختلاط، یک واحد عملیاتی مهم در بسیاری از کاربردهای مهندسی شیمی است. اختلاط جتی به دلیل سادگی، کارآیی بالا و هزینه پایین، در حال گسترش و جایگزین شدن مخلوط کننده های مرسوم می باشد. مطالعات زیادی در زمینه اختلاط جتی مخازن انجام شده است، اما هیچ مرور جامعی بر این مطالعات و بررسی نتایج آنها صورت نگرفته است. این مقاله مروری بر مطالعات اختلاط جتی مخازن دارد که این مطالعات در دو دسته ی کلیِ مطالعات تجربی و مطالعات شبیه سازی کامپیوتری بر اساس تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) قرار می گیرند. اثر پارامترهای هندسی و عملیاتی مختلف بحث شده و تحلیلی از اطلاعات موجود در متون ارائه گردیده است. با وجود اختلافات و پراکندگی موجود در داده ها نتیجه گیری هایی عمومی، به عنوان راهنمایی در انتخاب طرح بهینه، به دست آمده است. 

در این مطالعه پس از تعاریف اولیه پیرامون آنالیز انرژی و اکسرژی، یک مدل ریاضی جهت آنالیز انرژی و اکسرژی یک برج سرمایش - رطوبت زنی گاز همسو تبیین گردیده است. بدین منظور بر اساس قوانین بقای جرم، انرژی و ممنتوم تغییرات دما و آنتالپی جریان های گاز و مایع در طول برج تبیین و جهت محاسبه راندمان انرژی و اکسرژی برج به کار برده شده است. همچنین دقت مدل پیشنهادی از طریق تطبیق با نتایج تجربی گزارش شده مربوط به چند واحد عملیاتی در صنعت سیمان مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد علیرغم بالا بودن راندمان انرژی برج به دلیل ناچیز فرض کردن کلیه اتلافات انرژی، برج سرمایش گاز از راندمان اکسرژی نسبتا پایینی برخوردار است که به دلیل بازگشت ناپذیری های ترمودینامیکی موجود و تولید آنتروپی ضمن تبادلات جرم و انرژی است. همچنین در این مطالعه اثر برخی پارامترهای عملیاتی شامل قطر برج، طول برج، توزیع اندازه قطرات مایع و دبی مایع بر میزان اتلاف اکسرژی درون برج مورد بررسی قرار گرفته است. در کلیه موارد محاسبات نشان می دهد همزمان با تبخیر مایع محتوای اکسرژی آن تماما وارد فاز گاز نمی شود و همواره سهم قابل توجهی از اکسرژی هدر می رود. از نتایج این مطالعه می توان به منظور شناخت پتانسیل تولید کار مفید انرژی همراه سیالات استفاده کرد. 

در این پژوهش مقاومت خمشی و مدول خمشی کامپوزیتهای شیشه-اپوکسی و نیز کامپوزیتهای کربن-اپوکسی توسط وارد نمودن نیرو بر الیاف در هنگام پخت رزین افزایش داده شده است. در این تحقیق، تنش بوسیله یک دستگاه کشش، بر الیاف که بصورت یک جهته و پیوسته در امتداد طول نمونه قرار داشته اند، اعمال گردیده است. نتایج حاصل از آزمایش خمش چهار نقطه ای بر نمونه ها حاکی از افزایش همزمان مدول و مقاومت نمونه هاست. افزایش مدول و مقاومت، در مقدار مشخصی از کشش الیاف به حداکثر مقدار خود می رسد و سپس افزایش مقدار کشش باعث افت خواص ذکر شده می گردد. مقدار بهینه پیش تنیدگی برای بدست آوردن حد اکثر خواص مکانیکی بستگی به نوع الیاف دارد. در این تحقیق همچنین مکانیزم بهبود خواص توسط اعمال تنش توضیح داده شده است.   

در این مقاله دو روش برای پیش بینی چگالی مخلوط گازهای طبیعی مایع شده در نظر گرفته می شود. در یکی از این دو روش 12 معـادله ی حالت شامل معـادله های پنگ - رابینسون و ردلیک - کانگ - ساوه برای پیش بینی چگالی 20 مخلوط گازی مایع شده بکار گرفته می شود. در روش دیگر این معادله های حالت به همراه یک رابطه نسبتا جدید برای پیش بینی چگالی مایع های گازی بکار می روند. لازم به توضیح است که این رابطه چگالی از تابع دمایی معادله های حالت استفاده کرده و جواب دقیقی ارایه می دهد. علاوه بر پیش بینی چگالی گازهای طبیعی مایع شده، با استفاده از 10 معادله حالت چگالی سه مخلوط میعانی نیز پیش بینی می شود. بررسی های بکار گرفته شده نشان می دهد که به طور کلی معادله های حالت بکار گرفته شده دارای دقت کافی برای پیش بینی چگالی مایعات میعانی نیستند. با این حال معادله های پنگ-رابینسون، پتیل - تجا یا یکی از مشتقات آنها توصیه می شود.