مهندسی شیمی ایران
سال:1393 | دوره:13 | شماره:74 |تعداد مقالات:12

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

دو روش اصلی مورد استفاده در مدل سازی آتش، روش های مدل سازی میدانی و ناحیه ای هستند. مبنای نظری مدل های ناحیه ای، بقای جرم و انرژی در فضاهای بسته آتش سوزی است. این مدل ها اساسا شدت رهایش گرمای ناشی از سوختن مواد، جریان ستونی آتش، جریان جرمی، حرکت دود و دمای گاز را در نظر می گیرند. قوانین بقا به شکل حجم کنترل ارائه می شوند و برای رفتار آتش در فضاهای بسته به کار می روند. در این مقاله اصول نظری مدل سازی ناحیه ای آتش سوزی در فضاهای بسته، ارائه و رفتار این نوع آتش سوزی ها بحث شده است. معادلات حاکم بر مدل ها استخراج و ارائه شده است. همچنین برخی از مدل های ناحیه ای به همراه حوزه کاربرد آن ها در شبیه سازی آتش سوزی در فضاهای مختلف به همراه مقایسه این مدل ها با نتایج تجربی آمده است.

در این مطالعه تصویربرداری و اندازه گیری خارجی جریان گاز/ مایع با استفاده از توموگرافی فراصوت به عنوان روشی جدید برای سنجش الگو و کسر حجمی فازها در جریان های چند فازی صنعتی، اعتبارسنجی شبیه سازی CFD و پدیده های گذرا در جریان، مورد بررسی قرار گرفته است. محدودیت ها و دامنه کاربرد این روش تصویربرداری خارجی غیرتماسی ذکر شده است و همچنین نظریه بازسازی تصویر با استفاده از این روش توضیح داده شده است.

در این مقاله به طراحی، ساخت و آزمون نوع جدیدی از میکسر پیوسته برای اختلاط سیالات با لزجت بالا پرداخته شده است. دستیابی به محصول همگن در اختلاط دو سیال لزج و یا توزیع یکنواخت پودر های جامد در سیال لزج یکی از مشکلات عمده ای است که صنایع پتروشیمی با آن روبرو می باشد. دلیل این امر را می توان در نفوذپذیری کم این سیالات دانست که ناشی از وجود ماکرومولکول ها می باشد. در دو دهه اخیر استفاده از میکسرهای آشوبناک برای این منظور مورد توجه جدی قرار گرفته است. در مطالعه حاضر نوع جدیدی از میکسر پیوسته برای اختلاط سیالات لزج خمیری و شبه خمیری مورد بررسی قرار گرفته است که با آشوبناک کردن جریان امکان اختلاط مناسب را در دور های پایین فراهم می آورد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان می دهند که با افزایش دور روتور شاخص اختلاط بهبود پیدا می کند و سطح بیشتری از مقطع عرضی سیال کاری توسط سیال ثانویه پوشیده می شود.

میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM)، علاوه بر قابلیت تصویربرداری از سطح نمونه، امکان به دست آوردن اطلاعاتی از خواص مکانیکی نمونه نظیر مدول الاستیک را فراهم می کند. استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی برای ایجاد نانوخراش ها، آن را به یک ابزار مفید برای شناسایی ویژگی های الاستیک نمونه های زیستی مانند مدول یانگ تبدیل نموده است. نرم افزار JPK IP روش آسان و مناسبی برای به دست آوردن داده های کشسانی و محاسبه مدول یانگ می باشد.

راکتور تیغه ای بی هوازی (ABR) شکل اصلاح شده راکتور پتوی لجن رو به بالا (UASB) است. در این راکتور چند مرحله ای، با عبور دادن جریان آب از چند قسمت، مدت زمان حفظ زیست توده افزایش می یابد. این راکتورها دارای مزایایی چند نظیر هزینه کمتر، زمان ماند هیدرولیکی پایین و تولید لجن کمتر هستند؛ که بیش از سیستم هایی نظیر UASB و صافی بی هوازی گسترش یافته اند. بررسی متون نشان می دهد که راکتورهای جدیدی نظیر MABR، PABR، SFABR، GRABBR بر پایه ABR طراحی شده اند. این مقاله مروری در خصوص توسعه، کاربرد و امکان کاربری برای آینده این راکتورها در راستای تصفیه فاضلاب ارائه شده است.

در زمینه سیستم های تولید توان، سیستم هایی که بر اساس پیل سوختی کار می کنند به عنوان یک جایگزین مناسب برای سیستم هایی که تنها بر پایه سیکل ترمودینامیکی کار می کنند، مطرح می باشد. در این مقاله یک مدل (فنی- اقتصادی) برای مدلسازی 10 استک پیل سوختی اکسید جامد (SOFC) و بهینه سازی عملکرد این سیستم با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه خواهد شد. در قسمت بهینه سازی از روش بهینه سازی چند هدفه (MOO) که به طور معین، نقاط مطلوب عملکردی سیستم SOFC را بدست می آورد، استفاده شده است. این روش اجازه خواهد داد تا بهینه سازی سیستم مورد نظر با توجه به دو تابع هدف که یکبار به صورت بیشینه سازی توان الکتریکی و کمینه سازی قیمت همتراز شده برق تولیدی و بار دیگر به صورت بیشینه سازی بازدهی الکتریکی سیستم و کمینه سازی قیمت همتراز شده برق تولیدی در نظر گرفته خواهد شد، صورت می گیرد. بهینه سازی ها نشان خواهند داد که در مساله اول بیشینه توان خروجی سیستم 78.8 kw در قیمت برق 0.56 ($/kWh) و همچنین کمینه قیمت برق 0.32 ($/kWh) در توان 31.54 kw صورت خواهد گرفت. همچنین در مساله بهینه سازی دوم، بیشینه بازدهی سیستم 0.52 در قیمت برق معادل 0.46 ($/kWh) و کمینه قیمت برق 0.32 ($/KWh) در بازدهی معادل 0.44 محاسبه شده است. در انتها تحلیل حساسیت بر روی مقادیر مختلف ضریب مصرف سوخت ارائه می شود. شایان ذکر است که بهینه سازی چند هدفه میتواند هم به عنوان یک ابزار تحلیلی پیشرفته و هم به عنوان یک عامل حمایت کننده برای تصمیم گیرنده ای که با چنین سیستمی کار می کند، در نظر گرفته شود.

کاهش انتشار CO2 به جو زمین به یکی از اهداف اساسی دولت ها تبدیل شده است. بین راه حل های موجود برای دفع این گاز، تزریق CO2 به سازندهای آبده نمکی مورد توجه بسیار است. این سازندها ظرفیت بالایی برای ذخیره دارند اما مسائلی مثل تشکیل هیدرات در فرایند تزریق وجود خواهد داشت. بهینه سازی این فرایندها مستلزم دانستن رفتار فازی سیستم های CO2، هیدروکربن ها، آب و الکترولیت در شرایط پرفشار و دمای بالا است. از بین پروژه های کنونی، سازندهایی که از لحاظ شرایط ترمودینامیکی و منطقه ای مستعد تشکیل هیدرات هستند، گزینه های احتمالی برای بررسی خواهند بود. در این مقاله مبنای رفتار فازی هیدرات های گازی مرور و مدل های موجود برای پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات در حضور الکترولیت در مناطقی که تزریق صورت می گیرد بررسی می شود. از بین این مدل ها، مدل هایی که قابلیت مدل سازی در شرایط ترمودینامیکی سازند (دما، فشار و غلظت بالای الکترولیت) را دارند بهترین گزینه برای پیش بینی تشکیل هیدرات در سازند آبده محسوب می شوند.

نمونه گیری یکی از فرایندهای مهم در مهندسی نفت می باشد که به منظور تعیین خواص سیالات مخزن مورد استفاده قرار می گیرد. کسب سیال نماینده مخزن در هر فرایند نمونه گیری از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مطالعه فرایند ترکیب مجدد یکی از سیالات هیدروکربنی در یکی از میادین نفتی ایران با توجه به شرایط خاص آزمایشگاهی در دما و فشار آزمایش و نیز شرایط فشاری ترکیب مجدد مورد مطالعه قرار گرفته و مراحل آزمایشگاهی آن به طور دقیق توضیح داده شده است. جهت ارزیابی نمونه ترکیب مجدد ساخته شده، فشار حباب نمونه سیال درون چاهی با نمونه فوق مقایسه شده که خطای حدود %3.2 بیانگر این می باشد که نمونه فوق می تواند به خوبی نماینده سیال مخزن باشد.

در این تحقیق، مهاجرت پلی اتیلن ترفتالاتی از بسته بندی ها به داخل مواد غذایی مطالعه شده و یک مدل دقیق برای پیش بینی میزان مهاجرت آن ارائه شده است. معادلات مدل به صورت دیفرانسیل پاره ای بوده و با استفاده از روش جداسازی متغیرها به صورت تحلیلی حل شده است. در مدل سازی اثر پارامترهای مختلف شامل دما، ضریب نفوذ، جرم مولکولی و زمان بر میزان مهاجرت پلی اتیلن ترفتالاتی به داخل مواد غذائی بررسی شده است. همچنین اثر نسبت میزان مهاجرت بر میزان مهاجرت مجاز و ضخامت لایه مواد بسته بندی بر مدت نگهداری مواد غذائی ارائه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ضخامت بسته بندی های بسپاری باید بر اساس نوع ماده مهاجرت کننده، دمای محیط و مدت زمان نگهداری بهینه گردد. بررسی اثر جرم مولکولی مواد بسته بندی نشان داد که با کاهش جرم مولکولی سرعت انتقال جرم مواد به داخل مواد غذائی افزایش می یابد.