مهندسی شیمی ایران
سال:1391 | دوره:11 | شماره:62 |تعداد مقالات:11

مسیر تحصیلی یک جوان مستعد و فعال از زمانی که در آزمون مسابقه ای رشته مهندسی (کنکور سراسری)، با رنج و مشقت فراوان، قبول می شود به صورتی است که بعد از ورود به دانشگاه و گذراندن تعدادی درس و آزمایشگاه در یک دوره چهار ساله، کارشناس مهندسی می شود و باز پس از قبولی در آزمون مسابقه ای دیگر و گذراندن چند درس و یک پروژه در یک دوره دوساله کارشناس ارشد می شود و اگر نخواهد اقدام به رفتن خارج کند و از پس کنکور گزینشی سنجش برآید وارد دوره دکترا شده و بعد از یک دوره چهار ساله دیگر به اخذ درجه دکترای مهندسی نایل می گردد.

لایه های نفوذ گاز شامل یک لایه نفوذ گاز و یک لایه میکرو متخلخل می باشند. کربن فعال به طور گسترده در لایه های میکرو متخلخل مورد استفاده قرار گرفته است. عملکرد اصلی لایه نفوذ گاز عبارتست از: توزیع واکنشگرها بر روی جایگاههای فعال الکترود، مدیریت آب و بهبود تماس الکتریکی بین الکترود و صفحات دو قطبی. در این تحقیق، نانولوله های کربنی در لایه میکرو متخلخل نفوذ گاز مورد استفاده قرار گرفته اند. لایه های نفوذ گاز با ترکیب درصدهای متفاوتی از کربن فعال و نانولوله کربنی و مقادیر مختلفی از PTFE، با دو روش میکرو افشانه و پوشش دهی چرخان، اصلاح شدند. لایه های نفوذگاز اصلاح شده تحت آنالیزهای زاویه تماس، توزیع اندازه حفرات و تصویر میکروسکوپ الکترونی قرار گرفتند. در نهایت، با استفاده از بهترین لایه نفوذ گاز اصلاح شده، مجموعه (الکترود- غشاء) آماده شد و در دستگاه پیل سوختی، منحنی های پلاریزاسیون به دست آمد. با استفاده از نتایج توزیع اندازه حفرات و مقایسه دو روش پوشش دهی مشاهده گردید که پوشش دهی با استفاده از میکرو افشانه در مقایسه با پوشش دهی چرخان دارای حفرات ریزتر، توزیع اندازه حفرات مناسب تر و تخلخل بیشتری است که در نتیجه سبب بهبود خواص توزیع گاز و مایع و در نتیجه سبب افزایش عملکرد پیل سوختی می شود. تصویر میکروسکوپ الکترونی لایه های نفوذ گاز اصلاح شده، الگوی توزیع یکنواخت و بدون شکاف از پودرهای کربنی در میکرولایه متخلخل را نشان داد. اصلاح لایه نفوذ گاز با استفاده از مخلوط 50 درصد وزنی نانو لوله کربنی و 50 درصد وزنی کربن فعال، عملکرد بهتری در مقایسه با لایه نفوذ گاز اصلاح شده با استفاده از مخلوط 100 درصد وزنی نانو لوله کربن از خود نشان میدهد. با استفاده از مواد نانو، لایه های میکروی، نازک تر ساخته شد. همچنین، لایه های میکروی جدید دارای عبورپذیری گازی بالاتر، هدایت الکتریکی بهتر همراه با مدیریت آب و عملکرد بالاتر بودند.

در این مقاله کاربرد سیستم CHP در کاهش مصرف انرژی و CO2 تولیدی ارزیابی شده است. یک برج مسکونی و یک آپارتمان بعنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده اند. سیستم CHP در هر دو مورد بر مبنای دو سناریو (انرژی حرارتی و الکتریکی مورد نیاز) انتخاب شده اند. نتایج نشان می دهد که تولید CO2 و مصرف انرژی، هنگامی که سیستم تولید همزمان انتخابی بر پایه تقاضای انرژی الکتریکی باشد، کاهش خواهد یافت، در این صورت هزینه ثابت افزایش می یابد. در صورتی که مبنای انتخاب سیستم تقاضا برای برق واحد مسکونی باشد سیستم های CHP با ظرفیت 10 کیلووات برای آپارتمان مورد بررسی و ظرفیت 700 کیلووات برای برج کفایت می کند، ضمنا نتایج نشان داد که در سناریوی دوم (گرمای مورد نیاز) هزینه های ثابت، کاهش می یابد اما تولید CO2 و سوخت مصرفی افزایش خواهد یافت.

فراصاف کردن یکی از فرایندهای غشایی است که بیشترین کاربرد را در صنایع لبنی همچون آبزدایی از شیر و تغلیظ آب پنیر دارد. انسداد غشاهای فراصاف کردن در صنایع شیر به طور عمده ناشی از ترسیب ریزسازواره ها، پروتئین ها، چربی ها و مواد معدنی بر سطح غشاء می باشد. به این دلیل، تمیز کردن شیمیایی غشاءها ضروری است. در این مقاله نتایج به دست آمده از تحقیقات در مورد انسداد غشاءهای فراصاف کردن توسط ترسیب اجزای شیر بر روی غشاء ارائه شده است. اثر عوامل مختلف تمیزکننده درباره بازیابی غشاءهای مسدود شده مطالعه شد. نتایج نشان داد که ترکیبی از دودسیل سولفات سدیم، اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) و هیدروکسید سدیم می تواند به عنوان ترکیب تمیزکننده برای دستیابی به یک بازیابی بهینه غشاءهای استفاده شده در آبزدایی از شیر استفاده شود. به نظر میرسد که نتایج تجربی به دست آمده می تواند در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرد و این روش می تواند بر مشکل انسداد در هر مقیاسی غلبه کند.

فرایند جذب گاز با واکنش شیمیایی توسط حلال های مایع به طور وسیعی در عملیات تصفیه گازهای اسیدی و خالص سازی گاز به کار می رود. در این تحقیق تجربی، آزمایش های جذب شیمیایی گاز دی اکسیدکربن توسط محلول آبی هیدروکسید سدیم در یک برج پرشده با پرکن های حلقه راشیگ نامنظم انجام شده است. از نتایج آزمایشگاهی حاصل شده برای محاسبه میزان جذب دی اکسید کربن و ضریب انتقال جرم کلی حجمی استفاده شده است. به طور کلی، ضریب انتقال جرم کلی حجمی برای این سیستم به صورت تابعی از متغیرهای عملیاتی اصلی فرایند از قبیل شار حجمی مایع، جزء مولی دی اکسید کربن در جریان گاز ورودی و غیره می باشد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داده است که با دو برابر شدن غلظت حلال و شار حجمی مایع، ضریب انتقال جرم کلی حجمی به طور متوسط، به ترتیب، 70% و 90% افزایش یافته است. همچنین، با افزایش شدت جریان حجمی مایع و غلظت سود (دو برابر شدن هر کدام)، میزان جذب دی اکسید کربن، به ترتیب، به طور متوسط 67% و 65% بهبود یافته است.

از زمان کشف مواد پرتوزا در سال 1896 توسط هنری بی کوریل، دانشمندان به شدت علاقمند به مطالعه خواص مختلف مواد پرتوزا از جمله خواص حرارتی و ترموفیزیکی این مواد شدند. پروژه مانهاتان و مواد پرتوزای مصنوعی که بعدها به وجود آمد، منجر به گسترش فعالیت ها در راستای به دست آوردن داده های ترمو فیزیکی مواد پرتوزا شد. اطلاعات پیرامون خواص این مواد باکمک راکتورهای هسته ای گسترش پیدا کرده است. به دلیل شرایط خاص مواد پرتوزا، مطالعات گرماسنجی در مورد این مواد از حساسیت های بالایی برخوردار است و مشکلات این گونه اندازه گیری ها در مورد این مواد نیز، در مقایسه با مواد طبیعی دیگر، گسترده تر است. گرماسنجی مواد پرتوزا دارای دو مشکل اساسی است: اولی اثرات تخریب حرارتی و دومی مصونیت آزمایشگر در مقابل تابش های پرتوزا که در این مقاله این دو مشکل مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

روشهای پردازش تصویر در سالهای اخیر در مسائل مختلف مهندسی شیمی برای ارزیابی و کمی سازی نتایج آزمایش های گوناگون به کار گرفته شده اند. از مهمترین کاربردهای پردازش تصویر می توان به پردازش اطلاعات در زمینه ساخت نانوسیم ها، غشاءها، کاتالیزگرها اشاره کرد. در مقاله حاضر، پردازش تصویر در توصیف ترتیب نانوحفره ها و یافتن نواحی منظم در اکسید آلومینیم آندی ارائه شده است. این روش با گرفتن عکس الکترونی از حفره ها و یافتن مرکزهای آنها شروع می شود، سپس شش ضلعی هایی متشکل از هر حفره و شش همسایه آن را تعریف می کنیم. در مرحله بعد با توجه به ترتیب قرار گرفتن همسایه های هر نقطه، زاویه ای را به هرحفره تخصیص می دهیم و بر مبنای زاویه همسایه ها، حفره ها را به گونه ای به یک ناحیه اختصاص می دهیم که انحراف استاندارد زاویه های ناحیه از یک مقدار آستانه بیشتر نشود. از اندازه دامنه های به دست آمده در تصویر به عنوان معیاری برای کمی سازی میزان نظم در تصویر استفاده می کنیم. با استفاده از این تکنیک می توان زمان آندیزاسیون (آندی کردن) را برای ساخت نانوحفره های اکسید آلومینیم آندی بهینه نمود تا نواحی با حداکثر سطح منظم به دست آید. این روش در تشخیص دامنه های تصویر، نسبت به روش های قبلی، به مراتب نتایج بهتری به دست می دهد و از کارایی و بازدهی بالاتر و بهتری برخوردار است.

مدلسازی نقش مهمی در طراحی و توسعه پیل های سوختی غشاء بسپاری ایفا کرده است. یکی از مهمترین مشکلات در پیل سوختی غشاء بسپاری، مدیریت آب است، زیرا غشای بسپاری قلب یک پیل سوختی را تشکیل می دهد و هدایت یونی آن وابستگی زیادی به محتوای آب در غشاء دارد. در این مقاله یک مدل پایا، دو بعدی و همدما در یک تک سلول پیل سوختی غشای بسپاری با استفاده از روش حجم محدود ارائه شده است. توجه ویژه در این مدل به پدیده انتقال آب در غشاء می باشد. نتایج مدل نشان می دهد که کاهش غلظت واکنش هنده ها در کانال جریان، اثر زیادی بر واکنش الکتروشیمیایی در لایه کاتالیزگر دارد. نتایج به دست آمده از این مدل برای محتوای آب و منحنی قطبیدگی با اطلاعات موجود در مقالات معتبر مورد مقایسه قرار گرفته و اعتبار بخشی شده است. این مدل می تواند برای بررسی عملکرد انواع غشاءهای بسپاری در شرایط مختلف عملیاتی به کار رود.

رشد و توسعه تولید تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی از یک سو و عمر مفید کوتاه این تجهیزات از سوی دیگر باعث به وجود آمدن حجم بزرگی از زباله های الکتریکی و الکترونیکی شده است. هر چند روش های عمومی نظیر دفع و سوزاندن برای رهایی از این زباله ها وجود دارد، اما این روش ها دارای معایبی از هر دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی هستند. زباله های الکترونیکی از منظر مواد و ترکیبات تشکیل دهنده، بسیار متنوع و پیچیده اند و آمار و ارقام منتشر شده توسط سازمان های مختلف حکایت از حجم زیاد این ضایعات دارد. به همین جهت برای بازیافت موثر این زباله ها، به یک مدیریت کارآمد، زیرساخت مناسب و برنامه منسجم نیاز می باشد. امروزه بسیاری از کشورها و سازمان ها قوانینی در جهت استفاده مجدد، بازیافت و سایر اشکال بازیابی این ضایعات به منظور کاهش انهدام و دفع آنها به اجرا گذاشته اند. خوشبختانه اخیرا اقدامات موثری در این زمینه در کشور ما ایران صورت گرفته است.در این بررسی، کوشش شده است به طور مختصر زباله های الکترونیکی از ابعاد مختلف نظیر مقدار و ترکیب زباله های الکترونیکی، فواید بازیافت، مراحل کلی فرایند بازیافت، مدیریت ضایعات از ابعاد مختلف نظیر جمع آوری ضایعات و آلودگی های زیست محیطی مرتبط با زباله های الکترونیکی و اقداماتی که در کشور ما ایران صورت گرفته است، بررسی گردد.

آماده سازی و نگارش یک تحقیق علمی نیازمند رعایت اصول و چارچوبی است که عدم توجه به آنها، خواسته یا ناخواسته موجب بی اعتباری اثر علمی و باعث از دست رفتن حرمت نویسنده (یا نویسندگان) آن خواهد شد. نظر به ابهام زدایی از مواردی که مصادیق دزدی علمی هستند، در این مقاله موضوعات در سه دسته: الف- تضییع حقوق از پدیدآورندگان آثار علمی ب- تضییع حقوق همکاران موثر در ایجاد یک اثر علمی پ- سوء استفاده از آثار علمی ارائه شده قبلی خود شخص بررسی شده اند.در ادامه به ذکر نکات مهم اخلاقی در نگارش یک تحقیق علمی و تنبیهات مصوب انجمن مهندسی شیمی ایران برای برخورد با موارد دزدی علمی اشاره شده و در پایان مواردی برای جلوگیری از پیدایش دزدی علمی پیشنهاد شده است.