مهندسی شیمی و نفت
سال:1388 | دوره:43 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

در این مقاله، سوختن زغال سنگ در بالابر یک بستر سیال گردشی، با در نظر گرفتن هیدرودینامیک جریان های حباب و امولسیون در بستر، به طور جداگانه با نرم افزارASPEN PLUS ، شبیه سازی شده است و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی، مقایسه شده است. با توجه به پدیده های فیزیکی و شیمیایی درگیر در فرآیند، دو زیر مدل سینتیکی و هیدرودینامیکی بر اساس تئوری دو فازی، برای بستر، در نظر گرفته شده است. سینتیک واکنش های مختلف از مقالات متعددی استخراج شده است. در مدل ارایه شده بستر سیال شده به چندین بخش تقسیم شده و با توجه به رژیم جریان در هر بخش، از یک یا مجموعه ای از راکتورهای ایده آل به طور مناسب برای مدل کردن جریان، استفاده شده است. رفتار بستر، به وسیله اندازه گیری غلظت اکسیژن در طول بستر، سنجیده می شود. اعتبار مدل ارایه شده به کمک داده های تجربی، بررسی شده و نتایج حاصل، بیانگر دقت مناسب این مدل در پیش بینی عملکرد راکتور بستر سیال است. نتیجه این مدل سازی و شبیه سازی می تواند در شبیه سازی فرآیند هایی که در آن ها از بستر سیال استفاده می شود، به کار رود.

سینتیک، تولید پروتئین تک یاخته از گاز طبیعی توسط ریزسازواره ای از جنس متیلوموناس در فاز گازی با درصد حجمی مساوی از هوا و گاز طبیعی مورد مطالعه تجربی و مدل سازی ریاضی، قرار گرفته است. برای توصیف سینتیک رشد سلولی از مدل های مختلف موند، موسر، تسیر، آیبا، اندروس و نواک استفاده شده است. متان و اکسیژن هر دو به عنوان سوبستراهای محدود کننده رشد، در بازه غلظتی 2 تا 10 میلی گرم در لیتر در نظر گرفته شدند و برای ایجاد فاز سکون و مرگ از ضریب مرگ وابسته به زمان، استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل های ریاضی، می توانند به خوبی دینامیک، تولید توده سلولی را در فازهای رشد تا مرگ بیان کنند. پارامترهای سینتیکی هر مدل از تطبیق آن با داده های تجربی، استخراج شدند. همچنین، نتایج نشان داد که مدل های موند و موسر، نسبت به مدل های دیگر در این تحقیق، تولید توده سلولی را با دقت بیشتری توصیف می کنند.

در این تحقیق، اثر عوامل مختلف مانند حضور ماده حل شونده و سورفکتانت در مخلوط مایع-مایع در شرایط هیدرودینامیکی مختلف بر اندازه قطرات در یک دستگاه میکسر-ستلر مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در غلظت ها و شرایط هیدرودینامیکی مختلف انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که اندازه قطرات، با افزایش غلظت ماده حل شونده کم می شود. مشابه با ماده حل شونده، اندازه قطرات با افزایش غلظت سورفکتانت کم می شود ولی در در غلظت های بسیار پایین، این کاهش بسیار شدید است و در غلظتهای بالا دارای سرعت کاهشی کمتری است و تقریبا مقدار ثابتی است. برای سه حالت مختلف (بدون حضور ماده حل شونده و سورفکتانت، با حضور ماده حل شونده و بدون سورفکتانت، با حضور سورفکتانت و بدون ماده حل شونده) سه مدل، به دست آمده است که مدل های به دست آمده تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند و مدل های به دست آمده با تئوری هینزه-کولموگروف سازگارند.

در این مطالعه تجربی، خواص رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی حجمی، مورد مطالعه قرار گرفته است و با توجه به این که در بسیاری از موارد نه تنها مطمئن ترین روش، بلکه تنها راه ممکن برای پی بردن به رفتار و خواص یک سیال، بر پایه آزمایش و نتایج کارهای آزمایشگاهی استوار می باشد، اقدام به طراحی و ساخت سیستم استوانه های هم محور برای اندازه گیری خواص مذکور شده است. نتایج به دست آمده در مورد چند سیال استاندارد، نشانگر کارایی و دقت این دستگاه است. با توجه به این که تعداد زیادی از سیالاتی که در فرآیندهای صنعتی و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند دارای رفتار ویسکوالاستیک هستند «دو سیال غیر نیوتنی» جهت آزمایش و تعیین مشخصات انتخاب شده و مورد آزمایش قرار گرفته اند. تغییرات رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی حجمی با دما و غلظت، تعیین شده و معادلات تجربی در این زمینه ارایه گردیده است.

در این تحقیق، توانایی جلبک قهوه ای دریای عمان به نامCystoseira indica ، برای جذب تک جزیی فلز کادمیم(II)  و نیکل(II)  از محلول های آبی در شرایط ناپیوسته، مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت جذب این جلبک، به شدت متاثر از pH محلول بود؛ به طوری که با افزایش pH محلول، جذب فلز افزایش یافت. علاوه بر pH، اثر فرآوری شیمیایی با فرمالدهید، گلوتارآلدهید، کلرید کلسیم، اسید هیدروکلریک و پلی اتیلن ایمین بر روی جذب یون هایCd (II)  وNi (II)  از محلول آبی بررسی شد و مشخص گردید که جلبک Cystoseira indica که با فرمالدهید، فرآوری شده بود، در pH بهینه 5.5 و6.0  بیش ترین میزان جذب را دارد که مقدار آن به ترتیب 19.42 mg/g و 10.06 است. معادله سرعت شبه درجه دوم برای کادمیم و نیکل، به ترتیب با ثابت سرعت 3.79x10-3 g mg-1 min-1 و 4.32x10-3، سینتیک جذب را به خوبی توصیف کرد. برای تشریح تعادل جذب، از مدل های ایزوترم دو پارامتری، به صورت خطی استفاده شد. نتایج نشان می دهند که ایزوترم لانگمویر برای هر دو فلز، بهتر از سایر مدل ها توانست داده های آزمایشی را برازش کند. مقدار  R2مربوط به معادله لانگمویر برای جذب هر دو فلز کادمیم و نیکل، 0.98 به دست آمد. بیش ترین مقدار جذب از این معادله برای کادمیم و نیکل به ترتیب برابر 26.32 mg/g و  20.48و ضریب b برابر 0.002 L/mg و 0.017 محاسبه شد.

علی رغم این که بیش از نیم قرن از تبیین و بسط تئوری و کاربرد راکتورهای دارای جریان های برخوردی می گذرد، با این وجود، تلاش های بسیار محدودی در زمینه مدل سازی عملکرد خشک کن های دارای جریان های برخوردی، صورت پذیرفته است. در این مطالعه فرایند خشک کردن ذرات مرطوب با استفاده از خشک کن های سیکلونی دارای جریان های برخوردی بر اساس مدل احتمال Markov-Chain و مدل تانک های همزده سری، مورد مدل سازی ریاضی و شبیه سازی قرار گرفته است. پارامترهای مورد نیاز در بسط هر مدل، با استفاده از توزیع زمان ماند تجربی ذرات درون یک نمونه خشک کن دارای جریان های برخوردی مماسی، تعیین و معادلات حاکم، به روش عددی حل گردیده است. مقایسه نتایج به دست آمده با داده های تجربی گزارش شده، نشان می دهد مدل تانک های همزده سری، به طور موفقیت آمیزی عملکرد خشک کن های برخوردی را پیش بینی می کند. این در حالی است که نتایج مدل Markov-Chain انحراف بیشتری از مقادیر تجربی نشان داده است. بررسی تاثیر برخی پارامترهای عملیاتی نشان می دهد راندمان عملیات خشک کردن در خشک کن های برخوردی با کاهش نسبت جامد به گاز، کاهش رطوبت ذرات ورودی و افزایش دمای گاز، افزایش می یابد.

در این مقاله، ابتدا در مورد رفتار دینامیکی فرآیند های پارامتر گسترده در حوزه فرکانسی بحث می شود و در ادامه چهار نوع رفتار دینامیکی این سیستمها در حوزه فرکانسی مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس بر اساس مفهوم بهره برتر که برگرفته از رفتار این فرآیند ها در حوزه فرکانسی می باشد، روشی نوین برای کنترل فرآیندهای پارامتر گسترده ارایه خواهد شد. در این روش با استفاده از مفهوم بهره برتر، مکان صفرهای ناشی از پارامتر تاخیر زمان موجود در تابع حلقه باز سیستم کنترل را تغییر داده و بدین ترتیب پاسخ سیستم کنترل بهبود می یابد و رفتار تابع حلقه باز سیستم کنترل، مینیمم فاز می شود. این کار با افزودن یک تابع تبدیل درجه یک، با اعمال قید بهره برتر به تابع حلقه باز سیستم کنترل انجام می شود و بدین صورت، صفرهای سمت راست تابع حلقه باز را که ناشی از پارامتر تاخیر زمان تابع فرآیند است، از تابع حلقه باز حذف می کنیم. بنابراین رفتار تابع حلقه باز سیستم کنترل، مینیمم فاز خواهد شد و اثرات نامطلوب غیر مینیمم فاز بودن تابع حلقه باز بر روی عملکرد حلقه کنترل، حذف خواهد شد.

در این تحقیق، مدل سرد بستر سیال با چرخش داخلی ذرات، جهت کاربرد در راکتور دو ناحیه ای بررسی شد. آزمایش ها در یک ستون پیرکس با قطر داخلی 30 میلی متر و ارتفاع 25 سانتی متر با لوله های میانی به ارتفاع 5 و 7 سانتی متر و قطر داخلی 11 میلی متر انجام شد. در این بستر، از ذرات سفید رنگ سیلیکاژل با مشخصات معلوم استفاده شد. هوا به طور مجزا و قابل کنترل به لوله میانی و ناحیه حلقوی وارد شد. همچنین، جهت بررسی تداخل جریان گازها از ردیاب اتیلن در هوای ورودی به لوله میانی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش سرعت ورودی به لوله میانی و افزایش سرعت ورودی به ناحیه حلقوی، موجب افزایش میزان چرخش ذرات می شود؛ هرچند که تاثیر دومی، چشمگیرتر است. کاهش ارتفاع لوله میانی و افزایش ارتفاع بستر و افزایش فاصله لوله میانی از کف بستر، موجب افزایش میزان چرخش ذرات می شود.

در این تحقیق، از روش تخلیه قوس الکتریکی ساده شده، برای تولید نانو لوله های کربنی چند جداره استفاده شده است. این روش، به علت عدم نیاز به تجهیزات خلا، سیستم مبدل حرارتی و گازهای فعال یا بی اثر، نسبت به روش تخلیه قوس الکتریکی در فاز گازی، به مراتب ساده تر و ارزان قیمت تر است. با استفاده از این روش، نانو لوله های کربنی با ایجاد تخلیه قوس الکتریکی بین دو الکترود گرافیتی که در داخل یک محلول آبی قرار دارند، تولید می شوند. در این مقاله، اثرات ناشی از کاربرد کاتالیست های مختلف بر روی کیفیت رشد نانو لوله ها با استفاده از محلول NaCl به عنوان محیط انجام واکنش، بررسی شده است. همچنین، غلظت های مختلفی از کاتالیست ترکیبی Ni-Mo در سنتز این ساختارها به کار برده شده است. نتایج محصولات بدست آمده در این آزمایشات، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی رامان و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند.