شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1396 | دوره:36 | شماره:3 |تعداد مقالات:22

در دو روش رایج برای تولید اسفنج های بسپاری، از عامل های اسفنج ساز شیمیایی و فیزیکی استفاده می شود. عامل اسفنج ساز فیزیکی در فشار و دمای بالاتر از شرایط بحرانی آن، تا حدی در بسپار حل شده و در اثر ایجاد افت فشار سریع یا افزایش دما در مخلوط، طی سه مرحله هسته گذاری، رشد و به هم پیوستگی، ساختار اسفنج شکل می گیرد. در مرحله هسته گذاری، در اثر ایجاد فراسیر شدگی، ناپایداری ترمودینامیکی در مخلوط ایجاد شده که موجب تمایل مولکول های حلال برای انتقال فازی از حالت فوق بحرانی به حالت گاز در جهت کاهش ناپایداری می شود. با غلبه بر سدی از انرژی، انرژی آزاد سامانه کاهش یافته و هسته های پایداری از مولکول های گاز در حجم های آزاد بین زنجیرهای بسپار شکل می گیرند. با نفوذ مولکول های گاز به درون هسته ها، رشد و به هم پیوستگی آن ها رخ می دهد که سرانجام رشد متوقف شده و ساختار اسفنج تثبیت می شود. با افزایش بازده مرحله هسته گذاری، تعداد هسته های پایدار بیش تری ایجاد شده و میزان رشد و به هم پیوستگی آنها نیز کاهش می یابد. بنابراین پیش بینی میزان سته گذاری عاملی مهم در کنترل ساختار اسفنج های گرمانرم بوده و بررسی مرحله هسته گذاری به کمک نظریه های هسته گذاری انجام پذیر است. نظریه کلاسیک هسته گذاری روش اصلی و اولیه بررسی پدیده هسته گذاری در اسفنج های گرمانرم بوده که به دلیل ناهمخوانی مناسب نتیجه های آن با نتیجه های آزمایشگاهی، اصلاحاتی بر روی آن آنجام شده است. همچنین نظریه های رقیب دیگری همچون نظریه های عاملیت چگالی و میدان خودسازگار نیز به وجود آمده اند. هدف اصلی این مقاله مروری، بررسی جامع نظریه کلاسیک هسته گذاری و اصلاحات آن و بررسی اجمالی دیگر نظریه ها در اسفنج های گرمانرم است.

در این پژوهش، پنج ترکیب اتری با تعداد گروه های متوکسی گوناگون از طریق واکنش ویلیامسون سنتز شدند. این ترکی ب های اتری به وسیله فناوری های 1HNMR، 13CNMR و FT-IR شناسایی شدند و سپس به عنوان الکترون دهنده های بیرونی برای پلیمریزاسیون پروپیلن با کاتالیست زیگلر ناتا برای مقایسه با سیکلوهگزیل متیل دی متوکسی سیلان و دی سیکلو پنتیل دی متوکسی سیلان به کار برده شدند. پلیمریزاسیون پروپیلن با استفاده از کاتالیست زیگلر ناتا بر پایه منیزیم دی کلرید (/TiCl4 ID /MgCl2) شامل الکترون دهنده درونی از نوع فتالات، در حضور کمک کاتالیست آلومینیم تری اتیل و هیدروژن با الکترون دهنده های بیرونی، برای مقایسه تاثیر ترکیب های اتری و سیلانی بر خواص پلی پروپیلن انجام شد. نقش این ترکیب های اتری و آلکوکسی سیلان های صنعتی روی ویژگی های پلی پروپیلن با استفاده از روش انحلال پذیری در اورتوزایلن، شاخص جریان مذاب و گرماسنجی پویشی تفاضلی مطالعه شد. میزان تولید، بلورینگی و ایزوتاکتیسیته پلی پروپیلن به دست آمده، به وسیله الکترون دهنده های بیرونی تاثیر می پذیرند.همچنین ساختار کاتالیست صنعتی زیگلر – ناتا و پلی پروپیلن های تولید شده با این کاتالیست در حضور الکترون دهنده های بیرونی گوناگون، به وسیله میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) تعیین شدند.

در این پژوهش مشتق های نو از فلز فتالوسیانین های دارای گروه های 1، 2، 4- تری آزین سنتز شده است. ابتدا ترکیب 1، 2، 4- تری آزین، از واکنش چند جزئی 2، 1-دی کتون، 4- هیدروکسی بنز هیدرازید و آمونیوم استات با استفاده از کاتالیزگر پارا تولوئن سولفونیک اسید تهیه شد. سپس ترکیب به دست آمده با 4 نیترو فتالونیتریل در حضور پتاسیم کربنات واکنش داده شد، از واکنش سیکلو تترامری شدن این مشتق فتالونیتریلی نو در حلال DMAE (دی متیل آمینو اتانول) و در حضور کاتیون های فلزی گوناگونZn ، Ni و Cu و کاتالیزگرDBU ، -1, 8 دی آزا بی سیکلو ان دک- 7- ان) در شرایط بازروانی، مشتق های فتالوسیانین مربوطه با گروه های 1، 2، 4- تری آزینی در موقعیت پیرامونی سنتز شدند و جذب UV-Vis آ ن ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین این ترکیب ها با استفاده از FT-IR، 1H-NMR، MALDI-TOF- MS، UV-Vis و TGA مورد شناسایی قرار گرفتند. رفتار تجمع پذیری این کمپلکس ها در حلال های دی متیل سولفوکساید، دی متیل فرمامید، کلروفرم و تترا هیدروفوران مورد بررسی قرار گرفت. فتالوسیانین I (تترا کیس] -4- (6، 5-دی فنیل-4، 2، 1-تری آزین-3-ایل) فنوکسی ]فتالونیتریل، 1، 2، 4- تری آزین، تجمع پذیری، فلز-فتالوسیانین های محلول - فتالوسیانینات روی ((II) در تمام حلال های مورد بحث، رفتار مونومریک از خود نشان داد. همچنین تاثیر دما بر جذب در ناحیه Q- band در کمپلکس I در حلال DMF (غلظت 5-10×5) در سه دمای 25، 50 و 80 درجه سلسیوس بررسی شد.

سطح های هیرشفلد و نمودار اثر انگشت دو بعدی برای تحلیل برهم کنش های بین مولکولی استفاده می شود. در این پژوهش سنتز، ساختار بلوری و برهم کنش های بین مولکولی ترکیب جدید {[cyclo-C6H11)N(CH3)]P(S)[NC4H8O]2}2.CH3OHبررسی می شود. واحد بی تقارن این ترکیب شامل دو مولکول فسفروتیوئیک تری آمید مستقل و یک مولکول حلال متانول است. محیط اطراف اتم فسفر به صورت چهار وجهی انحراف یافته با زاویه های پیوندی بیشینه برای یکی از زاویه های N-P=S و زاویه پیوندی کمینه مربوط به یکی از زاویه های N-P-N می باشد. از شش اتم نیتروژن در دو مولکول فسفروتیوئیک تری آمید محیط اطراف چهار اتم نیتروژن به صورت غیر مسطح دیده می شوند و دو اتم دیگر به تقریب حالت مسطح را نشان می دهند. سطح های هیرشفلد و نمودار اثر انگشت دو بعدی برآمده از برهم کنش های بین مولکولی با استفاده از برنامه کریستال اکسپلورر ایجاد می شود که برای آن از پوشه داده های بلورنگاری به عنوان ورودی به نرم افزار استفاده می شود. بررسی ها نشان می دهد که برهم کنش های H ··· H مربوط به دو مولکول مستقل فسفروتیوئیک تری آمید دارای سهمی به میزان 78.3% و 77.7% از برهم کنش های کل مربوط به این مولکول ها می باشد. برهم کنش C-H ··· O در یکی از مولکول های فسفروتیوئیک تری آمید و برهم کنش C-H ··· S=P در مولکول دیگر، برهم کنش های شاخص هستند که در سطوح هیرشفلد با ناحیه قرمز مشخص می شوند. شناسایی ترکیب با استفاده از طیف سنجی فروسرخ و رزونانس مغناطیسی هسته (برای هسته های هیدروژن، کربن و فسفر) و طیف بینی جرمی انجام گرفته است.

سنتز موفقیت آمیز غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات SAPO-34 با استفاده از روش هیدروترمال و استفاده از آلومینیوم کلرید به عنوان منبع آلومینیوم و دی اتیل آمین به عنوان الگوساز انجام گرفت و اثر مقدار الگوساز (موثر بر میزان pH مخلوط پیش ماده) و دما و زمان کریستالیزاسیون بر سنتز ساختار چابازیت (SAPO-34) بررسی شد. نمونه ها توسط آنالیزهای XRD، FT-IR، FESEM و TEM شناسایی شدند. مطابق آنالیز XRD، مشخص شد با کاهش مقدار الگوساز و دمای کریستالیزاسیون تشکیل فاز چابازیت کاهش می یابد. اندازه بلور های نانوکاتالیست SAPO-34 توسط رابطه شرر محاسبه شد که برابر با 36-45 نانومتر می باشد. بلورینگی، اندازه بلور و خلوص نمونه ها با هم مقایسه شد. اندازه بلور با افزایش مقدار الگوساز و در زمان کریستالیزاسیون 26 ساعت افزایش می یابد. همچنین، ثابت شد شرایط سنتز تاثیر به سزایی بر مورفولوژی کاتالیست های SAPO-34 دارد. به طوری که، نتیجه های به دست آمده از آنالیز FESEM نشان دادند که سنتز کاتالیست SAPO-34 در مقدارهای بیش تر از الگوساز، موجب تولید ذره هایی با ریخت شناسی کروی می شود.

در این پژوهش، نانوذره های روی اکسید، تیتانیم دی اکسید و بوهمیت از طریق اصلاح شیمی سطح با ترکیب های آلی به نانو ساختارهای ابر آب گریز تبدیل شدند. ایجاد گروه های عاملی جدید از طریق واکنش با اولئیک اسید به تنهایی نتیجه های رضایت بخشی نشان نمی دهد درنتیجه در این مطالعه روغن اولئیک اسید به ترکیب های فعال تری تبدیل شد. سپس بر روی سطح نانوذره های آرایش داده شد. در این پژوهش معرف آب گریز کننده N -تری اتوکسی سایلیل پروپیل اولئامید (N-TESPO) با استفاده از اصلاح شیمایی اولئیک اسید سنتز شد که به آسانی می تواند انواع نانوذره های اکسیدی را عامل دار و ابر آب گریز کند. این معرف در یک واکنش دو مرحله ای از اولئیک اسید به دست می آید. به منظور شناسایی ویژگی های نانوذره های ابر آب گریز سنتز شده توسط روش اصلاح شیمی سطح، از تست زاویه تماس آب، SEM و FT-IR استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که زاویه تماس سطح پوشانده شده با نانوذره های اصلاح شده روی اکسید، تیتانیم دی اکسید و بوهمیت به ترتیب 158 و 163 و 161 درجه است که نشان دهنده خاصیت ابر آب گریزی این نانوذره ها می باشد.

در این پژوهش، عملکرد کمپلکس های آهن (III) و کبالت (II) استیل استونیت در حلال های آلی از جمله دی کلرومتان، تولوئن و کربن تتراکلرید در شرایط گوناگون، با استفاده از روش های اسپکتروفلوریمتری و اسپکترومتری فرابنفش- مرئی مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی های کیفی بر اساس میزان کاهش شدت فلوئورسانس حلال خالص، با افزودن غلظت های گوناگون از کمپلکس پایه گذاری شدند. تغییرهای شدت پیک های نشری فلوئورسانس در چندین طول موج برانگیختگی، بر روی محلول هایی در بازه غلظتی-3 10 تا -1010 مول بر لیتر از کمپلکس در حلال های آلی بررسی شدند و از محلول های تهیه شده در حلال تولوئن، به دلیل ثبت پیک های مناسب تر برای مطالعه های بیش تر استفاده شد. عامل موثر بر شدت نشر فلوئورسانس حلال خالص، در ناحیه 306 نانومتر با طول موج برانگیختگی 250 نانومتر، نوع و میزان غلظت کمپلکس در حلال بوده و بر اساس آن افزایش و کاهش در شدت نشر حلال خالص دیده شد. طیف جذبی این محلول ها نیز، ارتباط مستقیم افزایش شدت جذب نور با افزایش در غلظت کمپلکس، با توجه به حذف میزان جذب حلال خالص در محلول های تهیه شده را نشان داد. همچنین بررسی های انجام شده در مورد زمان پایداری و محیط نگهداری برخی از محلول ها، نشان دهنده تاثیر این عامل ها بر روی شدت پیک ها بود. بنابراین بر اساس طیف های به دست آمده بر مبنای اثر غلظت کمپلکس بر روی شدت نشر فلوئورسانس حلال، می توان از اثر خاموش کنندگی این نوع کمپلکس ها و عملکرد متغیر آن ها در شرایط گوناگون، در زمینه مطالعه های مربوط به ویژگی های این نوع کمپلکس ها و اندازه گیری های کمی فلزهای واسطه در نمونه های حقیقی کمک گرفت.

از نانولوله های کربنی به عنوان حامل بسیاری از داروهای گوناگون استفاده می شود. زیست سازگار نبودن، تجمع و نبود پراکندگی مناسب از جمله عیب های نانولوله های کربنی در کاربردهای دارورسانی می باشد. در این پژوهش تجمع نانولوله های کربنی چند دیواره به عنوان حامل داروی ضد سرطان کوئرستین پس از اصلاح با پلیمر زیست سازگار کیتوسان و بارگیری دارو بررسی شده است. ابتدا داروی کوئرستین روی نانولوله اصلاح شده با کیتوسان بارگیری شد و پس از مشخصه سازی توسط آزمون های SEM و FT-IR، تجمع نانولوله های اصلاح شده و بارگیری شده با طیف گسترده مرئی فرابنفش در بازه 200 تا 800 نانومتر و دستگاه کدورت سنج بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که تجمع نانولوله کربنی اصلاح شده نسبت به نانولوله کربنی بهبود یافته اما در اثر بارگیری دارو این پراکندگی کاهش می یابد. میزان کدورت نانولوله اصلاح شده با کیتوسان 17.29NTU و برای نانولوله خام 11.12NTU است. پراکندگی محلول های سوسپانسیون تولید شده از نانولوله اصلاح شده با کیتوسان برای مدت 24 ساعت به نسبت پایدار می باشد.

در این پژوهش، نانوالیاف با استفاده از الکتروریسی محلول پلی استایرن در حلال THF/ DMF تولید شد. پارامترهای مهم مانند ولتاژ، فاصله بین تزریق و جمع کننده، سرعت تزریق، غلظت پلی استایرن و سرعت چرخش جمع کننده در روش الکتروریسی بهینه سازی شد. نتیجه ها نشان داد که در بازه معین، با افزایش ولتاژ، فاصله الکتروریسی زیاد، شدت جریان تزریق پایین و سرعت بالای جمع کننده، نانو الیافی دارای ساختار زنجیری منظم و قطر کم تر به دست می آید. در شرایط بهینه، الیاف پلی استایرنی دارای قطر میانگین70-102nm  بودند. جاذب پلی استایرن با دی تیزون اصلاح شد. با انتخاب بهترین شرایط، نانو الیاف پلی استایرن اصلاح شده با قطر میانگین73-126nm  تولید شد. نانوالیاف پلی استایرنی تولید شده، برای پیش تغلیظ مس در نمونه پساب مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای اثرگذار در استخراج همانند مقدار جاذب، pH، نوع و حجم حلال شوینده و مقدار نمک، به روش تک متغیره بررسی و بهینه شد. با توجه به نتیجه ها، شرایط بهینه عبارتند از: مقدار فاز جامد: pH=7, 0.006g، حلال شوینده: محلول استونیتریل با حجم 0.7mL، نمک پتاسیم نیترات 1.3g. این روش روی نمونه های حقیقی استفاده شد و نتیجه های خوبی به دست آمد. فاکتور تغلیظ بالا و حد تشخیص خیلی خوب این روش از جمله نکته های برجسته آن می باشد.

هدف از انجام این پژوهش، بهینه سازی فرایند جذب سطحی هم زمان برای حذف کروم (III) و مس (II) با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی بوده است. از کیتوزان میگویی به عنوان جاذب در این مطالعه استفاده شده است. آزمایش ها جذب به صورت ناپیوسته انجام شد. تاثیر پنج پارامتر شامل مقدار جاذب، زمان تماس، pH در چهار سطح گوناگون و غلظت اولیه یون فلزی و دما در سه سطح گوناگون در فرایند جذب سطحی هم زمان بررسی شد. در بین این پارامترها، بیش ترین تاثیر مربوط به پارامتر مقدار جاذب و کم ترین اثر مربوط به دما بوده است. طبق نتیجه های این پژوهش، بیشینه حذف هم زمان کروم و مس از محلول آبی20ppm  توسط 0.16g کیتوزان در محیط اسیدی 4 و در زمان تماس 90 دقیقه بوده است، که درصد جذب برای کروم 86.04% و مس 79.06% به دست آمد. سینتیک جذب هم زمان یون های فلزی با مدل شبه درجه دوم توصیف شد که با معادله هم دمایی فروندلیچ متناسب بوده است.

در این پژوهش آزمایش ها برای حلالیت متان در آب خالص بین دماهای 275.15 تا 300.15 کلوین و فشارهای 20، 30 و 40 بار و در محلول های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید به ترتیب با غلظت های 0.529، 1.092 و 1.692 مولال و 0.325، 0.670 و 1.039 مولال، بین دماهای 275.15 تا 290.15 کلوین و فشارهای 20 و 30 بار انجام شدند. همچنین حلالیت اتان در آب خالص بین دماهای 274.15 تا 282.15 کلوین و فشارهای 2، 4 و 6 بار و در محلول نمکی سدیم کلرید با غلظت های 1.901 و 3.020 مولال بین دماهای 273.15 تا 278.15کلوین و فشارهای 4 و 8 بار و در محلول نمکی منیزیم کلرید با غلظت های 0.325 و 0.791 مولال بین دماهای 279.15 تا 285.15 کلوین و فشارهای 4 و 8 بار بررسی شد. از مدل های ترمودینامیکی دووان و همکاران و مائو و همکاران نیز برای محاسبه حلالیت گازهای متان و اتان در محلول های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید استفاده شد می توان گفت که مدل های ترمودینامیکی ارایه شده تطابق پذیری به نسبت خوبی را با نتیجه های آزمایشگاهی نشان دادند.

جذب و جداسازی اکسیژن و نیتروژن توسط نانومخروط کربنی 240o بررسی شده و نتیجه ها با نانولوله کربنی تک دیواره (10 و 10) مقایسه شد. مقدار جذب گازها در دما و فشارهای گوناگون با استفاده از روش دینامیک مولکولی محاسبه شد. نتیجه های شبیه سازی ها نشان می دهند که گازها در سطح خارجی و فضای خالی درونی نانومخلوط و نانولوله کربنی جذب شده اند. مقدار گاز جذب شده، با افزایش فشار افزایش یافته و سرانجام به شرایط اشباع رسیده است. در هر دو ساختار، گاز اکسیژن بیش از گاز نیتروژن جذب شده است. با کاهش دما مقدار گاز جذب شده در شرایط اشباع و ظرفیت ذخیره سازی وزنی کاهش یافته است. همچنین نتیجه ها بیانگر است که ظرفیت جذب و توان جداسازی نانومخروط کربنی نسبت به نانولوله کربنی بالاتر است. بنابراین نانومخلوط های کربنی کاندیدای مناسبی برای ذخیره و جداسازی اکسیژن موجود در هوا هستند.

پیشرانه های جامد مرکب دارای ذره های آلومینیوم (Al)، آمونیوم پرکلرات (AP) و رزین گلسیدیل آزید پلیمر (GAP) به عنوان پیشرانه های پرانرژی در انواعگوناگون موشک ها و راکت ها‎‎ به کار می روند. انتخاب اندازه ذره ها و نوع دانه بندی در فرمولاسیون پیشرانه ها، با تغییر در گرانروی و ویژگی های رئولوژیکی خمیر پیشران، بر ویژگی های مکانیکی و عملکردی فراورده پایانی تاثیر به سزایی دارد. در این مقاله افزون بر معرفی کلاس های گوناگون پیشرانه با دانه بندی های گوناگون، نمونه های پیشرانه جامد مرکب Al-AP/GAP تهیه و ضمن مقایسه ویژگی های آن ها، پیشرانه با کلاس بهینه معرفی شد. نتیجه ها نشان داد که بهترین ویژگی مکانیکی مربوط به پیشرانه دارای سه نوع دانه بندی گوناگون ازAP (20، 100 و 250 میکرون) بوده است. ویژگی های مکانیکی این نمونه در شرایط بهینه با مدول یانگ 16.4 مگاپاسکال (MP)، تنش تسلیم 0.49MP، کرنش تسلیم 12%، تنش در شکست 0.2MP، کرنش در شکست 20%، چقرمگی 28.8KJ/m3سختی64Shore A به دست آمد.

در این پژوهش رفتار فشار- حجم و برخی از ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه دوم مانند ظرفیت گرمایی و سرعت صوت خانواده ای از مایع های یونی با پایه ایمیدازولیوم با استفاده از معادله های حالت SAFT محاسبه شد و اثر طول زنجیر آلکیلی و نوع آنیون بر روی این ویژگی ها مورد ارزیابی قرار گرفت. دو نسخه از معادله حالت SAFT برای محاسبه ویژگی های ترموفیزیکی مایع های یونی مورد استفاده قرار گرفت، یکی PC-SAFT و دیگری نسخه Heterosegmented SAFT که هر دو نسخه توانایی خوبی در پیش بینی انرژی آزاد هلمهولتز و ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه اول مانند رفتار فشار حجم از خود نشان دادند، طوری که میزان انحراف داده های محاسباتی به دست آمده از این معادله های حالت نسبت به داده های تجربی بین 0.5 تا 5 درصد می باشد. اما در پیش بینی ویژگی های مرتبه دوم مانند ظرفیت گرمایی در حجم ثابت، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت و سرعت صوت در مقایسه با داده های تجربی عملکرد دقیق و مناسبی ندارند و به جز در موارد اندکی میزان خطا در مقایسه با داده های تجربی موجود بین 10 تا 60 درصد است. همچنین، این معادله ها روند تغییر در ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه دوم بر اثر تغییر طول زنجیر آلکیلی یا نوع آنیون را به خوبی نشان نمی دهند.

در این پژوهش به طراحی ترمودینامیکی و بررسی فنی، اقتصادی و زیست محیطی یک چرخه رانکین آلی با هدف تولید همزمان توان و گرما، با منابع انرژی گوناگون در شرایط استان اردبیل پرداخته شده است. ضمن ارزیابی فنی پارامترهای اثرگذار بر چرخه رانکین آلی مورد مطالعه، اهمیت و میزان اثرگذاری هریک از پارامترهای موثر نیز مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از منبع های گوناگون انرژی شامل خورشیدی، زیست توده و زمین گرمایی به عنوان منبع های تجدیدپذیر بر اساس شرایط استان اردبیل، در کنار گاز طبیعی به عنوان سوخت فسیلی مورد بررسی قرار گرفته و قیمت توان تولیدی در حالت های گوناگون مقایسه شده است. همچنین با هدف استفاده از گرمای جریان خروجی از چگالنده، با پیشنهاد به کارگیری یک چگالنده دو مرحله ای تلاش برای بالا نگه داشتن دمای این جریان تا جای ممکن شده است تا شرایط جریان خروجی از چگالنده به لحاظ دمایی جریانی قابل انطباق با تولید گرما در کنار تولید توان باشد. با مقایسه راندمان های انرژی و اکسرژی در دو حالت تولید توان و همچنین تولید همزمان توان و گرما دیده شد که با استفاده بهینه از منابع انرژی در حالت تولید همزمان توان و گرما، از دیدگاه انرژی 5.71% و از دیدگاه اکسرژی 5.45%، افزایش بهره وری به دست می آید. همچنین از دیدگاه زیس ت محیطی، می توان برآورد نمود که به طور کلی با تولید هم زمان توان و گرما از انرژی های تجدیدپذیر و پاک، سالانه 3.297x106 دلار، از نظر هزینه های خارجی تحمیل نشده صرفه جویی صورت خواهد گرفت.

ترسیب کربن دی اکسید یکی از بهترین و موثرترین روش های موجود برای کاهش آزادسازی کربن دی اکسید در جو می باشد. از نظر ظرفیت ذخیره سازی آبده های شور بالاترین ظرفیت ذخیره سازی را دارا می باشند. تزریق مقدار زیادی از گاز در مخازن زیر زمینی عمیق منجر به رسوب نمک در ناحیه اطراف چاه تزریقی می شود. از آنجا که حجم زیادی از گاز کربن دی اکسید می بایست در سازندهای زیرزمینی برای مدت طولانی (کمینه 30 سال) ذخیره شود، تزریق پذیری موضوعی بسیار مهم است. رسوب نمک ناشی از فرایند تبخیر در اطراف چاه تزریقی می تواند به شدت تزریق پذیری را کاهش دهد. هدف از این مطالعه بررسی اثر شدت جریان تزریق گاز کربن دی اکسید و همچنین میزان شوری آب نمک سازندی بر روی تغییرهای تزریق پذیری به دلیل رسوب نمک می باشد. نتیجه های این مطالعه نشان می دهد چندین عامل متقابل، با تغییر شدت جریان تزریق و شوری آب سازندی، بر روی تزریق پذیری تاثیر می گذارند که اثر متقابل آن ها تعیین کننده میزان تزریق پذیری خواهد بود. آنالیز نتیجه های تراوایی نهایی نشان داد میزان رسوب نمک با افزایش شدت جریان تزریق و کاهش شوری آب سازندی، کم می شود. آنالیز عدد پکلت نشان می دهد پروفایل رسوب نمک با تغییر شدت جریان تزریق و درجه شوری تغییر می کند اما تابع شدیدتری نسبت به تغییرهای شدت جریان تزریق می باشد. نتیجه های این مطالعه برای کالیبره کردن مدل تغییرهای تراوایی به دلیل رسوب نمک مورد استفاده قرار گرفت.

سینی دریچه ای یکی از پرکاربردترین سینی ها در برج های تقطیر و جذب در صنعت نفت، پتروشیمی و دیگر صنایع مرتبط می باشد. در این پژوهش، به منظور شناخت بیش تر و بهتر هیدرودینامیک سینی دریچه ای و ارایه داده های تجربی کاربردی، عملیات دو فازی آب- هوا در یک برج هیدرودینامیکی به قطر 1.2 متر شامل دو سینی دریچه ای با سطح آزاد 14% و در مقیاس صنعتی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های تجربی ارتفاع مایع زلال، ارتفاع سرکف، موجودی متوسط مایع، افت فشار کل، افت فشار خشک، ریزش و ماندگی به دست آمد و رابطه هایی تجربی باتقریب قابل پدیرش، برای آن ها ارایه شد. حد بالا و پایین عملیاتی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. همچنین نتیجه های به دست آمده از رابطه های تجربی ارایه شده و داده های آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شدند و اعتبار این رابطه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان می دهد که سرعت جریان گاز بر روی پارامترهای هیدرودینامیکی تاثیر بیش تری نسبت به سرعت جریان مایع روی سینی دارد و سینی دریچه ای انعطاف بیش تری نسبت به تغییرهای شدت جریان مایع دارد.

یکی از مرحله های مهم فلوتاسیون جمع آوری ذره ها است که نیازمند برهم کنش موفق حباب- ذره است. پیش از ایجاد برهم کنش حباب- ذره، معلق نگه داشتن ذره ها به عنوان مرحله پیش آماده سازی برای شناورسازی و جمع آوری ذره ها ضروری است. به طور معمول سرعت بحرانی همزن (Njs) به عنوان معیاری برای معلق نگه داشتن ذره های جامد در سلول فلوتاسیون مورد استفاده قرار می گیرد که نشان دهنده کم ترین سرعت همزن مورد نیاز برای معلق نگه داشتن تمام ذره های جامد در کف سلول است. در این پژوهش دو مدل تجربی برای Njsبر اساس اختلاف چگالی جامد مایع (rs-pl)، اندازه ذره ها (dp)، غلظت جامد در پالپ (X)، گرانروی جنبشی مایع (vL) و سرعت ظاهری هوا (Jg) در محیط دو فازی و سه فازی توسعه داده شده است. آزمایش ها در یک سلول فلوتاسیون آزمایشگاهی، با استفاده از ذره های کوارتز، باریت و گالن در چهار طبقه سرندی انجام شده است. نتیجه ها نشان داد که X, dp, rs-rL به ترتیب مهم ترین متغیرهای تاثیرگذار بر سرعت بحرانی همزن هستند. سرعت بحرانی همزن با افزایش Jg در سلول فلوتاسیون، به صورت خطی افزایش م یابد. بررسی نمودار غلظت جامد بر حسب عمق سلول فلوتاسیون در سرعت های گوناگون همزن نشان داد که در سرعت بحرانی همزن، ارتفاع سوسپانسیون حدود 0.8-0.85 ارتفاع پالپ است و ذره ها در سرعت همزنی معادل 1.2 تا 1.5 برابر سرعت بحرانی همزن توزیع یکنواخت تری دارند. از این بازه می توان به منظور پیش بینی سرعت بهینه همزن که منجر به افزایش کارایی شناورسازی ذره ها شود، استفاده کرد.

جریان خون و خون رسانی به بافت های گوناگون بدن، در زمره حیاتی ترین فرایندها در بدن موجودهای زنده می باشد. سرعت و فشار خون در رگ ها افزون بر توانایی پمپاژ قلب، به قطر رگ، انعطاف پذیری، گرفتگی و یا نبود گرفتگی رگ ها نیز بستگی دارد. بررسی رفتار و چگونگی حرکت سیال درون رگ ها به طور معمول با استفاده از روش های پزشکی انجام می پذیرد. با این وجود، پیشرفت روش های محاسباتی، امکان بررسی پدیده های گوناگون از جمله چگونگی حرکت خون در رگ ها را میسر می سازد. در این پژوهش، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، یک رگ خونی با دیواره سخت و گرفتگی متقارن مورد بررسی قرار گرفته است. معادل ه های حاکم بر سرعت حرکت خون، تنش های وارده بر دیواره رگ و چگونگی عبور گلبول های قرمز در دو حالت عادی و با حضور لخته مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های شبیه سازی نشان می دهد که حضور لخته در خون، به شدت سرعت، فشار و تنش را به ویژه در محل گرفتگی افزایش می دهد که این امر می تواند منجر به آسیب دیدن یا پارگی رگ در محل گرفتگی شود.

ز بین روش های گوناگونی که برای حذف مواد آلی فرار از هوای صنایع آلاینده محیط زیست وجود دارد، روش های زیستی به دلیل صرفه اقتصادی، کارایی بالا برای غلظت های کم و بدون تولید پسماند ثانویه موردتوجه هستند. استفاده از راکتورهای زیستی چکنده یکی از شناخته شده ترین روش های زیستی برای حذف ترکیب های آلی فرار از هوا به شمار می رود. بررسی پایداری عملکرد راکتورهای زیستی چکنده در طول زمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ازاین رو، در این پژوهش، عملکرد یک راکتور زیستی چکنده پرشده با بستری از نسبت حجمی 1 به 1 از پال رینگ و پومیس و تلقیح شده با باکتری رالستونیا یوتروفا برای حذف بخار تولوئن از هوا به مدت 100 روز مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در زمان های اقامت 90 و 45 ثانیه و در غلظت های ورودی 4-0.5 گرم بر مترمکعب انجام شدند. بیشینه ظرفیت حذف تولوئن در این راکتور زیستی به 280 گرم بر مترمکعب بر ساعت رسید (بازده حذف بالای %90). به ازای هر مول تولوئن مصرف شده، 3.3 مول کربن دی اکسید توسط باکتری ها تولید شد که به وسیله آن، با توجه به فرمول میکروب و تولید هیدروکلریک اسید در طول فرایند تصفیه، معادله واکنش زیستی حذف تولوئن به دست آمد.