مهندسی شیمی ایران
سال:1398 | دوره:18 | شماره:107 |تعداد مقالات:7

رشته مهندسی شیمی پیوسته در حال تغییر و ابزارهای محاسباتی و بسته های نرم افزاری نیز در حال گسترش است. در دنیای پر از دگرگونی امروز، مهندسان شیمی باید بدانند که کدام نرم افزار می تواند بهترین کار را برای حل یک مساله خاص انجام دهد. . .

فراورده بنزین به عنوان یکی از محصولات با ارزش افزوده بالا در سبد محصولات پالایشگاهی مورد توجه بسیار است. تولید هرچه بیشتر این فراورده با توجه به مسایل مختلف کشور به یک امر حیاتی تبدیل شده است؛ امروزه بعضی از واحدهای بنزین سازی، تحت شعاع تولید روغن سبز در واحد هستند. روغن سبز ماده ای با گران روی و نقطه جوش بالا است که در داخل لوله ها، کمپرسور و واکنشگاه ها رسوب کرده، عملیات فرایندی را مختل می کند. همچنین باعث مسموم شدن کاتالیست های واحدهای مختلف می شود. روغن سبز، ترکیبی از مولکول های بسپاری شده با زنجیره طولانی است که به وسیله بسپارش ترکیبات کلریدی هیدروکربن دار و یا بسپارش این ترکیبات با ترکیبات غیراشباع، تشکیل می شود. هدف از این مطالعه بررسی روش های کاهش تولید روغن سبز با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی است؛ فرایند تحلیل سلسله مراتبی یک روش تصمیم گیری، براساس معیارهای مختلف به منظور دستیابی به نتایج منطقی است، که به کمک نرم افزارExpert Choice انجام شده است. هزینه، امکان سنجی فنی اجرایی، بازدهی و ملاحظات زیست محیطی به عنوان معیارهای این فرایند انتخاب شده است. همچنین سه جاذب آلومینای فعال شده، آلومینای ارتقا یافته و ترکیب الیاف کربن با کربن فعال شده به عنوان گزینه های فرایند تحلیل سلسله مراتبی انتخاب شدند. پس از بررسی و مقایسه زوجی معیارها و سه گزینه ممکن در نرم افزار جاذب ترکیب الیاف کربن با کربن فعال شده به عنوان بهترین جاذب با 3/35 درصد ارجحیت نسبت به دیگر جاذب ها انتخاب شد. همچنین معیار هزینه و ملاحظات زیست محیطی به ترتیب دارای 6/32 و 4/28 درصد ارجحیت بودند.

در این پژوهش، نانوالیاف مواد تغییر فازدهنده (پلی اتیلن گلایکول به عنوان ماده تغییر فازدهنده و پلی آمید6 به عنوان نگهدارنده) در یک لوله L شکل، در شرایط مختلف و به کمک نرم افزار کامسول شبیه سازی شده است. برای این منظور، آب در دمای 100 درجه سلسیوس در داخل یک لوله L شکل قرار داده شده و اطراف محفظه با لایه نازکی از نانوالیاف پلی اتیلن گلایکول-پلی آمید پوشانده شده است. در ادامه، خواص ترموفیزیکی چندسازه نانوالیاف مواد تغییر فازدهنده در درصدهای مختلف وزنی بررسی شده و اثرهای تغییرات دما، چگالی، گرانروی و ضریب هدایت حرارتی بر روی آن ها، باهم مقایسه شده است. نتیجه های پژوهش نشان داد که مناسب ترین سامانه برای مدیریت گرمایی، مربوط به نانوچندسازه مواد تغییر فازدهنده با بیشترین درصد وزنی پلی اتیلن گلایکول است. همچنین، استفاده از نانوالیاف مواد تغییر فازدهنده در بهبود مدیریت حرارتی و کنترل دما بسیار موثر هستند و می توانند به عنوان مواد مناسب برای ذخیره سازی و انتقال انرژی به کار برده شوند.

هدف از این پژوهش تحلیل دوفازی جریان در ناحیه گردش مجدد محفظه احتراق یک توربین گاز با تغییر در شاخص های هندسی موثر سوییرلر آن است. جریا ن های چرخشی طبیعی و اجباری که در اثر هندسه محفظه احتراق و شرایط میدان جریان ایجاد می شوند، تاثیر چشمگیری بر احتراق و اختلاط هوا و سوخت دارند. در این مطالعه، به منظور بررسی اثرهای تزریق جریان چرخشی در محفظه احتراق، از روش حجم محدود و شبکه بندی نامنظم در یک نرم افزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی استفاده و بررسی شاخصی انجام شده است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد افزایش عدد چرخش، حجم ناحیه گردش مجدد را در ناحیه اولیه محفظه احتراق افزایش می دهد و باعث افزایش شدت آشفتگی و بهبود اختلاط هوا و سوخت می شود.

در این مطالعه، شبیه سازی رهش داروی ویتامین B12 بر روی حامل هیدروژل هیدروکسی اتیل متاکریلات کو متیل متاکریلات با استفاده از نرم افزار COMSOL انجام گرفت. شاخص های سرعت حرکت مرز سامانه، غلظت اولیه داروی بارگذاری شده در حامل و ضخامت حامل هیدروژل در شبیه سازی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج به دست آمده از این شبیه سازی نشان داد که برای کنترل بهینه رهش دارو از حامل در بدن، باید ضخامت حامل هیدروژل افزایش یابد و غلظت داروی بارگذاری شده در حامل بیشتر از حد مورد نیاز بدن در یک بازه زمانی افزایش یابد و همچنین سرعت حرکت مرز سامانه متناسب با سرعت نفوذ آب در هیدروژل باشد. نتایج بهینه شبیه سازی به ازای غلظت اولیه mol/m3 1000ویتامین B12، ضخامت حامل هیدروژل mm 0004/0 و سرعت ثابت m/s11-10×2 به دست آمد. در این مطالعه مدت زمان مورد نیاز برای رسیدن به غلظت تعادلی برای حالت مرز ثابت سامانه s 120000 به دست آمد، این نتیجه برای حرکت مرز با سرعت ثابت m/s11-10×2، s 210000 و برای حرکت مرز با سرعت متغیر وابسته به زمان s 210000 به دست آمد.

در این پژوهش آزمایشگاهی، به بررسی اثرهای افزایش زبری سطح انتقال حرارت بر ضریب انتقال حرارت در جوشش استخری در محلول های دوجزیی استون و آیزوپروپانول با درصد حجمی ثابت (30% استون و 70% ایزوپروپانول و همچنین محلول 70% استون و 30% ایزوپروپانول) پرداخته شده است. سامانه آزمایشی از یک مکعب شیشه ای عایق بندی شده، یک استوانه فلزی از جنس برنز به عنوان سطح انتقال حرارت و یک لامپ مدادی وصل شده به اتوترانسفورماتور به عنوان منبع حرارتی تشکیل شده است. آزمایش ها با چهار زبری مختلف (25/0، 34/0، 47/0 و 61/0 میکرومتر) سطح انتقال حرارت و گستره شارهای حرارتی از 5/1 تا 88 کیلووات بر متر مربع و در شرایط هواکره ای انجام گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزایش زبری سطح، تولید حباب در محلول بیشترشده و به دنبال آن آشفتگی افزایش یافته است؛ درنتیجه افزایش ضریب انتقال حرارت را به همراه داشته است. مدل بهینه با حداکثر همپوشانی با نتایج آزمایشگاهی این گونه مشخص گردید که در این میان مدل وینایاک)2004 (با خطای متوسط 15% کمترین خطا و مدل تام(1966) با خطای متوسط 27% بیشترین خطا را در میان دیگرمدل ها دارا هستند.

گازی سازی به کمک پلاسمای حرارتی یک روش نوین و خلاقانه در مدیریت پسماند است. در این مطالعه فرایند گازی سازی پسماند جامد شهری در واکنشگاه پلاسمای حرارتی با استفاده از روش کمینه سازی انرژی آزاد گیبس، به کمک نرم افزار اسپن پلاس شبیه سازی شده و با داده های موجود در منابع علمی اعتبارسنجی شده است. بیشتر شاخص های اجرایی مانند نسبت هوا به پسماند، دمای واکنشگاه، نسبت فشار به پسماند و ارزش حرارتی کمتر گاز با توصیف سین گاز تولیدی مطالعه شده است، بیشترین میزان هیدروژن 67% به دست آمد که برای گازی سازی با پلاسمای بخار بوده است و بیشترین ارزش حرارتی کمتر گاز متناسب با آن (MJ/Nm3) 6/11 حساب شد. با توجه به دمای بسیار بالایی که پلاسما ایجاد می کند بسیاری از آلاینده هایی که در فعالیت روش های معمول خلل ایجاد می کنند، تاثیری بر این فرایند ندارند.