مهندسی شیمی ایران
سال:1400 | دوره:20 | شماره:117 |تعداد مقالات:7

در این مقاله عملکرد یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت شیشه دار نمونه، در بستر آزمون طراحی و ساخته شده در پژوهشگاه صنعت نفت در شهر تهران به طور تجربی ارزیابی و نتایج پنج آزمون تجربی شامل ارزیابی عملکرد حرارتی، ظرفیت حرارتی موثر، ثابت زمانی، ضریب تصحیح زاویه تابش و افت فشار که بر اساس استاندارد 7129 سازمان ملی استاندارد ایران انجام شده اند، ارایه می شود. نتایج نشان می دهند که بیشترین بازده حرارتی این کلکتور بر مبنای سطح ناخالص و در شرایط ایده آل دمایی برابر با 5/42 درصد است. هم چنین، ظرفیت حرارتی موثر برابر با 42618 ژول بر کلوین و ثابت زمانی آن 106 ثانیه است. به علاوه، برای زاویه تابش 45 درجه، ضریب تصحیح زاویه تابش 85/0 و افت فشار کلکتور مورد آزمایش حدود 500 پاسکال در نرخ جریان جرمی کاری آن است.

در این تحقیق، گیاه جعفری به صورت منفرد و توده ای، در دماهای 46، 58 و 68 درجه سلسیوس و در ضخامت های13/0 تا 17/0 میلی متر و بازه زمانی 0 تا 140 دقیقه در یک خشک کن سینی دار آزمایشگاهی خشک شد. نیز، تاثیر عواملی مانند دما و زمان بر نرخ خشک شدن بررسی شد. زمان و رطوبت تعادلی به ترتیب 140 دقیقه و 0003/0 مشاهده شد. هم چنین، منحنی جنبش شناسی فرایند نشان می دهد که خشک شدن بیشتر در مرحله نزولی اتفاق می افتد که به دلیل پایین بودن مقاومت خارجی در مقابل انتقال جرم و حرارت است. در مطالعه اثر دما، مشاهده شد که با افزایش دما از 46 به 68 درجه سلسیوس، گیاه جعفری با شیب بیشتر به رطوبت تعادلی می رسد. سپس، فرایند خشک شدن تک برگ و توده جعفری با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی پیش خور و پیش رو مدل سازی شد و داده های مدل با داده های تجربی مقایسه شدند، که مناسب ترین نتیجه به وسیله شبکه عصبی مصنوعی پیش خور برای تک برگ جعفری، با الگوریتم لونبرگ-مارکوارت و 13 نرون و ضریب تبیین 9987/0 و برای توده جعفری با 9 نرون بهینه و ضریب تبیین 9993/0 به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای شبکه عصبی مصنوعی است.

در سال های اخیر پژوهشگران از ساخت چندسازه های پلی پروپیلن با استفاده از انواع مختلفی از تقویت کننده ها برای افزایش خواص مکانیکی آن ها استقبال کرده اند. در این مقاله، ابتدا چگونگی افزایش خواص مکانیکی چندسازه های پلی پروپیلن در اثر افزودن انواع مختلفی از تقویت کننده های ذره ای و الیافی با منشا های مصنوعی و طبیعی مرور شده است. در همین راستا مشخص شد که ساخت چندسازه های پلی پروپیلن باعث افزایش استحکام نمونه ها و افزایش خواص مکانیکی آن ها می شود. سپس راه های اصلاح سطحی و عمل آوری تقویت کننده ها و به ویژه الیاف طبیعی با روش های شیمیایی و فیزیکی مطالعه شده است. نتایج نشان دهنده افزایش چسبندگی سطح تقویت کننده ها در داخل زمینه پلی پروپیلن است که منجر به افزایش استحکام و ارتقای خواص مکانیکی چندسازه های پلی پروپیلن شده است. براساس نتایج این مقاله می توان انتظار داشت که با استفاده روزافزون از الیاف طبیعی اصلاح شده در چندسازه های پلی پروپیلن و افزودن سایر تقویت کننده های طبیعی یا مصنوعی به آن ها که منجر به شکل گیری چندسازه های هیبریدی می شود، بخش زیادی از پژوهش های آینده در این راستا متمرکز شود.

ریزجلبک ها با داشتن ذخایر زیاد کربوهیدرات ها و سرعت بالای رشد، به عنوان یکی ازنوید بخش ترین منابع برای تولید بیواتانول معرفی شده اند. در این تحقیق، بعد از کشت گونه های مختلط ریزجلبک در فتوبیوراکتور، برای افزایش تجمع کربوهیدرات ها در ریزجلبک از راهبرد قحطی نیتروژن استفاده شد. سپس، استخراج قندهای موجود در زیست توده با استفاده از فرایند آبکافت آنزیمی به وسیله آنزیم سلولاز انجام شد. در این مقاله برای نخستین بار، فرایند آبکافت آنزیمی ریزجلبک با در نظرگرفتن شرایط هیدرودینامیکی سیال درون راکتور بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش همزدگی سامانه بیش از غلظت آنزیم، بر بازده آبکافت تاثیر می گذارد. در دورهای بالاتر از rpm 250 که رژیم جریان از آرام به متلاطم تغییر می کند، میزان قند آزادشده بسیار بیشتر از مقادیر در دورهای پایین همزن است. هم چنین، افزودن بافل با جلوگیری از تشکیل گردابه میزان انتقال جرم را و به تبع آن بازده آبکافت را افزایش می دهد؛ اما تغییر نوع همزن تاثیر قابل ملاحظه ای بر فرایند آبکافت ندارد. هم چنین در این تحقیق، تاثیر همزدگی در طول فرایند آبکافت از راه ارزیابی نرخ انتقال جرم بررسی شد.

یکی از اهداف راهبردی در پالایشگاه نفت ستاره خلیج فارس تغییر کاربری واحد تصفیه نفت سفید با سرویس نفتای ترش بوده است. هدف از این پژوهش، شبیه سازی و ارزیابی مبدل های حرارتی پوسته و لوله خروجی راکتور واحد تصفیه نفت سفید برای سرویس نفتاست که به عنوان بخشی از پروژه عظیم تغییر کاربری مذکور بررسی شده است. نتایج شبیه سازی با نرم افزار اچ تی آر آی نسخه 32/6 نشان داد که در تغییر کاربری با سرویس جدید و در حالت بدون در نظر گرفتن رسوب، میزان سطح انتقال حرارت مبدل های مذکور برای انتقال حرارت به میزان 2/22 مگاوات، کافی است؛ اما از آنجا که رسوب گرفتگی مبدل های حرارتی و نیاز راکتور برای رسیدن به دمای 310 درجه سلسیوس و شرایط دمایی پایان عمر کاتالیست به دلیل کک گرفتگی، امری اجتناب ناپذیر بود، می بایست بدترین شرایط عملیاتی نیز بررسی می شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که سطح انتقال حرارت مبدل های موجود برای رسیدن به شرایط عملیاتی واقعی باید 24 درصد افزایش یابد. پیشنهادهایی برای جبران سطح انتقال حرارت مطرح شد؛ از جمله افزایش تعداد لوله ها به 1370 شاخه برای هر یک از مبدل ها، افزایش طول لوله ها به 6400 میلی متر، تغییر ساختار پوسته از نوع E به F و یا افزودن یک مبدل مشابه با سامانه موجود به صورت سری، که مورد آخر به عنوان راهکار اقتصادی تر مورد توجه قرار گرفت.

همزن های استاتیک تجهیزاتی برای آمیزش در راکتورهای شیمیایی و افزایش ضریب انتقال حرارت در مبدل های حرارتی هستند. در این تحقیق مشخصه های جریان سیال در لوله های مجهز به همزن های استاتیکی اصلاح شده با ابعاد هندسی متفاوت با روش شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده است. همزن های نوارپیچیده کلاسیک، نوارپیچیده حفره دار و نوارپیچیده V-Cut برای اعداد رینولدز 3000 تا 19000 بررسی شدند. الگوی جریان و افت فشار برای جریان سیال بر روی این همزن ها بررسی شد. هم چنین پس از تایید اعتبار نتایج شبیه سازی، داده های به دست آمده برای آموزش مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. عدد رینولدز و مولفه های هندسی همزن ها به عنوان متغیرهای ورودی شبکه عصبی برای تخمین ضریب اصطکاک استفاده شدند. کارایی مدل ها در تخمین ضریب اصطکاک ارزیابی شد که نتایج بیانگر خطای نسبی کمتر از 1 درصد است. خطای نسبی برای کلیه داده ها در حالت کلاسیک، V-Cut و حفره دار به ترتیب 75/0%، 57/0% و 52/0% و برای داده های ارزیابی به ترتیب 1/1%، 92/0% و 62/0% به دست آمد. 30 درصد داده ها به طور تصادفی برای ارزیابی شبکه عصبی در نظر گرفته شد که دقت بالای تخمین آن ها اعتبار مدل را اثبات می کند.