نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1387 | دوره:19 | شماره:7 (مهندسی شیمی، ریاضی و کامپیوتر) |تعداد مقالات:13

توزیع دما در مبدل های حرارتی پوسته و لوله یکی از مهم ترین اطلاعات جهت بررسی عملکرد این تجهیزات می باشد. تاکنون جهت مدل سازی مبدل های حرارتی پوسته و لوله مدل های بسیاری ارایه شده است که اغلب آنها یا به علت پیچیدگی زیاد و یا به دلیل استفاده بیش از حد از روابط همبسته در عمل کمتر مورد استفاده قرار گرفته و یا از دقت کافی برخوردار نمی باشند. در این تحقیق ابتدا مدل سازی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله بدون در نظر گرفتن بفل ها و با فرض جریان قالبی برای سیال سمت پوسته و سپس مدل سازی مبدلی دارای جریان متقاطع خالص و بدون در نظر گرفتن جریان های نشتی ارایه شده است که با حل این دو مدل محدوده عملکرد حرارتی مبدل پوسته و لوله مشخص خواهد شد. محاسبات افت فشار و آنالیز جریان سیال سمت پوسته نیز با استفاده از روش ویلس و جانستون انجام شده است. در ادامه مدل ترکیبی جدیدی جهت پیش بینی انتقال حرارت واقعی و محاسبات توزیع دما در مبدل حرارتی با ترکیب مدل های بر پایه جریان قالبی و جریان متقاطع خالص سیال سمت پوسته ارایه شده که سهم هریک از دو مدل اولیه در مدل ترکیبی جدید توسط نتایج حاصل از آنالیز جریان سیال سمت پوسته قابل محاسبه است. برای بررسی صحت مدل سازی، مقایسه ای میان نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی دانشگاه دلاور برای تعدادی مبدل دارای پوسته نوع E صورت گرفته که مدل ترکیبی ارایه شده در پیش بینی دمای سیالات خروجی از مبدل حرارتی دارای ± %10 خطای متوسط نسبت به داده های آزمایشگاهی می باشد.

جلوگیری از تشکیل ژل در عملیات لیچینگ کنسانتره های حاوی سیلیکات روی، در دما و pH مطلوب، یکی از موثرترین روش های استخراج هیدرومتالورژیکی می باشد. به منظور ایجاد شرایط مورد نیاز برای استخراج روی از ترکیباتی که حاوی سیلیس و فریت روی می باشند، متغیرهای موثر بر راندمان لیچینگ، یعنی دما، pH، زمان، دورهمزن وزمان توقف، در هر مرحله بهینه شدند. نتایج این تحقیق نشان می دهد، که برای لیچ اسیدی، کاهش pH تا مقدار یک، حفظ دمای محلول حول نقطه جوش، دور همزن با 200 دور بر دقیقه و زمان هر مرحله برابر 180 دقیقه، ضروریست. همچنین برای ممانعت از تشکیل ژل و شرایط فوق اشباع باید تا سر حد امکان مدت زمان استخراج را با حفظ راندمان، کاهش داد. افزایش تدریجی pH، در مرحله دوم آزمایش موجب عدم انحلال ناخالصی ها و در نتیجه حذف بهتر آنها می گردد.

در این تحقیق اثر سولفید در عملکرد فرآیند تصفیه بیولوژیکی هوازی، لجن فعال مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور دو واحد پایلوت لجن فعال یکی برای فاضلاب حاوی سولفید (نمونه) و دیگری بدون سولفید (شاهد) راه اندازی شدند. برای بررسی کمی ابتدا سیستم نمونه در غلظتهای سولفید ورودی مختلف راه اندازی شد و با سیستم شاهد مقایسه گردید. سپس در ادامه غلظتهای سولفید به تدریج در سیستم نمونه افزایش یافت تا آثار ممانعت کنندگی سولفید بروز کند. در نهایت، غلظتی که حالت بازدارندگی ظاهر می شود و سبب مختل شدن کار تصفیه می گردد تعیین و مشخص شد. همچنین سیستم شاهد در COD های ورودی متفاوت و همین طور زمان اقامت های مختلف راه اندازی شد. نهایتا رفتار واحد پایلوت ساخته شده ابتدا شاهد و سپس سیستم محتوی سولفید با استفاده از مدل کن تویس شبیه سازی گردید و ضرایب بهینه سینتیکی رشد میکروبی و ضرایب بازدارندگی در این تحقیق بدست آمد.

حذف بیولوژیکی گوگرد از ترکیبات نفتی یکی از جاذبه های مهم بیوتکنولوژی در صنعت نفت می باشد. در ادامه تحقیقات در این زمینه بحث صنعتی شدن مطرح است. در این راستا مشکلاتی وجود دارد که امید است با انجام پژوهشهای مختلف این مشکلات را مرتفع نمود. در این تحقیق سعی بر ایجاد دانش فنی تثبیت این باکتری و مطالعه سودمندی این روش در جهت صنعتی شدن بوده است. در تحقیق حاضر به طور موفقیت آمیزی فرآیند تثبیت انجام گردیده و پایه مناسب آن یعنی کلسیم آلژینات مشخص شده است. در مرحله دوم تلاش در جهت بهینه سازی شرایط تثبیت باکتری انجام گردیده است که نهایتا به میزان مناسب غلظت کلسیم کلراید و سدیم آلژینات به ترتیب برابر 0.05 مول و 700 میلی گرم دست یافته شد. انجام مراحل بهینه سازی با روش فاکتوریال کامل بوده است. در ضمن در مرحله آخر تحقیق بررسی امکان استفاده مجدد از باکتری تثبیت شده با همان آزمایشات بهینه سازی انجام گردید. در این مرحله مشخص شد که امکان کاربرد مجدد باکتری نیز میسر شده است و میتوان آنرا از محیط فرآیند شده، جدا کرده و مجددا در محیط سولفورزدایی نشده وارد کرد.

یکی از فرآیندهایی که جهت حذف آسفالتین از باقیمانده های سنگین نفتی بکار می رود، فرآیند استخراج با حلال های مایع است. در این تحقیق ضمن اشاره به فرآیندهای مختلف بهبود کیفیت، استخراج آسفالتین از باقیمانده های برج تقطیر در خلا پالایشگاههای اراک و تهران با حلالهای مایع از جمله پنتان، هپتان و حلال L.S.R.G. مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور حلالهای مایع فوق الذکر در فرآیند استخراج آسفالتین در مقیاس آزمایشگاهی به کار گرفته شده است. نتایج بدست آمده با نتایج موجود در پالایشگاهها (حلال پروپان) مقایسه گردیده است. در نهایت با توجه به نتایج کیفی و کمی محصول بدست آمده بهترین حلال مایع به منظور تولید خوراک برای واحدهای F.C.C. و کک سازی پیشنهاد گردیده است محصولات بدست آمده با استفاده از حلالهای پنتان، هپتان و L.S.R.G. در صورت انجام عملیات پیش تصفیه بر روی آنها خوراک مناسبی جهت واحدهای کاتالیستی خواهند بود.

الکترودهایی با سطح موثر کاتالیستی بالا، از طریق آندایزینگ تیتانیوم و سپس آبکاری پلاتین بر روی سطح تیتانیوم آندایز شده، سنتز شدند. بررسی مورفولوژی سطح توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان داد که در اثر آندایزینگ، یک لایه خلل و فرج دار، برروی سطح تیتانیوم ایجاد می شود. فعالیت الکتروکاتالیستی این الکترودها در آزاد شدن گاز کلر و اکسیداسیون الکتروشیمیایی ایزوپروپانول مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه فعالیت الکتروکاتالیستی این الکترودها با الکترود پلاتین، نشان داد که، این الکترودها فعالیت الکتروکاتالیستی بسیار بیشتری نسبت به الکترود پلاتین از خود نشان می دهند. بنابراین می توان از این الکترودها، به عنوان یک الکترود مناسب، در صنایع کلروقلیا استفاده کرد.

در این مطالعه تاثیر انتقال جرم و حرارت ناشی از تفاوت دمای گاز ورودی و سیال تزریقی و میزان رطوبت اولیه گاز بر راندمان جداسازی جامد آلاینده توسط یک شوینده ونتوری مورد مدلسازی ریاضی و شبیه سازی قرار گرفته است. بدین منظور معادلات حاکم بر عملکرد این سیستم شامل معادله اصلی تغییرات غلظت جزء آلاینده همراه گاز، و سایر معادلات لازم شامل معادله تغییرات دمای گاز، دمای قطرات، سرعت قطرات، رطوبت گاز و اندازه قطرات تبیین و با استفاده از روش های عددی حل گردیده است. نتایج مدل با مقادیر اندازه گیری شده مربوط به عملکرد یک شوینده ونتوری مورد استفاده در صنعت سیمان مقایسه گردیده و تطابق قابل قبولی در پیش بینی های مدل و این اندازه گیری ها مشاهده گردید. نتایج این بررسی نشان می دهد وجود اختلاف دما بین گاز ورودی و آب تزریقی در گلوگاه تا حدود زیادی راندمان جداسازی ذرات را کاهش می دهد که دلیل اصلی آن کاهش سرعت نسبی بین قطرات و گاز ناشی از سرمایش ناشی از تبخیر (cooling effect of evaporation) می باشد. این موضوع باعث کاهش راندمان جداسازی یک قطره (Target Efficiency) گردیده و بطور کلی راندمان جداسازی شوینده را کاهش می دهد. همچنین مشخص گردید بسته به مقدار رطوبت ورودی امکان رشد یا تبخیر قطرات وجود داشته و این عامل نیز تاثیر قابل توجهی بر راندمان هدف یک قطره و راندمان کلی سیستم دارد. تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل دمای گاز ورودی، رطوبت آن و اندازه قطرات آب بر میزان جداسازی و تغییرات اندازه قطرات مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج این بررسی لزوم استفاده از برج های خنک کننده گاز قبل از ورود آن به شوینده ونتوری جهت حصول راندمان مطلوب جداسازی مورد تایید قرار گرفت.

در این مقاله عملکرد لوله های حرارتی (ترموسیفون ها) با سیال عامل آب برای کنترل دمای راکتور Batch شبیه سازی گردیده است و اثر برخی از متغیرهای عملیاتی مانند زمان، توان حرارتی ورودی و نسبت پر شدن، روی دمای نقاط مختلف راکتور بررسی شد. مراحل شبیه سازی در محدوده پر شدن %30، %50 و %60 و توان ورودی 200 تا 1200 وات انجام شدند که در آنها یکنواختی دمای مواد داخل راکتور، زمان گرمایش و برترین نسبت پر شدن بررسی شد. همچنین نتایج حاصل از آزمایش ها با نتایج شبیه سازی مقایسه گردید. قابل به ذکر است که در این پژوهش کار آزمایشگاهی نیز انجام شده و دستگاه مورد نظر طراحی و ساخته شده است. اما در بخش عمده این مقاله به بررسی چگونگی شبیه سازی و نتایج آن پرداخته می شود. از نتایج این تحقیق می توان در مطالعات بهینه سازی، بازیافت انرژی، طراحی لوله های حرارتی و کنترل دمای راکتورهای شیمیایی همدما استفاده نمود.

کشف الگوهای پنهان و ارزشمند از درون حجم وسیعی از داده های خام، اخیرا توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. اغلب روشهای کاوش قوانین تداعی در مرحله اول کار خود کلیه اقلام پر تکرار (ساده و ترکیبی) را از بین تمام اقلام موجود در داده ها جستجو می کنند که این امر نیازمند به خواندن مکرر کل داده ها از دیسک است. در مسایل داده کاوی، حجم پایگاه داده های تراکنش معمولا آنقدر زیاد است که قابل بار شدن در حافظه اصلی نمی باشند. اما در برخی موارد مانند پایگاه داده های تحلیلی مربوط به سبدهای خرید یک فروشگاه، با توجه به تعداد نسبتا زیاد اقلام ممکن (کل اجناس فروشگاه) و نیز محدودیت نسبی اندازه تراکنش ها (اقلام خریداری شده در هر سبد)، احتمال رخداد یک قلم داده (خریدای شدن یک کالای خاص) پایین است. در این مقاله با بهره گیری از این ویژگی، روشی کارا برای کاوش اقلام پر تکرار در مجموعه داده هایی از این قبیل ارایه می دهیم. در روش پیشنهادی، داده ها تنها یک بار از دیسک خوانده می شوند و بعد از آن به یک ساختار رمز شده و خلاصه تبدیل می گردند، بطوریکه اولا قابل نگهداری در حافظه می باشند و ثانیا با توجه به ساختار خاصی که دارند، عملیات شمارش به سریع ترین نحو ممکن انجام می گردد و زمان شمارش دفعات تکرار اقلام در هر مرحله کمتر از مرحله قبل می شود. پس از ارایه الگوریتم، کارایی آن را با استفاده از دو مجموعه از داده های ساختگی و واقعی ارزیابی کرده و با چند روش کارا که تا کنون ارایه شده اند، مقایسه می کنیم.

اساس کار مدل های تحلیل پوششی داده ها ارزیابی کارایی واحدهای تحت مطالعه است. با این کار واحدهای تحت مطالعه از لحاظ موقعیت قرار گرفتن نسبت به مرز کارایی تقسیم بندی می شوند. با این حال برای طبقه بندی واحدهایی که کارا شناخته می شوند باید از مدل های رتبه بندی استفاده کرد. رتبه بندی واحدهای کارا بر اساس روش حذف واحد تحت بررسی و در مجموعه امکان تولید با مشکلاتی مواجه است، چرا که برای بعضی از واحدها و نیز در بعضی شرایط خاص مدل نشدنی شده و یا جواب مناسبی ارایه نمی دهد. در این مقاله به جای حذف واحد تحت بررسی، موقعیت قرار گرفتن آن به عنوان مرجع را تضعیف می کنیم تا از بروز مشکلات روش مذکور جلوگیری شود.

در طرح آستانه شمیر (Shamir) فردی به نام واسطه تعدادی سهام را بین سهامداران توزیع می کند که منجر به یک چند جمله ای می شود. برای محاسبه ضرایب این چند جمله ای که منجر به یافتن کلید می شود روشهای گوناگونی وجود دارد. جایگزینی روش ورونیایی تفاضلهای منقسم به جای درونیابی لاگرانژ و رجحان این روش به لحاظ تعداد عملیات در مرجع 6 نشان داده شده است. در این مقاله ضمن استفاده از روش درونیابی تفاضلهای منقسم، مقادیر توزیع شده توسط واسطه به عنوان یک بردار در نظر گرفته شده و با استفاده از ماتریس عملیاتی توابع پایه ای متعامد قطعه ای ثابت بردار جدیدی تولید می شود و در اختیار سهامداران قرار می گیرد. واسطه می تواند یکی از سهامداران ویژه را انتخاب کرده و ماتریس به کار رفته را در اختیار او قرار دهد. بدیهی است که یافتن کلید مجهول بدون حضور این سهام دار ویژه امکان پذیر نیست.

در مدل تلاطم تصادفی، قیمت اختیارهای اروپایی جواب یک معادله دیفرانسیل پاره ای سهموی است. در این مقاله شمای تفاضل متناهی ضمنی برای حل عددی این معادله ارایه کرده ایم. ثابت می کنیم که این روش در نرم بی نهایت، پایدار و همگراست. سپس از روش ADI برای جداسازی عملگرها استفاده می کنیم و این به ما امکان می دهد تا در هر مرحله، برای حل دستگاه خطی متناظر با آن از الگوریتم توماس استفاده کنیم.