بهسازی بیولوژیک خاک یکی از روشهای در حال توسعه است، در این پایان نامه پس از بررسی باکتری های دارای پتانسیل بهسازی خاک و انتخاب باکتری مناسب، در فاز اول عوامل زیستی، شیمیایی و فیزیکی تأثیرگذار در این روند خارج از خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. روند رسوب گذاری با استفاده از دو محیط کشت مختلف و تحت شرایط دمایی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. در فاز دوم تحقیقات تأثیر شرایط ارزیابی شده در فاز اول، در یک سری ستون خاک بررسی شد و از آزمایش تک محوری برای ارزیابی میزان مقاومت به دست آمده استفاده شد. اثر دانه بندی خاک بر روند توزیع باکتری در خاک و همچنین اثر زمان بر روی میزان مقاومت نیز به طور جداگانه بررسی شد. بررسی های انجام شده بر روی بیش از 20 ستون آزمایشگاهی و محیط کشت های مختلف و دستیابی به مقاومت تک محوری 800kpa بیانگر انعطاف پذیری بالای این روش برای کاربردهای متفاوت با استفاده از محیط کشت های مختلف می باشد. در صورتی که نیاز به مقاوم سازی خاک های عمقی باشد دما می تواند به عنوان یک عامل بازدارنده برای به تأخیر انداختن تشکیل رسوب و دستیابی به نقاط دورتر از نقطه ی تزریق ایفای نقش کند. همچنین دانه بندی خاک در توزیع باکتری و گیر افتادن آن تأثیر گذار است و حداکثر 28 روز زمان برای رسیدن به مقاومت نهایی نیاز می باشد.

نانوسیال و مارپیچ¬سازی لوله دو تکنیک متفاوت جهت بهبود توانایی انتقال حرارتی تجهیزات می¬باشند. در این پژوهش، انتقال حرارت جا¬به¬جایی اجباری و میزان افت فشار جریان آرام نانوسیال¬ها در لوله¬های مستقیم ومارپیچی با هندسه¬های مختلف و شرط مرزی شار ثابت به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته¬اند. نانوسیال¬های اکسید¬تیتانیوم (50 نانومتر)/آب، اکسیدآلومینیوم (35 نانومتر)/آب و نانولوله¬های¬کربنی-چندجداره/آب به ترتیب در غلظت¬های 0/2-25/0% ، 0/1-25/0% حجمی و 5/0-1/0% وزنی به روش دومرحله¬ای تولید و اثر محدوده وسیعی از پارامتر¬های مختلف نظیر اعداد رینولدز و هلیکال، غلظت نانوسیال، مشخصات هندسی لوله¬های مارپیچی (نسبت ابعاد و طول¬گام) مطالعه شده¬اند. آزمایش¬ها در دامنه 500 تا 4500 عدد رینولدز برای لوله¬های مارپیچی با نسبت ابعاد 10 و 20 و طول گام 24 و 42 انجام پذیرفته است. براساس داده¬های تجربی، مشخص شده است که عدد ناسلت با افزایش غلظت نانوذرات و همچنین عدد رینولدز بهبود می¬یابد. این افزایش به دلیل هدایت حرارتی موثر بالاتر نانوسیال و همچنین تقویت اختلاط نانوذرات می باشد. ضمن اینکه افزایش دانسیته و ویسکوزیته نانوسیال در مقایسه با سیال پایه منجر به افزایش افت فشار جریان داخل لوله-مارپیچی می¬گردد. همچنین به دلیل هدایت حرارتی بالاتر و اندازه کوچکتر نانوذرات اکسیدآلومینیوم نسبت به نانوذرات اکسیدتیتانیوم، نانوسیال اکسیدآلومینیوم/آب بهبود حرارتی مناسبتری را از خود نشان می¬دهد. به دلیل انحنا لوله¬های مارپیچی، افزایش قابل¬توجهی در نرخ انتقال حرارت و افت فشار در صورت استفاده از لوله¬های مارپیچی به جای لوله مستقیم مشاهده می¬شود. علاوه بر آن نرخ انتقال حرارت با افزایش طول گام و کاهش نسبت انحنا بهبود می-یابد. اگر چه نسبت انحنا تاثیر بیشتری در مقایسه با طول گام بر روی عدد ناسلت و افت فشار نشان می¬دهد. همچنین تکنیک مارپیچ¬سازی لوله عملکرد بهتری نسبت به تکنیک استفاده از نانوسیال در آزمایش¬ها نشان می¬دهد. با ترکیب این دو تکنیک، شاخص عملکرد حرارتی سیستم¬های مورد مطالعه به صورت قابل توجهی افزایش ¬می¬یابد. روابطی بر اساس داده¬های تجربی برای تخمین عددناسلت و افت فشار برمبنای عدد هلیکال، عدد پرانتل، غلظت حجمی یا وزنی و اندازه نانوذرات نیز ارائه شده¬اند. در مطالعه عددی، معادله انرژی سه¬بعدی در سیستم مختصات منحنی¬الخط به روش اختلاف محدود با استفاده از زبان برنامه¬نویسی matlab حل شده است. مدل پراکندگی بهبودیافته به منظور شبیه¬سازی عملکرد حرارتی جریان نانوسیال¬ها درون لوله¬های مارپیچی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج عددی تطبیق منطقی با داده¬های تجربی از خود نشان می¬دهند.

یک ترموسیفون دوفازی بسته دستگاهی برای انتقال حرارت می باشد که شامل یک لوله دوسر بسته تحت خلأ است که درون آن با مقدار معینی از یک سیال عامل پر شده است. این وسیله به طور معمول شامل سه بخش تبخیرکننده، آدیاباتیک و کندانسور است. حرارت ورودی به بخش تبخیرکننده ترموسیفون موجب جوشش و تبخیر سیال عامل می شود، سپس بخار با از دست دادن گرمای نهان خود در بخش چگالنده به صورت یک فیلم مایع تحت تاثیر نیروی گرانش به بخش تبخیرکننده باز می گردد. از آنجایی که گرمای نهان تبخیر سیال مقدار بالایی می باشد، مقادیر زیادی حرارت با حداقل اختلاف دما بین دو سر لوله انتقال می یابد. نانوسیال ها سوسپانسیون پایداری از ذرات جامد در مقیاس نانو در یک سیال پایه می باشند که پتانسیل زیادی در افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند. آنها می توانند در بسیاری از تجهیزات حرارتی از جمله سیستم ترموسیفون ها، به عنوان محیط انتقال حرارت مورد استفاده قرار بگیرند. در این پژوهش پس از تهیه نانوسیال های اکسیدآلومینیوم/آب و اکسیدمس/آب در غلظت های مختلف حجمی از 1 تا 3 درصد، نقش استفاده از آنها به عنوان محیط انتقال حرارت در داخل سیستم ترموسیفون دو فازی بسته بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می¬ دهد که درصورت استفاده از نانوسیال به جای آب در سیستم ترموسیفون دوفازی بسته، راندمان سیستم به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد، به طوری که در نسبت پرشدن %45 استفاده از نانوسیال های اکسید آلومینیوم/ آب و اکسید مس/ آب به جای آب به ترتیب منجر به افزایش 14/7 و 13/4 درصدی در راندمان سیستم مورد استفاده گردید. در مورد هر دو نانوسیال ماکزیمم راندمان در نسبت پرشدن 35% و در غلظت حجمی 3% حاصل می گردد. همچنین نانوسیال اکسیدآلومینیوم/آب نسبت به نانوسیال اکسیدمس/آب منجر به افزایش بیشتر راندمان حرارتی سیستم می شود، که علت را باید در خواص فیزیکی نانوذرات مورد استفاده جستجو کرد.