در این مطالعه شبیه سازی یک مدول جدید از رآکتور غشایی برای فرآیند شیفت آب-گاز مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که این فرآیند به شدت تحت تاثیر تعادل می باشد، برای حل مشکل تعادل و رسیدن به تبدیل مورد نظر و تولید مناسب هیدروژن بدون وجود منوکسید کربن در آن،باید از رآکتور غشایی استفاده کنیم. در رآکتورهای غشایی معمول برای انجام فرآیند شیفت آب-گاز معمولا از غشا آلیاژ پالادیم (انتخاب پذیر نسبت به هیدروژن) استفاده می شود. در مواردی اندک از غشا پلی ونیل الکل (انتخاب پذیر نسبت به دی اکسید کربن) نیز استفاده شده است.در این مطالعه رآکتور غشایی فرآیند شیفت آب-گاز به طور همزمان هم از غشا آلیاژ پالادیم و هم از غشا پلی ونیل الکل در کنار یکدیگر در ساختار رآکتور غشایی استفاده شده است.استفاده از دو غشا به طور همزمان، بر مشکل تعادل فائق آمده و منجر به هر چه بیشتر مصرف شدن منوکسید کربن و همچنین تولید مضاعف هیدروژن می گردد. شبیه سازی انجام شده در این زمینه، یک بعدی و غیر ایزوترمال بوده و اثرات نوع خوراک و پارامتر های عملیاتی روی انواع رآکتور های پیوسته و ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج شبیه سازی، مشاهده می گردد که با افزایش فشار خوراک تا 20 بار حجم رآکتور دو غشایی 7/0 رآکتور غشایی آلیاژ پالادیم می باشد. همچنین میزان تبدیل منوکسید کربن برای رآکتور دو غشایی جریان جاری در شرایط یکسان 15/0 بیشتر از انواع دیگر می باشد. از طرفی اثر میزان هیدروژن موجود در خوراک برای دامکولرهای کمتر از 1 بر روی بازیابی هیدروژن بسیار محسوس بوده، به طوری که در دامکولر 5/.، اختلاف بازیابی هیدروژن بین خوراک با هیدروژن بالا و خوراک با هیدروژن پایین حدود 35/0 می باشد. به طور کلی نتایج بدست آمده حاکی بر بازدهی بالای رآکتور دو غشایی جریان جاری برای فرآیند شیفت آب-گاز در مقایسه با حالت های دیگر از جمله رآکتور تک غشایی جریان جاری می باشد.

تماس دهنده های غشائی تجهیزاتی هستند که بدون نیاز به تماس مستقیم فاز ها و اختلاط آنها در یکدیگر امکان انقال جرم را فراهم می آورند. در این سیستم ها از یک غشاء متخلخل به عنوان حایل بین دو فاز استفاده می شود و فازهای گاز و مایع جاذب در دو سمت غشاء جریان می یابند. در این مطالعه اعمال و حل یک مدل انتقال جرم محاسباتی به منظور شبیه سازی جذب در تماس دهنده غشایی برای جداسازی co2 و h2s انجام شده است. این مدل جذب غشائی قادر به محاسبه شار انتقال جرم و همچنین توزیع غلظت اجزاء می باشد. نفوذ شعاعی و محوری درون فیبر ‚ غشاء و سمت پوسته تماس دهنده محاسبه و بررسی شده است. اثر شرایط عملیاتی مثل سرعت مایع، سرعت گاز، دما و فشار تحلیل شده است و نحوه توزیع غلظت درون فیبر ، غشاء و سمت پوسته بررسی شده است. علاوه بر این مقایسه کامل 4 حلال فیزیکی متانول، پلی پروپیلن، -nمتیل پیرولیدن و آب برای حالت جذب فیزیکی دی اکسید کربن از مخلوط co2/ch4 توسط تماس دهنده های غشائی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین بررسی کارائی حلال متانول در جذب همزمان co2 و h2s از مخلوط آنها با متان انجام شده است. از داده های تجربی جذب فیزیکی اجزاء خالص گزارش شده در مراجع، به منظور آزمودن درستی حل مدل استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که مدل با مطابقت مناسبی قادر به پیش بینی انتقال جرم و هیدرودینامیک تماس دهنده های غشائی می باشد. مشاهده گردید که عمق رسوخ در جهت شعاعی در جاذب با توجه به ضریب نفوذ، سرعت جاذب و شعاع فیبر تغییر می کند. از بررسی ماهیت جریان در منافذ غشاء متخلخل مشخص شئ که هر دو نوع جریان ویسکوز و نودسن نقش دارند. علاوه بر این ضریب توزیع مهمترین پارامتر در جذب فیزیکی دی اکسید کربن در جاذب های الی می باشد. نرخ نسبی جذب دی اکسید کربن در متانول در محدوده 2/2 تا 6/4 برابر مقدار آن در آب می باشد و با افزایش سرعت جاذب یا کاهش سرعت گاز درصد حذف افزایش می یابد. همچنین مشخص گردید که جاذب متانول را می توان در جداسازی co2 و h2s نیز مورد استفاده قرار داد. از نتایج شبیه سازی اثبات می شود که توزیع غلظت co2 و h2s در جریان گاز به صورت قالبی می باشد در حالیکه در فاز مایع شدیدا متاثر از غلظت فصل مشترک و ضریب نفوذ است. علاوه بر این در فشارهای عملیاتی بالای 10 اتمسفر حتی در دبی های متانول پایین درصد حذف برای h2s تقریبا کامل است. در صورتیکه مقدار ان در فشار اتمسفری حدود %30 است. همچنین درصد جداسازی با افزایش دما کاهش می یابد و این کاهش برای h2s شدید تر است. علاوه بر این مشخص گردید که در طراحی و کاربرد تماس دهنده های غشائی با حلال متانول دبی های بالا موثر تر هستند و حلال nmp در فشار های بالا موثر تر است. کلمات کلیدی: انتقال جرم محاسباتی ،تماس دهنده های غشائی، جداسازی co2 و h2s ، حلال فیزیکی آلی، متانول

ماده ای در هوا مانند no2 که می تواند برای انسان و محیط زیست مضر باشد به عنوان آلاینده هوا شناخته می شود. no2 یکی از یک گروه از گازهای بسیار واکنش پذیر تحت عنوان اکسید های نیتروژن (nox ) است. در تحقیق حاضر مدلسازی و شبیه سازی جذب گاز no2 از مخلوط -n2 no2 با استفاده از یک تماس دهنده غشایی الیاف تو خالی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل ریاضی دو بعدی برای شبیه سازی رفتار جذب no2 توسط آب به عنوان جاذب در تماس دهنده برای حالت عملیات تر نشده ارائه داده شد و توسط نرم افزارcomsol multiphysics به صورت عددی حل گردید. افزایش نرخ جریان مایع راندمان حذف no2 را افزایش داد و افزایش نرخ جریان گاز و غلظت اولیه no2 به طور معکوس فرایند حذف را تحت تاثیر قرار داد. افزایش تعداد الیاف منجر به افزایش بازده حذف شد. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شد و نتایج نشان داد که راندمان تخمین زده شده حذف no2 با داده های آزمایشگاهی از تطابق نسبتاً خوبی برخوردار است.

نانوذرات کوانتومی ذرات نیمه رسانای کلوئیدی در ابعاد نانو هستند و قادرند درطول موجهای تهیج شده، باند های واضح خاصی را انتشار دهند. در تحقیق حاضر سنتز و بررسی خواص نانوذرات کوانتومی cdse به روش آبی-حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است. طی ستتز نانوذرات برای تهیه محلول یونی کادمیوم، از کادمیوم استات دی هیدرات و برای تهیه محلول یونی سلنیوم از پودر سلنیوم و سولفیت سدیم استفاده گردیده و در مرحله رشد نانوذرات کوانتومی، اولئیک اسید نقش پایدار کننده را در سنتز نانوذره کوانتومی بر عهده دارد. پس از رشد نقاط کوانتومی، نانوذره خالص سازی و جداسازی شده و ساختار و مورفولوژی سطح نانوذرات توسط پراش پرتو ایکس(xrd) و اسپکتروفتومتر مورد مطالعه قرار گرفت. نانوذرات کوانتومی در دماها، زمانها و phهای مختلف سنتز و تاثیر دما، زمان و ph بر اندازه و مورفولوژی نانوذره بررسی شد. با استفاده از میزان جذب نانوذرات و رابطه ostwald’s ripening اندازه نانوذرات در زمانهای مختلف رفلاکس برابر 24/2، 77/2 و 02/3 نانومتر بدست آمد، که با اندازه گیری میزان جذب نانوذرات مشخص شد که با افزایش سایز نانوذره، جذب به سمت طول موج های بالاتری میل می کند، همچنین رنگ لومینسانس تحت اشعه uv با افزایش اندازه نانوذرات از سبز تا قرمز تغییر می کند و هرچه ph کمتر باشد، رنگ نانوذره به سمت قرمز میل می کند. با استناد به اینکه تغییرات ph بیانگر تغییرات فساد مواد غذایی است، می توان نانوذرات کوانتومی cdse را در یک بستر سیلیکونی تثبیت و از آن در بسته بندی هوشمند مواد غذایی برای شناسایی فساد استفاده کرد.

روابط تجربی و نمودارهای زیادی برای تعیین ویسکوزیته مایعات و گازهای هیدروکربنی وجود دارد. اما کاربرد این نمودار و روابط تجربی به دلیلایلی محدود است، در این تحقیق با استفاده از معادله حالت درجه سوم پنگ رابینسون ویسکوزیته مخلوط های سبک هیدروکربنی مدل شد و برای این منظور از قوانین اختلاط مختلف برای تعیین پارامترهای معادله حالت استفاده شد و بهترین آن ها برای تعیین ویسکوزیته مخلوط هیدروکربنی سبک تعیین شد. از نتایج این تحقیق این نتایج حاصل شد که تطابق قابل قبولی میان نتایج مدل و داده های تجربی وجود دارد. بنابراین مدل به کار رفته در این تحقیق بسیار دقیق تر از مدل فن و ونگ می باشد

کاربرد تماس دهنده های غشایی به منظور جذب گاز، اخیرا توجه زیادی را به خود جلب نموده است. در تحقیق حاضر مدلسازی و شبیه سازی جذب گاز so2 از مخلوط so2 و هوا با استفاده از یک تماس دهنده غشایی الیاف تو خالی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل ریاضی دو بعدی و پایا برای شبیه سازی رفتار جذب so2 از هوا توسط آب به عنوان جاذب در تماس دهنده غشایی برای حالت عملیات تر نشده ارائه داده شد و توسط نرم افزارcomsol multiphysics به صورت عددی حل گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش نرخ جریان مایع از 1 به 23.5(ml/min) راندمان حذف را از %25 به %93 افزایش و افزایش نرخ جریان گاز از 50 به 250(ml/min)، راندمان حذف را از 99.99% به 75% کاهش خواهد داد. افزایش غلظت اولیه so2 باعث کاهش راندمان حذف می شود. افزایش تعداد الیاف از 20 به 90 راندمان حذف را از 52% به 88% افزایش می دهد و افزایش طول الیاف از 1/0 به 5/0 متر راندمان حذف را از 70% به 98% افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شد و نتایج نشان داد که راندمان تخمین زده شده حذف so2 با داده های آزمایشگاهی از تطابق نسبتاً خوبی برخوردار است

مدل ریاضی برای بررسی درصد تبدیل واکنش استریفیکاسیونی تولید اتیل استات در یک راکتور غشایی تراوش تبخیری با استفاده از غشاء پلی دی متیل سیلوکسان در حضور سه نمونه کاتالیست امبرلیست 15 پیرولیت سی- تی 179 به عنوان کاتالیزور نا همگن و اسید سولفوریک به عنوان کاتالیزور همگن برای توصیف واکنش و جداسازی به طور همزمان ایجاد شده است. نفوذ همه اجزاء در مخلوط واکنش و رفتار غیر ایده آل ترمودینامیکی اجزاء در نظر گرفته شده است. همچنین ضریب فعالیت با استفاده از روش یونیفاک محاسبه شد. اعتبار مدل با مقایسه نتایج محاسبه شده تجربی که در متون مورد آزمایش قرار گرفته سنجیده شد. در این روش، درصد تبدیل با حذف مداوم اتیل استات از واکنش افزایش یافت. همچنین نشان داده شد درصد تبدیل به دست آمده توسط اسید سولفوریک بالاتر از کاتالیستهای ناهمگن می باشد، چرا که خاصیت اسیدی قوی تری دارد و به علت همگن بودن به راحتی در مخلوط واکنش حل می شود. از طرفی دیگر، کاتالیزورهای ناهمگن نیز دارای مزیت هایی می باشند: جداسازی انها از محصول آسان تر است و استفاده مجدد از کاتالیزور امکان پذیر می باشد. همچنین نشان داده شد، درصد تبدیل با افزایش نسبت مولی واکنش دهنده ها و درجه حرارت و نسبت سطح غشاء به حجم مخلوط واکنش افزایش می یابد. و در انتهای بررسی اثرات غشاء کامپوزیتی دی اتر امید – سرامیک در فرآیند تولید اتیل استات در راکتور غشایی تراوش تبخیری مورد بررسی قرار گرفت.

در پالایشگاه گاز بی بیان خوزستان روزانه مقادیر زیادی گاز گلخانه ای (عمدتا دی اکسید کربن) از طریق احتراق ترکیبات هیدروکربنی در فلر(مشعل) به اتمسفر ارسال می شود . علاوه بر آن ارسال این ترکیبات با ارزش به نوعی اتلاف انرژی و سرمایه ملی تلقی می شود . در این پروژه با بهره گیری از شبیه سازی با نرم افزار تخصصی رشته مهندسی شیمی (aspen hysys) بررسی کاهش فلرینگ صورت گرفت و برای هریک از واحد های عملیاتی موجود در پالایشگاه گاز بی بیان خوزستان روش هایی ارائه شد، به منظور توجیه پذیر بودن روش های پیشنهادی برآورد اقتصادی هر یک صورت گرفت . از نتایج روش های پیشنهادی می توان به جلوگیری از ارسال سالانه 578 تن گاز دی اکسید کربن به اتمسفر ، تامین سوخت ریبویلر های احیا آمین و گلایکول از گاز های بازیابی شده و بازیابی سالانه 34.82 میلیون فوت مکعب گاز ، جلوگیری از ارسال سالانه 12.48 میلیون فوت مکعب گاز به فلر(مشعل) ، افزایش تولید گاز در پالایشگاه سالانه 40.15 میلیون فوت مکعب استاندارد گاز (mmscfy) ، افزایش تولید میعانات گازی به ارزش سالانه 106352000 ریال و در نهایت بهینه سازی انرژی را نام برد. از نظر اقتصادی انجام هر یک از روش های ارائه شده مستلزم هزینه سرمایه گذاری خواهد بود که البته در آمدهای قابل حصول از انجام هر یک بیانگر این است که نرخ بازگشت سرمایه و سود پروژه برای پالایشگاه گاز بی بیان خوزستان کاملا توجیه اقتصادی خواهد داشت .

چکیده در این پژوهش سیستم هیبریدی خورشیدی بهینه به منظور تامین بخشی از بارهای گرمایشی،سرمایشی و آب گرم مصرفی یک ساختمان مسکونی 13 طبقه 39 واحدی در اقلیم تهران شبیه سازی شده است. بدین منظور ابتدا شدت تابش خورشیدی به صورت دقیق در نرم افزار matlab و برای تمامی ساعات سال محاسبه شده و همچنین میزان بار گرمایشی، سرمایشی(بار حرارتی مورد نیاز بویلر چیلر جذبی) و آب گرم مصرفی ساختمان نمونه توسط نرم افزار career برای هر ساعت از سال محاسبه گردیده است.سپس دو حالت سیستم به نامهای مرجع و هیبرید خورشیدی برای تامین بارهای مورد نیاز ساختمان بررسی شد.در سیستم مرجع تمامی بارهای مورد نیاز توسط بویلر و با سوخت گاز تامین شده و در سیستم هیبرید خورشیدی در کنار بویلر با همان ظرفیت بخشی از انرژی مورد نیاز توسط کلکتورهای خورشیدی تامین میشود. نتایج مربوط به هزینه سرمایهگذاری تجهیزات به مدت 20 سال، هزینه مصرف سالانه سوخت گاز(به طور دقیق و به صورت پلکانی و طبق تعرفهی ارایه شده توسط شرکت ملی گاز و فرآوردههای نفتی)، میزان سالانه آلودگی هوا و تولید ?co?_2 و همچنین هزینه سرمایه گذاری با روش trr معادل یک سال در سیستم مرجع محاسبه گردیده است.در سیستم هیبرید خورشیدی حالتهای مختلفی از سطح کلکتور مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت با کمک گرفتن از معیارهای تصمیمسازی معتبر fuzzy، linmap و topsis و بر اساس توابع هدف مینیمم شدن زمان بازگشت سرمایه، ماکزیمم شدن کاهش مصرف سوخت، ماکزیمم شدن کاهش انتشار آلاینده ی co2 و مینیمم شدن هزینه های سرمایه گذاری در دو سناریو مختلف سطح کلکتور بهینه انتخاب شده است. با توجه به نتایج به دست آمده سیستم هیبرید خورشیدی بهینه برای ساختمان نمونه سالانه 34/7 % از بارهای مورد نیاز ساختمان در سه بخش گرمایش، سرمایش و آب گرم مصرفی را میتواند تامین کند. این امر سالانه 160460000 ریال صرفه جویی اقتصادی ناشی از کاهش مصرف سوخت و 104920 کیلوگرم در سال کاهش تولید آلاینده co2 را سبب خواهد شد.زمان بازگشت سرمایه در این حالت 85/4 سال است. اگر انرژی خورشیدی را به تنهایی در هر یک از بخش های گرمایش، سرمایش و آب گرم مصرفی به کار گرفته شود به ترتیب 92 %، 29 % و 20 % از انرژی مورد نیاز هر بخش را پاسخگو خواهد بود. واژه های کلیدی: انرژی خورشیدی، سیستم هیبرید خورشیدی، کلکتورهای خورشیدی، بار گرمایشی و سرمایشی