در این کار تحقیقاتی واکنش پیچیده احیاء سولفید مولیبدن توسط هیدروژن و در مجاورت آهنک مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی این واکنش آگاهی از سینتیک ذاتی واکنش های تشکیل دهنده آن ضروری است. ابتدا اثر فاکتورهای مختلف بر واکنش احیاء از طریق انجام آزمایش بر روی سولفید مولیبدن به صورت پودر و قرص مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از این آزمایشها به کمک مدل هسته واکنش نداده و روش free model برای سولفید مولیبدن به صورت پودر و به کمک مدل هسته زایی برای سولفید مولیبدن به صورت قرص تحلیل گردید و در نتیجه پارامترهای سینتیکی شامل ضریب برخورد انرژی فعال سازی و درجه واکنش احیاء به دست آمد. انرژی فعال سازی بدست آمده از سه مدل مذکور تقریبا یکسان بود. در آزمایشهای انجام شده بر روی مخلوط سولفید مولیبدن و آهک اثر متغیرهای مختلف بر روی دو عامل میزان پیشرفت واکنش و نیز کسر تثبیت گوگرد در داخل قرص بررسی شد. در نهایت شبیه سازی واکنش احیاء در مجاورت آهک انجام و نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی بدست آمده از آزمایش های اثر دما و ضخامت قرص مقایسه شد. نتایج شبیه سازی به طور کامل بر نتایج تجربی منطبق نشد. علت انحراف فرضیات در نظر گرفته شده در قسمت مدلسازی واکنش (خصوصا در نظر نگرفتن واکنش فرعی) بود.

در این پایان نامه مدلسازی دو راکتور کاتالیزوری بررسی میشود که از طریق یک غشاء فلزی به یکدیگر کوپل شده اند. واکنش دی هیدروژناسیون پارافین سنگین به الفین در قسمت پوسته و واکنش هیدروژناسیون نیتروبنزن به آنلین در قسمت لوله در راکتورهای با بستر ثابت اما با کاتالیزورهای متفاوت انجام می شود. در حقیقت یک غشاء از جنس پالادیم, دو قسمت پوسته و لوله را از هم جدا می کند. حرارت به طور مداوم از قسمت لوله که واکنش گرمازا صورت می گیرد از غشاء عبور کرده و به سمت پوسته که در آن واکنش گرماگیر انجام می شود, می رود. در همان زمان هیدروژن به طور مداوم در قسمت پوسته تولید شده و از طریق غشاء به سمت لوله جریان می یابد. بدین صورت واکنش در قسمت لوله حرارت لازم برای انجام واکنش گرماگیر در قسمت پوسته و واکنش در قسمت پوسته هیدروژن لازم را برای انجام واکنش هیدروژناسیون در قسمت لوله را تأمین می کند. موازنه جرم و حرارت بر روی یک المان دیفرانسیلی از راکتور مورد نظر منجر به معادلات دیفرانسیل درجه اولی شد که با یکدیگر کوپل هستند. نتایج حاصل ازحل معادلات بدست آمده در پوسته و لوله در حالت پایدار، با داده های تجربی مربوط به راکتور غشایی مقایسه شد. نتایج نشان داد که درصد تبدیل پارافین بدست آمده حاصل از مدلسازی 7/61 بود که نسبت به داده های تجربی 6/8 درصد بیشتر است. بازده الفین نیز 7/57 بدست آمد که نسبت به داده های تجربی مربوط به راکتور غشایی 95/9 واحد اختلاف داشت.

در این مطالعه فرآیند ذوب مقید مواد تغییر فاز دهنده در یک محفظه ی کروی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است. محاسبات براساس روش عددی حجم محدود می باشد که از تکنیک آنتالپی- تخلخل برای شبیه سازی فرآیند تغییر فاز استفاده می کند. در این روش ترم های تعدیل قانون دارسی برای محاسبه ی تأثیر تغییر فاز بر جابه جایی به معادلات مومنتوم افزوده می شوند. در تحقیق حاضر جزء ذوب شده ی مواد تغییر فاز دهنده بررسی شد. مقایسه ی نتایج شبیه سازی با داده های تجربی نشان داد که تطابق خوبی بین آنها برقرار است. نتایج نشان دهنده ی وجود لایه های پایدار حرارتی در بالای کره می باشد. به علاوه بررسی داده های دمایی در نقاط مختلف در طول محور عمودی نشان دهنده ی وجود اغتشاشاتی در قسمت پایینی کره است که به دلیل وجود جابه جایی های طبیعی می باشد. در این شبیه سازی به بررسی تأثیر پارامترهای مختلف چون دمای سطح، ساب کولینگ اولیه، ضریب هدایت حرارتی و هندسه روی فرآیند پرداخته شد. ساب کولینگ اولیه تأثیر چندانی بر سرعت ذوب نداشته اما با افزایش ضریب هدایت حرارتی، دمای سطح و کاهش قطر کره سرعت ذوب افزایش می یابد. نتایج شبیه سازی نشان داد که پارامترهای هندسی تأثیر بیشتری بر سرعت ذوب وانتشار حرارت نسبت به شرایط عملیاتی دارند.

در این تحقیق گازی سازی زغال سنگ برای تولید کربن فعال مورد بررسی قرار گرفته است. به خاطر ویژگی خوب فوق العاده راکتورهای بستر سیال از نظر تماس خوب گاز با جامدات ، مشخصه های انتقال حرارت عالی ،کنترل بهتر دما ، ظرفیت حرا رتی زیاد ، درجه خوبی از توربالنت، استفاده از این نو راکتور برای مطالعه تولید کربن فعال مورد توجه قرار گرفته است. مدل سازی و شبیه سازی فرایند در شرایط ناپایدار و در حالتهای همدما و غیر همدما صورت گرفته است. سیستم مورد مطالعه از نظر مواد جامد حالت نوبتی و ا ز نظر گاز حالت پیوسته دارد. به دلیل تغییر ساختار جامد در اثر واکنش پدیده های نفوذ داخل ذره ای، سرعت واکنش غیرهمگن و دانسیته جامد متغییر بوده و این شبیه سازی را پیچیده کرده است. هدف بررسی اثر پارامترهای عملیاتی نظیر ارتفا گسترش یافته بستر ، فشار کل ، دبی خ وراک ، دمای خوراک بر روی درصد تبدیل کربن و سطح توسعه یافته جامد و زمان رسیدن به حداکثر سطح می باشد. نتایج نشان میدهد در شرایط همدما کربن فعال در زمان 121 ثانیه به حداکثر سطح مخصوص خود یعنی 191 گرم بر متر مربع می رسید ،که شرایط رضایت بخشی می باشد

اکسید منیزیم با خلوص بالای 95% دارای کاربرد نسوز در صنایع مختلف می باشد. بالا بودن خلوص اکسید منیزیم، باعث افزایش مقاومت مکانیکی و شیمیایی آن در شرایط مختلف عملیاتی می شود. در فرآیند تولید اکسید منیزیم، یک فرآیند کلسیناسیون وجود دارد. در این مطالعه فرآیند کلسیناسیون را در یک کوره عمودی نرمال بررسی شد. کوره عمودی مهمترین قسمت فرآیند تولید اکسید منیزیم می باشد، چراکه با تامین انرژی لازم برای تبدیل هیدروکسید منیزیم یا مواد اولیه دیگر به اکسید منیزیم، کیفیت محصول نهایی تعیین می شود. در این مطالعه، منبع اولیه اکسید منیزیم، هیدروکسید منیزیم ترسیبی از شورابه های سیرجان می باشد، که پس از ترسیب، خشک و پودر کردن به عنوان خوراک اولیه کوره عمودی مورد استفاده قرار گرفت. کار در سه مرحله انجام گرفت. در مرحله اول، نمونه هایی از هیدروکسید منیزیم در یک برنامه دمایی – زمانی کلسینه گشتند تا خلوص بالای 95% را نتیجه دادند. برنامه دمایی – زمانی به صورت افزایش دما از دمای محیط تا دمای 1000 درجه سانتی گراد و سپس یک ساعت کلسیناسیون در 1000 درجه سانتی گراد تعیین شد که خلوص نهایی 96/26% گردید. در مرحله دوم به بررسی سینتیک واکنش تجزیه هیدروکسید منیزیم و مدلسازی آن به صورت هسته واکنش نداده پرداخته شد. نتایج به دست آمده از مدل با آنالیز tg-dsc همخوانی نزدیکی داشت. انرژی فعال سازی واکنش kj/mol 117 و مدل سینتیکی آن diffusion-jander (d3) و contracting volume (r3) تعیین شد. در مرحله سوم، با تقسیم بندی کوره به سه ناحیه پیش گرمکن، احتراق و کلسیناسیون و سردکن و مدلسازی جریان های انرژی درون کوره عمودی نرمال، توزیع دما در طول کوره به دست آمد. طول کوره عمودی، فاکتور هوای اضافه 1/3، انرژی مصرفی e=4.2mj/kgmg 5/2 متر به دست آمد. در انتها به بررسی استفاده از سه نوع سوخت، انرژی های مصرفی متفاوت، درصد تبدیل های متفاوت سوخت درون کوره و تخلخل بستر مختلف پرداخته شده است.

چکیده یک مدل یک بعدی و غیر همگن برای بررسی عملکرد راکتور فیشرتروپش (ft) که خوراک ورودی آن توسط دو راکتور اکسایش زوجی متان (ocm) و ریفورمینگ با بخار متان (srm) حاصل شده است، در دو پیکربندی به صورت دو راکتور پشت سر هم ft-ocm و ft-srm مورد بررسی قرار گرفته شد. در این مورد، co و h2 که به مقدار بیشتر در محصولات srm و مقدار کمتری در محصولات ocm وجود داشتند، می توانستند در سنتز ft مصرف شوند و به c2+ و محصولات ft بیشتری تبدیل شوند. علاوه بر آن، استراتژی دیگری برای افزایش تبدیل co و سنتز بیشتر محصولات ft با استفاده از توزیع هیدروژن در راکتور سنتز ft مورد مطالعه قرار گرفت. در این حالت، راکتور سنتز ft به عنوان راکتور پوسته و لوله فرض شده که محصولات ocm و srm قبل از وارد شدن به قسمت سنتز ft که در قسمت پوسته ی آن قرار داشت، از سمت لوله ی راکتور عبور کردند. استفاده از غشای نفوذپذیر pd، ورود هیدروژن بیشتری به قسمت سنتز راکتور ft (غشاء) را ممکن ساخت و محصولات سنتز بیشتری بدست آمد. هیدروژن اضافی در محیط واکنش در مقایسه با پیکربندی اصلی، به خصوص بازده ی c5+ و تبدیل co را افزایش داد. در این مطالعه اثر پارامتر های خوراک ورودی به راکتورهای ocm و srm بر محصولات خروجی از راکتور ft بررسی شده است.