نام پژوهشگر: علیرضا فضلعلی

شبیه سازی و بهینه سازی خشک کن انجمادی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1388
  محمدرضا شهداد   مرتضی خان احمدی

بسیاری از مواد دارویی و بیولوژیکی همچنین برخی از مواد غذایی و شیمیایی خاص که به علت خراب شدن نمی توانند در خشک کردن های معمولی حرارت دهی شوند، می توانند توسط خشک کردن انجمادی خشک گردند. خشک کردن انجمادی فرایندی است که در آن حلال نمونه در دماهای پایین به کریستال تبدیل شده و سپس تحت خلا تصعید می شود. خشک کردن انجمادی نسبت به سایر روشهای متعارف خشک کردن چندین مزیت دارد. محصول خشک شده انجمادی متخلخل و بدون انقباض می باشد در نتیجه وقتی به آن حلال اضافه شود سریع و تقریبا به طور کامل دوباره آبدار می شود. به علاوه محصولات خشک کردن انجمادی مزیت کمتر از دست دادن مزه و ترکیبات مفید مثل ویتامین ها را نیز دارند.هدف اصلی در این پژوهش تهیه یک نرم افزار شبیه ساز خشک کن انجمادی جهت بررسی اثر پارامترهای مختلف بر کارایی فرایند بوده است. پارامترهای بررسی شده شامل ضخامت نمونه ، دمای منبع گرمایش، دمای کندانسور، شکل هندسی مسیر بین محفظه و کندانسور و سطح انتقال حرارت کندانسور است. جهت ارزیابی شبیه ساز، یک خشک کن انجمادی ساخته شد و چندین آزمایش با آن صورت گرفت. شبیه ساز قادر به پیشگویی معقولانه نتایج است. مواد خشک شده انجمادی مخلوطی از شیر و شکر همراه با باکتری آغازگر ماست بود.

مدلسازی ریاضی و مطالعه آزمایشگاهی خشک کنهای با بستر سیالی حاوی ذرات خنثی با ترکیب منابع حرارتی مادون قرمز
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1394
  رقیه کشاورز   علیرضا فضلعلی

یک خشک کن بستر سیالی حاوی ذرات خنثی با منبع حرارتی مادون قرمز جهت انجام آزمایشات استفاده شده است .گلوله های شیشه ای به عنوان ذرات خنثی جهت مطالعه سنتیک خشک شدن مکعبهای کدو مورد استفاده قرار گرفت .اثر سرعت هوای ورودی، دمای هوا، میزان جرم ماده خنثی و توان مادون قرمز اعمالی بر سنتیک خشک شدن مطالعه شد .مدلی ریاضی جهت توصیف فرآیند و همچنین روابطی تجربی جهت پیش بینی خواص فیزیکی توده کدو در هنگام خشک شدن ارائه گردید . نتایج حاصل بیانگر آنست که حضور ذرات خنثی سبب افزایش میزان شدت خشک شدن ، افزایش دمای هوای ورودی سبب افزایش میزان شدت خشک شدن ، افزایش سرعت هوای ورودی به دلیل اثر سرمایش آن در سطح جسم سبب کاهش شدت خشک شدن و افزایش توان مادون قرمز اعمالی سبب افزایش میزان خشک شدن می گردد . با استفاده از ذرات خنثی در هنگام خشک شدن می توان فرآیند خشک شدن را در دمای پایین تری انجام داد و به ذخیره انرژی کمک نمود .

ارائه معادله حالت جدید بر پایه معادله حالت saft جهت محاسبه حداقل فشار امتزاج پذیری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1388
  علیرضا آقاامینی ها   علیرضا فضلعلی

حدود دو سوم از نفت موجود در مخازن نفتی بعد از به کار گیری روش های برداشت اولیه، هم چنان در درون مخزن باقی می ماند؛ بنابراین برای برداشت این حجم عظیم نفت از مخازن نفتی تلاش های بسیار زیادی صورت گرفته که عمده آن ها شامل تزریق سیال امتزاج پذیر می باشد. اگر کشش بین سطحی بین سیال تزریق شده به درون مخزن و سیال داخل مخزن به صفر برسد، آنگاه نیروهای مویینگی به حداقل مقدار خود خواهد رسید، در واقع کشش بین سطحی صفر چیزی جز امتزاج پذیری بین گاز تزریقی و نفت خام درون مخزن نیست. برای پیش¬بینی رفتار فازی و حجمی سیالات، معادلات حالت در سطح وسیعی کاربرد داشته¬اند و ¬بصورت سنتی برای مدل¬سازی سیالات مخازن نفتی از معادلات حالت درجه سوم استفاده می ¬شده است. مدل¬های جدید آماری saft برای سیالات هیدروکربنی از آن جایی که به صورت واقعی¬تر نیروهای بین¬مولکولی در سیستم را توصیف می¬کنند، نیاز کمتری به میزان کردن دارند و با تغییر شرایط سیستم کارایی خود را از دست نمی¬دهند. در این تحقیق ابتدا حداقل فشار امتزاج پذیری را به کمک معادلات پنگ_رابینسون و ssaft محاسبه کردیم، با توجه به خطای نسبی حاصل از این معادلات در پیش بینی حداقل فشار امتزاج پذیری تصمیم گرفتیم که معادله ssaft را اصلاح کنیم، بنابراین ترم کره سخت معادله ssaft را با ترم کره سخت اصلاح شده کارناهان_استارلینگ ]35[ جایگزین کردیم. در ادامه پارامترهای قابل تنظیم این معادله (∞m ،u0/k ،v ) را برای 25 ماده خالص بهینه سازی کردیم و جهت بررسی عملکرد آن میزان خطا را در محاسبه فشاربخار و دانسیته مایع با خطای حاصل از معادلات پنگ_رابینسون و ssaft مقایسه کردیم. بر اساس نتایج بدست آمده دقت معادله اصلاح شده از معادلات مذبور بهتر بوده است. درنهایت حداقل فشار امتزاج پذیری را با استفاده از معادله حالت جدید و بر اساس مدل تماس مکرر مستقیم پیش بینی کردیم، نتایج پیش بینی نشان داد که دقت معادله حالت جدید از معادلات حالت پنگ_رابینسون و ssaft بالاتر بوده است به طوری که، میزان خطای نسبی حاصل از معادله جدید نسبت به مقدار تجربی 5/7 درصد بوده حال آنکه این مقدار در مورد معادلات پنگ_رابینسون و ssaft به ترتیب 13/3و 8/8 درصد بوده است.

مطالعه و بررسی تجربی ذخیره سازی گاز طبیعی در شبکه هیدرات های گازی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1388
  آرش صادقی   مصطفی کشاورز مروجی

هدف از این مطالعه بدست آوردن شرایط مناسب برای استفاده از هیدرات گازی (ngh) برای ذخیره سازی و انتقال گاز می باشد. برای استفاده از هیدرات گازی جهت ذخیره سازی و انتقال گاز باید سه فاکتور اساسی را بهبود بخشید. این سه فاکتور عبارتند از: سرعت تشکیل هیدرات، پایداری هیدرات تشکیل شده و درصد گاز موجود در هیدرات(ظرفیت ذخیره سازی). با افزایش این سه فاکتور اساسی می توان فرایند ngh را به فرایندی اقتصادی و صنعتی نزدیک نمود. در این مطالعه آزمایشگاهی سعی شده است که با شناسایی تسهیل کننده های مناسب علاوه بر افزایش سرعت تشکیل هیدرات گاز متان، پایداری هیدرات و درصد گاز آن را نیز افزایش دهیم. در این تحقیق، تاثیر چهار ماده فعال سطحی، سدیم دودسیل سولفات(sds) به عنوان ماده فعال سطحی آنیونی، هگزا دسیل تری متیل آمونیم برماید(htabr) ماده فعال سطحی کاتیونی، tritonx-405 وtritonx-100 (غیر یونی)، بر روی فرایند تشکیل هیدرات، ظرفیت ذخیره سازی و پایداری آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین ترکیبی از sds وtritonx-100 به منظور افزایش پایداری هیدرات تشکیل شده علاوه بر داشتن سرعت تشکیل بالا معرفی شد.

مدلسازی پایا و دینامیکی راکتورهای کوره ریفرمینگ متان واحد هیدروژن پالایشگاه اراک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1388
  سمیرا اصل شیرین   علیرضا فضلعلی

تولید هیدروژن در پالایشگاه از طریق فرآیند ریفرمینگ متان صورت می گیرد. روش صنعتی شامل فرآیند ریفرمینگ متان با بخار آب می باشد این فرآیند گرماگیر است بنابراین در راکتورهای لوله ای که در درون کوره ای عظیم قرار دارند صورت می گیرد. در این تحقیق مدلسازی راکتورهای کوره در حالت پایا با استفاده از مدلهای معتبر موجود در تحقیقات اخیر انجام گرفته و پارامترهای سینتیکی مناسب به منظور معتبر سازی مدل مورد استفاده قرار گرفته است سپس با مقایسه نتایج خروجی مدل پایا با مقادیر خروجی راکتورهای واحد هیدروژن پالایشگاه مشخص شده است که مدل ارائه شده معتبر می باشد، سپس با استفاده از پارامترهای سینتیکی حالت پایا در حالت دینامیکی،مدل دینامیکی نیز دارای اعتبار شده و پس از بررسی معتبر بودن مدل دینامیکی، تغییرات ناگهانی بر ورودی های مدل ارائه شده و تاثیر این تغییرات ناگهانی بر راکتور و محصول مورد بررسی قرار گرفته است.

مطالعه و بررسی مدل سازی تشکیل هیدرات گازی در حضور مواد تسهیل کننده
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1389
  محمد ایل بیگی   علیرضا فضلعلی

تشکیل هیدرات گازی پدیده ای کند و زمان بر می باشد بنابراین محققین تلاش می کنند تا روش هایی برای تسهیل شرایط تشکیل پیدا نمایند. یکی از این روش ها افزودن موادی به سیستم می باشد که ضمن تسریع در تولید هیدرات شرایط دمایی و یا فشاری تشکیل را نیز بهبود دهند که این افزودنی ها را می توان به طور کلی تسهیل کننده نامید. در زمینه ی پیش بینی شرایط تعادلی و ترمودینامیکی تشکیل هیدرات در حضور این ترکیبات مطالعات محدودی صورت پذیرفته به گونه ای که تاکنون تحقیقی جامع و کامل در ارتباط با بررسی شرایط تعادلی تشکیل هیدرات در حضور تسهیل دهنده ها ارائه نشده است. در این تحقیق مدل سازی ترمودینامیکی تشکیل هیدرات گازی در حضور مواد تسهیل دهنده انجام شده است. گاز متان به عنوان نماینده ی گاز طبیعی جزء گازی تشکیل دهنده ی هیدرات، و دو دسته از مواد، شامل مواد فعال سطحی و تغییر دهنده های ساختاری هیدرات به عنوان تسهیل دهنده در این محاسبات حضور دارند. مدل به کار رفته در این تحقیق بر مبنای روشی از ترمودینامیک آماری تحت عنوان روش وان در والس و پلاتیو می باشد که در رابطه با هر سیستم تشکیل هیدرات بسته به نوع مواد موجود نیازمند ایجاد تغییرات و اصلاحاتی برای مدل می باشد. مهم ترین پارامترهای مدل فوق ضرایب فوگاسیته و اکتیویته اجزای موجود در سیستم تعادلی می باشد. که این ضرایب در ارتباط با هر سیستم به روش های متفاوتی محاسبه شده است به طوری که بهترین نتایج برای مدل حاصل شود. در نهایت با مقایسه ی نتایج حاصل از مدل با داده های آزمایشگاهی صحت و دقت مدل در هر سیستم سنجیده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد روش srk برای محاسبه فوگاسیته ی اجزای گازی و روش unifac به علت لحاظ نمودن اثر اجزای گازی در فاز آبی، بهترین روش برای محاسبه ی ضرایب اکتیویته اجزا در مدل فوق می باشد و نزدیکی بیشتری با داده های آزمایشگاهی ایجاد می نماید. کلمات کلیدی: هیدرات گازی، مدل سازی ترمودینامیکی، تسهیل دهنده های تشکیل هیدرات، مواد فعال سطحی، تغییردهنده های ساختاری هیدرات.

بررسی تجربی عملکرد ممانعت کننده های هیدرات با مصرف اندک (ldhi) بر روی تشکیل هیدرات گازی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1389
  مرضیه فرجامی   مصطفی کشاورز مروجی

تشکیل هیدرات هزینه ای بالغ بر یک بیلیون دلار در شرکت های نفتی بدلیل ویران کردن تجهیزات فرآیندی و کاهش عمر آن ها در بر خواهد داشت. بنابراین تشکیل توپی های هیدرات در صنایع نفت وگاز سبب پدید آمدن خسارات جبران ناپذیر بسیاری می شود. حذف هیدرات در بسیاری از موارد کار دشوار و وقت گیری بوده و با مشکلاتی رو به روست. پس اولویت نخست پیشگیری از تشکیل هیدرات می باشد. تکنیک های بازداری قدیمی مانند ایزوله کردن و تزریق متانول با محدودیت های خاص خود مواجه شده اند. استفاده از ممانعت کننده های هیدرات با دوز تزریق اندک بینش جدیدی در زمینه روش های بازداری از هیدرات ایجاد کرده است. ممانعت کننده های سینتیکی دسته ای از این گروه ممانعت کننده ها هستند که با افزایش زمان اولیه تشکیل هیدرات، تشکیل کریستال های هیدرات را به تعویق می اندازند.در این تحقیق تاثیر ممانعت کننده های سینتیکی l-tyrosine و pvp و پلیمر peo بر روی زمان هسته زایی کریستال ها، سرعت تشکیل هیدرات و میزان ممانعت کنندگی در غلظت های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این به بررسی ترکیب این ممانعت کننده ها در غلظت های متفاوت پرداخته شد. نتایج بدست آمده عملکرد بهتر ممانعت کننده ها را در حضور پلیمر peo نشان می دهد. همچنین آزمایشاتی برای بررسی تاثیر افزایش فشار در محلول های حاوی ممانعت کننده ها انجام شد. در ادامه پایان نامه به ساخت شبکه عصبی مصنوعی برای پیشگویی پارامترهای مربوط به ممانعت کننده ها در شرایط تشکیل هیدرات پرداخته شد.

مطالعه آزمایشگاهی سینتیک تشکیل هیدرات گاز متان در حضور مواد فعال سطحی و مخلوط آنها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1389
  سیده عاطفه کاظمی   مصطفی کشاورز مروجی

برای استفاده از هیدرات گازی در ذخیره سازی و انتقال گاز، مطالعه بر روی سینتیک تشکیل هیدرات حائز اهمیت است. یکی از مهمترین پارامترها در این مورد، سرعت تشکیل هیدرات می باشد. مواد فعال سطحی، سطح مشترک دو فاز را تحت تاثیر خود قرار داده و با کاهش کشش سطحی باعث افزایش سرعت تشکیل هیدرات می شوند. در این تحقیق تاثیر مواد فعال سطحی در غلظت های متفاوت، بر روی سرعت تشکیل هیدرات متان، زمان اولیه تشکیل، ترمودینامیک تشکیل هیدرات و درصد تبدیل گاز متان به هیدرات مورد بررسی قرار گرفته است. مواد فعال سطحی مورد استفاده سدیم دو دسیل سولفات (sds) به عنوان ماده آنیونی، هگزا دسیل تری متیل آمونیم برماید (htabr) به عنوان ماده کاتیونی، پلی اکسی اتیلن ستیل اتر (brij-58) به عنوان ماده غیر یونی و مخلوط sds با htabr و brij-58 هستند. نتایج نشان می دهد که تمامی مواد و مخلوط های مورد استفاده باعث افزایش سرعت تشکیل هیدرات متان شده اند. بهترین ماده پیش برنده تشکیل هیدرات،sds با غلظت ppm500 می باشد. همچنین زمان اولیه تشکیل هیدرات متان در حضور تمامی مواد مورد آزمایش کاهش پیدا کرده و کمترین مقدار مربوط به مخلوط ppm500 از sds با ppm700 از htabr می باشد. مواد و مخلوط های مورد استفاده درصد تبدیل گاز متان به هیدرات را نیز در انتهای تشکیل هیدرات افزایش داده اند. بیشترین درصد تبدیل مربوط به محلول ppm500 از sds می باشد.

بهبود خواص سیمان چاه نفت برای کارایی بهتر
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1389
  رضوان بهفر   علیرضا فضلعلی

پروژه حاضر به معرفی سیمان های مختلف چاه نفت و بهبود خواص آن با تنظیم مواد خام و تصحیح دانه بندی پرداخته است . برای بهبود سیمان مرغوب چاه نفت با مقاومت متوسط و زیاد در برابر سولفات ها بر اساس ویژگی های api(10a) اندازه گیری های زیادی شامل انتخاب مواد خام مناسب، بهینه سازی ترکیب کلینکر، دانه بندی، درصد so3 سیمان، تجهیزات اندازه گیری و آزمایش بر اساس استاندارد (10a) apiبرای کنترل و تنظیم کیفیت محصول یک سیستم طراحی و ارایه گردید. لازم به ذکر است که افزایش بلین سیمان همواره به معنی بهبود توزیع دانه بندی مطلوب که ما از آن به عنوان محدوده موثر در مقاومت سیمان یاد می کنیم، نمی شود اصولا ما به دنبال این هستیم که در فرایند خردایش سیمان درصد ذرات 3 تا 30 میکرون را بیشترکنیم برای این منظور از سه شاخص زیر استفاده می کنیم: -ضریب یکنواختی محصول (n) -پارامتر نرمی یا پارامتر موقعیت x - بلین دو شاخص اول در بحث طراحی دانه بندی سیمان مد نظر قرار می گیرند و شاخص سوم به عنوان یک پارامتر کنترلی در کارخانجات سیمان مورد توجه است. سیمان پرتلند و کلینکر دارای مقادیر بالای آلیت ( alit ) و مقادیر پایین c3a و تقریباً فاقد c4af، برای سیمان کاری بسیار مناسب می باشند. با توجه به توزیع دانه بندی سیمان های چاه نفت خارجی و الگوبرداری این نکته محرز می شود که ضریب یکنواختی در این سیمان ها بیشتر از سیمان های تولید شده در داخل کشور است، به عبارتی در سیمان های خارجی سعی شده توزیع دانه بندی محدوده باریکتری داشته باشد. با توزیع دانه بندی مناسب خواص سیمان بهبود یافت به این ترتیب که زمان بندش سیمان در محدوده api و مقاومت فشاری 20% افزایش یافت. چنانچه توزیع دانه بندی به سمت ذرات درشت تر سیمان میل کند نه تنها تخلخل سیمان کاهش یافته، آب مصرفی کم شده و خواص سیمان از لحاظ مقاومت و زمان بندش بهبود می یابد، بلکه برای تولید ذرات با دانه بندی درشت تر در آسیاب انرژی کمتری مصرف می شود. برای رسیدن به توزیع دانه بندی در صنعت نیاز به دستگاه آنالیز لیزری است که به صورت دائم از وضعیت توزیع دانه بندی ذرات سیمان با سرعت بالا در طول فرایند و کنترل کیفی مطلع شد. کلمات کلیدی: سیمان چاه نفت، دانه بندی، api(10a)، فازها، آنالیز لیزری.

جداسازی هیدروکربن های آروماتیکی موجود در بنزین(پالایشگاه اراک) به روش استخراج مایع – مایع
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1389
  محمد عسکری مهرآبادی   علیرضا فضلعلی

استخراج ترکیبات آروماتیکی از ترکیبات سوختی فرآیندی پراهمیت می باشد زیرا این ترکیبات از یک طرف ماده اولیه بسیاری از فرآیندهای پتروشیمیایی جهت تولید مواد پلیمری بوده و از طرف دیگر وجود این ترکیبات در سوخت ها موجب ایجاد ترکیبات سرطان زا در گازهای حاصل از احتراق خروجی از اگزوز اتومبیل ها می نماید لذا قوانین زیست محیطی سخت گیرانه ای برای کاهش میزان این ترکیبات در سوخت ها وضع گردیده است . در پروژه حاضر در ابتدا به بررسی جداسازی هیدروکربن های آروماتیکی از بنزین تولیدی در پالایشگاه نفت امام خمینی شازند پرداخته شده است .برای تحقق این هدف فرآیند استخراج مایع – مایع با استفاده از اتیلن کربنات به عنوان حلال اصلی و 1-سیکلوهگزیل -2- پیرولیدون به عنوان حلال کمکی به کار گرفته شده و اثر دما و ترکیب حلال بر پارامترهای دخیل در جداسازی بررسی شده است . در نهایت با استفاده از مدل unifac اصلاح شده به مدل سازی داده های آزمایشگاهی پرداخته شده و نتایج حاصل از مدل سازی با داده های آزمایشگاهی مقایسه گشته و میزان خطای مدل سازی به صورت %rmsd محاسبه شده است . نتایج بدست آمده بیان گر این است که مدل فوق می تواند به خوبی داده های آزمایشگاهی را پوشش داده و آنها را پیش بینی نماید .

بررسی هسته زایی نوع بتا در پلی پروپیلن و اثر آن بر خواص فیزیکی-مکانیکی، ذوبی و کریستالیزاسیون پلی پروپیلن
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1389
  خدیجه محمد نژاد پرشکوه   علیرضا فضلعلی

پلی پروپیلن یک ماده چند ریخت (polymorph ) است که در کنار فاز آمورف خود می تواند به سه فرم مونو کلینیک (?)، تریگونال) (?و ارتورومبیک (?) بلورینه شود. پلی پروپیلن فرم بتا ?-pp)) دمای ذوب و دانسیته پایین تردارد همچنین چقرمگی و مقاومت ضربه بالا تری نشان می دهد که مهمترین روش بدست آوردن آن استفاده از عوامل هسته زا می باشد. عمده ترین موارد مصرف آن نیز برای پلاستیک های مقاوم، سیستم های لوله کشی فشار قوی، مواد قالبگیری شده با مقاومت ضربه بالا و ... می باشد. در این تحقیق ?-pp از اختلاط ذوبی پلی پروپیلن و عامل هسته زا در یک اکسترودر دوپیچه بدست آمد. آنالیز های xrd و dscبرای بررسی میزان فرم بتای ایجاد شده و بررسی اثر عوامل مختلف مانند میزان غلظت هسته زا و نرخ سرمایش انجام گرفت از آنالیز dsc همچنین برای بررسی رفتار های ذوبی و کریستالیزاسیون نمونه هسته زایی شده استفاده شد. خواص فیزیکی- مکانیکی و حرارتی نیز بررسی شد. در این تحقیق، ایجاد فرم بتا در پلی پروپیلن باعث افزایش دمای تبلور، چقرمگی ، استحکام ضربه ، دمای تغییر شکل حرارتی و ناحدی استحکام کششی و افزایش طول در شکست و کاهش مدول خمشی و تنش تسلیم شد..همچنین به این نتیجه رسیدیم که شرایط فرایندی مانند دمای تبلور و نرخ سرمایش به شدت بر میزان بتای ایجاد شده تاثیر دارد.

بررسی امکان سنجی جداسازی نفتالین از محصولات جانبی پتروشیمی اراک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1390
  زینب اسدی   علیرضا فضلعلی

روشهای مختلف جداسازی نفتالین از محصول واحد کراکینگ نفت سوخت تولیدی شرکت پتروشیمی اراک و فاکتورهای موثر بر بازدهی این فرایندها مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول، تقطیر و کریستال سازی آزمایش شد و فرایند کریستال سازی به وسیله سرد کردن به عنوان روش اقتصادی تر و با بازدهی بالاتر برای تولید برش نفتالینی انتخاب شد. دمای سرد سازی بهینه c°25 و درصد بازیافت نفتالین 73/96 محاسبه گردید. محصول کریستال سازی شامل 71/73 درصد جرمی نفتالین است. برای تخلیص محصول، فرایند های استخراج مایع مایع و تقطیر در پایلوت آزمایشگاهی بررسی شده اند. استخراج مایع مایع در دمای c?15 با استفاده از حلال با حجم دو برابر نفتالین که شامل 25% فنول و 75% متانول است، نفتالین با نقطه ذوب c?2/80 را تولید می کند. فرایند تقطیر در فشار 21/0 بار و در دمایc°200 با در صد بازیافت 36/97% به دلیل تجهیزات کمتر و عدم نیاز به حلال بر استخراج ترجیح داده شده است. نقطه ذوب محصول نهاییc°4/79 اندازه گیری گردید. مجموعه فرایندهای بهینه با استفاده از نرم افزار chemcad5 شبیه سازی شده است.

بررسی حذف همزمان فلزات سنگین نیکل، روی و مس از پساب صنعتی به روش جذب زیستی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک 1390
  پوریا رفیعی   محمد ارجمندزادگان

منابع آب برای انسان اهمیت بالایی دارد بنابراین با توجه به افزایش آلودگیهای صنعتی و ورود آنها به منابع آب، تصفیه این منابع نقشی حیاتی در زندگی انسان یافته است. یکی از این آلودگیهای مهم فلزات سنگین و یکی از روشهای نوین برای پالایش آب از این فلزات روش زیستی است. در این پژوهش کلنی های باکتری از محیط آلوده به فاضلاب صنعتی (شهرک صنعتی خیرآباد اراک) جداسازی و بررسی شد. باکتری های سودوموناس، باسیلوس، اشریشیا کلای و کلبسیلا در این بررسی مقاوم تر از سایرین بوده و رشد چشمگیری در محیط با غلظت بالای فلزات سنگین نشان دادند. این باکتری ها سپس رشد داده شده و برای تصفیه فلزات روی، مس و نیکل به روش جذب زیستی در دو مقیاس ارلن و بیوراکتور به بکارگرفته شدند. نمونه گیری ها در یک بازه 4 روزه انجام شد و غلظت فلزات سنگین به روش جذب اتمی اندازه گیری شد. نتایج حاکی از جذب 96 درصدی روی و 54 درصدی نیکل بود، در حالیکه برای مس نتایج هماهنگی مناسبی نداشت. براساس داده ها بیشترین میزان حذف در 24 ساعت اول انجام شد که سرعت بالای این روش را نسبت به روشهای شیمیایی و فیزیکی متداول نشان می داد. در بررسی سینیتیک واکنشهای زیستی انجام شده داده های r^2 برای واکنشهای شبه درجه اول و دوم به دست آمد که با توجه به r^2، 99/0 و 96/0 برای به ترتیب روی و نیکل نشان دهنده برازش قابل قبول این فلزات با واکنشهای شبه درجه دوم بود. بر اساس داده های این پژوهش روش جذب زیستی با چهار باکتری جداشده برای فلزات روی و نیکل مطابق با واکنش های شبه درجه دو کاربرد خواهد داشت.

بهینه سازی شبکه مبدلهای حرارتی بااستفاده از الگوریتم اجتماع گربه ها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1391
  ابوالفضل غیاسوند   علیرضا فضلعلی

از جمله دستگاه¬ها¬¬ و زمینه¬هایی¬که نقش عمده¬ای را در کاهش مصرف انرژی واحدهای فرآیندی ایفا می¬کنند به ترتیب مبدل¬های حرارتی و انتگراسیون حرارتی واحدها می¬باشنددر این پایان¬نامه نیز تلاش شده است تا با بکارگیری الگوریتم¬های تکاملی و با نگرشی متفاوت، مسئله¬ی بهینه¬سازی درشبکه¬های مبدل¬های حرارتی (hen) دوباره مورد بررسی قرار گیرد کاربرد روشهای تکاملی در بهینه¬سازی مبدل¬های حرارتی در دو دهه اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است.از روشهای نوین در این دسته، روش بهینه¬سازی مبتنی بررفتارگروهی گربه¬ها (cso) است.که با توجه به الگوی حرکت گربه¬ها طراحی شده است که هدف اصلی دراین بهینه¬سازی کاهش هزینه سالینه شبکه مبدل¬های حرارتی می باشد. و روش توزیع تصادفی (rnd)شبکه¬های با ساختار مشخص را دوباره بهینه¬سازی نموده و اصلاحات لازم در سطوح شبکه¬ها ، برای رسیدن به شبکه¬ای با کمترین هزینه¬ی سالیانه ارائه شود.روش پیشنهادی بر روی جند سیستم برگرفته شده از مقالات پیاده سازی گردید. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که با استفاده از روش پیشنهادی نتایجی بهتر نسبت به کارهای قبلی به دست آمده است.

گوگرد زدایی از فراورده های نفتی با حلال یونی به روش استخراج مایع - مایع
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده علوم پایه مهندسی 1391
  نادر علی یلری   علیرضا فضلعلی

سوختها دارای ترکیبات گوگردی بوده که در طی فرایند احتراق اکسید سولفور تولید می نمایند که منجر به تهدیدات شدید زیست محیطی و بیماریهای جدی برای سیستم تنفسی بشر شده و ازدیاد ان در هوا، مسبب ایجاد بارانهای اسیدی است. از طرف دیگر وجود گوگرد در سوخت بر ارزش آن از لحاظ صادرات اثر گذار است. علاوه برمسائل آلودگی محیط زیست، مشکلات ناشی ازخورندگی ترکیبات گوگردی که موجب فرسوده شدن ماشین آلات و تجهیزات پالایش میشود را نیز باید به مضرات ترکیبات گوگردی موجود در نفت و سوختها افزود. لذا استفاده از روشهای مناسب جهت جداسازی گوگرد و افزایش راندمان آنها حائز اهمیت است. در این تحقیق، سولفورزدایی استخراجی از فراورده های نفتی (بنزین، گازوئیل و نفت سفید) توسط حلال یونی 1-اتیل-3-متیل ایمیدازولیوم تترا کلروآلومینات مورد بررسی قرار گرفته است. خواص فیزیکی و شیمیایی این سوختها و به طور شاخص، میزان گوگرد کل قبل و بعد از استخراج اندازه گیری شده است. با ارزیابی نتایج بدست آمده، مشخص شده است که این مایع یونی بطور موثری توانایی کاهش ترکیبات گوگردی موجود در سوخت ها را دارد. چنانچه، در این پژوهش حلال یونی قادر است میزان گوگرد کل در بنزین را طی چند مرحله استخراج تا مقدار مجاز مطابق استانداردهای جهانی کاهش دهد. اثرات دما، نسبت جرمی حلال به سوخت و زمان تماس در میزان جداسازی ترکیبات گوگردی مورد ارزیابی قرار گرفته شده است.

مطالعه سیستم کنترلی واحد هیدروکراکر پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند طبق اصول کنترل جامع فرآیند
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1391
  محسن ماهرویی   علیرضا فضلعلی

هدف اصلی کنترل جامع فرآیند طراحی یک سیستم شامل حلقه های کنترلی است که بتواند یک فرآیند پیچیده با تجهیزات زیاد و به هم پیوسته را به ایمن ترین، به صرفه ترین و سریعترین طریق کنترل نماید. تاکنون تلاش های زیادی درجهت کنترل یک تجهیز منحصر به فرد (مانند رآکتور، برج های تقطیر و...) صورت پذیرفته اما هدف این پژوهش بررسی روشی است که بتواند علاوه برکنترل یک تجهیز، اثرات متقابل تجهیزات و به فراخور آن ، حلقه های کنترلی را مورد مطالعه قرار دهد. یکی از مهمترین مباحث نظریه کنترل جامع فرآیند، بررسی اثرات ناشی از جریان برگشتی بر روی کنترل فرآیند است. بررسی تأثیرات ناشی از به هم پیوستگی تجهیزات تنها با مطالعه دینامیکی فرآیند ممکن خواهد بود. در این پژوهش ابتدا مراحل و ملزومات نظریه کنترل جامع فرآیند بیان شده سپس این مراحل بر روی مدل دینامیکی واحد هیدروکراکر پالایشگاه امام خمینی(ره) شازند پیاده سازی شده است. مدل دینامیکی توسط نرم افزار قدرتمند aspen hysys ساخته شده است. نتایج حاصل از اجرای مدل دینامیکی نشان می دهد که سیستم کنترلی واحد هیدروکراکر، به جز یک تجهیز، با اصول کنترل جامع فرآیند مطابقت دارد. در واقع سطح ظرف تبخیر ناگهانی با سیستم کنترلی موجود قابل کنترل نبوده و دچار نوسان می باشد. به همین منظور پیشنهاد پژوهشی جهت رفع این مشکل در این تحقیق ارائه شده است.

طراحی حلال ها توسط طراحی ملکولی به کمک کامپیوتر با استفاده ازخوشه های خاصیت و روش سهم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی شیمی 1391
  جواد آتش پرور   علیرضا فضلعلی

حلال های نقش اساسی در فرآیندهای شیمیایی ایفا می کنند و طراحی آنها بر اساس نوع فرآیند، شرایط عملیاتی، شرایط زیست محیطی و... انجام می شود. از آنجا که تعریف طراحی حلال یافتن ترکیبی است که خاصیت های مشخصی داشته باشد استفاده از طراحی ملکولی به کمک کامپیوتر (computer aided molecular design (camd)) یک راهکار مناسب است. در این جا برای روش های ترسیمی یک راهکار جهت یافتن گروه های ورودی به الگوریتم ارائه شده و سپس برای سیستم هایی با بیش از سه خاصیت تعمیم داده می شود. در الگوریتم های ارائه شده قبلی ترکیب های نهایی بر اساس یک مسئله بهینه سازی ساخته می شدند. اما تمام ترکیبات ممکن را نمی توان با استفاده از این روش پیدا کرد زیرا تبدیل مسئله به صورت بهینه سازی این مشکل را ایجاد می کند که ترکیبات بر اساس یک حداکثر سازی یا حداقل سازی تولید می شوند. حال ترکیباتی که ممکن است محدودیت ها را ارضاء کنند اما اهداف بهینه سازی حداکثر نشود به عنوان جواب شناخته نمی شوند بنابراین در این روش ها تمامی ترکیبات ممکن یافت نمی شوند و بعضی از ترکیبات مطلوب به دلیل مسیر طراحی کنار گذاشته می شوند. یک الگوریتم بهبود یافته بر اساس خوشه های خاصیت، روش سهم گروهی درجه اول ( group contribution method (gcm) ) و جایگشت ریاضی ارائه گردیده که توانایی یافتن تمامی ترکیبات مطلوب را دارد. مثال طراحی حلال شوینده روکش برای جوهر پرینت که در مقالات eljack, eden,et al. (2007) و nishanth g. chemmangattuvalappil (2009) حل شده است با الگوریتم ارائه شده حل گردید. بررسی نتایج بدست آمده نشان داد علاوه بر ترکیبات قبلی الگوریتم قادر به یافتن ترکیبات جدیدی نیز است و این اطمینان را می دهد که تمامی ترکیبات مطلوب مسئله از روش سهم گروهی درجه اول را پیدا می کند. در این الگوریتم روش تولید ملکول، تصادفی می باشد اما همگرایی آن قطعی است. هر دو راهکار ارائه شده تنها برای سیستم هایی قابل استفاده است که خواص آنها را بتوان از روش سهم گروهی پیش بینی نمود.

بررسی آزمایشگاهی و مدلسازی تعادل فازی استخراج مایع-مایع در سیستمهای آروماتیک/ آلیفاتیک با استفاده از حلال یونی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  فرنوش نظیری   علیرضا فضلعلی

ترکیبات آروماتیکی از یک طرف از جمله خطرناک ترین و سمی ترین مواد شیمیایی است که موجب بیماری های کشنده و وارد شدن زیان های جبران نشدنی به موجودات زنده و محیط زیست می شود و از طرف دیگر ماده اولیه بسیاری از فرآیندهای پتروشیمیایی جهت تولید مواد پلیمری است. در صنایع پتروشیمی معمولاً مواد آروماتیک تولیدی از خروجی راکتورها به صورت مخلوط با آلیفاتیک هایی مانند هگزان، هپتان، اوکتان و ... می باشد. این مواد معمولاً نقطه جوش نزدیک به هم دارند به همین علت جداسازی آن ها با روشهایی مانند تقطیر، فاکتور جداسازی پایین داشته و سخت می باشد. از دیگرمشکلات این سیستمها وجود نقطه ی آزئوتروپ یا همجوش می باشد که فرآیند تقطیر را متوقف می سازد. یک راه غلبه بر مشکل فوق استفاده از روش استخراج مایع می باشد. حلال های معمولی رایج معمولاً دو فاز امتزاج ناپذیر ایجاد می کنند که شامل هر سه جز می باشد. وجود حلال در هر دو فاز مایع، جداسازی ثانویه در این سیتم ها را مشکل می سازد زیرا بازیابی حلال از هر دو فاز می بایست صورت پذیرد. استفاده از حلال های یونی این مشکلات را در فرآیند استخراج برطرف می کند. حلال های یونی نیز منجر به ایجاد دو فاز مایع می شوند با این تفاوت که مقدار حلال یونی در یکی از فازها بسیار ناچیز و در حد صفر می باشد به طوری که می توان یکی از فازها را دو جزئی در نظر گرفت. این امر هزینه ی بسیار بالای بازیابی حلال را بسیار کاهش می دهد. در پروژه ی حاضر در ابتدا به بررسی جداسازی تولوئن از هگزان به وسیله ی مایع یونی ا-اتیل 3- متیل ایمیدازولیوم اتیل سولفات پرداخته شده است. اثر دما و ترکیب درصد محلول بر پارامترهای دخیل در جداسازی بررسی و در نهایت با استفاده از مدل nrtl به مدلسازی داده های آزمایشگاهی پرداخته شده و نتایج حاصل از مدلسازی با داده های آزمایشگاهی مقایسه گشته و میزان خطای مدلسازی به صورت rmsd% محاسبه شده است.

بهینه سازی شرایط عملیاتی افزایش بیان پروتئین آنتی ژن سطحی هپاتیت b در فرآیند فرمانتاسیون fed batch با تغییر شرایط محیط کشت pichia pastoris
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1392
  پیام مرادی ظلم آبادی   سید نظام الدین حسینی

هپاتیت b که بوسیله ویروس هپاتیت b ایجاد می شود هنوز هم از زمره معضلات عمده بهداشتی در سراسر جهان به شمار می رود. در ژنوم مخمر pichia pastoris دو کپی از ژن الکل اکسیداز (aox) وجود دارد که aox1و aox2 می باشند پروموتر aox1 در سیستم های بیان pichia جهت تولید پروتیینهای نوترکیب (با استفاده از متانول بعنوان inducer ) استفاده می شود.و ما نیز به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی افزایش بیان پروتئین آنتی ژن سطحی هپاتیت b در فرآیند فرمانتاسیون fed batchبا تغییر شرایط محیط کشت pichia pastoris ، محیط کشت با ترکیب تعریف شده را به داخل فرمانتور وارد شده و استریلیزاسیون در محل برای محیط کشت انجام گردید. ازسوش pichia pastoris که قبلا در ارلن کشت داده شده بود و جمعیت سلولی حدود 7/1 گرم بر لیتر رسیده بود به فرمانتورحاوی محیط کشت طراحی شده وارد شد. که نهایتا با تزریق به موقع متانول خالص به مقدار کافی در فواصل زمانی مشخص جهت تامین کربن لازم و کافی بعنوان خوراک و همچنین تزریق مرتب ویتامین های a وb هر کدام به مقدار 5/12سی سی و تریس المنت به مقدار 5/4سی سی در این فرمانتاسیون که حدودا 109ساعت به طول انجامید و مقدار بیومس تولیدی به میزان مطلوب، تقریبا 480 گرم بر لیتر و میزان hbsag به 185/0 میلی گرم بر لیتر رسید.

شبیه سازی انتقال حرارت نانو سیال در یک لوله با نوار پیچ خورده
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1393
  امیر بلقمی   مصطفی کشاورز مروجی

ضریب رسانایی و میزان انتقال حرارت سیال های نانو به طور چشمگیری بیش از سیال پایه است. از طرف دیگر سیال های نانو افت فشار خاصی ایجاد نمی کنند. مجموعه این ویژگیها منجر به کاهش حجم دستگاههای انتقال حرارت و افزایش کارایی آن ها و در نتیجه کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی محیط زیست می شود. اهمیت مبحث سیال نانو، پژوهشگران را بر آن داشت تا به ارائه مدلی برای انتقال حرارت آن بپردازند و تلاش گسترده ای در این زمینه آغاز شد. در این پروژه سیال پایه و ذرات گسسته موجود در آن(آب پروپیلن گلیکول-اکسید مس)، مجموعاً به عنوان یک سیال پیوسته در نظر گرفته شده است. مطالعه دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده، برای پیدا کردن اثرات قرار دادن نوار پیچ خورده و همچنین اثر تغییر غلظت نانو ذرات در عملکرد انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در لوله ای حاوی نانو سیال در شار ثابت دیواره لوله می باشد. این شبیه سازی در رینولدزهای بین 1000 تا 10000 مورد بررسی قرار گرفته است. نوار پیچ خورده در سه نسبت پیچ و تاب (5 ،10 و 15) و نانو سیال با غلظت های (025/0،1/0و 5/0) درون لوله ساده مورد برسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان داد که هر دو نرخ انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در لوله های مجهز به نوار پیچ خورده به طور قابل توجهی بالاتر از لوله ساده بود. همچنین با افزایش غلظت نانو ذرات درون سیال این مقادیر افزایش یافته اند. مقادیر به دست آمده با مقادیر تجربی قیاس گشته ونشان داده شده است که میزان خطا با حالت تجربی کمتر از 20% بوده و جواب های حاصل از حل عددی دارای دقت مناسبی بوده اند.

مدلسازی و پیش بینی شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات پروپان مایع در حضور اتان و بوتان و پنتان
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1392
  طیبه رنجبران   علیرضا فضلعلی

هدف از انجام این پژوهش تعیین شرایط تعادلی تشکیل هیدرات پروپان مایع می باشد. پروپان تولید شده ناخالصی های مختلفی نظیر اتان، نرمال بوتان، ایزو بوتان و پنتان و کمتر از ppm10 آب دارد. پروپان در شرایط دمایی مشخص به صورت مایع اشباع در مخازن، ذخیره می شود. پروپان برای رسیدن به دمای مورد نظر جهت ذخیره سازی از سه مبدل سرد ساز عبور می کند. جهت جلوگیری از تشکیل هیدرات در مسیر سردسازی، لازم است شرایط تشکیل هیدرات بررسی و راه حل هایی ارائه گردد. به دلیل نیاز به تولید پروپان با خلوص بالا، نمی توان از بازدارنده ها استفاده نمود. از آنجا که شرایط ذخیره پروپان در فشار و دمای خاصی صورت می گیرد از اثر افزایش دمای مخزن بر روی تشکیل هیدرات نمی توان استفاده نمود. در یک مطالعه موردی اتان تا حدود 5/5 درصد حجمی افزایش یافت. با وجودی که مقدار آب موجود در پروپان درحد مطلوب بود ولی وجود درصد بالای اتان در پروپان مایع باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل گرفتگی در چیلرها و کاهش بازدهی آنها در سرد سازی شد. از این رو آزمایشاتی جهت بررسی تاثیر ناخالصی ها در تشکیل هیدرات پروپان مایع طراحی شد. با تجزیه و تحلیل نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش غلظت اتان در حضور سایر ترکیبات رشد هیدرات افزایش یافته و هیدرات هایی با پایداری بیشتر تشکیل می شود. عدم وجود اتان در پروپان مایع، هیدرات با رشد کمتری ایجاد و به علت ناپایداری به سرعت تجزیه می شود. در آزمایشات میدانی نیز با افزایش درصد اتان در کمتر از دو روز گرفتگی در ولوها و چیلر ها مشاهده شد. بررسی ها نشان داد، با افزایش غلظت ایزوبوتان و نرمال بوتان مقدار فشار تعادلی کاهش خواهد یافت. از طرف دیگر با افزایش غلظت اتان و ایزو پنتان میزان فشار تعادلی تشکیل هیدرات افزایش می یابد که عملا تشکیل هیدرات را سخت تر خواهد نمود. این ناخالصی ها ناچیز می باشد اما تاثیرعمده ای در خواص ترمودینامیکی و نقطه تشکیل هیدرات دارد. همچنین مدلسازی شرایط تشکیل هیدرات با استفاده از مدل واندروالس و پلاتو توسط نرم افزار متلب و همچنین شبیه سازی با استفاده از نرم افزار pvtsim، انجام شد. با مقایسه نتایج مشاهده گردید که نرم افزار pvtsim نتایج بسیار دقیق تری ارائه می دهد

بررسی عددی انتقال حرارت نانوسیال در لوله های مارپیچی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  سرور خیاط نژاد   مصطفی کشاورز مروجی

در سال های اخیر، اصلاح خواص ترمودینامیکی سیالات جهت افزایش میزان انتقال حرارت و همچنین صرفه جویی در مصرف انرژی مورد توجه و تحقیق فراوان قرار گرفته است. افزودن ذرات در مقیاس نانو و با غلظت های بسیار پایین و همچنین استفاده از مبدل های حرارتی با لوله مارپیچ، یک راه حل نوین برای مساله فوق است که به صورت آزمایشگاهی و عددی کانون توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش افت فشار و ویژگی های انتقال حرارت در سه غلظت وزنی نانوسیال آلومینا وآب به عنوان سیال پایه و پروفایل های سرعت و دما، به صورت عددی در جریان آرام و آشفته جریان یافته در لوله مارپیچ توسط نمودارها و تصاویر نمایش داده شده است. معادلات انتقال حرارت حاکم بر لوله مارپیچ به صورت 3بعدی و با استفاده از روش حجم محدود حل شده است که برای این منظور از نرم افزار( fluent (6.3.26 استفاده شد. با مدل سازی کار آزمایشگاهی، نتایج عددی به دست آمده تطابق قابل قبولی با داده های آزمایشگاهی نشان داده اند. در این تحقیق سعی شده است که به اثر هندسه های مختلف، انواع مدل های آشفتگی و شرایط مرزی مختلف که تاکنون در مقالات مورد بررسی قرار نگرفته است، پرداخته شود.

مدلسازی عددی انتقال حرارت ناپایا از گاز به ذرات در یک بستر دو بعدی گاز-جامد
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1393
  نسرین نوری   مصطفی کشاورز مروجی

در بسترهای سیالی گاز- جامد شدت انتقال جرم در اثر اختلاط های شدید روی داده در بستر و سرعت انتشار بالای هوا در بستر، زیاد است. بالا بودن سطح تماس بین ذرات جامد و گاز، شدت انتقال حرارت بین فازی را در بستر افزایش داده و پراکندگی تقریباً همگن گاز در بیشتر نقاط بستر، گرادیان دمای بستر را کاهش می دهد. پس بهبود عملکرد بستر های سیالی گاز – جامد، به علت توانایی بالقوه آن ها در افزایش شدت انتقال حرارت و ایجاد توزیع دمای همگن در بستر، دارای اهمیت بسیاری است. اما همچنان چالش های زیادی در مسیر تغییر مقیاس این بسترها از نمونه آزمایشگاهی به صنعتی وجود دارد. از این رو مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، به منظور تخمین و پیش بینی مشخصه های سیستم های سیالی در حال پیشرفت هستند. از آنجا که بستر های گاز- جامد در حالت ثابت، سیالی و فورانی رفتار دینامیکی متفاوتی را از خود نشان می دهند، رفتار حرارتی و نحوه انتقال حرارت در آن ها نیز متفاوت از یکدیگر خواهد بود. می توان گفت یک طراحی زمانی موفقیت آمیز است که تأیید کننده دسته بندی های بین این رژیم های جریانی باشد. توزیع دما به عنوان یک پارامتر مهم و اساسی برای دسته بندی این بسترها مطرح می شود. در این پژوهش یک مدل دو سیالی( (tfm)two fluid model )، بر مبنای تئوری سینتیکی به کار گرفته شده است تا انتقال حرارت در جریان های گاز – جامد در یک بستر شبه دو بعدی در شرایطی که دمای هوای ورودی به سه بستر ثابت، سیالی و فورانی، با زمان تغییر می کند، بررسی شود. متوسط ضریب انتقال حرارت از گاز به ذرات جامد در هر مقطع عرضی از محور بستر، در یک بازه زمانی 60 ثانیه ای محاسبه شده است. ضریب انتقال حرارت بیشینه همانطور که در آزمایشات مشاهده می شود، به علت شدت بالای آشفتگی و اختلاط بستر در مرکز قله بستر، روی می دهد.

بررسی ایزوترم هاوسینتیک جذب رنگ متیلن بلو برروی کربن فعال اصلاح شده وعوامل موثربرجذب
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1393
  کیهان کتابی فراهانی   علیرضا فضلعلی

سابقه و هدف: رنگ متیلن بلوکه به طور فراوان در پساب های نساجی وجود دارد، مشکلات و خطرات زیست محیطی زیادی را ایجاد می کند. از این رو حذف یا کاهش این ماده از پساب نساجی امری اجتناب ناپذیر است. در سال های اخیر توجه خاصی به انواع مختلفی از جاذب های کم هزینه و اثربخش جهت حذف آلاینده های رنگی از محلول های آبی شده است. کربن فعال، جاذب ارزان قیمتی است که امکان حذف این آلاینده ها را دارد. مواد و روش ها:در این مطالعه جذب متیلن بلو بر روی کربن فعال و تاثیر عوامل زمان تماس، غلظت اولیه رنگ، ph و مقدار جاذب و همچنین تاثیر برهم کنش این عوامل بررسی شده است. همچنین کربن فعال با استفاده از روش پوشش دهی عمقی با نیترات منیزیم اصلاح شده و ایزوترم ها وسینتیک جذب بررسی شده است. طراحی آزمایشات این پژوهش مرکب مرکزی بوده که یکی از روش های متدولوژی رویه پاسخ می باشد که بر این اساس تعداد نمونه ها 30 عدد تعیین شد. یافته ها:به دست آوردن نقطه بهینه با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی انجام شد که بر این اساس مقدار ph برابر 9 ، مقدار جاذب 04/0 گرم، غلظت اولیه رنگ 250 میلی گرم بر لیتر و زمان تماس 41 دقیقه به دست آمد. مکانیزم جذب از ایزوترم لانگمویر با r2برابر 9804/0 پیروی می-کند و سینتیک واکنش با مدل شبه درجه دو با r2 برابر 999/0منطبق است.ظرفیت جذب کربن فعال 12/482میلی گرم بر گرم جاذب به دست آمد و همچنین اصلاح کربن فعال با mgo باعث افزایش8 درصدی جذب در نقطه بهینه شده است. استنتاج: کربن فعال توانایی خوبی برای جذب رنگ متیلن بلو دارد که با توجه به قیمت ارزان و در دسترس بودن می تواند توجیه اقتصادی داشته باشد. برهم کنش عوامل موثر در جذب تاثیر زیادی در بازده ی جذب دارد و تاثیر متقابل غلظت اولیه رنگ و زمان مهمتر از سایر برهم کنش ها است.

مدلسازی انتقال حرارت در گرمایش با امواج مایکروویو در جامدات
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده فنی 1393
  سحر رستمی   علیرضا فضلعلی

انتقال حرارت یکی از بحث¬برانگیزترین موضوعات برای طراحی و کاربرد سیستم¬های حرارتی مایکروویوی در ابعاد بزرگ است که در آن جذب مایکروویو مواد و جلوگیری از توزیع دمایی ناخواسته، دو موضوع عمده هستند. پایان¬نامه پیش رو بر آنالیز انتقال حرارت درجامدات می¬پردازد و بر جنبه¬های ذیل تکیه می¬کند: توصیف خواص مایکروویو وچگونگی نشر آن در مواد، مدلسازی انتقال حرارت مایکروویو دریک سیستم یک بعدی، مدلسازی انتقال حرارت مایکروویو در یک سیستم دوبعدی و بهینه سازی جذب مایکروویو و یکنواختی گرمایی. فرایند انتقال حرارت در گرمایش مایکروویو مگنتیت، که یک دی¬الکتریک مغناطیسی متداول است، با استفاده از یک روش تفاضل محدود صریح (fdtd) شبیه¬سازی شد. نشان داده شد که تولید حرارت به دلیل تابش مایکروویو بر افزایش دمای اولیه در گرمایش غلبه می¬کند و تابش حرارتی، بسیار بر توزیع دمایی اثر کرده و منجر به پدیده نقاط داغ در پروفایل دمایی پیش¬بینی شده می¬شود. گرمایش مایکروویو درmhz 915، همگنی دمایی بهتری نسبت به mhz 2450 نشان می¬دهد که به دلیل عمق رسوخ بیشتر مایکروویو است. برای به حداقل رساندن/جلوگیری از غیر یکنواختی دمایی در مدت گرمایش با مایکروویو، بهینه-سازی ابعاد جسم باید در نظر گرفته شود. اتلاف انعکاسی محاسبه شده در بازه¬ی گرمایش می¬تواند راهی مناسب و سریع برای بهینه¬سازی ابعاد جاذب باشد که میزان جذب را افزایش داده و گرمایش نسبتا یکنواختی به دست می¬آید.

شبیه سازی دینامیک واحد بازیافت پروپیلن در راستای بازیافت حداکثر پروپیلن از خوراک و را هکارهای کنترل پیوسته کیفیت محصول
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1393
  یاسین اسلامی   علیرضا فضلعلی

معمولا واحد های شیمیایی هیچ گاه در حالت پایا نمی باشند زیرا اغتشاشات محیط و خوراک، رسوب گرفتگی مبدل های حرارتی و از بین رفتن کاتالیست های بکار رفته در فرایند، دائما شرایط پایای فرایندی را تحت تاثیر قرار می دهند. از این رو طراحی، بهینه سازی و کنترل بهتر فرایند های شیمیایی یا پالایشگاهی با شبیه سازی دینامیکی عملی بسیار مفید است. هدف این پژوهش بررسی روشی است که بتواند علاوه بر کنترل یک تجهیز، اثرات متقابل تجهیزات و به فراخور آن، حلقه های کنترلی را مورد مطالعه قرار دهد. یکی از مهم ترین مباحث نظریه کنترل جامع فرایند، بررسی اثرات ناشی از جریان برگشتی بر روی کنترل فرایند است. برای برآورده نمودن این هدف، در ابتدا داده های لازم برای انجام عمل شبیه سازی از پالایشگاه شازند جمع آوری گردید و مطالعات اولیه در مورد واحد بازیافت پروپیلن انجام شد. سپس به کمک این داده ها شبیه سازی واحد در حالت پایا و سپس در حالت دینامیکی به کمک نرم افزار اسپن هایسیس صورت پذیرفت. در انتها نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیکی برای عملکرد کنترلر ها در تعقیب مقدار مقرر و همچنین در دفع اغتشاشات اعمالی نمایانگر شبیه سازی مناسب دینامیکی است.

سنتز نانو کامپوزیت پلی آنیلین با هسته مغناطیسی
thesis موسسه آموزش عالی غیر انتفاعی و غیر دولتی شمال - آمل - دانشکده فنی 1393
  صبا لشکراراء   مصطفی رحیم نژاد

اثرگذاری چشمگیر نانو در علوم امروزه باعث می شود تا محققین مطالعات علمی خود را به این سو سوق دهند. پلیمر مغناطیسی خواص پلیمر، اهنربا و نانو را در مجموع دارا می باشد. با این قابلیت بالا می تواند کاربرد ویژه ای داشته باشد. در این پایان نامه در ابتدا به معرفی نانو کامپوزیت های پلیمری-مغناطیسی اشاره شده شده است و در ادامه اهمیت و نمونه هایی از کاربردهای این مواد و همچنین نگاهی بر مطالعات انجام گرفته تا کنون ذکر گردیده است. پلیمر سنتز شده در این پژوهش نانو کامپوزیت پلی آنیلین با هسته ی مغناطیسی بوده است که سه مرحله ی سنتز، شناسایی مشخصات محصول و در نهایت سه مورد از مهمترین کاربرد های آن بررسی و توضیح داده شده است. سنتز خود طی دو مرحله صورت گرفته است؛ در ابتدا نانو ذرات اکسید آهن به روش رسوبی و در مرحله ی دوم پلی آنیلین به صورت نانو کامپوزیت اطراف نانو ذرات اولیه سنتز شده است. در خصوص شناسایی و سندیت خواص ماده ی محصول ،در مورد نانو ذرات اکسید آهن، تست های ftir، sem و vsm؛ و در مورد نانو کامپوزیت پلی آنیلین/اکسید آهن، تست های ftir، sem ، vsm و xrd انجام شده است. پس از مستند شدن خواص اولیه ی محصول مورد مطالعه، کاربردهایی از این ماده نظیر خاصیت ضد میکروبی، مقاومت الکتریکی و هدایت جریان الکتریکی توسط تست ضد میکروبی، تکنیک چهار نقطه ای و ولتامتری چرخه ای بررسی شده است که نتایج کلیه ی تست های مذکور به خوبی رضایت بخش بوده است.

امکان سنجی استحصال مایعات هیدروکربنی از گاز دارای رفتار میعان معکوس، با استفاده از شیپوره های فراصوتی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1393
  عفت ظاهری بیرگانی   رضا مسیبی بهبهانی

فرآیندهای متداول استحصال مایعات هیدروکربنی شامل تبرید، شیر ژول تامسون، توربین انبساطی و ... می باشد. روش های یاد شده هر یک دارای معایبی می باشند. از جمله آن می توان به تکنولوژی بالای ادوات دوار توربین های انبساطی و کمپرسور های الحاقی آنها، صرف انرژی زیاد در فرآیند تبرید،کاهش فشار شدید در شیر های ژول تامسون و ... اشاره نمود. یکی از مهم ترین مزایای شیپوره های فراصوتی، بازیابی فشار تا حد زیادی در ناحیه واگرای شیپوره، طی پدیده تراکم shok wave می باشد. از طرفی شیپوره های فراصوتی فاقد تجهیزات دوار می باشند و بکارگیری آنها نیازی به مصرف انرژی ندارد. در این پروژه امکان سنجی استحصال مایعات هیدروکربنی از گاز های دارای رفتار میعان معکوس با استفاده از شیپوره های فراصوتی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

جداسازی هیدروکربن های آروماتیکی موجود در بنزین (پالایشگاه اراک) به روش استخراج مایع-مایع
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1389
  محمد عسکری مهرآبادی   علیرضا فضلعلی

چکیده ندارد.

اسفنجهای جاذب آب برای کشاورزی
thesis 0 1369
  علیرضا فضلعلی

هدف این پروژه عبارت است از تهیه اسفنجهای جاذب آب برای مصارف کشاورزی با استفاده ازامکانات موجود درکشوردرمناطقی که مسئله کمبود آب باعث ایجاد مشکلات مهمی درکشاورزی می گردد.این اسفنجها قادرند باذخیره آب حاصل از برف و باران درفصول ریزش برف و باران شرایط خاک را درفصلهای خشک سال هم برای ادامه رشد گیاه در حدمطلوب ارائه دهند، علت این امر بخاطر نفوذ آب به لایه های زیرین خاک و باتبخیر سطحی آن است و بعلت کفایت میزان ریزش برف و باران دراکثر مناطق ایران می توان این امررابرای توسعه مناطق زیرکشت بسیار مهم دانست . البته بررسی نوع گیاهانی که به این وسیله قابل کشت هستند می تواند درموسسات کشاورزی بررسی شود.