بستر های سیال گاز-جامد به دلیل اهمیت بالایشان در صنعت، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند و تلاش های بسیاری چه از نظر تجربی و چه از نظر تئوری برای پیش بینی رفتار آن ها صورت گرفته است. جدایش ذرات به دلیل تفاوت در اندازه شان پدیده ای متداول در بستر های سیالی گاز-جامد است. جدایش ذرات بر بازده انتقال حرارت و انتقال جرم بستر سیالی شده تاثیر می گذارد. زمانی که در یک بستر هم ذراتی با اندازه کوچک و هم ذراتی با اندازه بزرگ، با چگالی یکسان حضور داشته باشند، ذرات بزرگ تر در ته بستر و ذرات کوچکتر در بالای بستر جمع می شوند. در راکتور های بستر سیالی که در آن ها یک واکنش گرماده رخ می دهد، به منظور حذف مناطق گرم و حذف کاهش کیفیت محصولات، ایجاد اختلاط مناسب در بستر الزامی است. از طرفی دیگر، پدیده جدایش برای فرایند هایی که شامل جداسازی ذرات هستند، الزامی است. به منظور بهبود بازده این فرایند ها شناخت مشخصات جدایش و اختلاط در این سیستم ها با جزییات بیشتر الزامی به نظر می رسد. از طرفی دیگر اکثر بستر های سیال شده گاز جامد در فشار های بالا کار می کنند لذا ضروری است پدیده اختلاط و جدایش در فشار های بالا برای این بستر ها پیش بینی شود. برای این منظور از نرم افزار mfix استفاده شد تا تاثیر فشار، اندازه ذرات و سرعت ورودی گاز بر روی پارامتر های اختلاط و جدایش ذرات در بستر مشخص شود. همچنین از نرم افزاز paraview برای تحلیل داده های حاصل از mfix استفاده شده است. نتایج این پژوهش معرف آن است که از دینامیک سیالات محاسباتی می توان به عنوان یک ابزار تحقیقاتی جهت تخمین پارامترهای موثر در عملکرد بسترهای سیال شده استفاده نمود.

سیکلون ها در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، معادن، کارخانجات چینی، سیمان و غیره برای اهداف متفاوتی از جمله غبارگیری، تصفیه گازها، بازیافت پودر رنگ در رنگ پاشی الکترو استاتیک و جداسازی روغن و ذرات جامد شناور درمایعات بکار می روند. اما کاربرد آنها به عنوان تبادل گر های گرمایی چندان شناخته شده نبوده و در حقیقت یک کاربرد خاص از سیکلون بشمار می آید. از این رو سال ها ست که در دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی بزرگ، تحلیل جریان داخل سیکلون ها به روش-های مختلف آزمایشگاهی، مدل سازی، محاسباتی و حل تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پایان نامه، از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای شبیه سازی سیکلون شماره پنج از سیستم پیش گرمکن خط دوم تولید کارخانه سیمان بجنورد استفاده گردیده است و پیشنهاداتی برای بهبود راندمان حرارتی آن با تغییر پارامترهای موثر ارائه شده است. برای ایجاد هندسه، شبکه بندی،حل معادلات حاکم بر جریان با روش حجم محدود و تحلیل نتایج، از نرم افزار ansys fluent14.5 استفاده گردیده است. در این راستا، تاثیر پارامترهایی همچون دمای گاز ورودی، سرعت گاز ورودی و غلظت cao ورودی به سیکلون بر روی انتقال حرارت بین دو فاز گاز-جامد مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده گردید با افزایش دمای گاز ورودی از 1167 تا مقدار بهینه k1270 ضریب انتقال حرارت جابه جایی از مقدار01236/0 به "kw" /("m" ^"2" ".k" ) 0155/0 و همچنین میزان راندمان حرارتی از طریق سازوکار جابه جایی از حدود 77 درصد به حدود 82 درصد ارتقاء یافت. با افزایش سرعت گاز ورودی از 6/7 متر بر ثانیه تا به سرعت بهینه 6/10 متر بر ثانیه ضریب انتقال حرارت جابه جایی از مقدار01236/0 به "kw" /("m" ^"2" ".k" ) 01425/0 و راندمان حرارتی به طریق جابه-جایی از مقدار 77 درصد به مقدار 80 درصد افزایش پیدا کرد. همچنین افزایش غلظت cao ورودی از 0001/0 تا مقدار بهینه 0003/0 مول بر متر مکعب گاز ورودی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی از مقدار01236/0 به "kw" /("m" ^"2" ".k" ) 0132/0 و بهبود راندمان حرارتی به میزان یک و نیم درصد یعنی از مقدار حدود 77 درصد به حدود 5/78 درصد گردید. بنابراین با افزایش هر یک از پارامترهای مورد بررسی تا مقدار بهینه بیان شده (البته به صورت مستقل)، میزان انتقال حرارت بین دو فاز درون سیکلون افزایش می یابد که منجر به افزایش میزان کلسیناسیون درون آن می شود. در نتیجه به طول کمتری از منطقه کلسیناسیون در مرحله بعدی (کوره پخت سیمان) نیاز می باشد که به تبع آن باعث کاهش طول کوره و هزینه ساخت آن می شود.

چکیده ندارد.

مبدل های حرارتی بخش مهمی از فرایندهای صنعتی می باشند که مقدار قابل توجهی از کل انرژی سیستم را تأمین می نمایند. همانطور که می دانیم از جمله عوامل تأثیر گذار روی کارایی مبدل‏ها، فرایند رسوب گذاری می باشد. این مشکل هر ساله سبب بروز خسارات مالی زیادی می‏شود به نحوی که هزینه‏های ناشی از این فرایند در کشورهای صنعتی در حدود 25% تولید ناخالص ملی این کشورهاست این مقدار تنها در صنایع لبنی هلند چیزی حدود 40 میلیون دلار می باشد، بدین ترتیب در صورت پیش بینی ضخامت لایه رسوب با گذشت زمان می توان به میزان قابل توجهی هزینه‏ها را کاهش داد، با این وجود توصیف آنالیتیکی مکانیزم رسوب گذاری بسیار پیچیده است و تا کنون این امر امکان پذیر نبوده است و تمامی مدل های ارائه شده تنها در شرایط تجربی به توصیف این فرایند می پردازند. در این پروژه ابتدا تمامی مکانیسم ها و مدل های رسوب مورد بررسی گردیده و در نهایت مکانیسم رسوب کریستالی در شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفت، علاوه بر این با توجه به مراحل اصلی شکل گیری رسوب کریستالی مدل های ارائه شده در این راستا مورد ارزیابی قرار گرفت . برای شبیه سازی عددی فرایند رسوب در این پروژه از نرم افزار تجاری فلوئنت استفاده شده است اما نرم افزار فلوئنت به تنهایی قادر به انجام این محاسبات نمی‏باشد، لذا از طریق کد نویسی به زبان c++ و استفاده همزمان از توابع فلوئنت و یا به عبارتی توابع udf مدل‏های مربوط به رسوب برای این نرم افزار تعریف گردید. شایان ذکر است که شبیه سازی واقعی رشد رسوب کریستالی مستلزم داشتن تغییرات پیوسته در هندسه جریان می‏باشد که عملا ّ از نظر محاسباتی امری پیچیده و مشکل می‏باشد، لذا برای حل این مشکل از رشد مجازی رسوب کریستالی استفاده شد. این ساده سازی عددی ما را قادر نمود تا یک شبیه سازی به صورت غیر پایا در رابطه با فرایند واقعی رسوب که در بر گیرنده تغییرات جریان و دما با توجه به رشد کریستال می‏باشد را عملی سازیم. در این محاسبات حالت ساده ای که مربوط به جریان موازی در صفحه‏های تخت می‏باشد با استفاده از مدل‏های مختلف اغتشاش مورد بررسی قرار گرفت، نتایج حاصل از این تحقیق در شرایط متفاوت سرعت ورودی غیر ضربانی با هم مقایسه شد و در ادامه با بررسی فاکتورهای مختلف رسوب گذاری در جریان ضربانی با فرکانس‏ها و دامنه‏های نوسان متفاوت بررسی و با هم مقایسه گردید که نشان دهنده کاهش میزان مقاومت رسوب گذاری با افزایش سرعت و همچنین افزایش آن با افزایش فرکانس جریان و کاهش مقاومت با افزایش دامنه نوسان می‏باشد. ضمناً مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج تجربی در جریان غیر ضربانی هماهنگی خوبی از خود نشان می دهد ولی در جریان ضربانی به علت در دسترس نبودن نتایج تجربی فقط نتایج با یکدیگر مقایسه شد و روند تأثیر فاکتورهای مختلف ضربان بررسی گردید. بنابراین با استفاده از این روش می‏توان برای پیش بینی سریع و کم هزینه فرایند رسوب کریستالی روی سطوح مبدل‏های حرارتی استفاده نمود.

در سالهای اخیر کاربرد نانوذرات پروتئینی در صنایع دارویی و غذایی در سالهای اخیر کاربرد نانوذرات پروتئینی در صنایع دارویی و غذایی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مواد پروتئینی که در ساخت نانو ذرات مورد توجه قرار دارد، آلبومین ها هستند که قادر به انتقال موثر دارو به مکانهای هدف می باشند. در تحقیق حاضر نانو ذرات آلفا–لاکتالبومین به دلیل دارا بودن ارزش تغذیه ای زیاد و اثرات مثبتی که روی سلامت فرد مصرف کننده دارد، به منظور کاربرد در صنایع غذایی با روش دو مرحله نامحلول کردن ساخته شد. جهت نا محلول نمودن محلول آلفا–لاکتالبومین، استن مورد استفاده قرار گرفت و برای برقراری اتصالات عرضی نیز از گلوتارآلدهید استفاده شد. نانو ذرات ساخته شده با سه مرحله سانتریفوژ (g 15000و به مدت 20 دقیقه) تخلیص گردید. همچنین تاثیر دما، ph و نوع ضد حلال روی اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت و اندازه ذرات در محدوده 35 تا 450 نانومتر به دست آمد. همچنین در مرحله بعد نانوذرات سرم آلبومین انسانی به دلیل زیست تخریب پذیر بودن، ظرفیت بالای بارگذاری دارو و عدم سمیت با روش نا محلول کردن ساخته شد. جهت نا محلول نمودن محلول سرم آلبومین انسانی، اتانول مورد استفاده قرار گرفت و برای برقراری اتصالات عرضی نیز از گلوتارآلدهید استفاده شد. نانوذرات ساخته شده با پنج مرتبه سانتریفوژ (g 25000و به مدت 10 دقیقه) تخلیص گردید. سپس تاثیر عوامل مختلفی بر اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت که این عوامل عبارت بودند از: ph، میزان گلوتارآلدهید، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین، دور همزن، غلظت محلول پروتئین، غلظت محلول سرم البومین انسانی و سرعت اضافه شدن اتانول. از میان عوامل فوق،ph ، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین، غلظت محلول سرم البومین انسانی و سرعت اضافه شدن اتانول بیشترین تاثیر را بر اندازه ذرات دارا بودند. با استفاده از این دانسته ها، جهت بهینه سازی انددازه ذرات از روش تاگوچی با تعریف 4 عامل در 4 سطح استفاده شد. با استفاده از نرم افزار، قطر بهیننه ذرات سرم آلبومین انسانی، 46/625 نانومتر تحت شرایط9 = ph، غلظت 75 میلی گرم بر میلی لیتر، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین 4 و سرعت اضافه شدن اتانول1/5میلی لیتر بر دقیقه پیش بینی شد و با انجام آزمایش پیشنهادی تحت شرایط بهینه، اندازه ذره 53 نانومتر به دست آمد. اندازه و مورفولوژی ذرات توسط دستگاه پراکنش نور لیزر، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی گردید. با تعیین مورفولوژی ذرات ثابت شد که شکل ذرات به صورت شبه کروی است. با توجه به تحقیقات به عمل آمده، ساخت نانوذرات آلفا–لاکتالبومین و بهینه سازی نانوذرات سرم آلبومین انسانی با استفاده از روش تاگوچی برای نخستین بار در جهان انجام شد.