در تحقیق حاضر انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال اتیلن گلیکول/ fe3o4 روی سیم نازک افقی در حضور میدان الکتریکی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابجایی در غلظت های حجمی مختلف نانوسیال و شدت های متفاوت میدان مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که ضریب انتقال حرارت نانوسیال بدون حضور میدان در غلظت های پایین نسبت به سیال پایه افزایش داشته و بیشترین مقدار مربوط به غلظت %02/0 است. اما در غلظت های بالاتر ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال کاهش یافته و در اعداد ریلی بالا، حتی از سیال پایه نیز کم تر می شود. همچنین روش الکتروهیدرودینامیک با مصرف انرژی بسیار کم قادر به افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال شده، به گونه ای که با اعمال میدان الکتریکی، ضریب انتقال حرارت نانوسیال در غلظت های مختلف نسبت به ضریب انتقال حرارت نانوسیال بدون حضور میدان بیش تر است. می توان برای استفاده از نانوسیال ها درحضور میدان الکتریکی برای کاربردهای انتقال حرارت جابجایی آزاد یک غلظت و شدت میدان بهینه تعیین کرد. با توجه به نتایج این مطالعه، مقدار بهینه غلظت حجمی و شدت میدان که بیشترین میزان ضریب انتقال حرارت را در پی دارد، غلظت % 02/0 و ولتاژkv 5/12 است

فناوری بیوفیلتراسیون برای حذف آلاینده ها در کشور ما کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این روش تصفیه هوا برای جریان هایی با دبی زیاد و غلظت کم مناسب بوده، و در مقایسه با سایر روش های تصفیه هوا نظیر اکسیداسیون کاتالیستی و یا جذب گاز، علاوه بر سادگی و مصرف انرژی کمتر، جریان آلوده ثانویه تولید نمی کند. همچنین این روش از نظر اقتصادی نیز به صرفه است. در این پژوهش، یک بیوفیلتر برای حذف گاز آمونیاک از هوا در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. در طی 4 ماه کارکرد پیوسته بیوفیلتر، کارایی آن تحت غلظت ها و دبی های مختلف هوای آلوده، به عنوان مشخصه های عملیاتی اصلی موثر بر کارکرد، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که راندمان حذف گاز آمونیاک تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند دما، میزان آب بستر، و شوک های ورودی قرار داشته و بیشترین و کمترین مقدار آن در حالت پایا به ترتیب 8/99 % و 4/91% با متوسط 5/97% می باشد. در ضمن ظرفیت حذف کامل و بیشترین ظرفیت حذف این بیوفیلتر به ترتیب 6 و 6/11 گرم آمونیاک بر متر مکعب بستر در ساعت محاسبه شد. با انجام مدل سازی بر روی بیوفیلتر مورد استفاده در این پژوهش، ضمن در نظر گرفتن سرعت واکنش بیولوژیکی متغیر در ابتدای عملکرد بیوفیلتر، پارامترهای ثابت انتقال جرم در بیوفیلتر و بیشترین سرعت حذف بیولوژیکی به ترتیب 24/0 در ساعت و 7/3 گرم آمونیاک بر دقیقه بر متر مکعب بستر بیوفیلتر، بر اساس روش رگرسیون داده های تجربی محاسبه شدند. مدل تهیه شده تطابق خوبی را با نتایج حاصل از پژوهش های تقی پور و همکاران و چن و همکاران از خود نشان داده و حداکثر میزان اختلاف با این نتایج به ترتیب و 4/9% و 6/3% می باشد.

در سال های اخیر، به دلیل محدود بودن منابع انرژی، مصرف روز افزون و هزینه های بالای تأمین آن؛ روش های مختلفی برای کاهش مصرف انرژی ارائه شده است. همچنین استفاده از انرژی های تلف شده در فرایند نیز به امر بسیار مهمّی تبدیل شده است. تقریباً در تمامی فرایندهای شیمیایی، جداسازی؛ بخش بسیار مهمّی را تشکیل می دهد. تقطیر، متداول ترین روش جداسازی در صنعت است که انرژی زیادی را مصرف می کند. در حالت کلّی، هنگام جداسازیِ یک مخلوط چند جزئی به اجزای خالص، امکان استفاده از آرایش های مختلفی از برج های تقطیر وجود دارد. بنابراین در یک مسأله ی جداسازی به روش تقطیر، پیدا کردن بهترین آرایش برج های تقطیر به عنوان یک مسأله ی مهم در طرّاحی و بهینه سازی مطرح می شود. هدف از انجام این پروژه، کمینه سازی هزینه و بررسی مصرف انرژی در سیستم سه جزئی پروپان، بوتان و پنتان است. در این پروژه، تابع هدف، هزینه ی کلّی سالیانه ی آرایش های تقطیر می باشد. برای تشکیل و بررسی حالت بهینه، چهار آرایش مختلف در نظر گرفته شده است. هر آرایش به دو صورت با انتگراسیون حرارتی و بدون انتگراسیون حرارتی مورد بررسی قرار می گیرد. با توجّه به این که متغیّرهای سیستم به صورت هم زمان تغییر می کنند، بررسی تمامی حالت های ممکن بسیار دشوار است. همچنین استفاده از روش های میان بر که در کارهای گذشته به کار برده شده است، نیاز به فرضیات ساده کننده ی بسیار زیادی دارد. در این پروژه، از الگوریتم ژنتیک برای پیدا کردن جواب بهینه استفاده شده است. برج های تقطیر توسط نرم افزار "هایسیس" شبیه سازی و سایزینگ شده اند. سپس به منظور مقایسه ی حالت های مختلف، هزینه ی کلّیِ سالیانه محاسبه شده است. در نهایت برای اطمینان پیداکردن از محاسبات هزینه، درهرآرایش، تعدادی از جواب ها به نرم افزار"اسپن ایکاروس" برده شده و در آن جا برآورد دقیق اقتصادی انجام شده است. با توجّه به نتایج به دست آمده، آرایش پیش تفکیک کننده با انتگراسیون حرارتی و با تقسیم کردن خوراک و پیش گرم کردن قسمتی از آن، بهترین آرایش در مقایسه با آرایش های دیگر می باشد.

در تحقیق حاضر بهبود تبخیر آب با استفاده از میدان الکتریکی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در داخل تونل باد و در حضور جریان هوای محوری با سرعت های 25‏/0 ، 00‏/1 و m/s 75‏/1 انجام گرفتند و میدان الکتریکی مستقیم با پلاریته مثبت توسط الکترودهای سوزنی و صفحه ای با فواصل مختلف 2 ، 3 و cm 4 اعمال گردید. همچنین به منظور بررسی بیشتر از دو ، سه و چهار الکترود سوزنی در آرایش های الکترودی مختلف طولی ، عرضی ، مثلثی و مستطیلی استفاده شده و در ضمن به منظور بررسی تاثیر قطر الکترود سوزنی از الکترودهایی با قطرهای 1 و mm 3 با زاویه نوک الکترود سوزنی 15، 45، 60 درجه و نیم‏دایره استفاده شده است. در تمامی آزمایش ها شدت میدان الکتریکی از ولتاژ شروع کرونا با افزایش جریان ma01‏/0 تا ولتاژ شکست افزایش یافت. اعمال میدان الکتریکی با تشکیل پلاسما حول الکترود سوزنی موجب حرکت توده هوا و تولید باد یونی می-گردد. برخورد باد به سطح آب و ایجاد اغتشاش در لایه اشباع روی سطح، افزایش آهنگ تبخیر را به همراه دارد. جهت سنجش میزان بهبود تبخیر با اعمال میدان الکتریکی، در ابتدای هر آزمایش، آزمایشی به عنوان آزمایش مرجع تنها در حضور جریان هوای محوری و بدون اعمال میدان الکتریکی انجام گردید. طبق نتایج به دست آمده با افزایش سرعت جریان هوای محوری از 25‏/0 به m/s75‏/1 ، در آرایش تک الکترود سوزنی در فاصله الکترودی ثابتcm 2، 886‏/18 درصد میزان تبخیر را افزایش می دهد. به طوری‏که در محدوده سرعت ها و فواصل الکترودی مورد آزمایش الکترودی ، بیشترین و کمترین میزان بهبود به ترتیب در چیدمان چهار الکترودی با آرایش مستطیلی برای سرعت هوای m/s75‏/1 برابر 4371‏/8 و در چیدمان تک الکترودی با آرایش نامتقارن محوری برای سرعت هوای m/s 25‏/0 برابر 2768‏/4 به دست آمدند. روش الکتروهیدرودینامیک با مصرف انرژی بسیار کم، بدون تولید حرارت قادر به افزایش قابل توجه نرخ تبخیر می باشد. به عنوان نمونه در چیدمان تک الکترودی با آرایش متقارن محوری در سرعت هوایm/s 00‏/1 و فاصله الکترودی cm 2 تنها با مصرف توان الکتریکی w053‏/0 بهبودی معادل 1093‏/3 برابر حاصل می‏شود. در این تحقیق میزان کارایی روش الکتروهیدرودینامیک نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش ولتاژ اعمالی از ولتاژ شروع کرونا تا ولتاژ شکست، در فاصله الکترودی cm 2 و در سرعت هوای m/s 25‏/0 در آرایش تک الکترودی 502‏/37 درصد از میزان کارایی کاسته می‏شود و با افزایش تعداد الکترودهای سوزنی از یک به دو الکترود سوزنی در فاصله الکترودی ثابت cm2 و در سرعت هوای m/s 25‏/0، میزان کارایی 932‏/44 درصد افزایش می‏یابد. در انتها به کمک برازش داده‏های آزمایشگاهی، روابطی جهت محاسبه میزان بهبود تبخیر و کارایی روش الکتروهیدرودینامیک برای سرعت‏های هوای m/s 00‏/1 تا m/s 75‏/1 ، عدد الکتروهیدرودینامیک و عدد رینولدز الکتروهیدرودینامیک ارائه شده است. روابط ارائه شده برای تمامی فواصل الکترودی و ولتاژهای اعمالی در محدوده ولتاژ شروع کرونا تا ولتاژ شکست صادق می‏باشند.

در این پژوهش، ابتدا ضمن بررسی فرایند vapex در مخازن شکافدار، سرعت تولید نفت در این مخازن مدل‎سازی شد. با استفاده از داده های آزمایشگاهی، مخازنی با شکافهای عمودی، افقی و ترکیبی، همراه با محاسبه پارامترهای بدون بعد در آنها شبیه‎سازی شد. در ادامه، سرعت تولید نفت در مخازن شکافدار و بدون شکاف به روش آنالیز بدون بعد مدل‎سازی شده و یک رابطه توانی بدون بعد بدست آمد که با عدد اشمیت و عکس عدد پکله متناسب بوده و با مدل باتلر توافق مناسبی نشان داد. این رابطه در طیف وسیعی از خصوصیات مخازن شکافدار شامل تعداد، طول و دهانه شکافها صادق بوده و در مقیاس میدانی قابل استفاده است. در ادامه، روند گسترش چنبر حلال و توزیع آسفالتن، رزین و فلزات سنگین در فرایند vapex، تعیین گردید. این توزیع در اطراف چاه‎های تزریق و تولید، به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار بود. بعلاوه، معادله گیلسپی برای پیش‎بینی بهبود کیفیت نفت در فرآیند vapex اصلاح گردید و بر اساس آن، کسر حجمی ذرات کلوییدی به سه بخش شامل کسر حجمی ذرات آسفالتن، رزین و کمپلکس‎های وانادیم تقسیم بندی شد. همچنین، تاثیر نانوذرات تزریقی به مخزن در بهبود ضریب برداشت نفت فرایند vapex بررسی شد. تجمع ذرات آسفالتن در ساختار نانورس، قابلیت جذب آنها و تاثیر نانوذرات بر سیال مخزن را نشان داد. نتایج آزمون anova ثابت کرد که نانورسها خاصیت هتروژنی مخزن را تغییر داده و باعث افزایش تعداد رسوخ‎ها ، افزایش سطح تماس حلال-نفت و افزایش ضریب بازیافت نفت ‎شدند.

جوشش استخری نانوسیال آب/ با درصدهای حجمی 1/0 ،05/0 ،02/0 ، 002/0و 001/0 روی صفحه تخت با شارهای حرارتی بالا بررسی شد.میزان افزایش شار حرارتی بحرانی نسبت به آب برای درصدهای حجمی 1/0، 05/0 ،02/0 ، 002/0و 001/0 نانوسیال مورد آزمایش بترتیب برابر 47، 40، 30، 22 و17 درصد و میزان کاهش ضریب انتقال حرارت نسبت به آب خالص برای درصدهای حجمی 002/0، 02/0، 05/0 و 1/0 حدود 13، 23، 34 و 40 درصد بترتیب می باشد. همچنین پس از آزمایش جوشش نانو سیال، لایه سفید رنگی از نانو ذرات بر سطح گرمکن ایجاد می شد. افزایش ضخامت این لایه بر سطح گرمکن در نانو سیال با غلظت های بالاتر بسیار محسوس بود. با توجه به نمونه های afm پر شدن سایتهای هسته زایی در هنگام جوشش توسط ذرات نانو رسوب کرده روی سطح را می توان دلیل اصلی ایجاد مقاومت برای انتقال حرارت و کاهش آن ذکر کرد .ضمن آنکه پر شدن سایتهای هسته زایی باعث به تعویق افتادن جوشش و افزایش شار حرارتی بحرانی می شود. هچنین نمونه های afm گرفته شده افزایش زبری سطح صیقلی شده را پس از جوشش نانو سیال روی آن نشان می دهد اما برای سطح صیقلی نشده زبری افزایش زبری کمتر است که بازهم نشاندهنده پر شدن خلل و فرج سطح و محلهای ایجاد حباب برای جوشش می باشد. زاویه تماس قطره برای سطح صیقلی شده قبل و بعد از جوشش نانوسیال روی آن 45 و 20 درجه بود که نشاندهنده افزایش تر شوندگی سطح و ایجاد مشکل در جدایش حبابها حین جوشش از سطح است.

با وجود کاربرد گسترده برج های پرشده معمولی در صنایع جداسازی، ثابت شده است که محدودیت های افت فشار و انتقال جرم قابل توجهی در این برج ها ، وجود دارد. یکی از ایده هایی که در دهه های اخیر در جهت رفع این محدودیت ها مطرح شده و در موارد زیادی کارایی آن ثابت شده است، استفاده از بستر پرشده چرخان (rpb) می باشد. ایده اصلی بسترهای پرشده چرخان، جایگزینی میدان گرانش زمین با میدان گریز از مرکز است. اگر بتوان شتاب ناشی از گرانش را درون دستگاه افزایش داد، در این صورت نیروی محرکه جدیدی برای حرکت فازها درون دستگاه فراهم می شود. در چنین شرایطی طغیان درون برج به سختی اتفاق می افتد. در نتیجه، دبی های بالاتر گاز و مایع می توانند مورد استفاده قرار گیرند، سطح ویژه برج افزایش می یابد و فیلم های مایع نازکتر می شوند. تحت این شرایط، ضرائب انتقال جرم حجمی بالایی بدست می آیند که بشدت ابعاد فیزیکی مورد نیاز دستگاه را کاهش می دهند.با توجه به پتانسیل بالای بسترهای پرشده چرخان برای تقویت فرایند، از دینامیک سیالات محاسباتی برای فهم بهتر و دقیق تر هیدرودینامیک جریان سیال درون این بسترها استفاده شد. به همین منظور، در مرحله اول، جریان گاز درون یک بستر پرشده چرخان بدون حضور مایع و با استفاده از دو روش محیط متخلخل و چیدمان نامنظم پرکننده ها، با استفاده از نرم افزار fluent شبیه سازی شد. در مرحله دوم، با استفاده از مدلی بر اساس روش انتگرال مومنتوم، پروفایل سرعت های مماسی و شعاعی مایع، ضخامت فیلم مایع، میزان تجمع مایع درون بستر و نهایتاً میزان افت فشار جریان گاز در حالت دوفازی بدست آمد.نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان دادند که افت فشار کل دستگاه rpb در حالت خشک، با افزایش سرعت زاویه ای بستر و افزایش دبی جریان گاز، افزایش می یابد. از آنجاییکه طراحی ورودی جریان گاز، نحوه توزیع گاز درون محفظه ثابت rpb را تعیین می کند، برای بررسی اثر زاویه ورودی گاز بر روی توزیع جریان درون بستر پرشده چرخان، سه هندسه مختلف با زوایای 90، 45 و 0 درجه لوله ورودی گاز نسبت به بدنه محفظه، ایجاد شدند. نتایج مربوطه نشان دادند که در مورد ورودی مماسی، توزیع نامنظم جریان گاز درون محفظه ساکن، همچنین در محل الحاق بستر و محفظه، نسبت به سایر طراحی ها کمتر می باشدبیشترین میزان ضریب توزیع نامنظم سرعت های شعاعی و مماسی درون محفظه ساکن، برای ورودی مماسی به ترتیب حدوداً برابر 64/0 و 65/1 بدست آمد که کمتر از سایر طراحی ها بود. نتایج حاصل از مرحله دوم پژوهش نشان دادند که در یک سرعت زاویه ای مشخص، افزایش دبی جریان مایع منجر به افزایش میزان تجمع مایع درون بستر می گردد. افت فشار جریان گاز درون بستر پرشده در حالت دوفازی، بخصوص در سرعت های زاویه ای بالاتر، کمتر از افت فشار بستر خشک بدست آمد. بنابراین، نتیجه گرفته شد که حضور جریان مایع درون بستر پرشده باعث کاهش افت فشار جریان گاز می شود. این امر به این دلیل است که جریان مایع در حضور میدان گریز از مرکزی به صورت یک روان کننده عمل می-کند و باعث سهولت حرکت جریان گاز از بین پرکننده ها می گردد. علاوه بر این، حضور مایع باعث کوتاه شده مسیر حرکت گاز می گردد.

بیشتر مطالعات تجربی و تئوری صورت گرفته در زمینه بررسی اثر میدان های مغناطیسی بر فرآیند انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال های مغناطیسی محدود به بررسی جابجایی آزاد در یک محفظه بسته است که فرآیند انتقال حرارت به دلیل اختلاف دما میان دیواره های آن اتفاق می افتد، در صورتی که در بسیاری از تجهیزات، فرآیند انتقال حرارت جابجایی آزاد سیال، اطراف یک منبع گرمایی رخ می دهد. اما این نوع محیط انتقال حرارت به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. به همین دلیل در مطالعه حاضر، انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال مغناطیسی اتیلن گلیکول/fe3o4 اطراف سیم نازک پلاتینی (منبع تولید گرما) در حضور میدان مغناطیسی خارجی، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور تغییرات عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد به صورت تابعی از غلظت نانوسیال مغناطیسی و تحت تأثیر میدان مغناطیسی اعمال شده با قدرت و جهت های مختلف در ریلی های پایین (کمتر از 100)، مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسی صحت عملکرد سیستم آزمایشی، اعداد ناسلت بدست آمده برای اتیلن گلیکول خالص در انتقال حرارت جابجایی آزاد با رابطه تئوری مورگان مقایسه گردید و نیز بازه عدم قطعیت نتایج آزمایشگاهی تعیین شد. بیشترین خطای نسبی داده های آزمایشگاهی با داده های رابطه مورگان 9/4% است و متوسط بازه عدم قطعیت نتایج آزمایشگاهی مقداری برابر"± 2/48×" ?"10" ?^"-2" دارد. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد مناسب سیستم آزمایشگاهی می باشند. همچنین نتایج مربوط به آزمایش های نانوسیال مغناطیسی نشان می دهند که در غیاب میدان مغناطیسی، با افزایش غلظت نانوسیال تا 015/0% حجمی، در تمامی محدوده ریلی عدد ناسلت افزایش می یابد. همچنین مقادیر عدد ناسلت نسبی (نسبت عدد ناسلت نانوسیال به عدد ناسلت سیال پایه) برای غلظت های 005/0 و 015/0% حجمی بزرگتر از یک بوده و تقریبا در تمامی محدوده عدد ریلی مقادیر ثابت و به ترتیب برابر با 015/1 و 034/1 هستند. اما اعمال میدان مغناطیسی در راستای موازی با جریان جابجایی (عمودی) و در هر دو جهت بالا و پایین و نیز راستای عمود بر جریان جابجایی آزاد (افقی)، باعث کاهش سرعت جابجایی آزاد سیال شده و این اثر با افزایش قدرت میدان تا 370 گوس برای میدان عمودی و 280 گوس برای میدان افقی و همچنین افزایش غلظت نانوسیال تشدید می شود. مقایسه نتایج دو راستای عمودی و افقی نشان داد که، کاهش انتقال حرارت جابجایی آزاد در حضور میدان افقی بیشتر بوده و دلیل آن وجود نیرو های مغناطیسی اثر کننده در خلاف جهت جابجایی سیال است. در حضور میدان عمودی با قدرت 370 گوس، کمترین ضریب انتقال حرارت جابجایی نسبی (نسبت ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در حضور میدان به ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد در غیاب میدان) مربوط به بزرگ ترین عدد ریلی و غلظت 015/0% حجمی بوده و مقداری برابر با 8/0 دارد. این در حالی است که کمترین مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد نسبی در حضور میدان افقی با قدرت 280 گوس، در غلظت مشابه مقداری برابر 65/0 دارد. بنابراین بر طبق نتایج حاصله مشخص است که اعمال میدان مغناطیسی خارجی به عنوان فاکتور مهم تأثیر گذار بر فرآیند انتقال حرارت جابجایی آزاد سیال های مغناطیسی می باشد و می توان از این شرایط جهت کنترل انتقال حرارت استفاده نمود.

با توجه به محدود بودن مطالعات انجام گرفته روی ویسکوزیته و خواص رئولوژیکی نانوسیالات مغناطیسی، در این تحقیق تغییرات ویسکوزیته نانوسیال مغناطیسی fe3o4 در اتیلن گلیکول در حضور میدان های خارجی(الکتریکی و مغناطیسی)، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازه گیری ویسکوزیته از ویسکومتر لوله موئین و برای بررسی رفتار رئولوژیکی سیال پایه و نانوسیال از ویسکومتر چرخشی بروکفیلد استفاده شد. سیال پایه اتیلن گلیکول خالص بود و از نانوذرات مغناطیسی fe3o4 در غلظت های 01/0، 015/0، 02/0، 035/0 و 05/0 درصد حجمی استفاده شد. جهت بررسی صحت عملکرد ویسکومتر مورد استفاده، ویسکوزیته سیال پایه در دماهای مختلف اندازه گیری شده و با مقادیر موجود در منابع مقایسه شد. نتایج به دست آمده از ویسکومتر چرخشی حاکی از آن است که سیال پایه و نانوسیال در محدوده مورد آزمایش رفتار نیوتنی از خود نشان می دهند. افزودن نانوذرات به سیال پایه باعث کاهش ویسکوزیته آن شد. با افزایش غلظت نانوذرات از 01/0 درصد تا 05/0 درصد، ویسکوزیته از 3/6 تا 1/10 درصد کاهش پیدا کرد. برای بررسی اثر میدان الکتریکی، ویسکوزیته سیال پایه و نانوسیال با غلظت های مختلف تحت میدان های الکتریکی مستقیم و متناوب با شدت های متفاوت اندازه گیری شد. با افزایش شدت میدان الکتریکی در هر دو حالت dc و ac، ویسکوزیته نانوسیال و همچنین ویسکوزیته سیال پایه کاهش یافت. همچنین جهت بررسی اثر میدان مغناطیسی، ویسکوزیته نانوسیال اکسید آهن در اتیلن گلیکول در حضور میدان مغناطیسی ثابت و عمود بر جهت حرکت سیال اندازه گیری شد. میدان مغناطیسی به وسیله دو قطعه آهنربا که در اطراف لوله موئین قرار داده می شوند، اعمال شده است. نتایج نشان داد که ویسکوزیته نانوسیال مغناطیسی با افزایش شدت میدان مغناطیسی و همچنین با افزایش زمانی که نانوسیال در معرض میدان قرار می گیرد، کاهش می یابد. با اعمال میدان مغناطیسی بر سیال پایه، تغییر محسوسی در ویسکوزیته آن مشاهده نشد. با افزایش غلظت نانوذرات، تأثیر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی افزایش یافت. بیشترین میزان کاهش ویسکوزیته(2/4%)، تحت حداکثر شدت میدان اعمال مغناطیسی شده و برای نانوسیال با غلظت 05/0% بود. همچنین ویسکوزیته سیال پایه و نانوسیال با غلظت 05/0 درصد در محدوده دمایی 20 تا 35 درجه سانتیگراد، در غیاب و در حضور میدان های خارجی اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شد. تحقیق حاضر اولین کار تجربی در زمینه بررسی خواص حرکتی نانوسیال اکسید آهن(fe3o4) در اتیلن گلیکول تحت میدان الکتریکی است.

چکیده در این پژوهش انتقال جرم نانوسیالات جاری درون لوله در دو رژیم آرام و درهم بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ضریب انتقال جرم نانوسیالات با استفاده از روش الکتروشیمی اندازه گیری شده است. در این پژوهش از دو نوع نانوذره ?-al2o3 با اندازه متوسط nm 40 و tio2 با اندازه nm 3-1 در تهیه نانوسیالات استفاده شده است. اثر نانوذرات ?-al2o3 و tio2 و دما بر ضریب نفوذ رنگ در نانوسیالات نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایش های ضریب انتقال جرم نشان داد که ضریب انتقال جرم در نانوسیالات با افزایش غلظت نانوذرات ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. به این ترتیب برای غلظت نانوذرات غلظت بهینه وجود دارد که در آن میزان انتقال جرم بیشینه است. بطور متوسط افزایش ضریب انتقال جرم در نانوسیالات ?-al2o3 و tio2 در رژیم جریان آرام بترتیب تقریباً برابر با %7/13 و %86/35 و در رژیم جریان درهم تقریبا برابر با %06/10 و %66/17 می باشد. اثر نانوذرات tio2 بر روی انتقال جرم نسبت به نانوذرات ?-al2o3 بهتر است و میزان افزایش در رژیم جریان آرام نسبت به درهم محسوستر است. در آزمایش های تعیین ضریب نفوذ روندی مشابه آزمایش های ضریب انتقال جرم مشاهده شد. بیشترین میزان افزایش در ضریب نفوذ رنگ در نانوسیالات ?-al2o3 و tio2 بترتیب 06/4 و 42/8 برابر می باشد.

در این پایان نامه جریان تیلور نانوسیال 1% حجمی اکسید آلومینیوم در آب در میکرو کانال های با سطح مقطع مستطیلی با نسبت عمق به عرض زیاد با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار فلوئنت (fluent) بررسی شد. 4 هندسه ی مختلف برای بررسی اثر هندسه ی ورودی بر روی هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان تیلور در نظر گرفته شد. در هندسه ی 1 هوا به صورت عمودی و نانوسیال در امتداد میکروکانال وارد می شود . در هندسه ی 2 نانو سیال به صورت عمودی و هوا در امتداد میکروکانال وارد می شود. در هندسه ی 3 هوا و نانو سیال هر دو به صورت عمودی و در هندسه ی 4 با زاویه ی 120 درجه وارد می شوند. در نهایت مشخص شد که هندسه 1، در شرایط یکسان دارای بالاترین عدد ناسلت است و عدد ناسلت نه تنها با طول لخته ها و حباب ها بلکه با طول سلول نسبت عکس دارد. بنابر این با کاهش طول سلول ها عدد ناسلت افزایش می یابد با کاهش عرض ورودی فاز گاز طول سلول ها کاهش و در نتیجه عدد ناسلت افزایش می یابد. از طرفی لایه ی مایع اطراف حباب ها که نقش کلیدی را در هیدرودینامیک و انتقال حرارت جریان تیلور ایفا می کند با روشی تطبیق مرز ها شبیه سازی شد. این روش سریعترین روش ممکن از میان روش های دیگر شبیه سازی لایه ی مایع است که تاکنون به کار رفته اند و این مطالعه جزو معدود مطالعاتی است که در آن ها لایه ی مایع شبیه سازی شده است. بدون شبیه سازی لایه ی مایع نتیجه گرفته شد که درصد خطا در افت فشار حدود 80 درصد خواهد بود و کسر حجمی گاز نیز مقادیری بیش از نسبت سرعت ظاهری فاز گاز به مجموع سرعت های ظاهری هر دو فاز خواهد داشت. همچنین بدون شبیه سازی لایه ی مایع اطراف حباب ها کانتور دما نسبت به محور مرکزی میکروکانال متقارن نخواهد بود. اثر حضور نانو سیال به جای آب به عنوان فاز مایع بررسی و نتیجه گرفته شد که با نانو سیال مذکور متوسط عدد ناسلت حدود 10 درصد افزایش خواهد داشت. خواص هیدرودینامیکی و حرارتی به عنوان توابعی از دما در نظر گرفته شدند در حالی که در مطالعات پیشین این خواص ثابت در نظر گرفته می شدند.

حذف اجزاء اسیدی به دلایل مسائل ایمنی، کنترل خوردگی، رسیدن به مشخصات لازم جهت محصول گاز یا مایع، جلوگیری از سمی شدن کاتالیزور در فرآیندهای پایین دست و رعایت استانداردهای محیط زیست می باشد. جذب گاز توسط فاز مایع یکی از روش های متداول برای حذف یا جداسازی یک جزء از یک مخلوط گازی است و از طرفی ضرایب انتقال جرم در طراحی دستگاه های انتقال جرم مانند برج های تقطیر، برج های جذب و دفع، برج های خنک کننده آب نقش مهمی دارند. افزایش ضریب انتقال جرم سبب افزایش راندمان، کاهش اندازه و هزینه های ساخت تجهیزات می شود. دانشمندان از دیرباز به دنبال راهکارهایی برای افزایش ضریب انتقال جرم و بهبود فرآیندهای انتقال بوده اند. در این راستا شناخت چگونگی انتقال جرم مانند ماهیت مواد، ضرایب نفوذ، ضخامت لایه نفوذ، تلاطم و افزودن میکرو و نانوذرات به سیال پایه می تواند در بهبود انتقال جرم سودمند باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثر حضور نانوذرات سیلیکا و آلومینا بر میزان جذب گاز دی اکسیدکربن در محلول متیل دی اتانول آمین+ پایپرازین+ آب، در فشار 1 بار در راکتور همزن دار می باشد. در این راستا راکتور همزن دار دو جداره با حجم ا لیتر مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش اثر پارامترهای مختلف مانند دما، شدت جریان گاز ورودی، غلظت آمین، غلظت نانوذرات، دور همزن و روش های مختلف پخش نانوذرات بر تغییرات ضریب انتقال جرم حجمی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان داد که در سیستم مورد استفاده نانوذرات آلومینا نسبت به ذرات سیلیکا پایداری کمتری دارند و به سرعت ته نشین می شوند. اندازه نانوذرات آلومینا در محدوده 40-70 نانومتر و نانوسیلیکا 10-15 نانومتر می باشد. محدوده غلظت نانوذرات مورد استفاده 0001/0-03/0 درصد حجمی می باشد. نتایج نشان داد که برای هر دونوع نانوسیال بررسی شده، در غلظت های کمتر از 02/0 درصد حجمی، میزان جذب گاز نسبت به سیال پایه افزایش می یابد که این افزایش دارای بیشینه ای در غلظت 001/0 درصد حجمی می باشد. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات از 02/0 تا 03/0 درصد حجمی، نرخ انتقال جرم نسبت به سیال پایه کاهش می یابد. افزودن نانوذرات سیلیکا با غلظت %001/0 حجمی در دمای °c 30 ، ضریب انتقال جرم حجمی را به میزان %42 نسبت به سیال پایه افزایش می دهد. افزودن نانوذرات به سیال پایه باعث تغییر در خواص فیزیکی سیال پایه و در نتیجه تغییر در عملکرد آن در زمینه انتقال جرم می شود. در زمینه انتقال جرم در سیستم دو فازی تغییر در ضریب نفوذ، کشش سطحی و هیدرودینامیک سیستم (اندازه حباب ها) از عوامل اثرگذار می باشد، که بررسی کشش سطحی محلول در حضور و عدم حضور نانوذرات نشان داد که سطح تماس ویژه در حضور نانوذرات به صورت قابل توجه ای افزایش می یابد.

در این پژوهش انتقال جرم در نانوسیال الکترولیتی درون لوله مدور مستقیم افقی در جریان آرام و درهم کاملاً توسعه یافته هیدرودینامیکی و در حال توسعه غلظتی به روش الکتروشیمیایی بررسی شده است. در این پژوهش از نانوذره اکسید سیلیکا با قطر متوسط 13-7 نانومتر برای ساخت نانوسیال استفاده شده است. محلول الکترولیت شامل فرو-فری سیانید و سدیم هیدرواکسید می باشد. از روش جریان حدی برای اندازه گیری ضریب انتقال جرم نانوسیال بطور مستقیم استفاده شده است و به منظور ایجاد کنترل کنندگی واکنش کاتدی اندازه کاتد بسیارکوچکتر از آند در نظر گرفته شده است، برای ساخت الکترود ها از جنس استیل 316 استفاده شده است. ضریب انتقال جرم اندازه گیری شده برای سیال پایه با روابط تئوری و تجربی مقایسه شده که خطای متوسط 2/18 درصد را برای جریان آرام و خطای متوسط 47/29 درصد را برای جریان درهم نشان داده است. نانوسیال با غلظت های حجمی بین 0002/0% تا 02/0% نیز مورد آزمایش قرار گرفته که ضریب انتقال جرم اندازه گیری شده در جریان درهم تفاوتی را با ضریب انتقال جرم در سیال پایه نشان نمی دهد. ولی در جریان آرام ضریب انتقال جرم در نانوسیال الکترولیتی با افزایش غلظت نانوذره ابتدا افزایش سپس کاهش را موجب می شود که در غلظت حجمی 005714/0% بیشترین افزایش را بمقدار متوسط 25/15 درصد نشان می دهد همچنین نتایج نشان دادند که ضریب انتقال جرم افزایش یافته با افزایش رینولدز کاهش می یابند. با توجه به اینکه نانوذرات بسیار کوچکتر از ضخامت لایه مرزی می باشند بنابرین توانایی حرکت در لایه مرزی غلظتی را دارا می باشند پس نانوذرات وارد فیلم غلظتی شده و به واسطه میکروجابجایی با ایجاد اختلاط ضخامت لایه مرزی را کاهش می دهد و موجب افزایش در انتقال جرم می شوند.همچنین حرکات بروانی نانوذرات نیز در نانوسیال موجب ایجاد میکرو جابجایی شده و نفوذ جرم را بطور غیر مستقیم تقویت می کند از طرف دیگر نانوذرات با جذب سطحی یون های فعال، به واسطه حرکت بروانی و همچنین با توجه به وجود نفوذ الکتروفرسیز یون های فعال تمایل دارند به سطح الکترود برسند و افزایش انتقال جرم را موجب شوند البته این مکانیسم ها فقط در جریان آرام موثر واقع شد زیرا در جریان درهم ادی ها و همچنین مهاجرت ذرات به واسطه گرادیان القایی برش نقش غالب را ایفا می کنند و نقش نانوذرات اکسید سیلیکا در جریان درهم کاهش می یابد. در غلظت های بالای نانوذرات، انتقال جرم کاهش یافته است که دلیل این کاهش را به این صورت می توان عنوان کرد که با افزایش غلظت تمایل نانوذرات به چسبیدن به هم افزایش می یابد و حالت کلوخه شدن در آنها ایجاد می شود که در این صورت با افزایش اندازه ذرات حرکات بروانی برای ذرات بزرگتر از حد نانو نقش خود را از دست داده و از طرف دیگر در غلظت های بالای نانوذرات، ذرات به صورت مانعی در برابر انتقال جرم در آمده و کاهش در انتقال جرم را موجب می شوند.

ویسکوزیته به عنوان یکی از خواص مهم سیال ها به شمار می رود که تاثیر مستقیم بر نیروی لازم برای پمپاژ سیال دارد و همچنین با تاثیر بر عدد بدون بعد پرانتل، در انتقال حرارت نیز نقش دارد. اما بیشتر مطالعات انجام شده در زمینه نانوسیال، به بررسی خصوصیات انتقال حرارت آن اختصاص یافته است و تحقیقات چندان زیادی در مورد ویسکوزیته نانوسیال انجام نگرفته است. در این تحقیق سیال اتیلن گلایکول حاوی نانوذرات مغناطیسی fe3o4، از نظر خواص حرکتی مورد آزمایش قرار گرفته است. همچنین تاثیر میدان مغناطیسی ثابت و موازی با جهت جریان و نیز میدان مغناطیسی متناوب بر روی ویسکوزیته، مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه گیری ویسکوزیته به وسیله ویسکومتر لوله موئین طراحی شده انجام گرفت و میدان مغناطیسی مورد نیاز از طریق سیم لوله تامین شد. در ابتدای آزمایشات به منظور بررسی صحت عملکرد ویسکومتر ساخته شده، مقادیر ویسکوزیته به دست آمده از آن برای سیال پایه در دماهای مختلف با داده های موجود در مراجع مقایسه شد و خطای میانگین آن به دست آمد. همچنین برای بررسی رفتار رئولوژیکی نانوسیال، تنش برشی آن در نرخ برش های متفاوت توسط ویسکومتر بروکفیلد اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده، رفتار نیوتنی نانوسیال را نشان داد. علاوه بر این مقادیر ویسکوزیته به دست آمده از ویسکومتر بروکفیلد با ویسکومتر لوله موئین مقایسه شد و تطابق خوبی بین آنها مشاهده شد. طبق اندازه گیری های انجام شده برای ویسکوزیته نانوسیال های با غلظت 005/0، 01/0، 015/0 و 035/0 درصد حجمی، مشاهده شد که با اضافه کردن نانوذرات، ویسکوزیته کاهش می یابد. با اعمال میدان مغناطیسی ثابت و موازی با جهت جریان، کاهش ویسکوزیته نانوسیال مغناطیسی مشاهده شد. این کاهش برای نانوسیال با غلظت 015/0 درصد حجمی مشهود تر است. با افزایش زمان اعمال میدان برای غلظت 035/0 درصد حجمی، ویسکوزیته نانوسیال کاهش یافته و پس از یک بازه زمانی به مقدار ثابتی میل می کند که حاکی از اشباع مغناطیسی نانوسیال می باشد. با تغییر جهت میدان مغناطیسی ثابت و موازی با جهت حرکت سیال، تغییری در نتایج به دست آمده دیده نشد. نتایج حاصل از اعمال میدان مغناطیسی متناوب نشان داد که حتی برای بالاترین غلظت نانوسیال تهیه شده در این تحقیق، اعمال میدان مغناطیسی اثری بر ویسکوزیته اتیلن گلایکول-fe3o4 ندارد. همچنین افزایش زمان اعمال میدان نیز تاثیر قابل ملاحظه ای بر ویسکوزیته نمی گذارد.

چکیده در پروژه ی حاضر جوشش نانوسیال آب/ سیلیکا روی گرمکن صفحه تخت دایره ای شکل با هدف بررسی اثر شیب سطح گرم روی شار گرمای بحرانی (chf) و ضریب انتقال گرمای جوشش (bhtc) انجام شد. آزمایشها با تمرکز روی توپولوژی سطح صورت گرفت. محدوده ی غلظت های نانوسیال مورد آزمایش 0001/0 – 01/0 درصد حجمی و زوایای سطح گرم ?0، ?45 و ?90 بود. نتایج نشان داد با افزایش غلظت نانوسیال، chf افزایش می یابد. در حالت افقی به ترتیب افزایش 25، 53 و 65 درصدی chf برای غلظت های 001/0، 0025/0 و 005/0 درصد حجمی نانوسیال رخ داد. همچنین با افزایش غلظت تا 005/0 درصد حجمی، bhtc افزایش و فراتر از این غلظت کاهش می یابد. در حالت افقی سطح گرمکن افزایش bhtc نانوسیال نسبت به آب خالص، برای غلظت های 001/0، 0025/0، 005/0 و 01/0 درصد حجمی به ترتیب بین 10-20، 62-166، 75-177 و 40-155 درصد بود. ایجاد رسوب نانوذرات روی سطح گرم با افزایش زبری باعث افزایش ترشوندگی سطح شده که نتیجه ی آن افزایش ضریب انتقال گرما است. اما در غلظت 01/0 درصد حجمی، ضخامت رسوب نانوذرات مقاومت گرمایی ایجاد کرده و باعث کاهش ضریب انتقال گرما می شود. بررسی اثر شیب سطح گرم بر جوشش آب بدون یون و نانوسیال نشان دادافزایش شیب گرمکن از حالت افقی به عمودی باعث کاهش bhtc می شود. در جوشش آب بدون یون با افزایش شیب گرمکن chf کاهش می یابد.در جوشش نانوسیال با افزایش شیب سطح گرمکن chf افزایش می یابد که نشان دهنده ی اثر غالب رسوب نانوذرات بر حرکت حباب ها روی سطوح شیب دار است. عکس برداری میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) سطح پس از جوشش نانوسیال در حالت افقی و عمودی گرمکن نشان داد در حالت عمودی رسوب ضخیم تری تشکیل می شود که باعث افزایش chf می شود.

سیستم های تقطیر از مهمترین و رایج ترین واحد های مورد استفاده در صنایع پتروشیمی و پالایش و در ضمن بیشترین مصرف کننده انرژی می باشند. وجود محدودیت ها و قیمت رو به افزایش انرژی، پژوهشگران را به یافتن راه حلی مناسب از جمله کاربرد برج های مزدوج حرارتی برای کاهش میزان مصرف انرژی در سیستم های تقطیری سوق داده است. در این پایان نامه میزان مصرف انرژی در دو برج تقطیر متوالی تحت فشار های مختلف که یکی از ساختار های پرکاربرد در آرایش مزدوج حرارتی است، بررسی شده است. در این ساختار جریان محصول بالای برج پر فشار با جریان محصول پایین برج کم فشار تبادل حرارتی برقرار می کند و سرمایش چگالنده برج پر فشار، گرمایش مورد نیاز برای جوش آور برج کم فشار را فراهم می نماید. برای مقایسه میزان مصرف انرژی دو آرایش متفاوت مشتمل بر دو برج تقطیر ساده و دیگری شامل یک سیستم تقطیری مزدوج حرارتی برای خوراک سه جزیی متانول، آب و دی متیل اتر استفاده شد که براین اساس روند تغییرات گرمایش و سرمایش برج ها بر اثر تغییر تعداد سینی های برج اول و دوم در هر آرایش بررسی شده و در ادامه میزان مصرف انرژی و قیمت تجهیزات هر آرایش بر آورده گردید. مدلسازی و شبیه سازی در محیط نرم افزاری matlab براساس قانون بقای جرم و انرژی با استفاده از روش نقطه حباب انجام گرفت. متوسط خطای نسبی بین داده های دمایی حاصل از مدل در تعداد محدودی سینی با داده های تجربی واحد متانول پتروشیمی بوشهر 996/0 درصد است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد در آرایش برج های مزدوج حرارتی در مقایسه با آرایش دو برجی میزان انرژی مورد نیاز به مقدار حدود 50% کاهش یافته است ولی در ضمن منجر به افزایش سرمایه گذاری اولیه 6% شده است. همجنین نتایج نشان می دهد به دلیل عدم نیاز به بخار در برج پر فشار هزینه های جاری این آرایش نسبت به دو برجی ساده به صورت تقریبی حدود 20% کاهش می یابد

انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال آب / sio2 در محفظه شیب دار تحت تاثیر میدان الکتریکی بصورت تجربی مطالعه شده است. محفظه آزمایش مکعب مستطیلی شکل با ابعاد طول × عرض × ارتفاع به ترتیب 60 ×60 × 135 میلی متر و شامل دو دیوار مسی عمودی گرم و سرد و بقیه وجوه عایق گرمایی بودند. محدود اعداد ریلی 108 × 5/1 – 106 × 5/9 بود. تاثیر غلظت های مختلف نانوسیال ، حضور میدان الکتریکی و زوایای شیب متفاوت محفظه بر ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد و عدد ناسلت بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از نانوسیال به جای آب در غلظت های کم تر از 01/0% حجمی ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد را در مقایسه با آب افزایش می دهد. بیش ترین افزایش ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال در غلظت 01/0% در مقایسه با سیال پایه حدود 5% مشاهده شد اما با افزایش غلظت نانوسیال ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد کاهش می یابد. ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال در کسر حجمی های بیش تر از 1/0% کم تر از سیال پایه مشاهده شده است. زاویه شیب محفظه به عنوان یک پارامتر مناسب برای کنترل انتقال گرما به کار رفته است. زاویه شیب محفظه از ?0 ( محفظه افقی گرم شونده از پایین ) تا ?120 متغیر بود. در تمام اعداد ریلی، افزایش زاویه شیب محفظه موجب کاهش عدد ناسلت سیال پایه و نانوسیال می شود. به طوری که بیش ترین و کم ترین ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد سیال پایه و نانوسیال به ترتیب در زاویه های ?0 و ?120 رخ داده است. مشاهده شد که با افزایش غلظت نانوسیال اثر زاویه شیب محفظه کاهش می یابد و تغییر زاویه شیب محفظه در غلظت های بالای نانوسیال بر انتقال گرمای جابجایی آزاد موثر نیست. افزایش زاویه شیب محفظه تاثیر غلظت نانوسیال را بر ضریب انتقال گرما کاهش می دهد. انتقال گرمای بهینه در غلظت حجمی 01/0% از نانوسیال درون محفظه افقی گرم شونده از پایین( ?0=? ) انجام گرفته است. همچنین مشاهده شد که اعمال میدان الکتریکی در شدت های مختلف بر انتقال گرمای جابجایی آزاد موثر نیست.

در این مجموعه به عنوان گزارش رساله دکتری به اهداف و دستاوردهای حاصل از پژوهش های انجام شده در زمینه شبیه سازی شبکه حفره در محیطهای متخلخل پرداخته میشود. شبیه سازی شبکه حفره به منظور پیش بینی رفتار محیط متخلخل (غشا و جاذب) در برابر نفوذ تک جزئی (در غشای کربنی) و نفوذ چند جزئی همراه با یک واکنش غیر کاتالیستی با تولید محصول جامد (واکنش so2 با جاذب cuo/al2o3) انجام شده است. در بخش تجربی واکنش so2 با اکسید مس بر پایه آلومینا به عنوان واکنش غیر کاتالیستی گاز- جامد مد نظر قرار گرفت. به این منظور جاذب های اکسید مس بر پایه آلومینا به روش سل- ژل با استفاده از الگوی یولداس اصلاح شده تولید شد. جاذب ها در 5 غلظت مختلف از اکسید مس (8 تا 17 درصد وزنی) تهیه شدند. جاذب های تهیه شده، سپس توسط آزمونهای مختلف جذب- دفع نیتروژن، icp و تست های راکتوری مورد بررسی قرار گرفتند. آزمونهای جذب- دفع نیتروژن نشان می دهد که جاذب ها از سطح بیشتری نسبت به پژوهشهای دیگر برخوردارند. همچنین نتایج آزمون icp نشان داد که غلظت جاذب ها تقریباً با مقدار پیش بینی شده اولیه برابر است. به منظور انجام تست های راکتوری، یک راکتور بستر ثابت آزمایشگاهی با قابلیت اندازه گیری سرعت جریان گازهای ورودی و غلظت گازهای خروجی طراحی و ساخته شد. منحنی های رخنه حاصل از آزمون راکتوری در دماهای مختلف نشان دهنده ظرفیت مناسب جاذب ها برای جذب شیمایی so2 در دمای دودکش های صنعتی بود. هرچند که جاذب cu-14 با 14 درصد وزنی cuo دارای بیشترین مقدار جذب در دمای °c 450 می باشد. سپس شبیه سازی شبکه حفره سه بعدی برای تراوش و یا واکنش غیر کاتالیستی ارائه شد. شبکه ایجاد شده شامل حفره های منظم و غیر متداخل (غیر همپوشان) در سه بعد با حداکثر تعداد همسایگی برابر 6 می باشد. قطر حفره ها توسط تابع توزیع احتمال از توزیع اندازه حفره های رایلی استخراج می شود. همچنین به منظور بررسی اثر تعداد همسایگی کمتر از 6، امکان انسداد حفره ها وجود دارد. از آنجا که شبکه به صورت تصادفی ایجاد شده است، محاسبات توسط روش مونت کارلو میانگین گیری شد. شبیه سازی شبکه حفره برای نفوذ تک جزئی در غشاها توسط مدل های نودسن (بدون در نظر گرفتن پتانسیل سطح) و نوسانگر (با در نظر گرفتن پتانسل لنارد-جونز برای تراکنش گاز- جامد) به طور مجزا انجام شده است. مقایسه نتایج انتخاب پذیری شبیه سازی شده گازهای he ،h2 ، n2، ch4، co2 و cf4 با نتایج تجربی نشان دهنده آنست که مدل نوسانگر برای غشاهای با حفرهای ریزتر (ra = 2.74 nm)، تطابق بهتری با داده های تجربی ایجاد می کند در حالی که برای غشای با حفر های بزرگتر (ra = 6.95 nm)، هر دو مدل خطاهای تقریباً یکسانی را بوجود می آورند. سپس مدل شبکه حفره به سیستمهای دارای واکنش غیر کاتالیستی گاز- جامد با محصول جامد تعمیم داده شد. به این منظور ابتدا مدلی برای واکنش و انسداد در یک حفره تهیه شد. سپس این مدل در شبکه ای با اندازه حفره های متفاوت و غلظت اولیه صفر مورد استفاده قرار گرفت. به این ترتیب، در زمان صفر، واکنش دهنده گازی از سطح شبکه شروع به نفوذ به درون شبکه کرده و همزمان واکنش نیز در حفره ها انجام می شود. حفره ها با توجه به تقدم و تأخر مکانی نسبت به سطح شبکه در واکنش شرکت کرده و چنانچه محصول تولید شده حجم خالی حفره را پر کند، حفره مسدود شده و انتقال ماده از آن میسر نیست. به این ترتیب در این پژوهش، امکان کاهش عدد همسایگی حفره نیز بررسی شده است. از آنجا که اطلاعات سینتیکی را نمی توان از منحنی های رخنه در بستر ثابت استخراج نمود، لذا از داده های وزن سنجی حرارتی موجود در مراجع به این منظور استفاده شد. به این ترتیب اطلاعات وزن سنجی جذب so2 در جاذب های اکسید مس بر پایه آلومینا با مقادیر مختلف از اکسید مس در دماهای مختلف، از یک روش ساده و جدید، مورد ارزیابی قرار گرفت. از مدل پیوسته حفره های تصادفی به این منظور استفاده شد. اطلاعات بدست آمده شامل ثابت واکنش و نفوذ پذیری در لایه محصولات می باشد. از ویژگی های روش استفاده شده یک مرحله ای بودن و بدون نیاز به حدس و خطا در یافتن پاسخ مسئله دو پارامتری است. همچنین به منظور بررسی های بعدی، ضریب نفوذ موثر درون جاذب ها نیز به منظور کاهش خطای مدل با داده های تجربی تنظیم شد. پس از آن، با استفاده از داده های سینتیکی و ضریب نفوذ لایه محصولات، مدل شبکه حفره شبیه سازی شده و نتایج آن با ماژول تیله استخراج شده از داده های تجربی وزن سنجی (مدل حفره های تصادفی) مقایسه شد. نتایج نشان دهنده آن است که با گذشت زمان و انسداد بیشتر حفره ها انحراف مدل از داده های تجربی بیشتر می شود. سپس با درونیابی و برونیابی اطلاعات سینتیکی بدست آمده از روش فوق الذکر برای جاذب های ساخته شده در این پژوهش، منحنی های رخنه توسط روش تلفیقی شبیه سازی شدند. نتایج نشان دهنده دقت استفاده از روش شبکه حفره در شبیه سازی نفوذ و واکنش در بسترهای ثابت هستند.

این پژوهش برای اولین بار به تصفیه پساب صنایع لبنی در یک پیل سوختی میکروبی با جریان پیوسته پرداخته است و علاوه بر بررسی پارامترهای مربوط به تصفیه، میزان تولید توان الکتریکی در چنین سامانه ای را نیز ارزیابی نموده است. به همین منظور پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای حلقوی ساخته شد و به منظور بررسی امکان استفاده از چنین ساختاری در مقیاس صنعتی آزمایش ها به صورت جریان پیوسته انجام شد. یکی از اهداف این تحقیق بررسی عملکرد زیست لایه آندی است که غنی سازی میکروبی آن در حالت پیوسته انجام پذیرفته است؛ از مقایسه عملکرد زیست لایه آندی حاصل از کشت پیوسته و منقطع، مقاومت و انعطاف پذیری بیشتر زیست لایه آندی حاصل از جریان پیوسته نسبت به جریان منقطع آشکار گردید. در این مطالعه ولتاژ مدار باز سامانه در حالت پایا به 600 میلی ولت رسید و در تمام مدت فرآیند کشت میکروبی ثابت ماند. بیشینه دانسیته توان تولیدی در مقاومت الکتریکی ? 500 مشاهده گردید؛ جریان و دانسیته توان تولیدی در این مقاومت به ترتیب برابر با 57/0 میلی آمپر و 84/1 وات بر متر مکعب می باشند. علاوه بر تولید الکتریسیته این سامانه به خوبی پساب لبنی را تصفیه نموده؛ به گونه ای که بیشینه میزان حذف اکسیژن خواهی شیمیایی 4/95% و حذف کدورت 91% در مقاومت الکتریکی ? 200 رخ داد. بنابراین طبق نتایج این پژوهش می توان گفت مقاومت بهینه تولید توان الکتریکی و مقاومت بهینه تصفیه پساب یکسان نیستند. به منظور تعیین زمان ماند هیدرولیکی بهینه و هم چنین تأثیر زمان ماند هیدرولیکی بر مقاومت بهینه از تکنیکی نوین در بررسی سامانه بهره گرفته شد. برخلاف روند متداول –تغییر مقاومت های اعمالی- با ثابت نگاه داشتن مقاومت الکتریکی اعمال شده، زمان ماند تغییر داده شد. نتیجه این بررسی گواه بر این ادعا است که زمان ماند هیدرولیکی هیچ تأثیری بر مقاومت بهینه تصفیه ندارد و در سه زمان ماند اعمال شده مقاومت الکتریکی بهینه از نقطه نظر تصفیه 200 اهم بود. یکی دیگر از اهداف مهم این پروژه مقایسه نتایج حاصل از جریان پیوسته با جریان منقطع بود. بررسی دقیق نتایج، رخداد فرارفت نوع m در پیل سوختی میکروبی حلقوی با جریان منقطع را نشان می داد. در واقع در سامانه با جریان منقطع به دلیل اینکه تقریباً تمام شرایط مانند غلظت سوبسترای در دسترس میکرواورگانیزم ها، در تمام مدت دچار تغییر می شود و علاوه بر این پس از هر فاز ایستا به دلیل نبود سوبسترا مجبور به تزریق مجدد خوراک به سامانه هستیم و در هر تزریق تطبیق زیست لایه با شرایط قبلی بر هم زده می شود ولتاژ اغراق گونه ای را شاهد خواهیم بود که این همان فرارفت نوع m می باشد. اما جریان پیوسته با توجه به بدون تغییر بودن تمام شرایط نسبت به زمان، قادر است تا از فاز اغراق عبور کرده و به نتایج مطمئن دست یازد. بنابراین یکی از نتایج مهم این پژوهش ادعای ناکارآمدی سامانه منقطع برای پیش بینی عملکرد پیل سوختی و استفاده در محاسبات پلاریزاسیون می باشد. در مورد فرارفت نوع d، با توجه به اینکه میزان حذف cod در مقاومت هایی که سامانه دچار فرارفت شده بود افت شدیدی را از خود نشان می داد؛ علت این نوع فرارفت را در کاهش غلظت سوبسترای در دسترس برای ورود به واکنش اکسیداسیون و تولید الکترون می داند. که این کاهش غلظت به دلیل استفاده از بخش اعظم سوبسترا به منظور تولید سلول های جدید می باشد.در این پژوهش تصفیه پساب صنایع لبنی در یک پیل سوختی میکروبی با جریان پیوسته انجام پذیرفت. به دلیل اینکه پساب صنایع لبنی متشکل از انواع ترکیبات پیچیده می باشد و در نتیجه زیست تجزیه پذیری کمتری نسبت به سایر انواع پساب ها دارد؛ بنابراین تصفیه این پساب تاکنون در یک پیل سوختی میکروبی با جریان پیوسته انجام نپذیرفته است. با توجه به اینکه بهره گیری از جریان پیوسته در کاربردهای صنعتی مناسب تر می باشد و مشکلات کمتری نسبت به جریان منقطع دارد؛ بنابراین برای استفاده از پیل سوختی میکروبی در مقیاس بزرگ، بررسی تصفیه پساب لبنی در یک پیل سوختی میکروبی با جریان پیوسته ضروری به نظر می رسد. این پژوهش برای اولین بار به تصفیه پساب لبنی در یک پیل سوختی میکروبی با جریان پیوسته پرداخته است و علاوه بر بررسی پارامترهای مربوط به تصفیه، میزان تولید توان الکتریکی در چنین سامانه ای را نیز ارزیابی نموده است.

چکیده پلی (وینیل کلراید) (pvc) یکی از پر کاربرد ترین پلیمر ها در دنیا است. عمده ترین فرآیند تولید این ماده روش سوسپانسیونی است. به مواد تنظیم کننده ی ph محیط سوسپانسیونی در اصطلاح صنعتی بافر گفته می شود. در این پروژه تاثیر غلظت سه بافر پر مصرف در صنعت یعنی آهک، هیدروکسید سدیم(کاستیک) و سدیم بیکربنات بر درصد تبدیل نهایی پلیمر در زمان ثابت، کسر وزنی ذرات بزرگتر از 250 میکرومتر، درصد وزنی جذب نرم کننده توسط ذرات، دانسیته ی ظاهری پودر و k-value که شاخصی است از وزن مولکولی پلیمر بررسی شده اند؛ به علاوه، تاثیر نوع ماده ی تنظیم کننده ی ph نیز بر این خواص بررسی شده است. آزمایش ها در یک راکتور دو جداره ی یک لیتری و مجهز به همزن به روش سوسپانسیونی و در دمای ثابت ?c 58 انجام گرفت. آزمایش های زیادی برای بدست آوردن دستورالعملی استاندارد که منجر به تولید پودری با خواصی مشابه با خواص استاندارد پودر تولیدی توسط واحد پلی(وینیل کلراید) پتروشیمی بندر امام شود، انجام شد و در نهایت دستورالعملی با قابلیت تکرار پذیری در آزمایش های مختلف بدست آمد. همچنین به منظور برنامه ریزی برای آزمایش های بعدی آزمایش هایی برای بدست آوردن مقداری از بافر که به ازای آن ph نهایی سوسپانسیون بین 7 تا 8 قرار گیرد انجام گرفت و این مقدار، مقدار بافر حداقل نامگذاری شد. مقدار بافر حداقل برای آهک، کاستیک و سدیم بیکربنات به ترتیب 6،14 و 13 میلی گرم بدست امد. در این آزمایش ها مشخص شد که درصد تبدیل نهایی در زمان ثابت با افزایش غلظت بدون بعد بافر (مقدار بافر/مقدار بافر حداقل) محیط به صورت خطی کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که این کاهش بسته به نوع بافر مصرفی متفاوت است.نمودار های بدست آمده نشان می دهند که بیشترین شیب کاهش درصد تبدیل نهایی در زمان ثابت مربوط است به آهک با شیب 9- (برحسب درصد تبدیل/غلظت بدون بعد بافر) و کمترین آن مربوط است به سدیم بیکربنات با شیب 1/4- . همچنین مشخص شد که با افزایش غلظت بدون بعد بافر محیط کسر وزنی ذرات بزرگتر از 250 میکرومتر، افزایش می یابد. در میان سه بافر استفاده شده بیشترین افزایش در کسر وزنی ذرات بزرگتر از 250 میکرومتر مربوط به کاستیک است که با افزایش غلظت بدون بعد بافر از 1 به 5/2 (افزایش ph نهایی از 7 به10) افزایش 186 درصدی در این شاخص را نشان داد همچنین کمترین افزایش در مقدار این کمیت در همین محدوده از ph نهایی مربوط است به آهک با افزایش 138 درصدی. همچنین مشخص شد که با افزایش غلظت بدون بعد بافر درصد وزنی جذب نرم کننده توسط پلیمر،کاهش می یابد؛ در این میان بازهم بیشترین کاهش در این شاخص مربوط به کاستیک است که با افزایش غلظت بی بعد از 1 به 5/2 درصد وزنی جذب نرم کننده توسط پودر را حدود 50درصد کاهش می دهد در حالی که کاهش همین کمیت هنگام استفاده از سدیم بیکربنات تنها 7/8 درصد می باشد. با کاهش این کمیت، افزایش دانسیته ی ظاهری پودر امری طبیعی به نظر می رسد که در مورد هر سه بافر استفاده شده صادق است اما رابطه ی مستقیمی بین کاهش تخلخل با افزایش دانسیته ی ظاهری مشاهده نشد برای مثال افزایش ph نهایی از 7 به 10(بوسیله ی افزایش غلظت بدون بعد بافر)توسط آهک، افزایش 23 درصدی دانسیته ظاهری پودررا به همراه دارد بصورتی که بیشترین تاثیر را روی این کمیت دارد در حالی که این افزایش در مورد کاستیک و سدیم بیکربنات به ترتیب 15 و 12 درصد می باشد. وزن مولکولی که با شاخصی به نام k-value اندازه گیری شد با تغییر نوع و غلظت بدون بعد بافر مصرفی تغییری از خود نشان نداد و به نظر میرسد که دما تنها عاملی باشد که بیشترین تاثیر را بر این مقدار دارا است. با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق و با توجه به استاندارد های موجود برای تولید صنعتی پلی(وینیل کلراید) مشخص شد که اگر بتوان به طریقی از خوردگی تجهیزات و بدنه ی داخلی راکتور توسط هیدروژن کلراید تولیدی در هنگام واکنش جلوگیری کرد بهتراست که از بافر استفاده نشود اما اگر امکان مقاوم سازی این تجهیزات در برابر خوردگی وجود نداشته باشد می توان از کاستیک که قیمت ارزان تری نسبت به آهک دارد در تولید پلی(وینیل کلراید) استفاده کرد. استفاده از این ماده باعث خواهد شد که هزینه ی بافر مصرف شده در طی یکسال برای تولید پلی(وینیل کلراید) طبق دستورالعمل تولیدی واحد پلی(وینیل کلراید) بندر امام در مورد کاستیک 10 برابر ارزان تر از آهک تمام شود. کلید واژه ها: پلیمریزاسیون سوسپانسیونی وینیل کلراید، بافر، آهک، سدیم هیدروکساید، سدیم بی کربنات ، پلی(وینیل کلراید)

با وجود اهمیت فرآیند استخراج مایع- مایع در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی و صنایع دارویی، اثر نانوذرات بر راندمان انتقال جرم و هیدرودینامیک در این فرآیند، به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. در پروژه ی حاضر، به بررسی آزمایشگاهی اثر حضور نانوذرات آب دوست سیلیکا بر انتقال جرم و مشخصه های هیدرودینامیکی در یک برج استخراج تک قطره ای با استفاده از نازل های با قطر داخلی 0/51-0/1 سانتی متر، پرداخته شده است. ستون استخراج، لوله ای از جنس پیرکس می باشد که قطر داخلی و ارتفاع آن به ترتیب 7/9 و 75 سانتی متر بوده و دو وضعیت مختلف تزریق در پایین و بالای ستون، به منظور بررسی اثر نانوذرات سیلیکا، به ترتیب در فازهای پیوسته و پراکنده، در نظر گرفته شده است. از سیستم شیمیایی تولوئن- استیک اسید- آب استفاده شده و اثر غلظت های مختلف نانوذرات سیلیکا در هر دو فاز پیوسته و پراکنده بر ضرایب کلی انتقال جرم و همچنین سرعت حد، قطر میانگین قطرات و شکل هندسی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. در کلیه ی آزمایش ها جهت انتقال جرم حل شونده ی استیک اسید از فاز پراکنده به پیوسته در نظر گرفته شد. از روش پتانسیومتری به منظور تعیین غلظت های نهایی حل شونده ی استیک اسید در ستون استخراج استفاده شد. به منظور بررسی اثر حضور نانوذرات در فاز پیوسته ساکن، نانوذرات با کسر حجمی 0/005-0/1درصد به فاز پیوسته ی آب بدون یون افزوده شدند و فاز پراکنده قطرات آلی در نظر گرفته شدند که در سیال پیوسته صعود می کردند. همچنین نانوذرات با کسر حجمی 0/005-0/5درصد برای بررسی اثر نانوذرات در فاز پراکنده آب بدون یون به این فاز اضافه گردیدند که این قطرات درون فاز پیوسته آلی حرکت رو به پایین داشتند. به منظور اندازه گیری قطر معادل قطرات و بررسی شکل هندسی آنها در طول مسیر حرکت قطرات در ستون استخراج، عکس هایی تهیه شدند و با استفاده از نرم افزارهای گرافیکی موجود، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که با افزودن نانوذرات به فاز پیوسته و افزایش غلظت این ذرات، ضرایب انتقال جرم کلی فاز پراکنده تا 19 درصد، کاهش می یابد. در اثر افزودن نانوذرات به فاز پیوسته، ویسکوزیته ی این فاز افزایش یافته که سبب کاهش ضریب نفوذ حل شونده در این فاز شده است. همچنین نانوذرات احتمالا در سطح تماس مشترک مایع- مایع قرار گرفته و حضور آنها سبب کاهش این مشخصه ی تاثیرگذار بر انتقال جرم شده است. همچنین در اثر افزودن نانوذرات به فاز پراکنده به طور کلی در همه ی غلظت های آزمایش شده ضرایب انتقال جرم کلی فاز پیوسته نسبت به سیال پایه، کاهش یافتند. با افزودن نانوذرات تا غلظت 0/05 درصد حجمی، این ضرایب به مقدار 17درصد کاهش می یابند که کاهش مشاهده شده را می توان همچون قسمت قبل به کم شدن سطح تماس مشترک به دلیل حضور نانوذرات در فاز پراکنده نسبت داد. با افزایش کسر حجمی نانوذرات پس از این غلظت، در ضریب انتقال جرم کلی فاز پیوسته تغییر قابل ملاحظه ای ایجاد نمی شود. این مشاهدات این گونه توجیه شدند که با افزودن مقدار نانوذرات به فاز پراکنده، احتمالا اثر حرکات براونی این ذرات، بیشتر شده و میدان آشفتگی حاصل از این حرکات با اثر کاهش سطح تماس به دلیل حضور نانوذرات مقابله کرده و چنین روندی مشاهده شده است. همچنین اندازه گیری ها نشان می دهد که افزودن غلظت های مختلف نانوذرات به فاز پیوسته و یا پراکنده، تاثیر قابل ملاحظه ای بر قطر میانگین قطرات، سرعت حد و شکل هندسی آنها نداشته است.

سیالات مرسوم انتقال گرما مانند آب، اتیلن گلیکول و روغن موتور سیالاتی با ضریب هدایت گرمایی بسیار پایین هستند. فلزات و اکسیدهای فلزی هدایت گرمایی بالاتری نسبت به سیالات معمول انتقال گرما نشان می¬دهند. سیالات حاوی ذرات معلق بسیار ریز فلزی، غیرفلزی و پلیمری در ابعاد نانومترکه نانوسیال نامیده می¬شوند امروزه به عنوان جایگزین سیالات انتقال حرارت مرسوم توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش از نانوسیال آب / sio_2 و سیال گلیسرین – آب، درغلظت¬های مختلف به عنوان سیال خنک¬کننده در جکت یک راکتور از نوع جکت¬های مرسوم بدون بافل استفاده شده و میزان انتقال گرما مورد بررسی قرار گرفته است. غلظت¬های متفاوت در محدوده% 8/0 -% 005/0 حجمی از نانوسیال تهیه شده و تحت آزمایش قرار گرفت. در غلظت¬های پایین نانوذره، تفاوت معنی¬داری در میزان انتقال گرمای نانوسیال و سیال پایه مشاهده نشد. در غلظت¬های بالاتر از% 1/0 حجمی تا حدودی میزان انتقال گرما نسبت به سیال پایه افزایش نشان داد. افزایش در انتقال گرما با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات افزایش نشان می¬دهد. در غلظت %8/0 حجمی از نانوسیال بیشترین افزایش ضریب انتقال گرما مشاهده شد که با تغییر محدوده عدد رینولدز بین 5/4 تا 10% متغیر بود. با استفاده از روش حداقل مربعات و مقادیر اندازه¬گیری شده از آزمایشات با آب و نانوسیال، روابطی برای عدد ناسلت در جکت راکتور بر حسب تغییرات عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات ارائه گردید.

در فرآیندپذیری پلیمرها از جمله پوشش دهی سیم ها و کابل ها، به¬دلیل خاصیت ویسکوالاستیک پلیمر، افزایش سرعت تولید با محدودیت روبرو است. با افزایش سرعت تولید سطح محصول شروع به زبر شدن کرده و محصول کیفیت خود را از دست می دهد. انواع پلی اتیلن از رده تزریق، فیلم و اکستروژن به¬وفور در دسترس است اما متاسفانه پلی اتیلن عایق کابل های مخابراتی که بتواند در سرعت های بالای تولید سطح صافی داشته باشد در ایران تولید نمی شود. در این پژوهش سعی شده تا از طریق اختلاط مذاب پلی اتیلن های موجود و در دسترس آمیزه¬ای برای عایق کابل های مخابراتی فراهم شود که در سرعت¬های بالای تولید سطح صافی داشته باشد. پلی اتیلن¬های مورد استفاده در این مطالعه شامل ex3 یک پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی بالا از رده تزریق، hd5218 یک پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی پایین، ll0209 یک پلی اتیلن سبک خطی دارای شاخه¬های جانبی کوتاه و lh0075 یک پلی اتیلن سبک دارای شاخه¬های جانبی بلند، است. از این پلی اتیلن ها سه آمیزه با ترکیب درصد مناسب با استفاده از اکسترودر دو مارپیچ در دمای ?c 220-175 و سرعت rpm 100 تهیه شده است. آمیزه ای شامل (48%)hd5218 + (52%)ex3، آمیزه¬ی دوم با (30%)lh0075 + (35%)hd5218 + (35%)ex3 و نمونه¬ای شامل (30%)ll0209 + (35%)hd5218 + (35%)ex3 است. همچنین پلی اتیلن he3366 که در راکتور و توسط کاتالیست تولید و به عنوان عایق کابل های مخابراتی استفاده می شود و در سرعت های بالای تولید سطح صافی ایجاد می کند، از شرکت بریالیز تهیه شده و به¬عنوان نمونه¬ی مرجع برای مقایسه با آمیزه های تولیدی مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایش های رئولوژی با استفاده از رئومتر صفحات موازی در دمای ?c 190و محدوده فرکانس rad/s 600- 0/01 برای پلی اتیلن های خام و آمیزه¬های تولید شده صورت گرفت. رفتار فرآیند پذیری آمیزه¬ها، نمونه¬ی مرجع و نمونه¬ی ex3 با استفاده از ویسکومتر مویینه در دمای ?c 190 و با استفاده از یک حدیده با قطر cm 0/0749 و طول cm 2/5629 بررسی شد. در آزمون ویسکومتر مویینه در شرایط پایا ، نمونه جمع آوری شد سپس با استفاده از میکروسکوپ نوری دو چشمی با بزرگنمایی 25 برابر از نمونه¬ها عکس برداری شد تا از نظر صافی یا زبری سطح بررسی شوند. همچنین خواص فیزیکی و مکانیکی لازم برای عایق کابل¬های مخابراتی مطابق با استاندارد 1248astm d- مانند دانسیته، شاخص جریان مذاب، استحکام کششی، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر رشد ترک های محیطی، ثابت دی الکتریک و ضریب پراکندگی برای آمیزه ها اندازه گیری شد. نتایج آزمون رئولوژی نشان داد که آمیزه ها تقریبا رفتار رئولوژی برشی یکسانی دارند و تفاوت پارامترهای رئولوژیک آمیزه ها با نمونه ی مرجع بسیار کم است. مقایسه ی رفتار فرآیند پذیری آمیزه ها نشان داد نمونه¬ی شامل (30%)ll0209 + (35%)hd5218 + (35%)ex3 به¬دلیل توزیع وزن مولکولی پهن و حضور شاخه¬های جانبی کوتاه دارای بهترین رفتار فرآیند پذیری از نظر صافی سطح در مقایسه با سایر آمیزه¬ها می¬باشد. همچنین این آمیزه خواص استاندارد 1248astm d- را با موفقیت می¬گذراند. اعتبار نتایج آزمایشگاهی در مقیاس صنعتی با استفاده از این آمیزه در خط تولید پوشش سیم با سرعت تولید m/min 400 مورد بررسی قرار گرفت و در این سرعت تولید سطح صافی به¬دست آمد.

در تحقیق حاضر انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال اتیلن گلیکول/fe3o4 حول سیم نازک پلاتینی افقی در حضور میدان الکتریکی به روش دینامیک سیالات محاسباتی و با نرم افزار کامسول 4.3a مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد در غلظت های مختلف حجمی و در شدت های مختلف میدان الکتریکی و همچنین اثر تعداد و تغییر شکل الکترود بر انتقال گرما مورد مطالعه قرار گرفت و با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج بررسی عددی نشان می دهد که با افزایش جزء حجمی نانو ذرات ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال بدون میدان الکتریکی افزایش می یابد و میزان وابستگی ضریب انتقال گرما به جزء حجمی نانوذرات در اعداد ریلی پایین بیشتر از اعداد ریلی بالاست. همچنین الکتروهیدرودینامیک با مصرف کم انرژی ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد را افزایش می دهد. میزان افزایش ضریب انتقال گرما در حضور میدان الکتریکی در اعداد ریلی پایین بیشتر از اعداد ریلی بالاست زیرا در اعداد ریلی بالا، اثر جریان ثانویه در مقابل جریان ایجاد شده از نیروی بویانسی کاهش می یابد. ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد اتیلن گلیکول در حضور میدان الکتریکی با ولتاژ 12.5 kv در اعداد ریلی پایین حدود 40% و در اعداد ریلی بالا بیش از 5% افزایش می یابد. همچنین ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال در حضور میدان، از ضریب انتقال گرما بدون حضور میدان بیشتر است. نتایج نشان داد که با جایگزینی الکترود سوزنی با الکترود صفحه ای، ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد، افزایش بیشتری می یابد. همچنین میزان افزایش ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد، در صورت استفاده از سه الکترود سوزنی، بیشتر از یک الکترود سوزنی است.

در این تحقیق به منظور افزایش بهره¬وری پلیمریزاسیون تعلیقی وینیل کلراید، فرآیند s-pvc تحت مسیرهای دمایی متغیر با در نظر گرفتن k-value از پیش تعیین شده و ظرفیت سرمایشی راکتور شبیه¬سازی گردید. یک نرم¬افزار شبیه¬ساز تحت عنوان «شبیه¬ساز فرآیند s-pvc» ارائه شد که قابلیت شبیه¬سازی فرآیند پلیمریزاسیون تعلیقی وینیل کلراید تحت مسیرهای دمایی از پیش تعریف شده (ثابت و متغیر) را دارد. از میان مدل¬های ارائه شده برای توصیف فرآیند s-pvc، تلفیقی از مدل¬های کی¬پاری¬سیدس و زی ارائه گردید و شبیه¬سازی فرآیند بر اساس آن انجام شد. طراحی نرم¬افزار «شبیه¬ساز فرآیند s-pvc» به گونه ای است که پس از اِعمال ورودی¬های راکتور، شروع به حل معادلات و روابط کرده و نتایج شبیه¬سازی، شامل پارامترهای عملیاتی و سینتیکی و همچنین خواص مولکولی- ساختاری محصول نهایی را در اختیار کاربر قرار می¬دهد. معادلات دیفرانسیل موجود در مدل از روش رانگ- کاتای مرتبه چهارم حل شد، همچنین فشار راکتور بر اساس معادله¬ی فلوری- هاگینز و روابط سینتیکی مربوط به پدیده¬ی نفوذ کنترلی بر اساس تئوری حجم آزاد محاسبه گردید. پس از معرفی نرم¬افزار «شبیه¬ساز فرآیند s-pvc»، اعتبار آن از طریق مقایسه نتایج شبیه¬سازی با داده¬های آزمایشگاهی و واحدهای نیمه¬صنعتی و صنعتی ارزیابی شد و مشخص گردید که در صورت انتخاب صحیح بازده¬ی آغازگر که پارامتری وابسته به شرایط عملیاتی فرآیند است، نرم¬افزار می¬تواند پارامترهایی همچون مدت انجام فرآیند، فشار راکتور، تبدیل بحرانی، تبدیل نهایی، سرعت پلیمریزاسیون، k-value و متوسط وزن مولکولی را برای هر سه مقیاس آزمایشگاهی، نیمه¬صنعتی و صنعتی به خوبی شبیه¬سازی کند. نمی¬توان با اِعمال مسیر دمایی متغیر، سرعت پلیمریزاسیون را همواره در حد ماکزیمم نگه داشت، زیرا علیرغم کاهش زمان دست¬یابی به تبدیل نهایی و استفاده طولانی از حداکثر توان سرمایشی راکتور، گرید موردنظر از نظر وزن مولکولی تولید نمی¬شود. چند مسیر دمایی به منظور کاهش زمان تولید دو گرید s-70 و s-65 بر حسب زمان و تبدیل پیشنهاد گردید. مسیرهای دمایی متغیری که پیشنهاد شدند، علاوه بر کاهش زمان فرآیند باید محدودیتِ ظرفیت سرمایشی راکتور و دست¬یابی به k-value از پیش تعیین شده را ارضاء کنند و همچنین خواص ساختاری محصول نهایی را تغییر ندهند. با بررسی تأثیر مسیرهای دمایی مختلف بر پیشرفت فرآیند و مشخصات محصول نهایی مشخص شد که دماهای پایین، پلیمری با k-value بالا و دماهای بالا محصولی با k-value پایین¬تر تولید می¬کنند. بنابراین در صورت بالا بودن دما در ابتدای فرآیند لازم است که در ادامه¬ی فرآیند، دمای راکتور کاهش یابد تا علاوه بر جبران کاهش k-value، سرعت پلیمریزاسیون و نرخ گرمای آزاد شده نیز بیش ازحد افزایش نیابد. همچنین پیشنهاد گردید به منظور تولید پلیمر گرید s-70 بهتر است علاوه بر مسیر دمایی پیشنهادی از ترکیب دو نوع آغازگر نسبتاً تند و متوسط استفاده شود تا در ابتدای فرآیند سرعت¬ پلیمریزاسیون افزایش یابد. درنهایت، تقریب¬ صنعتی مربوط به مسیرهای دمایی پیشنهادی ارائه شد تا بتوان در صنعت با اِعمال تعداد رمپ دمایی کمتر، فرآیند s-pvc را بهبود بخشید و به محصول موردنظر دست یافت. با اِعمال مسیر دمایی از پیش تعریف شده و ترکیب دو نوع آغازگر، زمان دست¬یابی به تبدیل نهایی در فرآیند تولید گرید s-70 از 306 دقیقه به 187 دقیقه کاهش یافت. همچنین اِعمال مسیرهای دمایی همراه با پیش¬گرمایش و بدون پیش¬گرمایش به ترتیب موجب افزایش بهره-وری فرآیند تولید گرید s-65 به میزان 28% و 40% گردید.

از مهم ترین مسائل در صنایع فضایی و هوافضا برای دسترسی به تمامی نقاط کره زمین و نقاط بسیار دور در فضاهای کیهانی، حفاظت حرارتی سازه های فضایی و سامانه های پرتابی و پرنده در برابر شوک های حرارتی ناشی از گرمایش ناگهانی است. بازگشت موفقیت آمیز دستگاه های پرنده هوافضایی به جو زمین بستگی زیادی به حفاظت حرارتی سازه آن ها در برابر گرمایش آئرودینامیکی دارد که برای این کار استفاده از عایق های حرارتی غیر فعال، به ویژه کامپوزیت های فدا شونده نسبت به دیگر روش ها موثرتر و به صرفه تر است. برای حفاظت حرارتی سامانه های برگشت پذیر به جو زمین در برابر شوک های حرارتی ناگهانی که هنگام برخورد با جو زمین با آن مواجه می شوند، معمولا از کامپوزیت های فداشونده استفاده می شود. این عایق های فدا شونده می بایست خواص مکانیکی و حرارتی ویژه ای را دارا بوده، به راحتی قابل فرایند و ساخت باشند. در این تحقیق سعی شده است یک مدل ساده از یک سپر حرارتی ارائه شود. در این پژوهش اثر پارامترهای مهمی چون دمای سطح، سرعت جریان، فشار محفظه بر روی رفتار اکسیداسیون گرافیت، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی موردبررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک مدل دوبعدی از یک محفظه مستطیلی حاوی یک گلوله گرافیتی که جریان اکسیژن به روی آن دمیده می شود، در نظر گرفته شده است. برای هندسه و شبکه بندی محفظه از نرم افزار گمبیت و برای شبیه سازی از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. نتایج محاسبه شده نشان می دهد که نرخ کم شدن وزن گرافیت با افزایش دما (تا c°1800) تقریباً روند افزایشی یکسانی داشته است ولی در دمای °c 2000 این روند تغییر کرده است و نرخ کاهش وزن گرافیت کاهش یافته است. با افزایش فشار و سرعت جریان و همچنین تغییر دادن سایر پارامترهای موثر مثل هندسه گرافیت و خلوص اکسیژن نتایج به دست آمده از حل عددی مطابقت خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد. همچنین سعی شده است اثر جنس کامپوزیت بر روی نرخ فدا شوندگی و طول پس رفت نمونه بررسی گردد. به طورکلی می توان از مدل ارائه شده در این تحقیق برای پیش بینی نرخ کم شدن وزن گرافیت و رفتار فدا شوندگی گرافیت و همچنین تأثیر پارامترهای موثر در آن استفاده کرد.

پلیمریزاسیون تعلیقی بصورت نوبتی انجام می گیرد که مهمترین مشکل این روش ، ناپیوسته بودن ان و در نتیجه تولید پذیری پایین است. برای افزایش تولیدپذیری این محصول دو استراتژی مورد استفاده قرار می گیرد. نصب تجهیزات با کارایی بیشتر در خط تولید و بهینه نمودن فرایند و شرایط عملیاتی بعنوان راه حل اول پیشنهاد می شود. راهکار اول با بالا رفتن هزینه جاری همراه است و مبنای تمامی این روشها افزایش ظرفیت سرمایشی راکتور در شرایط همدما و یا انتخاب آغازگر بصورت کوکتایل و یا افزایش پیوسته آن در طول پلیمریزاسیون می باشد.چراکه افزایش ظرفیت حرارتی راکتور ، افزایش سرعت پلیمریزاسیون را در پی خواهد داشت و متعاقب آن کاهش زمان واکنش و در مجموع افزایش تولید را در سبب خواهد شد.لذا، علاوه بر روشهای مذکور بنظر می رسد که ایده دیگر، که هدف این تحقیق نیز می باشد، می تواند تغییرات دمایی در طول پلیمریزاسیون می باشد . چون ثوابت سرعت پلیمریزاسیون و سرعت تجزیه آغازگر به شدت به دما وابسته مبیباشند می توان با کنترل دمایی در زمانهای مختلف پلیمریزاسیون سرعت واکنش را در حداکثر مقدار خود قرار داد و در نتیجه در کمترین زمان ممکن واکنش را به اتمام رساند و به این ترتیب تولیدپذیری راکتور را افزایش داد. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی امکان پذیری تغییرات دما در حین پلیمریزاسیون و یافتن پروفایل غیر همدمایی می باشدکه ضمن اینکه تولید پذیری راکتور را افزایش دهد ، کیفیت محصول را نیز در بهترین حالت ممکن و نزدیک به شرایط از پیش تعریف شده بدست آمده در شرایط همدما حفظ کند. حال سوال اینجاست که آیا این تغییرات دمایی بر خواص نهایی محصول اثر خواهد گذاشت و اگر این چنین است میزان این اثر چقدر خواهد شد؟ بهمین دلیل و با توجه به اینکه خواص مولکولی و میکروساختارهای زنجیر pvc و همچنین مورفولوژی آن به دما وابسته است اثر اعمال شرایط غیرهمدما بر خواص مذکور مورد مطالعه قرار گرفتند. چنانچه قبلاً اشاره شد، خواص مورفولوژیکی ذرات pvc معمولاً توسط ویژگیهایی نظیر اندازه متوسط ذرات، توزیع اندازه ذرات، تخلخل موجود در ذرات، دانسیته ظاهری پودر و شکل ذرات شناخته می شود. بطور کلی عوامل زیادی چه از نظر فرایندی و چه از نظر شیمیایی می توانند خواص پودر pvc را در فرایند پلیمریزاسیون تعلیقی تحت تاثیر قرار دهند. از جمله این عوامل می توان به سرعت همزن، شکل همزن، وجود بافل و محل قرار گیری آنها، گرانروی مخلوط، دما، غلظت و نوع عوامل معلق ساز، نوع و غلظت آغازگر و ... اشاره نمود.

فرآیندهای جداسازی و انتقال جرم در صنعت بسیار پرکاربرد است، در این میان فرآیند جذب گازها، از فرآیندهای مهم جداسازی می باشد. پژوهش های گسترده ای جهت افزایش بازده این فرآیند؛ مانند روش های مکانیکی، افزودن مواد فعال کننده سطحی، میکروذرات و نانوذرات به فاز مایع و درنهایت اعمال میدان خارجی انجام شده است. در این پژوهش به بررسی ضریب انتقال جرم در فرآیند جذب گاز کربن دی اکسید در نانوسیال آب/ fe3o4 در حضور میدان مغناطیسی، در یک سامانه فیلم ریزان می پردازد. در این راستا جهت ایجاد فیلم ریزان، از لوله هایی عمودی با سه قطر داخلی 8، 10 و 14 میلی متر، با طول 90 سانتی متر استفاده شد که هر لوله رژیم متفاوتی از جریان آرام، بحرانی و متلاطم را ایجاد می کند. از قطعات آهن ربایی ثابت، جهت اعمال میدان مغناطیسی ثابت عمود بر حرکت سیال استفاده شده؛ همچنین از یک سیم لوله جهت اعمال میدان مغناطیسی متناوب و ثابت موازی با حرکت سیال با حداکثر شدت 720 گوس استفاده شد. نانوسیال آب/ fe3o4 با غلظت های 001/0، 005/0، 01/0، 025/0 و 05/0 درصد حجمی، با رقیق کردن نانوسیال غلیظ 3% وزنی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که استفاده از نانوسیال سبب افزایش ضریب انتقال جرم شده و این افزایش در جریان متلاطم (211%) بیش از جریان آرام (7/13%) است. همچنین با افزایش غلظت، میزان انتقال جرم افزایش می یابد. گرچه اعمال میدان مغناطیسی سبب افزایش کمی در انتقال جرم سیال پایه می شود ولی در مورد نانوسیال مغناطیسی، اعمال میدان مغناطیسی سبب کاهش سرعت انتقال جرم می شود. بیشترین میزان کاهش مربوط به اعمال میدان مغناطیسی ثابت عمود بر حرکت سیال (62%)، پس از آن میدان مغناطیسی ثابت موازی با حرکت سیال (49%) و درنهایت میدان مغناطیسی متناوب (42%) می باشد. به علاوه افزایش مدت زمان ماند نانوسیال تحت میدان مغناطیسی، سبب کاهش بیشتری در ضریب انتقال جرم می شود. بنابراین به کارگیری نانوسیال به تنهایی، اثرگذارتر از استفاده هم زمان از نانوسیال و میدان مغناطیسی می باشد و اعمال میدان مغناطیسی به تنهایی جهت افزایش میزان جذب در سیال پایه اثرگذار می باشد. همچنین بررسی تاثیر پایدارکننده بیانگر آن بود که ضریب انتقال جرم در نانوسیال بدون پایدارکننده بیشتر از ضریب انتقال جرم در نانوسیال حاوی پایدارکننده می باشد. در این پژوهش از دو روش جهت اندازه گیری ضریب انتقال جرم استفاده شد، یک روش محاسبه تغییرات طول حباب در ستون فیلم ریزان و روش دیگر تیتراسیون می باشد. مقایسه دو روش نشان می دهد که روند تغییرات در هر دو روش یکسان است، با این تفاوت که در روش تیتراسیون، کل میزان جذب اتفاق افتاده اندازه گیری می شود و به همین دلیل مقدار ضرایب انتقال جرم به طور متوسط 78/11% در جریان آرام و 5/24% در جریان متلاطم، بیشتر از روش اول می باشد.

در این پایان نامه ابتدا در فصل اول مقدمه ای راجع به پلی(وینیل الکل) ها،پارامترهای موثر بر درجه هیدرولیز و کلیاتی در ارتباط با روش طراحی آزمایش گفته می شود. در فصل دوم در ارتباط با خواص پلی(وینیل الکل) ها و کاربردهای آن توضیحاتی آورده شده و همچنین به روش های هیدرولیز پلی(وینیل استات) پرداخته شده و اطلاعاتی راجع به امولسیون و سیستم تعلیق آورده شد . در فصل سوم به مروری بر پژوهش های پیشین انجام شده در این زمینه پرداخته شده است. در فصل چهارم مطالبی پیرامون تجهیزات آزمایشگاهی و مواد و روش های به کار برده شده در این آزمایش و روش طراحی آزمایش به روش رویه سطح پاسخ بیان شد. در فصل پنجم نتایج حاصل از این پژوهش ارائه شده است و درنهایت در فصل ششم به نتیجه گیری و ارائه پیشنهاد ها برای ادامه کار اختصاص یافته است.

در این کار هیدروژلی با پایه کیتوزان-پلی اتیلن گلیکول و متیلن بیس اکریل آمید به عنوان عامل اتصال عرضی تهیه شد. برای یافتن نسبت بهینه کیتوزان/پلی اتیلن گلیکول ابتدا چندین هیدروژل با نسبت های مختلف کیتوزان به پلی اتیلن گلیکول در مقداری ثابت از عامل اتصال عرضی تهیه شد. پس از بررسی هیدروژل¬های با نسبت های مختلف این دو پلیمر، مناسب ترین نسبت را با توجه به میزان جذب آب هیدروژل¬ها انتخاب شد. این میزان برابر 2/0 نسبت وزنی پلی اتیلن گلیکول/کیتوزان شد. در این نسبت بهینه با تغییر در میزان عامل اتصال عرضی (08/0 تا 22/0 گرم)، هیدروژل¬هایی با ا اندازه حفرات متفاوت تهیه شد. از این هیدروژل¬های با اندازه حفرات متفاوت به عنوان نانوراکتور و ماتریس تثبیت برای نانو ذرات نقره استفاده شده است. به منظور تهیه نانو ذرات نقره برش¬هایی از هیدروژل درون محلول نیترات نقره قرار داده شد و پس از آن نانو ذرات نقره درون حفره های هیدروژل از کاهش نیترات نقره توسط سدیم بورهیدارت تهیه شد. به منظور مشخصه یابی این هیدروژل شامل نانو ذرات نقره میزان جذب آب آن بررسی شد و مشاهده شد که پس از تشکیل نانو نقره میزان جذب آب به صورت چشمگیری کاهش می یابد. بررسی¬های نرخ انتقال بخار آب نشان دادند که با افزایش میزان عامل اتصال عرضی این مقدار کاهش می¬یابد. از آن جا که از سیستم هیدروژل+نانو نقره برای پانسمان جراحت و سوختگی استفاده می شود، میزان انتقال بخار آب که عامل مهمی برای یک پانسمان است و با بررسی آن مشخص شد که این نوع پانسمان برای زخم های با ترشحات متوسط مناسب است. میزان نانوذرات نقره موجود در هیدروژل با استفاده از طیف سنج پلاسمای انتشار اتمی مشخص شده و نتایج نشان دادند که هرچه میزان تورم بیشتر باشد مقدار نقره موجود در شبکه نیز بیشتر خواهد بود.همچنین با بررسی فعالیت ضد باکتری بودن آن مشخص شد که هیدروژل حاوی نقره اثر ضد باکتریایی بیشتری دارد و هاله¬ای بازدارنده اطراف آن تشکیل شده که نشان¬دهنده این است که هیدروژل مورد نظر توانایی بالایی در مهار رشد باکتری دارد. برای اندازه گیری اندازه ذرات از میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شدو نتایج حاصل از محاسبات نشان داد که در مقدار کم عامل اتصال عرضی (1/0 گرم) اندازه ذرات بین 2 تا 18 نانومتر به دست امد و متوسط اندازه ذرات 8 نانومتر گزارش شد و در مقدار زیاد عامل تصال عرضی (22/0 گرم) اندازه ذرات بین 2 تا 14 نانومتر به دست آمد و متوسط اندازه ذرات 5 نانومتر گزارش شد. آزمون طیف ستج مادون قرمز تبدیل فوریه نشان داد که پس از تشکیل نانو نقره پیوندهای قوی تری تشکیل می شود.

در این مطالعه سنتز نانو‎ذرات توسط مواد اولیه به عنوان مواد واکنش‎دهنده در دمای 25 درجه‎ی سانتی‎گراد و شرایط فشاری 630 میلیمتر جیوه در قطر‎های مختلف صورت گرفت. به منظور دستیابی به نانو ذره با قطر‎های متفاوت، از نسبت‎های مختلف مواد واکنش‎دهنده و کاتالیز‎گر استفاده شد و همچنین در تولید نانو ذرات از تترا اتیل اورتوسیلیکات، اتانول، آب به عنوان مواد تولید کننده نانو ذرات سیلیکا و نیز آمونیاک به عنوان کاتالیزگر استفاده شد. نانو‎ذرات با قطرهای متوسط متفاوت به روش سل-ژل تهیه شد. جهت بررسی اثر درصد جرمی و نیز دما بر ضریب هدایت گرمایی نانو‎سیال از دماهای متفاوت و نیز درصد‎های جرمی متفاوت استفاده گردید و ضریب هدایت حرارتی نانو سیال اندازه گیری شد. اندازه گیری ها نشان داد با افزایش اندازه متوسط نانو ذرات، ثابت هدایت گرمایی نانو سیال افزایش می یابد همچنین کسر جرمی نانو ذرات و دما اثر مشابه افزایشی بر ثابت هدایت حرارتی نشان دادند. همچنین در این پژوهش اثر قطر نانو ذرات بر ویسکوزیته نانو سیال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش قطر نانو ذرات ویسکوزیته نانو سیال کاهش می یابد و همچنین نانو سیال رفتار غیر نیوتنی از خود نشان می دهد. نتایج حاصل از تست رئومتری نشان داد که در این حالت نانو سیال از مدل توانی پیروی می کند.

جریان مغشوش دو فازی لایه ای گاز- مایع در بسیاری از پروسه های صنعتی دارای اهمیت زیادی می باشد. در این پایان نامه جریان مغشوش دوفازی لایه ای گاز - مایع در درون یک کانال با سیستم مختصات کار تزین دوبعدی و در حالت پایدار مورد مطالعه قرار گرفته است . جهت پیش بینی تاثیرات توربولانس ، از مدل استاندارد استفاده شده است . سه نوع جریان در کانال باز، جریان گاز - مایع همسو و جریان گاز - مایع غیرهمسو با دو نوع شرط مرزی، فصل مشترک صاف و موج دار، مورد بررسی قرار گرفته است .

رسیدن به رشد و توسعه اقتصادی همواره یکی از اهداف بسیار مهم برای کلیه کشورهای جهان تا به امروز بوده است کشورهای مختلف جهان برای نیل به این مقصود راهها و مسیرهای مختلفی را پیموده اند . همین امر مشخص می کند که مدل یا استراتژی واحد توسعه که برای تمام کشورها و درهر زمانی مناسب باشد وجود ندارد. بهبود رفاه اقتصادی ، دقیقا به انطباق یا ترکیب سه عامل یعنی ویژگیهای فرهنگی ، سیاسی و اقتصادی کشور مورد نظر ، فرصتها و محدودیت هایی که اقتصاد و سیاست بین المللی ایجاد می کند و سیاست یا استراتژی که گروه حاکم اتخاذ می کند وابسته است . بنظر می رسد که تحولات چند دهه اخیر و تغییر و تحولات ساختاری دراقتصاد سیاسی بین المللی که تحت عنوان جهانی شدن از آن نام برده می شود نقش و تاثیر عامل دوم یعنی فرصتها و محدودیت هایی که اقتصاد بین المللی ایجاد جهانسرایی می کند را به مراتب پررنگ تر و بیشتر کرده است . این مساله مدعی است که جهانی شدن اقتصاد موجب عدم کارایی استراتژیهای توسعه درونگرا و تاکید و پیروی از این استراتژیها موجب عدم دستیابی برخی از کشورها به جایگاه مناسبی دراقتصاد جهانی شده است . اگر شرایط محیطی در یک کشور مناسب باشد با نظمی خاص می تواند در پیشرفت فرآیند جهانی شدن نقش مهمی را ایفا کند. اما اگر شرایط برای گسترش فعالیتهای سرمایه داری مناسب نباشد کشور یا منطقه مزبور شدیدا تنبیه می شود. به این معنا که بازیگر اقتصادی از سرمایه ، بازار جهانی ، مدیریت و تکنولوژی پیشرفته محروم می شود و بر همین اساس می توانیم توسعه یا عدم توسعه کشورهای جهان سوم را توضیح دهیم.