شکاف روز افزون بین عرضه و تقاضای انرژی و تخلیه سریع منابع برگشت ناپذیر سوختهای فسیلی و آثار مخرب زیست محیطی آنها عاملی برای توسعه منابع انرژی مکمل و جدید مانند منابع انرژی طبیعی(باد ، زمین و خورشید و ...) شده است. استفاده بهینه از این انرژیها مستلزم ذخیره آنهاست ویکی از بهترین راههای ذخیره انرژی حرارتی ذخیره آن در زیر زمین (under ground thermal energy storage ) است جایی که حجم زیادی موجود ولی نامریی است. یکی از پرکاربردترین و اقتصادی ترین روشهای ذخیره انرژی حرارتی در زیر زمین ، ذخیره در اکیفرها (aquifer thermal energy storage) می باشد. در این سیستم دو چاه جذبی در سفره آب زیرزمینی نفوذپذیر (اکیفر) حفر می شوند و برداشت و تزریق آب سرد و گرم از طریق این دو چاه انجام می شود. بدین صورت که آب گرم در فصل تابستان درون چاه گرم تزریق و درون اکیفر برای مدتی ذخیره می شود تا در فصل سرد به منظور گرمایش، برداشت و به کار گرفته شود. به منظور تحلیل عملکرد سیستم ذخیره زیرزمینی، حل عددی معادله حرارت سفره آب زیر زمینی با استفاده از معادلات حاکم بر محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفت. برای مدلسازی یک سیستم ساده ates ، اکیفری به ارتفاع h و دمای اولیه را در نظر گرفته که درون آن یک چاه جذبی به شعاع r حفر شده و آب با دمای که بزرگتر از دمای اولیه اکیفر است درون آن تزریق می شود. دو لایه نفوذ ناپذیر (خاک رس) در بالا و پایین، اکیفر را محدود کرده اند. معادلات پیوستگی و انرژی در مختصات استوانه ای را با استفاده از تقارن محوری ( ) در دو راستای شعاعی و عمودی نوشته و ضریب هدایت حرارتی اکیفر و ظرفیت حرارتی حجمی آن را تابعی از میزان تخلخل و مقادیر مربوط به آب و فاز جامد در نظر می گیریم. همچنین تاثیر دیسپرشن حرارتی در جهت شعاعی و عمودی روی ضریب هدایت حرارتی لحاظ می شود. محیط متخلخل همگن و ایزوتروپیک و جریان آرام فرض می شود. همچنین از اثر جابه جایی طبیعی و وابستگی دمایی پارامترهای ترموفیزیکی صرف نظر شده و فرض می شود در هر نقطه تعادل حرارتی بین آب و فاز جامد وجود دارد و مولفه عمودی سرعت صفر است (جریان شعاعی) . هدف به دست آوردن توزیع دمایی اکیفر برای اهداف فصلی یعنی بعد از گذشت 30، 60 و 90 روز از زمان شروع تزریق و یا برداشت می باشد. با حل عددی معادله حرارت برای دبی های مختلف و دماهای تزریق متفاوت ، نسبت آنتالپی ورودی (مرحله تزریق) به آنتالپی خروجی(مرحله برداشت) به عنوان راندمان حرارتی سیستم محاسبه گردیده و در نهایت بهترین راندمان سیستم با تغییر دبی و دمای نقطه تزریق و مدت زمان تزریق و برداشت ارایه می گردد. با به دست آوردن توزیع دمایی مشاهده می شود که دمای تزریق شده تاثیر چندانی بر راندمان حرارتی سیستم ندارد. همچنین با افزایش دبی و با کاهش اثر دیسپرشن حرارتی، راندمان حرارتی سیستم افزایش می یابد و برای تزریقهای دوره ای (مانند استفاده از انرژی خورشیدی در ساعاتی از شبانه روز و ذخیره آن در بقیه روز) راندمان بالاتر از تزریق به صورت متمادی و سپس ذخیره آن در اکیفر است.

در این پایان نامه تحلـیل عددی میدان سرعت و انتقال جرم برای جریان مغشوش در خم های 90 درجه انجام شده است. مدل rng k-e به عنوان مدل اغتشاش که مناسب برای جریان های چرخشی است, استفاده شده است. ابتدا معادلات پیوستگی و مومنتوم برای زانویی سه بعدی حل شده و مقادیر سرعت در مقاطع مختلف خم بدست آمد. نتایج حاصل نشان می داد که به علت وجود نیروی گریز از مرکز در خم, سیال کندتر در نیمه بالا و پایین لوله به سمت داخل خم و سیال ناحیه میانی که دارای بیشینه سرعت در جریان اصلی است به سمت دیواره خارجی خم منتقل می شود. همچنین به منظور درست آزمایی مدل جریان سیال, پروفیل سرعت پیش بینی شده در مقاطع 30 و 75 درجه و خروجی زانویی با داده های تجربی مقایسه گردید که توافق قابل قبولی را نشان می داد. سپس با حل معادله موازنه جرم برای سیستم نفتالین-هوا, مقادیر ضریب انتقال جرم در مقاطع مختلف خم 90 درجه و در نتـیجه نسبت این ضریب به ضریب انتقال جرم در جریان کاملاً توسعه یافته در یک لوله مستقیم (sh/shp) بدست آمد. بیشینه مقدار این نسبت در کلیه حالات بررسی شده در فاصله تقریبی یک قطر از خروجی زانویی مشاهده شد و بین 26/1 تا 46/1تغییر می کند. همچنین بر مبنای این نتایج معادله ای به صورت تابعی از اعداد رینولدز, اشمیت و نسبت شعاع انحنا خم برای تخمین بیشینه مقدار (sh/shp) بدست آمد. این معادله نشان می دهد که اعداد رینولدز و اشمیت بر بیشینه مقدار (sh/shp) تقریباً بی اثر بوده اما نسبت شعاع انحنا تأثیر قابل توجهی را نشان می دهد. نتایج نشان می دهند که بیشینه مقدار ((sh/shp با افزایش نسبت r/d از 5/1 به 5/2، 20 درصد کاهش می یابد. همچنین نتایج بدست آمده از حل عددی با ضریب انتقال جرم حاصل از ضریب اصطکاک و با استفاده از تشابه چیلتون-کلبرن مقایسه گردید که در این مورد تطابق قابل قبولی مشاهده شد. در نهایت نیز نتایج حاصل از حل عددی با داده های تجربی مقایسه شد که توافق قابل قبولی را نشان داد و درستی نتایج مورد تأیید قرار گرفت.

pvc از استحکام بالا، مقاومت شیمیایی و خوردگی و قیمت پائین پار دارد، اما استحکام ضربه پذیری آن پائین است که باعث محدودیت کاربرد آن در بعضی از حوزه ها می گردد. از اینرو هدف اصلی این تحقیق ارتقاء ضربه پذیری pvc از طریق بهبود برهم کنش سطح مشترک بین ذرات پرکننده و ماتریس بوده بدون آنکه سایر خواص مکانیکی افت نماید. در ابتدای این تحقیق به بررسی تاثیر روش اضافه نمودن نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح شده و اصلاح نشده بر پراکندگی این ذرات در ماتریس pvc و خواص مکانیکی آن پرداخته شده است. بررسی ها نشان داد که اختلاط مستقیم خشک نسبت به افزایش نانوذرات در نقطه ذوب پراکندگی بهتری از نانو ذرات کربنات کلسیم در ماتریس pvc نتیجه می دهد. خواص مکانیکی نشان دادند که روش اختلاط مستقیم خشک خواص مکانیکی بهتر از حالت افزایش نانو ذرات در نقطه ذوب را به همراه دارد. در بخش بعدی این تحقیق به بررسی تاثیر تغییر نسبت وزنی پرکننده با اندازه میکرو به نانو ذرات کربنات کلسیم اصلاح شده پرداخته شد. کربنات کلسیم با استفاده از عوامل اصلاح سطحی 3-مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان و پلی متیل هیدروژن سیلوکسان اصلاح گردیدند. خواص مکانیکی نشان داد که در نسبت جرمی ذرات کربنات کلسیم با اندازه میکرو به نانو 9 به 6 بهترین خواص مکانیکی حاصل می گردد. در ادامه این تحقیق سنتز ذرات هسته-پوسته که هسته آنها کربنات کلسیم اصلاح شده و پوسته کوپلیمری از بوتیل آکریلات و متیل متاکریلات بوده و از طریق فرآیند بسپارش امولسیونی تشکیل شدند مورد بررسی قرارگرفتند. آنالیزهای نمونه های تهیه شده نشان داد که پیوند مستحکمی بین هسته و پوسته ایجاد شده است که حتی بعد از استخراج با سوکسله توسط استون این پیوندها از بین نمی روند. در بخش بعدی کامپوزیت های هسته-پوسته pvc که در آنها نسبت های مولی تکپارهای بوتیل آکریلات و متیل متاکریلات تغییر می نمودند مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمون استحکام ضربه ای نشان دادند که کامپوزیت های pvc که با ذرات میکرو هسته-پوسته تهیه شده بودند تا سه برابر و نمونه های تهیه شده با نانوذرات هسته-پوسته تا هجده برابر افزایش این خاصیت را نسبت به pvc بدون پرکننده نشان می دادند و کامپوزیت های سوپر چقرمه شده ای حاصل می گردید. افزایش طول تا نقطه پارگی تمامی نمونه های هسته-پوسته pvc نسبت به pvc بدون پرکننده افزایش نشان داده و استحکام کششی این نمونه ها در مقایسه با pvc بدون پرکننده تغییرات خیلی ناچیزی را به همراه داشته اند. تصاویر sem سطح شکست ضربه ای کامپوزیت های هسته-پوسته نشان می داد نمونه های دارای نسبت های مولی پائینی از تکپار های بوتیل آکریلات به متیل متاکریلات دارای سطحی نسبتاً صاف و بدون ویژگی خاصی بودند ولی نمونه های با نسبت های مولی بالا ساختاری شبیه به کندوی زنبور عسل را نشان می دادند.

در این پایان نامه خشک کن بستر سیال پی وی سی مجتمع پتروشیمی بندر امام مطالعه و مدلسازی شده است برای مدلسازی از روش حجم محدود و مدل تربلانس k-e استفاده شده است کد تکمیلی تهیه شده توسط کاربر برای محاسبه انتقال رطوبت بین فاز گاز و جامد استفاده شده است. میدان جریان دما و رطوبت در خشک کن با استفاده از مدل ارایه شده محاسبه گردیده و تطابق قابل قبولی با نتایج واحد پی وی سی بندر امام نشان می دهد. اثرات تغییر دبی هوا ورودی پی وی سی مرطوب ورودی بار حرارتی مبدلهای حرارتی و توزیع آنها بر میدان جریان دما رطوبت بررسی گردید . رطوبت پودر خروجی از خشک کن با افزایش دمای هوای ورودی و افزایش دبی هوای ورودی کاهش می یابد در انتها پیشنهادی برای ایجاد تغییرات هندسی در خشک کن به منظور کاهش سیاه شدن ذرات پودر ارایه شده است . بررسی ساختاهای جریان ضمن مشخص نمودن مکانهایی که در انها احتمال رویداد فرایند سیاه شدن ذرات پی وی سی و نیز بهبود خشک کن را معرفی نموده است.

هدف از انجام این پایان نامه مطالعه کلی و ساختاری تلاطم در تانک همزن دار است. مطالعات کلی تلاطم در یک تانک بافل دار مجهز به همزن توربینی راشتون انجام شده است. سرعت لحظه ای، ضریب پمپ کردن همزن و زمان اختلاط مهم ترین پارامترهای اندازه گرفته شده در این تانک هستند. تاثیر عدد رینولدز و فاصله همزن از کف تانک بر ضریب پمپ کردن همزن و زمان اختلاط مورد بررسی قرار گرفته است و مشاهده شده است که ضریب پمپ کردن همزن مستقل از عدد زینولدر و فاصله همزن از کف تانک است. اما زمان اختلاط با افزایش عدد رینولدز کاهش و با افزایش فاصله همزن از کف تانک افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که زمان اختلاط با افزایش تعداد بافل ها کاهش می یابد. مطالعات ساختاری در تلاطم تانکی که از نظر هندسی مشابه راکتورهای پلیمریزاسیون تعلقی pvc پتروشیمی بندر امام است انجام شده است. این تانک دارای یک همزن با سه پره منحنی شکا و دو بافل کوتاه منحنی شکل در بالای تانک است. سرعت لحظه ای سیال با استفاده از سرعت سنج فیلم داغ در نقاط مختلف تانک و برای زوایای مختلف بافل ها اندازه گرفته شده است. با کاربرد روش vita به عنوان یکی از روش های متوسط شرطی بر مقادیر سرعت لحظه ای به دست آمده، فرکانس ساختارهای همبسته تعیین شده است. نتایج نشان می دهد که فرکانس ساختارهای همبسته با درون شدن از همزن در جهت محوری کاهش می یابد. از طرف دیگز فرکانس ساختارهای همبسته با افزایش زاویه بافل ها از 60 به 90 و سپس به 120 کاهش می یابد. این امر نشان می دهد که هنگامی که بافل ها با زاویه 60 قرار بگیرند اختلاط سیال داخل تانک بهتر انجام می شود.

میدان جریان مغشوش در یک تانک همزندار مجهز به بافل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی cfd شبیه سازی شده است. شبیه سازیها با استفاده از روش قاب مرجع چندگانه (mrf) و مدل اغتشاش k-? انجام شده و نتایج حاصل از شبیه سازیها نشان می دهد که میدان جریان در داخل تانک غیر همگن است. معیاری که برای این ناهمگنی در نظر گرفته شده نرخ اتلاف انرژی جنبشی اغتشاش است. این ناهمگنی به ویژه در سه منطقه از تانک یعنی اطراف تیغه همزن با نرخ اتلاف انرژی بسیار بالا ، اطراف بافلها با نرخ اتلاف انرژی نسبتا بالا و توده سیال با نرخ اتلاف انرژی بسیار پایین مشاهده می گردد. بنابراین از یک مدل سه منطقه ای برای مطالعه میدان جریان و مشخصات آن استفاده شده که در آن حجم کل تانک به سه منطقه همگن به نامهای منطقه همزن، منطقه گردشی و منطقه بافل تقسیم شده و مقادیر متوسط انرژی جنبشی اغتشاش، نرخ اتلاف انرژی جنبشی اغتشاش وویسکوزیته اغتشاش برای هر منطقه محاسبه و اثر پارامترهایی نظیر دور همزن؛ قطر همزن، فاصله همزن از کف تانک ، پهنای بافل و زاویه بافل بر روی میدان جریان و مشخصات آن مطالعه شده است. روش جدیدی برای تعیین مرزهای بین نواحی مختلف به نام روش گرادیان استفاده شده که بر اساس تغییرات گرادیان نرخ اتلاف انرژی جنبشی اغتشاش است. نتایج حاصل از این روش با روش متداول موسوم به روش نرخ اتلاف انرژی تجمعی مقایسه و تفاوت چندانی بین این دو روش مشاهده نگردید. نتایج حاصل از شبیه سازیها نشان می دهد که فاصله همزن از کف تانک فقط بر روی نرخ اتلاف انرژی جنبشی در منطقه همزن تأثیر دارد و سبب افزایش آن می شود. افزایش قطر همزن سبب افزایش انرژی جنبشی اغتشاش و نرخ اتلاف آن در منطقه همزن و کاهش ویسکوزیته اغتشاش در دو منطقه بافل و گردشی می گردد. افزایش پهنای بافل نیز باعث کاهش نرخ اتلاف انرژی جنبشی اغتشاش در منطقه بافل می شود. همچنین انحراف زاویه بافل نسبت به صفحه افقی با عث افزایش نرخ اتلاف انرژی اغتشاش در مناطق بافل و همزن می گردد. پارامترهای مدل سه منطقه ای شامل نسبتهای حجمی بافل و همزن (µi , µb) ، نسبتهای نرخ اتلاف انرژی بافل و همزن(?i , ?b) و شدت جریانهای تبادلی بین مناطق همزن-گردشی و بافل-گردشی , qb) (qi محاسبه شده و اثر پارامترهای مذکور در بالا بر روی آنها مطالعه شده است. از مدل سه منطقه ای همچنین برای مطاله میدان جریان در راکتور صنعتی پلیمریزاسیون سوسپانسیونی وینیل کلراید بندر امام استفاده شده و نتایج حاصل در پیشگویی توزیع اندازه ذرات نهایی پلیمر به کار رفته است.برای پیشگویی توزیع اندازه ذرات از مدل موازنه جمعیتی سه منطقه ای و برای حل آن از روش دسته ها استفاده شده است. پارامترهای مدل موازنه جمعیتی با استفاده از انطباق نتایج بدست آمده از حل معادله موازنه جمعیتی برای توزیع اندازه ذرات (psd) با داده های تجربی برای پلی وینیل کلراید نوع65 به دست آمد. برای اثبات درستی پارامترهای به دست آمده از داده های تجربی مربوط به نوع70 استفاده و مشاهده شد که مدل به خوبی می تواند توزیع اندازه ذرات مربوط به نوع 70 به ویژه دو پیک موجود در منحنی آن را به خوبی پیشگویی کند. اثر پارامترهایی نظیر دور همزن، کسر حجمی فاز پراکنده و غلظت عامل سوسپانسیون کننده بر روی توزیع اندازه ذرات مطالعه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که توزیع اندازه جمعیتی ذرات ابتدا با افزایش دور همزن افزایش یافته و تیز می گردد. اما پس از رسیدن دور همزن به یک مقدار ویژه جهت تغییرات آن عکس شده و منحنی توزیع اندازه ذرات پهن تر می شود. منحنی تغییرات قطر متوسط ساتر ذرات با دور همزن دارای یک مینیمم در یک دور همزن ویژه است. قطر متوسط ساتر همچنین با افزایش کسر حجمی فاز پراکنده افزایش و با افزایش غلظت عامل سوسپانسیون کننده، کاهش می یابد.

با رشد تکنولوژی کوچک سازی وسایل الکترونیکی و کاهش اندازه?ی آن?ها در دهه?های اخیر، میزان بار حرارتی تولیدی در این وسایل بسیار افزایش یافته?است که سبب آسیب زدن به این وسایل می?شود. بنابراین تلاش برای حذف هر چه بیشتر این گرما، به یکی از مهم?ترین دغدغه?های عصر حاضر تبدیل شده??است. یکی از مناسب?ترین سیستم?هایی که برای حذف گرمای اضافی تولید شده در طی چند دهه اخیر گسترش یافته?است، سیستم چاه گرمایی میکروکانالی می باشد. این سیستم?ها شامل مجموعه?ای از میکروکانال?ها است که در آرایه ای موازی قرار گرفته?اندو نیز سیالی است که به عنوان خنک کننده از داخل این میکروکانال?ها جریان یافته و حرارت تولید شده در قطعه الکترونیکی را با خود حمل می کند. هندسه میکروکانال?ها و نیز نوع سیال عامل، دو فاکتور مهم هستند که بر روی عملکرد حرارتی سیستم?های چاه گرمایی تأثیر می?گذارند. از این رو مطالعات صورت گرفته بر روی این سیستم?های حذف گرما، بر روی این دوعامل معطوف هستند تا اینکه با بهبود شرایط هریک، عملکرد حرارتی سیستم هر چه بیشتر افزایش یابد. کار حاضر ،یک بررسی عددی است که با استفاده از cfd انجام شده?است و به مطالعه پارامترهای هیدرودینامیکی و حرارتی جریان آب و نانوسیالات آلومینا-آب می?پردازد. شبیه سازی انجام شده بر روی جریان آرام آب و نانوسیالات %1 و %2 حجمی آب/آلومینا در داخل میکروکانالی مستقیم می باشد. دیواره?های کانال تحت شار حرارتی ثابت بوده و توان کل سیستم 100وات می?باشد. مطالعه صورت گرفته به دوبخش تقسیم شده است. در بخش اول شبیه سازی آب و نانوسیالات به روش یک فازی ودوفازی مخلوط در داخل میکروکانال مستقیم انجام شده?است و نتایج بدست آمده با داده?های تجربی موجود در منابع کتابخانه ای مقایسه شده است. نتیجه مقایسه?ها نشان داد که هردو شبیه سازی قادرند پارامترهای هیدرودینامیکی را تقریباً به طور یکسان و با دقت خوبی پیش?بینی نمایند. در رابطه با پارامترهای حرارتی نظیر ضریب انتقال حرارت باید گفت که روش دوفازی دقیق‎تر می‎باشد و تطابق بیشتری با داده?های تجربی داشت به طوری?که متوسط خطای حاصل از شبیه سازی دوفازی برای نانوسیال %1 و %2 به ترتیب %39/11 و % 2بود. در بخش دوم، به منظور بهره گیری از اثر پره?ها در افزایش انتقال حرارت، در داخل میکروکانال مستقیم، دندانه?هایی به عنوان پره در مسیر جریان قرار داده شد. با بررسی عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و نیز فاکتور بهبود حرارتی، تأثیر حضور این دندانه?ها بر روی عملکرد میکروکانال و نیز عملکرد سیال عامل مورد بررسی قرار گرفت . همچنین، اثر اندازه وتعداد دندانه‎ها نیز بررسی شد ودر نتیجه آن، کانال دارای 5دندانه با نسبت ظاهری 857/2 دارای بهترین عملکرد حرارتی بود.

در این تحقیق بر مبنای مدل kiparissides برای پلیمریزاسیون وینیل کلراید و همچنین معادلات xie برای پدیده ی نفوذ کنترلی، یک نرم افزار کاربر پسند تهیه شده است. در این نرم افزار پارامترهای سینتیکی، شرایط عملیاتی ، هندسه راکتور و رژیم تزریق آغازگر در حین فرآیند، داده های ورودی می باشند. نرم افزار معادلات موازنه جرم برای مونومر و آغازگر(ها)، معادلات مومنت، معادلات تعادل فازی و معادلات مربوط به ساختارهای غیر معمول موجود در زنجیره های پلیمری را حل می کند. پارامترهای سینتیکی و عملیاتی (درصد تبدیل، سرعت واکنش، فشار راکتور، غلظت مونومر و آغازگر(ها) در فازهای مختلف، حجم فازهای مختلف، مقدار زنجیره های بلند و کوتاه و باندهای دوگانه ی انتهایی موجود روی زنجیره های پلیمری و توزیع مونومر بین فازهای مختلف) و خواص مولکولی پلیمر(متوسط وزن مولکولی عددی و وزنی و kvalue) خروجی های نرم افزار هستند که به دو شکل نمودار و جدول قابل نمایش هستند. با استفاده از داده های آزمایشگاهی و داده های موجود در مقالات برنامه شبیه ساز اعتبارسنجی شده است و مشاهده شد که نتایج آزمایشگاهی مربوط به درصدتبدیل، فشار راکتور و kvalueمحصول تطابق بسیار خوبی با نتایج پیش بینی شده توسط نرم افزار دارند. همچنین در درصدتبدیل های بالا نتایج آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده از نرم افزار تطابق بسیار خوبی با هم دارند. با استفاده از این نرم افزار تأثیرات تزریق پیوسته آغازگر به راکتور بر سرعت واکنش و خواص محصول تولیدی بررسی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان داده است که در تکنیک تزریق پیوسته آغازگر، نوع آغازگر و رژیم تزریق فاکتورهای بسیار مهمی در افزایش سرعت واکنش قبل از درصدتبدیل بحرانی می باشند. از بین آغازگرهای مناسب در صنعت پی وی سی آغازگرهایی با نیمه عمر کمتر از 0.5 ساعت که اصطلاحا به آنها آغازگرهای تند گفته می شود، برای استفاده در این تکنیک مناسب هستند. رژیم مناسب تزریق شامل دو مرحله است. در مرحله اول که در ابتدای فرآیند قرار دارد، سرعت تزریق آغازگر بسیار زیاد است و در مرحله ی دوم که شامل قسمت اعظم فرآیند است سرعت تزریق نسبت به مرحله ی اول بسیار کمتر است و تا مقادیر نزدیک به صفر در درصدتبدیل بحرانی کاهش می یابد و بعد از درصدتبدیل بحرانی تا مقادیر معینی افزایش پیدا می کند. با استفاده از یک رژیم مناسب تزریق و با ثابت نگه داشتن درصدتبدیل نهایی می توان زمان پلیمریزاسیون را تا 38.9 درصد کاهش داد. لازم به ذکر است که برای رسیدن به درصدتبدیل های بالا بهتر است یک آغازگر که در دمای پلیمریزاسیون دارای نیمه عمری بیشتر از 0.58 ساعت است، در ابتدای فرآیند به راکتور تزریق شود.

در سالیان اخیر، آلودگی منابع آبی توسط فلزات سنگین به یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی تبدیل شده است. فرآیند جذب سطحی به عنوان یکی از مهم ترین و موثرترین روش ها در حذف فلزات سنگین به شمار می رود. با گسترش فناوری نانو در عرصه های مختلف از جمله تصفیه ی آب و پساب، نانوذرات به عنوان یکی از موثرترین جاذب ها در فرآیند جذب سطحی فلزات سنگین مورد توجه قرارگرفتند. در این بین، نانوذرات اکسیدآهن با داشتن ویژگی هایی نظیر سطح ویژه ی زیاد، سهولت دسترسی به منابع و سنتز در مقیاس نانو، قابلیت اصلاح سطح و خواص مغناطیسی ویژه، مورد توجه بیش تری قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر جذب سطحی یون کروم شش ظرفیتی به وسیله ی نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن در یک سیستم پیوسته، مورد بررسی قرار گرفت. ستون مورد نظر با قطر داخلی 4/6 سانتی متر و ارتفاع 30 سانتی متر طراحی و ساخته شد. نانوذرات به وسیله ی میدان مغناطیسی بر بستر فولادی موجود در ستون نشانده شدند و با عبور محلول کروم از این ستون، فرآیند جذب یون های کروم بر روی نانوذرات امکان پذیر شد. پارامترهای موثر بر راندمان جذب بررسی و مشخص شد که با افزایش مقدار نانوذرات در بستر، کاهش دبی و کاهش غلظت یون های ورودی به ستون، راندمان جذب یون کروم افزایش می یابد. بیش ترین مقدار کروم جذب شده در ستون در شرایط 1/2 گرم نانوذرات، غلظت ppm 7 کروم و دبی ورودی ml/min 20 و معادل 15/67 میلی گرم به ازای هر گرم از جاذب، حاصل شد. یکی از مهم ترین ویژگی های فرآیند جذب سطحی امکان بازیابی جاذب و استفاده ی مجدد از آن می باشد. به منظور بدست آوردن شرایط مناسب احیا در سیستم پیوسته، ابتدا فرآیند جذب و واجذب در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. در سیستم ناپیوسته، راندمان جذب کروم به وسیله ی نانوذرات اکسیدآهن 55/03 درصد حاصل شد. با انجام آزمایش های واجذب با مواد مختلف، سدیم هیدروکسید (naoh) با غلظت 0/5 مولار به عنوان ماده ی احیاکننده ی مناسب انتخاب شد و به منظور سنجش توانایی نانوذرات در جذب مجدد کروم بعد از واجذب، چرخه های جذب/ واجذب کروم در سیستم ناپیوسته تا چهار مرحله تکرار شد. راندمان جذب کروم از 55 درصد در چرخه ی اول، به حدود 90 درصد در چرخه های بعدی افزایش پیدا کرد. به منظور تفسیر این پدیده و مشخص شدن مکانیزم جذب، آنالیزهای ftir و زتا پتانسیل نانوذرات اکسیدآهن، قبل و بعد از جذب کروم انجام شد. پس از مشخص شدن ماده ی احیاکننده ی مناسب، فرآیند واجذب در سیستم پیوسته نیز انجام شد. با انجام چرخه های جذب/ واجذب در سیستم پیوسته تا پنج مرحله، مشخص شد که راندمان جذب کلی ستون در طول این چرخه های متوالی کاهش می یابد اما اگر مدت زمان فرآیندهای جذب در این چرخه ها کاهش پیدا کند، راندمان جذب کلی فرآیند به ازای هر چرخه افزایش پیدا خواهد کرد.

مدلهای مختلفی برای شبیه سازی برجهای تقطیر در مراجع وجود دارند. این مدلها را می توان به دو دسته مهم تقسیم کرد : دسته اول براساس حل همزمان کلیه معادلات مدل قرار دارد. دسته دوم براساس دسته بندی معادلات مدل و حل جداگانه هر دسته از معادلات برای بدست آوردن متغیرهای خاص در چند حلقه تکرار قرار دارد. بررسیهای پژوهشگران نشان داده است که مشخصات همگرایی روشهای دسته دوم از یک مساله به مساله دیگر تغییر می کند. ولی روشهای دسته اول مشخصات همگرایی خوب و قابل اتکایی برای کلیه مسائل دارند و همگرایی آنها از مساله یی به مساله دیگر دستخوش تغییر نمی شود. از روشهای دسته اول روش ishii & otto به علت نیاز به محاسبه مشتقات پاره ای کمتر ودر نتیجه نیاز به حافظه کمتر کامپیوتر و همچنین داشتن مشخصات همگرایی خوب ، برای مسائل مختلف انتخاب شده و باایجاد تغییراتی برای محاسبات تقطیر مخلوطهای مختلف ازجمله مخلوطهای غیرایده آل به کاربرده شده است . برنامه شبیه سازی تهیه شده، قادر به استفاده از مدلهای ترمودینامیکی مختلف برای محاسبات تعادلی می باشد. درتهیه برنامه شبیه سازی ازجمله از معادلات حالت درجه سوم srk و p-k و p-r برای محاسبه فوگاسیته فاز بخار و نیزازهمین معادلات حالت ، معادله nrtl، رابطه chao-seader برای محاسبه اکتیویته فاز مایع استفاده شده است . برنامه شبیه سازی تهیه شده روی کامپیوترهای ibm-xt و کلیه کامپیوترهای سازگار باآن حداقل k 640 حافظه ram قابلیت استفاده دارد. بنابراین مشکلات استفاده از سیستمهای اصلی) (main frame برای شبیه سازی برجهای تقطیر را حذف می کند. برنامه شبیه سازی تهیه شده قادراست برجهای تقطیر پیچیده با هرتعداد خوراک و جریان جانبی و منابع حرارتی داخلی را شبیه سازی کند.

در این پایان نامه جریان مغشوش سیال در یک راکتور لوله ای به صورت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان عبارتند از : معادله پیوستگی ، مومنتم ، انرژی و بقای هر جز که بایستی بطور همزمان در راکتور حل شوند . برای بدست آوردن توزیع دما و غلظت در یک راکتور لوله ای ابتدا باید معادلات پیوستگی و مومنتم حل شوند سپس با استفاده از این فرض که معادلات انتقال حرارت و انتقال جرم بر معادله مومنتم تاثیر گذار نیستند ( خواص فیزیکی ثابت) و با استفاده از توزیع سرعت بدست آمده از معادله ناویر استوکس معادله انرژی و غلظت حل شود. برای حل معادلات از روش متوسط گیری رینولدز وبرای مدل کردن تنش رینولدز از مدل ‏‎k-e‎‏ استفاده شده است و به منظور بررسی اثرات دیوار از تصحیح کنار دیوار استفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش حجم محدود به یک دستگاه معادلات جبری تفاضل متناهی تبدیل شده و با استفاده از شبکه جابجا شده برای مولفه های سرعت و بکار بردن ‏‎simplec‎‏ حل شده اند. نتایج بدست آمده از حل عددی معادلات در یک راکتور لوله ای و یک کانال با سطح مقطع مستطیل با داده های تجربی و حل عددی سایر محققان مقایسه شده اند. که تطابق خوبی نشان می دهند. در هر سمت با توجه به نمودارهای ارائه شده اثر عدد رینولدز، پرانتل، اشمیت، انرژی اکتیواسیون، ثابت سرعت واکنش و گرمای ناشی از واکنش شیمیایی بررسی شده است. وقتی که انرژی اکتیواسیون کم باشد فرض پلاگ بودن چندان سخت ندارد و این فرض برای گرمای واکنشهای عادی معتبرتر است. برای انتقال حرارت از دو شرط مرزی دما ثابت و شار ثابت نیز استفاده شده است و سعی شده است تا حد امکان از بی بعد سازی در ارائه نتایج استفاده شود.