بسترهای سیالی از نوع فواره ای بستر مناسبی برای تماس گاز و ذرات جامد در محدوده بسیار وسیعی از قطر ذرات فراهم می-آورند. بسترهای فواره ای در صنعت برای خشک کردن غلات استفاده می شوندکه در حال حاضر توسعه کاربردهای تجاری آن رو به افزایش است. رژیم های جریان متفاوت، کمبود و هزینه-بر بودن وسایل آزمایشگاهی سبب استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای توسعه هر چه بیشتر این بسترها گردیده است. بیشتر تحقیقات گذشته در رابطه با استفاده از cfd برای بررسی چندی از خواص هیدرودینامیکی می باشد. در این تحقیق ابتدا به بررسی خواص هیدرودینامیکی بستر دو بعدی سپس بستر سه بعدی، پارامترهای بزرگ نمایی در سه بستر و در انتها احتراق در بستر پرداخته شده است. برای خواص هیدرودینامیکی از بستر مرجع که با ذرات شن پر شده و هوا با سرعت بسیار زیاد وارد می شود، استفاده شده است. برای حل از نرم افزار fluent با استفاده از معادلات ناویر استوکس استفاده شده است. با افزایش سرعت ورود گاز به بستر افت فشار افزایش می یابد. که این افزایش افت فشار تا زمان تشکیل اولین فواره ادامه دارد و در آن هنگام ناگهان فشار کاهش می یابد. اولین فواره در سرعت m/s 55/0 گاز ورودی به بستر ایجاد می شود که این سرعت را کمترین سرعت تشکیل فواره می نامند. با تغییر فشار چهار رژیم مختلف شامل رژیم جریان بستر ثابت، رژیم فواره پایا، رژیم انتقالی و رژیم فواره ای جت در بستر دیده می شوند. با افزایش سرعت ورود گاز به بستر ارتفاع فواره افزایش می یابد و بیشترین ارتفاع در بستر در هنگام تشکیل فواره مشاهده می شود. بیشترین ارتفاع در بستر 700 میلی متر است. قطر فواره در ابتدا زیاد و با افزایش ارتفاع آن بتدریج کاهش می یابد. در این بستر این قطر میانگینmm 70 در پایین و mm10 در بالای بستر است که mm 40 می باشد. در مرکز بستر که گاز با سرعت جت وارد می شود سرعت ذرات نیز زیاد است. با دور شدن از مرکز بدلیل کاهش سرعت گاز و تراکم ذرات، سرعت ذرات جامد کاهش و دردیواره ها به صفر می رسد. حرکت ذرات یک چرخه حلقوی است که تکرار می شود. در اثر این چرخه سه ناحیه موجود در بستر بخوبی قابل مشاهده است. ناحیه فواره، سرچشمه و فضای حلقوی. مقایسه بین نتایج بسترهای دو بعدی و سه بعدی نشان گر این موضوع است که در بسترهای فواره ای بعد سوم دارای نقش بسزایی در بستر و پارامترهای آن نیست. بنابراین برای صرفه جویی در زمان و هزینه محاسبات از بعد سوم در بیشتر تحقیقات صرف نظر می شود. برای بزرگ نمایی برای اولین بار از نرم افزارهای cfd برای بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی در سه بستر مختلف و تساوی اعداد رینولدز و فروید در قسمت تشابه سینماتیکی و تساوی نسبت قطر هیدرودینامیکی بستر، ثابت نگه داشتن زاویه و ضریب آزادی ذرات برای تشابه دینامیکی استفاده شده است. سپس با بررسی تغییرات سرعت و کسر حجمی ذرات با بستر مرجع از صحت داده های موجود اطمینان حاصل شد. در قسمت احتراق نیز برای اولین بار از نرم افزارهای cfd برای بررسی خواص احتراق و شعله در کوچکترین بستر با استفاده از ذرات شن به عنوان کاتالیزور و ترکیب مختلف هوا و متان در حالت پیش آمیخته به فرم سوخت استفاده شد. حداقل سرعت تشکیل فواره بر روی سطح m/s 70 است. کمتر از نیمی از سوخت می-سوزد. در ناحیه شعله تراکم ذرات بسیار کم است. در ناحیه شعله، انرژی آزاد شده و ذرات جامد گرم می شوند. ذرات پس از رسیدن به بالاترین نقطه برگشته و گرمای خود را به گاز ورودی منتقل وبه صورت پیش گرم کن سوخت عمل می-کنند. به این ترتیب شعله ایجاد شده پایدار می باشد. بیشترین توزیع دما در ناحیه فواره ای قرار دارد. پس بهترین ناحیه احتراق در فواره اتفاق می افتد که در این ناحیه کمترین درصد حجمی متان در7/3 % موجود است.

خطرات ناشی از کار با توسعه سریع صنعت در دهه 1960 به بعد، به شدت افزایش یافت و حوادث ناگواری در دنیا به وقوع پیوست. از این رو صاحبان صنایع بزرگ بر آن شدند راه هایی جهت کاهش حوادث احتمالی ارائه نمایند. به این ترتیب روش hazop ارائه شد. این روش علاوه بر کشف مخاطره، عملکرد نامطلوب و احتمال رخداد یک فاجعه را نیز مشخص می کند. این روش به دلیل سادگی یادگیری و داشتن خطای کم مورد توجه قرار گرفته و از پر کاربردترین روشها در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می باشد. هدف این مطالعه شناساندن این روش و اجرای آن روی واحد تقطیر پالایشگاه سرخس می باشد. در این مطالعه نرم افزار کمکی pha-pro 6 جهت کاهش زمان و پیچیدگی های سیستم استفاده شده است. مطالعه نکته ای تمامی نقاط واحد منجر به کشف مناطق حادثه خیزی شد که پیشنهاداتی جهت کاهش آنها ارائه گردید و واحدی ایمن تر ایجاد شد. مهمترین پیشنهادات بیان شده افزایش تعداد مخازن ذخیره خوراک، جابجایی مکان مکش پمپ های خوراک جهت کاهش میزان ناخالصی ورودی به خط، نصب نمک گیر جهت کاهش میزان نمک ورودی به برج، اتصال خط هوا گیری پمپ های دیزل به خطوط زیرزمینی، جدا سازی زباله های واحد تقطیر از دیگر واحدها، نصب مبدل خوراک- محصول جهت کاهش بار حرارتی کوره، جداسازی مشعل فشار پایین از مشعل های فشار بالای پالایشگاه، جایگزینی کاستیک با ماده ای مناسب تر و استفاده از سیستم ضد آتش جدیدی که علاوه بر خاموش نمودن آتش با خنک کردن دستگاه های دیگر از افزایش دامنه آن جلوگیری نماید هستند. در پایان با استفاده از شبیه سازی استاتیکی واحد صحت پیش بینی های انجام شده در این روش به عنوان مرحله ای تکمیلی در این مطالعه بررسی و تایید گردید.

مهمترین پارامترهای اثرگذار بر رفتار هیدرودینامیک راکتور هواخیز، ماندگی گاز و سرعت چرخش مایع می باشد. علم دینامیک سیالات محاسباتی مجموعه تکنیک های حل عددی معادلات حاکم بر راکتور می باشد که جهت بررسی هیدرودینامیک راکتور مورد استفاده قرار گرفته است.شبیه سازی هیدرودینامیک سه هندسه متفاوت از راکتور هواخیز در بازه ای از سرعت های ظاهری گاز ورودی به راکتور از 3- 10 تا m/s 0/12 به صورت سه بعدی و در شرایط ناپایا برای سیستم دوفازی آب و هوا انجام شده است. هندسه 1 دارای جداکننده گاز مایع بوده و هندسه 2 و 3 فاقد جداکننده می باشد. هندسه 3 نسبت به هندسه 2 دارای ابعاد بزرگتری می باشد. ارتفاع هندسه 1، 2 و 3 به ترتیب 3/06، 1/2 و m 2/2 است. قطر بالابرنده در هندسه 1، 2 و 3 به ترتیب 0/1، 0/093 و m 0/106 است. شرایط عملیاتی، فشار 1 و atm 10 می باشد. مدل دوفازی بر پایه دیدگاه اویلر – اویلر و مدل آشفتگی k-∋ و rng k-∋ برای شبیه سازی ها مورد استفاده قرار گرفت. مدل استفاده شده در هندسه 1 توافق خوبی با نتایج تجربی دارد. در هندسه 1، سرعت متوسط مایع در بالابرنده و ناودانی و ماندگی فاز گاز، با افزایش سرعت گاز ورودی افزایش یافته و با افزایش فشار کاهش می یابد. به دلیل عملکرد مناسب جداکننده گاز – مایع، ماندگی گاز در ناودانی صفر بوده و رژیم جریان در راکتور همگن می باشد که موجب بیشینه شدن نیروی محرکه چرخش می گردد.در هندسه 2 با افزایش سرعت گاز رژیم جریان تغییر کرده و رژیم ناهمگن می گردد، جریان لخته ای تشکیل شده و به دلیل استفاده از مدل دراگ حبابی خطای زیادی ایجاد می شود. در هندسه 2 و3 در برخی از سرعت های گاز ورودی به راکتور با افزایش سرعت گاز، سرعت چرخش مایع کاهش می یابد. دلیل این پدیده افزایش ماندگی گاز در ناودانی و کاهش نیروی محرکه چرخش مایع می باشد.

امروزه از برج های سینی دار در فرآیندهای مختلف جداسازی نظیر جذب، تقطیر و استخراج در مقیاس گسترده ای استفاده می شود. از جمله مزایای این برج ها نسبت به برج های آکنده می توان به ظرفیت های بالا، مقاومت در برابر گرفتگی، تعمیر، نگهداری آسان، تمیزکاری، موجودی مایع کم، نسبت مایع به گاز کم، نیاز به خنک کردن، وجود جریان های جانبی و کاربرد در نوسانات دمایی نام برد. اهمیت اقتصادی برج های سینی دار کاملا روشن است و هرگونه افزایش بازده برج ها، منجر به افزایش درآمد چشمگیری خواهد شد. بدین جهت ارائه ی مدل هایی بر اساس دینامیک سیالات محاسباتی برای درک بهتر هیدرودینامیک سینی ها آغاز شد. در ادامه ی کارهای صورت گرفته ی قبلی مدل سازی پدیده های ریزش و ماندگی در سینی ها هدف تحقیق حاضر می باشد. برای بررسی و ارزیابی پارامترهای هیدرودینامیکی سینی غربالی در هنگام ریزش و ماندگی و نیز تعیین میزان ریزش و ماندگی مدل هایی ارائه گردیده است که بر اساس معادلات ناویر استوکس پایه ریزی شده اند و روابط با ابزار دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) مورد ارزیابی قرار گرفته اند. از نسخه های نرم افزارهای تجاری و قدرتمند workbench برای رسم هندسه و شبکه بندی آن و cfx-11 برای تعریف فیزیک مسئله، اعمال شرایط مرزی، اجرای مدل و تحلیل نتایج استفاده شده است که هر دو محصول شرکت ansys می باشند. آزمایشات مربوط به عملیات هیدرولیکی تقطیر سیستم آب و هوا در فشار اتمسفری در یک برج سینی دار در مقیاس صنعتی به قطر 1/22 متر انجام گرفت. هیدرودینامیک سینی غربالی در گستره ی وسیعی از دبی های مختلف بخار و مایع در رژیم های سرکف و حبابی صورت پذیرفت. مقادیر افت فشار خشک سینی با مسدود کردن ناودانی ها اندازه گیری شد. مقادیر افت فشار خشک، افت فشار تر، میزان ریزش و میزان ماندگی که توسط آنالیز cfd محاسبه شده اند با داده های تجربی منابع و آزمایشگاهی مقایسه شده و میزان متوسط خطای نسبی مربوط به تخمین افت فشار خشک برابر 9/75 درصد بدست آمد. در نهایت، توافق خوبی بین نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها و داده های تجربی مشاهده شد و این هم خوانی گویای کارآیی مدل های پیشنهاد شده برای مدل سازی هیدرودینامیک سینی در حال ریزش و ماندگی می باشد.

افزایش مصرف جهانی انرژی و نیز مساله گرم شدن کره زمین، بکارگیری انرژی های تجدیدپذیر را اجتناب ناپذیر می سازد. در میان انرژی های تجدیدپذیر، پیل های سوختی به دلایلی مانند مواد اولیه ارزان و راندمان نسبتاً بالا از جذابیت های ویژه ای برخوردار هستند. در سال های اخیر، پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل دمای کارکرد پائین نسبت به انواع دیگر پیل ها، حذف مشکلات ناشی از ذخیره و تبدیل هیدروژن، کاربری آسان و قابل حمل، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در بخش اول این پژوهش، مدل scott و sundmacher با روش دو نقطه ای غیرصریح (two-point implicit method) و بکارگیری نرم افزار matlab حل شد، نتایج حاصل از حل مدل تطابق خوبی با داده های تجربی منتشر شده در مقاله مرجع دارد. با بررسی اثر خطای قطع کردن در روش دو نقطه ای غیرصریح بر جواب مدل و مقایسه آن با داده آزمایشگاهی ولتاژ، می توان دریافت که بهترین مقدار خطای قطع کردن این مدل در 0.55 = ? می باشد. در بخش دوم، مدل ریاضی پیل سوختی متانولی مستقیم بدست آمده است. مدل یک بعدی، همدما و در شرایط پایا بوده و شامل موازنه جرم متانول در لایه ی کاتالیستی آند، لایه ی نفوذ گازی و غشا، موازنه جرم اکسیژن در لایه کاتالیستی کاتد و موازنه بار در لایه های کاتالیستی آند و کاتد می باشد. همچنین پدیده متانول عبوری، اثرات همرفتی و نفوذ در لایه های نفوذ گازی و کاتالیستی آند نیز درنظر گرفته شده است. مجموعه معادلات دیفرانسیلی درجه دو بدست آمده با بکارگیری شرایط مرزی و مقادیر پارامترها حل شده اند. روش حل ریاضی شامل تکنیک های حل عددی و تحلیلی معادلات دیفرانسیل می باشد. نتایج بدست آمده به صورت پروفایل غلظت و شار متانول در لایه های کاتالیستی آند و نفوذ گازی و غشا و پروفایل غلظت اکسیژن در لایه ی کاتالیستی کاتد بیان شده است. همچنین تغییرات پتانسیل مازاد آندی و کاتدی در طول لایه های کاتالیستی و ولتاژ خروجی برحسب چگالی جریان های گوناگون پیل گزارش شده اند. غلظت متانول در طول لایه ها کاهش یافته و در فصل مشترک غشا و لایه ی کاتالیستی کاتد به صفر می رسد. در غلظت های پائین متانول شیب منحنی غلظت تقریباً یکسان است و با افزایش چگالی جریان، تغییرات غلظت متانول در طول لایه ها زیاد می شود. همچنین پتانسیل مازاد آندی و کاتدی با افزایش چگالی جریان زیاد می شود. غلظت اکسیژن نیز در طول لایه ی کاتالیستی کاتد کاهش می یابد. در چگالی جریان های پائین تر پیل، در غلظت های کم متانول، ولتاژ خروجی پیل بالاتر است. با افزایش چگالی جریان، ولتاژهای بالاتر در غلظت های بالاتر متانول بدست می آید. همچنین چگالی جریان حدی با افزایش غلظت متانول، افزایش می یابد.

آکنههای ساختاریافته از بهترین ابزار درونی برج ها شناخته شده اند که بازده انتقال جرم بالایی بدون نقصان در ظرفیت هیدرولیکی در مقایسه با آکنه های نامنظم و انواع سینی ها ارائه می دهند و به طور گسترده در بسیاری از صنایع عملیاتی، بویژه تقطیر و استخراج استفاده می شوند. ترشوندگی سطح جامد توسط مایعات پارامتر مهمی در فرآیندهای مهندسی شیمی مانند تقطیر، جذب و دفع می باشد. میزان سطح ترشونده در برج های پر شده به طور قابل ملاحظه ای در ایجاد سطح موثر و افزایش میزان انتقال حرارت و جرم نقش دارد. هدف کار حاضر، محاسبه سطح موثر سیستم آب- هوا در یک مدل 3 بعدی شامل دو صفحه از آکنه ساختار یافته gempak 2a با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. هندسه مدل توسط نرم افزار gambit رسم گردید و برای شبیه سازی از نرم افزار cfx-11 استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی و برخی روابط تجربی موجود مقایسه گردید. خطای محاسبه شده نتایج افت فشار خشک و دو فازی حاصل از شبیه سازی در مقایسه با داده های آزمایشگاهی، به ترتیب برابر 2/14% و 6/16% می باشد. بدلیل در دسترس نبودن داده های آزمایشگاهی نتایج محاسبه سطح موثر توسط آنالیز cfd با مدل های تجربی مقایسه گردید. اثر دو عامل، سرعت گاز و مایع روی سطح موثر تحقیق شد. مدل های olujic و onda در مقایسه با نتایج شبیه سازی با تغییر سرعت گاز، نتایج بهتری ارائه کردند و خطای نسبی متوسط برای این دو مدل بترتیب برابر 5% و 2/5% می باشد. کمترین خطای نسبی متوسط بدست آمده با تغییر سرعت مایع توسط مدل های brunazzi و onda می باشد که بترتیب برابر 7/8% و 6/3% است. مطابقت نسبی خوبی بین نتایج شبیه سازی، داده های آزمایشگاهی و روابط تجربی مشاهده شد، که نشانگر مناسب بودن مدل پیشنهادی برای شبیه سازی برج های با آکنه ساختار یافته می باشد.مطابقت نسبی خوبی بین نتایج شبیه سازی، داده های آزمایشگاهی و روابط تجربی مشاهده شد، که نشانگر مناسب بودن مدل پیشنهادی برای شبیه سازی برج های با آکنه ساختار یافته می باشد.

برجهای آکنده، حاوی آکنه های ساختاریافته در فرآیندهای جداسازی، نظیر تقطیر و جذب کاربرد فراوانی دارند. از ویژگیهای این برجها نسبت به برجهای سینی دار و آکنه های نامنظم، می توان به افت فشار کمتر و بازده بالاتر اشاره کرد. با یک طراحی دقیق در آکنه های ساختاریافته و برجهای حاوی آن می توان ظرفیت و بازده بالایی را در کنار کمترین هزینه فراهم نمود. افت فشار یکی از مشخصه های مهم در محاسبه قطر بهینه برج بوده و همچنین برای طراحی آکنه های جدید با ظرفیت بیشتر، باید الگوی جریان در آنها مطالعه شود.برای این منظور از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) بعنوان روشی سریع و ارزان برای تحلیل هیدرودینامیک در آکنه های ساختاریافته استفاده شده است. دراین تحقیق هیدرودینامیک آکنه mellapakplus 752y مورد مطالعه قرار گرفته است و از نرم افزار cfx-11 جهت انجام محاسبات استفاده شده است. این آکنه انحنایی در دو انتهای المان خود دارد که این ویژگی هندسی باعث افزایش ظرفیت آن نسبت به انواع قدیمی آکنه ها شده است. برای انجام شبیه سازی از یک مدل سه بعدی که فضای میان دو صفحه موجدار می باشد استفاده شده است. نتایج cfd مشخص کرد در این آکنه، فاز گاز در ناحیه رژیم آشفته قرار دارد و برای شبیه سازی، مدل آشفتگی bsl پیش بینی خوبی را در این زمینه انجام می دهد. نتایج افت فشار یک فازی و دو فازی تطابق خوبی با داده های تجربی دارند که خطای محاسبات برای این دو پارامتر بترتیب برابر 19 و 22 درصد می باشد. برای بررسی ویژگی هندسی ذکر شده، این آکنه با آکنه ای با مشخصات یکسان با این تفاوت که انحنایی نداشته باشد مقایسه گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که وجود انحنا باعث کاهش سرعت فاز گاز در خروجی مدل می شود که افت فشار یک فازی و دو فازی در آکنه جدید، بترتیب 10 و 11 درصد کمتر، نسبت به آکنه بدون انحنا می باشد. همچنین تأثیر قرار دادن صفحه ای صاف میان صفحات موجدار نیز بررسی شد که نتایج نشان داد با این عمل افت فشار یک فازی و دو فازی در ناحیه انباشتگی بترتیب 17 و 9 درصد کاهش می یابد که نتیجه آن ظرفیت بیشتر است.

امروزه بحران کم آبی یکی از مشکلات عمده در جوامع بشری می باشد. تقطیر خورشیدی یکی از روش های جداسازی آب از نمک و املاح آن می باشد. آب شیرین کن های خورشیدی از جمله دستگاه های رایج برای تولید آب شیرین می باشند. اما هزینه ساخت آن ها برای بررسی پارامترهای مختلف جهت دستیابی به بازده بالا و حالت بهینه، بالا می باشد. بنابراین مدل سازی آن با دینامیک سیالات محاسباتی می تواند در کاهش هزینه ها موثر باشد. در این تحقیق مدل دو فازی سه بعدی در شرایط پایا برای فرایند تبخیر و چگالش در آب شیرین کن حوضچه ای خورشیدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ارایه شده است. مدل بر پایه دیدگاه vof ارایه گردیده و برای هر دو فاز جریان آرام مورد استفاده قرار گرفته است. مدل سازی برای سیستم آب – مخلوط هوا و بخار آب با استفاده از نرم افزار cfx 11 انجام گرفته است. برای رسم هندسه و شبکه بندی از نرم افزار workbench استفاده شده است. هندسه مورد استفاده برای مدل سازی بر اساس مشخصات آب شیرین کن حوضچه ای فرشچی می باشد. نتایج این مدل سازی با داده های تجربی فرشچی مقایسه شده است. میزان آب شیرین تولیدی و دمای آب در این مدل سازی انطباق خوبی با نتایج تجربی دارند که به ترتیب دارای درصد خطای 79/7% و 48/14% می باشند. ضرایب انتقال حرارت بر اساس داده های حاصل از مدل سازی انجام شده و داده های تجربی برای آب شیرین کن حوضچه ای فرشچی بدست آمده است. مقادیر c و n بر اساس مدل کومار و تیواری توسط رگراسیون خطی بدست آمده اند. در این مدل از میزان آب شیرین تولیدی و دمای آب جهت بدست آوردن c و n استفده شده است. مقادیر c و n برای نتایج cfd به ترتیب برابر 054/2 و 166/0 و برای داده های تجربی056/2 و 159/0 می باشند. همچنین به منظور بررسی توانایی cfd در مطالعه ی اثر عمق آب و زاویه پوشش شیشه ای بر عملکرد آب شیرین کن حوضچه ای، مدل سازی ها بر اساس آب شیرین کن های تیواری انجام شده اند. میزان آب شیرین تولیدی و دمای آب حاصل از مدل سازی cfd، برای عمق های آب اولیه ی 4، 8، 12 و 16 سانتی متر و زاویه های ?15، ?30، ?45 و ?60 با نتایج تجربی تیواری مقایسه شده اند. میزان خطا برای میزان آب شیرین تولیدی در بررسی عمق آب به طور متوسط برابر 11/19% و برای زاویه ی شیشه برابر 90/31% می باشند. همچنین برای دمای آب مقدار متوسط خطا در بررسی عمق آب برابر 18/8% و در بررسی زاویه ی شیشه برابر 54/5% می باشند. با کاهش عمق اولیه آب درون آب شیرین کن حوضچه ای میزان آب شیرین تولیدی افزایش می یابد. برای عمق آب 4 سانتی متر بیشترین میزان آب شیرین تولیدی بدست آمده است. در زاویه های 45 و 60 درجه تقریبا به مقدار برابر آب شیرین تولید شده است. در 60 درجه به میزان اندکی از 45 درجه بازده بیشتری داریم. نتایج این تحقیق نشان می دهند که با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی جهت طراحی، بررسی پارامترها و رفع مشکلات در ساخت آب شیرین کن ها به خوبی می توان استفاده کرد.

اتانول کاربردهای متنوعی در صنایع داروسازی، لاستیک سازی، رنگسازی، حلالها و مکمل سوخت خودرو دارد. اتانول برخلاف نفتاازجمله مواد تجدید پذیر محسوب می شود که مشکلات زیست محیطی و آلودگی نیز ایجاد نمی کند. استفاده از اتانول به عنوان مکمل سوخت خودروها از جمله مهمترین مصارف صنعتی این ماده بشمار می رود. با توجه به این موضوع تحقیق وتوسعه در زمینه تولید اتانول با درجه خلوص بالا در سطح جهان، و نه تنها در کشور های پیشرفته، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. یکی از روشهای تولید اتانول، استحصال آن از منابع طبیعی مانند ضایعات کشاورزی و دامی می باشد، که طی روشهای خاصی از قبیل فرآیند تخمیر، از این مواد اتانول تولید می شود. اتانول حاصل از روشهای تخمیری که درجه خلوص نسبتا پایینی دارد و برای استفاده در بعضی مصارف صنعتی بخصوص به عنوان مکمل سوخت مناسب نمی باشد، را برای رساندن به کیفیتهای بالا به واحدهای خالص سازی می فرستند. از آنجا که اتانول حاصل از روشهای تخمیری حاوی مقدار زیادی آب می باشد، لذا در حین خالص سازی تشکیل ترکیب آزئوتروپی می دهد. یکی از روشهای خالص سازی اتانول در این شرایط استفاده از روش تقطیر آزئوتروپی می باشد. در این روش ماده سومی که آزئوتروپ شکن نامیده می شود (بنزن، تولوئن، سیکلوهگزان و...) به مخلوط اتانول و آب اضافه می شود. این ماده، نقطه آزئوتروپیک اتانول و آب را می شکند و یا به عبارت دیگر میزان فراریت نسبی آب را افزایش می دهد.از طرفی درک صحیح و شناخت چنین فرآیند صنعتی مهمی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. با استفاده از شبیه سازی دینامیکی می توان اطمینان حاصل کرد که محصول مطلوب با رفتار آسان و ایمن تولید می شود و همچنین می توان هزینه های فرآیند بویژه مصرف انرژی را بهینه ساخت.استفاده از بنزن به عنوان آزئوتروپ شکن در صنعت بسیار معمول است، لذا از یکسو بدلیل سمیت بالا و سرطانزا بودن بنزن و از سوی دیگر بدلیل نوآوری صنعت دراین پروژهفرآیند آبزدایی اتانول با سیکلوهگزان به عنوان آزئوتروپ شکن مورد استفاده قرار گرفته و سپس این سیستم هم درحالتپایاوهم در حالت دینامیک با استفاده از نرم-افزارهای aspen plus،aspen dynamic، simulink شبیه سازی شد. در نهایت مقایسه ای هم بین این سیستم شبیه سازی شده با سیستمی که از بنزن استفاده شده بود، به عمل آمد. لذا پس از بررسی دینامیکی سیستم ها دریافتیم که، سیستمی که از سیکلوهگزان استفاده کرده بود نیاز به انرژی مصرفی کمتر و همچنین هزینه مواد اولیه کمتر داشت.

امروزه تقطیر به عنوان یکی از اقتصادی ترین و مطمئن ترین روش های جداسازی در صنایع شیمیایی ، نفت ، گاز و پتروشیمی معرفی شده است و اغلب به عنوان اولین و پر کاربرد ترین روش جداسازی مورد استفاده قرار می گیرد . در این فرایند ، افزایش روزافزون تقاضا جهت محصول خالص تر و نیاز به بازده بالاتر ، سبب ارائه ی روش های جدید تقطیر و مطالعه برای بهبود طراحی ها شده است . اما با توجه به مصرف بالای انرژی در فرایند تقطیر ، تلاش برای افزایش بازده از طریق طراحی مناسب تر مورد توجه قرار گرفته است . به دلیل هزینه ی بالای انجام تحقیقات آزمایشگاهی ، روی آوردن به مدل سازی مخصوصا با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی روز به روز افزایش یافته است . در این تحقیق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی یک مدل سه بعدی دو فازی برای سیستم آب- هوا بر اساس هندسه و شرایط عملیاتی سینی غربالی سولاری و بل با در نظر گرفتن سینی به صورت کامل و صرف نظر از فرض تقارن ارائه شده است و هم چنین طرحی جدید برای سینی کانال دار ارائه و مدل سازی شده است. مدل های در نظر گرفته شده برای جریان گاز و مایع در قالب اولری- اولری هستند . به علت اینکه ناحیه ی سر کف سینی برای ما مهم است ، فاز بخار ، فاز پراکنده و فاز مایع را پیوسته در نظر می گیریم .با توجه به مقادیر دبی مایع و گاز ورودی جریان فاز مایع آشفته و جریان بخار آرام است . مدل سازی ها توسط نرم افزار ansys cfx 11 انجام شده است . پارامترهای هیدرودینامیکی از جمله توزیع سرعت مایع روی سینی ، ارتفاع مایع زلال ، ارتفاع سر کف و متوسط جزء حجمی مایع در سر کف برای سینی کامل با داده های تجربی سولاری و بل و همچنین روابط تجربی مقایسه شده است و برای سینی کانال دار نتایج این پارامتر ها با سینی کامل مقایسه شده است. توزیع سرعت افقی مایع روی سینی نسبت به نتایج مدل سازی های پیشین که از فرض تقارن استفاده کرده و نصف سینی را در نظر گرفتند ، به نتایج تجربی سولاری و بل نزدیکتر هستند . نتایج سینی کامل برای ارتفاع مایع زلال انطباق بهتری با داده های تجربی نسبت به مدل های قبلی، نشان می دهند و برای پارامترهای ارتفاع سر کف و جزء حجمی مایع در سر کف نیز نتایج با روابط تجربی مقایسه شده اند و انطباق خوبی دارند به طوریکه کامل در نظر گرفتن سینی باعث کاهش 5 تا 13 درصدی خطای مدل سازی برای پارامترهای هیدرودینامیکی فوق شده است. علاوه بر پارامترهای ذکر شده ، در این تحقیق به بررسی بردارهای سرعت مایع در عرصه سینی ها پرداخته شده است . همچنین از داده های استخراج شده از نتایج cfd مثبت بودن نقش کانال ها در بهبود حرکت مایع بر روی سینی اثبات گردیده است . نتایج این تحقیق نشان می دهند که دینامیک سیالات محاسباتی ابزار قدرتمندی جهت طراحی ، آنالیز و رفع مشکلات موجود در صنعت به ویژه سینی های برج تقطیر می باشد. کلمات کلیدی: سینی غربالی – سینی کانال دار- هیدرودینامیک – تقارن – دینامیک سیالات محاسباتی – تقطیر

ستون های دوفازی حباب- مایع (راکتور حبابکار) تجهیزاتی برای انجام فرایندهای انتقال جرم و فرایندهای شیمیایی می باشند . بزرگترین مزیت این راکتورها این است که ضریب انتقال جرم و حرارت در آن ها بسیار بالاست و امتیازاتی چون انعطاف پذیری، سادگی عملیات، و نداشتن قطعات مکانیکی متحرک باعث شده است که مورد توجه بیشتری در صنایع شیمیایی و بیوشیمیایی قرار گیرند. یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در عملکرد این برج ها ماندگی گاز می باشد و این پروژه نیز به بررسی پارامترهای موثر بر ماندگی گاز در یک راکتور حبابکار پرداخته است و این بررسی هم از طریق اندازه گیری تجربی و هم به کمک تو انمندیهای قابل اجرا در دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) انجام گرفته که تلفیق کارتجربی و نرم افزاری نقطه عطف این پروژه محسوب می شود. مراحل انجام کارآزمایشگاهی شامل کالیبراسیون روتامترهای گازی، محاسبات اندازه گیری قطرحباب، اندازه گیری ماندگی گاز در سیالات نیوتونی و غیرنیوتونی با تغییر سرعت ورودی گاز در محدوده ??6/?تا ?845/?و تغییرخواص فیزیکی سیال مانند تغییر ویسکوزیته که ناشی از تغییر غلظت در محدوده (?-263/5) می باشد. و برای انجام قسمت نرم افزاری از نرم افزار تجاری workbench در رسم هندسه (ناحیه حل) و شبکه بندی آن و از نرم افزار تجاری cfx10 برای حل عددی استفاده شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر شرایط هیدرودینامیکی سیستم، نظیر تغییر شرایط مرزی، اثر نیروهای وارد بر سیستم و تغییر خواص فیزیکی سیال بررسی شده و در نهایت یک مدل cfd در سه بعد ارائه شده است. نتایج با داده های تجربی به دست آمده مقایسه شده است که نتایج شبیه سازی، نزدیکی و همخوانی مطلوبی را با نتایج تجربی نشان داده است. سپس سرعت چرخش مایع در سیستم آب-هوا از طریق نرم افزار محاسبه شده و بررسی ها نشان داد که نتایج در مقایسه با روابط تئوری هم پوشانی مناسبی دارد که تائیدی برصحت مدل هیدرودینامیکی استفاده شده برای برج حبابکار می باشد و با استناد به این هم پوشانی مطلوب یک رابطه برای سرعت چرخش سیالات غیرنیوتونی پیشنهاد شده است.

منو وینیل استات یک ماده شیمیائی مهم می باشد که از آن برای تولید پلی وینیل استات، پلی وینیل الکل و پلی وینیل بوتیرال استفاده می شود که در تولید چسب،رنگ، رزین، کاغذ، مرکب، لاستیکهای آب بندی اتومبیل و خیلی دیگر از صنایع کاربرد دارد. برای تولید این ماده چند روش وجود دارد، که مهمترین روش تولید آن اکسیداسیون اتیلن واسید استیک بر روی کاتالیزور پالادیوم – طلا در فاز گاز می باشد. یکی از مراحل مهم واکنش های کاتالیستی تعیین سینتیک واکنش می باشد. برای تعیین سینتیک واکنش تعیین مکانیسم واکنش لازم است. برای طراحی راکتور واکنش های شیمیائی و کنترل متغیرهای عملیاتی فرآیند و همچنین بهینه نمودن فرآیند، دانستن مکانیسم واکنش و نهایتا سینتیک واکنش ضروری است. محقیقن زیادی بر روی سینتیک واکنش کاتالیستی تولید وینیل استات از اکسیداسیون اتیلن و اسید استیک بر روی کاتالیزور پالادیوم- طلا کار کرده اند ولی هنوز یک سینتیکی که مورد توافق جمع باشد در مورد آن بدست نیامده است. در این پایان نامه بر روی سینتیک واکنش مزبور تحقیق شده است. برای این کار ابتدا پایلوت راکتور واکنش محاسبه، طراحی و ساخته شد. سپس واکنش های تولید وینیل استات در شرایط مختلف در آن انجام شد، همچنین تأثیر پروموترهای فلزی بر روی سرعت و انتخاب پذیری واکنش آزمایش گردید. با استفاده از نتایج واکنش ها علاوه بر ارائه مکانیسم و در نهایت معادله سرعت واکنش فرآیند، نتایج زیر بدست آمده است : 1- افزایش دما در محدوده انجام واکنش (120 تا 160 درجه سانتیگراد ) باعث افزایش سرعت و کاهش انتخاب پذیری واکنش می شود. 2- افزایش فشار جزئی اتیلن در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 3 تا 6 بار سرعت و انتخاب پذیری واکنش را بالا می برد. 3- افزایش فشار جزئی اکسیژن در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 25/0 تا 6/0 بار سرعت واکنش را افزایش ، ولی انتخاب پذیری را پائین می آورد ، افزایش غلظت اکسیژن بیشتر از 8 درصد حجمی باعث انفجار در فرآیند می شود. 4- افزایش فشار جزئی اسید استیک در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 3 تا 6 بار تأثیری در سرعت و انتخاب پذیری واکنش ندارد. 5- استاتهای فلزی باعث افزایش سرعت و انتخاب پذیری واکنش می شوند واز بین آنها استات گروه فلزات قلیائی تأثیر بیشتری دارند و در بین استات های گروه فلزات قلیائی این خاصیت از بالا به پائین افزایش می یابد.

در این پایان نامه به منظور تست پیل سوختی یک میز تست ساخته شد. در ادامه 3 تک سل با 3 طراحی متفاوت ساخته شد. هر طراحی از نظر صفحات انتهایی، دوقطبی و نوع مجموعه غشاء- الکترود با دیگری متفاوت می باشد. در پیل شماره (1)، صفحه انتهایی آلومینیوم به همراه صفحه دو قطبی گرافیت پلیمری مارپیچ 3 کاناله با مجموعه غشاء- الکترود nafion-nr111 ساخت شرکت یون پاور آمریکا استفاده گردید. این مجموعه غشاء- الکترود برای اولین بار در ایران آزمایش گردید. از مزایای این پیل عدم نیاز به رطوبت است. توان گرفته شده از پیل تقریبا 40 درصد توان ادعایی شرکت یون پاور است که توسط شرکت جنرال موتورز آمریکا تست شد. پیل شماره (2) با صفحه انتهایی فلکسی گلاس و صفحه دوقطبی گرافیت پلیمری مارپیچ تک کاناله و مجموعه غشاء- الکترود ساخت پژوهشگاه مهندسی اصفهان ساخته شد. این مجموعه غشاء- الکترود بسیار به رطوبت حساس بود و از ساختار بسیار ظریفی برخوردار بود. با توجه به نبود رطوبت زن مناسب توان گرفته شده از این پیل تقریبا 50 تا 60 درصد توان ادعایی پژوهشگاه مهندسی اصفهان بود. در پیل شماره (3) که در نوآوری آورده شده است از روش حدواسط متخلخل در سمت آند استفاده گردیده و صفحه انتهایی آن نیز با استفاده از صفحات کامپوزیت کربن سبک استفاده شده است. مجموعه غشاء- الکترود این پیل نیز ساخت شرکت گور می باشد. از مزایای این پیل، سبکی و عدم نیاز به رطوبت زنی می باشد و برای امور حمل و نقل و وسایل قابل حمل و امور نظامی مناسب است. هدف دوم این پایان نامه ارائه یک مدل بود. این مدل برای پیل سوختی شرکت هوریزون نوشته شده است که البته با اعمال تغییرات لازم برای پیل های دیگر نیز بکار می رود. مدل به صورت لایه به لایه مجموعه غشاء- الکترود است. برای حل آن نیز از نرم افزار matlab استفاده شده است. نتایج مدل، انطباق خوبی با آزمایشات گرفته شده از پیل هوریزون دارد.

در پژوهش حاضر مدل سه بعدی و دوفازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی هیدرولیک سینی ابداعی نوینی به نام سینی کلاهک مخروطی که در برج های تماس مایع به خصوص برج های دفع کاربرد دارد ارائه شده است. این سینی ساختاری شبیه سینی کلاهکی دارد به این ترتیب که یک کلاهک مخروطی شکل روی دهانه هر سوراخ سینی قرار دارد. مکانیزم جداسازی این سینی ها متفاوت با سایر سینی هاست ولی رفتار هیدرولیکی همسان با سینی های دریچه ای رایج داشته، اما اختلاط و جداسازی بهتر نسبت آن ها دارد. . مدلسازی دریک سیستم آب و هوا بر اساس شرایط عملیاتی سینی ساخته شده در واحد پژوهش و توسعه شرکت آذرانرژی تبریز انجام شده است و دستاوردهای همانندسازی شده با دینامیک سیالات محاسباتی با داده های آزمایشگاهی بدست آمده و همچنین داده های آزمایشگاهی مربوط به سینی دریچه ای مقایسه شده است. پارامترهای هیدرودینامیکی از جمله افت فشار سینی و ارتفاع مایع زلال برای سینی کلاهک مخروطی بدست آمده اند و با داده های تجربی مقایسه شده است . توزیع سرعت افقی مایع روی سینی به دلیل نبود داده آزمایشگاهی فقط با ابزار دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده و نمودارهای آن گزارش شده است. برای افت فشار سینی دستاوردهای دینامیک سیالات محاسباتی سازگاری بسیار خوبی با داده های تجربی بدست آمده و نزدیکی قابل ملاحظه ای با داده های سینی دریچه ای دارد. دستاوردهای بدست آمده دینامیک سیالات محاسباتی برای ارتفاع مایع زلال با داده های تجربی سینی کلاهک مخروطی و دریچه ای سازگاری بسیار خوبی دارد . علاوه بر پارامترهای ذکر شده ، در این پژوهش به بررسی بردارهای سرعت مایع در عرصه سینی ها پرداخته شده است . همچنین نحوه عملکرد سینی کلاهک مخروطی نشان داده شد. نتایج این پژوهش نشان می دهند هیدرودینامیک سینی کلاهک مخروطی همسانی بسیار نزدیکی با سینی دریچه ای دارد. همچنین نتیجه گرفته شد که دینامیک سیالات محاسباتی ابزار قدرتمندی جهت طراحی ، آنالیز و رفع مشکلات موجود در صنعت به ویژه سینی های برج تقطیر می باشد .

راکتورها ی هواخیز در صنعت به خصوص برای تولید برخی ترکیبات مانند اسیدهای ارگانیک،گلایکول ها ،الکل هاو پارافین ها کاربرد فراوان دارند. به علت توانایی این راکتورها در ایجاد اختلاط و سرعت چرخش بالا همچنین در تصفیه پساب ها، تولید مواد شیمیایی، فرآیند لیچینگ نیز استفاده می شوند. بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی مانند نیتروژن زدایی به مقادیر زیاد اکسیژن نیاز دارند. بنابراین انتقال اکسیژن پارامتر مهمی در فعالیت متابولیک و بازدهی کلی فرآیند است. این تحقیق شامل دو بخش است.مرحله ی اول ساخت راکتور هواخیز و انجام آزمایش بر روی آن و مرحله ی دوم شبیه سازی سه بعدی این راکتور. در قسمت آزمایش ها به بررسی میزان انتقال اکسیژن از هوا به آب پرداخته شده است.انتقال جرم در راکتورهای چندفازی به عملکرد هیدرودینامیکی قسمت های مختلف راکتور وابسته است .هیدرودینامیک به اثر متقابل شرایط عملیاتی ، هندسه راکتور و خواص فیزیکی- شیمیایی فازها مرتبط است.پارامترهای مهم هیدرودینامیکی در راکتورهای هواخیز کسر حجمی گاز و سرعت گردش مایع است. آزمایشها بر روی راکتور هواخیزی به ارتفاع 2 متر، قطر ناودانی 15 سانتی متر و قطر بالابرنده 10 سانتی مترصورت گرفت.در تمام آزمایش ها ارتفاع اولیه مایع 110 سانتی متر بوده است و از سیستم آب- هوا برای این راکتور استفاده شده است. در مرحله ی دوم این راکتور به صورت سه بعدی در نرم افزار ansys.cfx 11 شبیه سازی شد.و در محدوده سرعت گاز ورودی 0/00173-m/sec 0/018 ، مقادیر پارامترهای هیدرودینامیکی و انتقال جرم در تمام قسمت های راکتور بدست آمد. در این شبیه سازی علاوه بر نظریه هیگبی از نظریه های دیگری برای پیش بینی ضریب انتقال جرم حجمی مایع استفاده گردید. در نهایت مقادیر حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد که در مورد پارامترهای هیدرودینامیکی به طور متوسط اختلاف 20 درصدی بین نتایج مشاهده شد.

هدف از این پژوهش استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی(cfd) برای نشان دادن پدیده جداسازی دو فاز در یک جداکننده دو فازی گاز- مایع در مقیاس صنعتی می باشد. به این دلیل که مخزن جداسازی معمولا از اولین مخازن پردازش جریان در هر فرایند می باشد، طراحی نابجای این بخش می تواند ظرفیت فرایند را کاهش دهد. از این رو طراحی صحیح و بالا بودن راندمان یک جداکننده در صنایع، مخصوصا صنعت نفت و گاز بسیار مهم می باشد. در این تحقیق، برای شبیه سازی از داده های عملیاتی واحد تصفیه گاز شماره یک پالایشگاه شهید هاشمی نژاد سرخس استفاده شد. شبیه سازی ابتدا توسط نرم افزار aspen plus انجام شد و در مرحله بعد به وسیله دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم افزارansys cfx 11.0 پدیده ی جدایش دوفاز گاز و مایع را از یکدیگر نشان دادیم. در محیط دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل سازی رفتار سیالات درون جدا کننده روش اولری-اولری و مدل vof آن به کار برده شد. و نیز برای نشان دادن صحیح تلاطم جریان از مدل k-? به دلیل دقت بالا و پوشش رنج وسیعی از جریان ها استفاده شد. آنالیز حساسیت راندمان جداکننده نسبت به تغییر پارامترهای جریان انجام گرفت. نتایج نشان داد که برای یک جداکننده دو فازی، با افزایش شدت جریان ورودی به میزان 85 کیلوگرم بر ثانیه، راندمان جداکننده 3 درصد کاهش می یابد. همچنین با افزایش فشار درون مخزن از 5/6 به 5/7 اتمسفر، جزء مولی گاز در خروجی مایع بیشتر می شود و در نتیجه راندمان جداکننده حدود 4 درصد پائین می آید. بعلاوه مشخص شد که با افزایش سطح مایع درون جداکننده، راندمان جداکننده بالاتر می رود. نتایج دینامیک سیالات محاسباتی(cfd) نشان می دهد که جداکننده مورد نظر در فشار ثابت کار می کند و با حالت واقعی مطابقت دارد.

مدل سازی سینی برج تقطیر از این نظر که پارامترهای مختلف هندسی و شرایط عملیاتی را به راندمان مربوط می کند، از اهمیت زیادی برخوردار است. مدل سازی بر مبنای دینامیک سیالات محاسباتی، cfd، به این دلیل که بدون محدودیت هندسه و در بازه ی زمانی کوتاه تر، نتایج قابل قبولی را برای پیش بینی رفتار سیستم مهیا می کند، ابزار قدرتمندی است. از این رو مدل سازی هیدرودینامیکی و انتقال جرم سینی غربالی با روش cfd در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر مدل cfd سه بعدی و دو فازی در چارچوب اولری- اولری برای شبیه سازی هیدرودینامیک و انتقال جرم سینی غربالی ارائه گردیده و بازده مورفری و نقطه ای سینی محاسبه شد. شبیه سازی هیدرودینامیک برای سیستم آب و هوا در شدت جریان های مختلف فاز گاز(f-factor= 0/462, 0/801, 1/015, 1/464 (m/s (kg/m^3 )^(1/2))) انجام گردید و پارامترهای توزیع سرعت و ارتفاع مایع زلال و ارتفاع سرکف محاسبه شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. شبیه سازی برای سیستم متانول- نرمال پروپانول نیز صورت گرفت. در این شبیه سازی علاوه بر هیدرودینامیک، انتقال جرم نیز مورد بررسی قرار گرفت و توزیع کسر مولی متانول روی سینی و بازده مورفری و نقطه ای محاسبه گردید. ضرایب انتقال جرم فاز های گاز و مایع به ترتیب توسط نظریه های هیگبی و کشش جایگزینی سطوح، srs، محاسبه گردید. در این تحقیق اثرات غیر یکنواختی جریان روی سینی( مانند نقاط ساکن، نقاط برگشتی و توزیع نامتقارن سرعت)، بر انتقال جرم و بازده سینی بررسی شد. همچنین برای نشان دادن اثر ضریب انتقال جرم مایع، از دو نظریه هیگبی و srs برای محاسبه ضریب انتقال جرم فاز مایع استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند که غیر یکنواختی جریان باعث کاهش بازده انتقال جرم در محدوده 2 تا 20 درصد می گردد. نظریه srs مقدار بازده انتقال جرم صورت گرفته روی سینی را در مقایسه با نظریه ی هیگبی، 15درصد بیشتر بدست می آورد.

در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی از دریا به تجهیزات پایین دستی همواره با مقادیر قابل ملاحظه ای مایع تجمع یافته مواجه می باشیم. وجود این میعانات می تواند باعث بروز مشکلات متعددی از قبیل کاهش راندمان، ایمنی، افزایش خوردگی و فرسایش زودهنگام تجهیزات بالا دستی و پایین دستی صنعت نفت و گاز را به دنبال داشته باشد. بدین منظور از سیلابه گیرها جهت جداسازی فازهای میعانی از گازی استفاده می شود. یکی از انواع رایج آن، سیلابه گیر انگشتی بوده که توانایی بالایی جهت پذیرش حجم زیادی مایع تجمع یافته را دارا می باشد. نظر به اینکه طراحی این گونه تجهیزات ارتباط مستقیمی با خط لوله انتقال، شرایط عملیاتی از قبیل شدت جریان چند فازی و مشخصه ترکیبات سنگین فاز گازی در دوره زمانی طولانی مدت را دارد، داشتن مدل واحدی از خط لوله و سیلابه گیر می تواند کمک شایانی جهت موردکاوی شرایط مختلف عملیاتی را داشته باشد. در این پایان نامه، طراحی، مدل سازی و مورد کاوی سیلابه گیر انگشتی با استفاده از نرم افزار متلب، اکسل و پایپ فیز صورت گرفته، همچنین با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف، ساختار و اندازه سیلابه گیر به منظور دستیابی به ابعاد بهینه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

حذف گازهای اسیدی بخصوص دی اکسیدکربن، یکی از عملیات های مهم صنعتی است. دی اکسید کربن به مقدارزیادی از نیروگاههای سوخت فسیلی سوز، تولیدفولاد، تولیدمحصولات پتروشیمی، تولیدسیمان وتصفیه گاز طبیعی تولیدمی شود. یکی از پیشرفت های مهم در حال توسعه، استفاده از جاذب های باانرژی بالا ونرخ جذب سریع است.یک ماده شیمیایی که به عنوان جاذب های ت اری استفاده می شود باید قابلیت بازیافت، نرخ بالا برای جذب و ثبات شیمیایی خوب داشته باشد.آلکانول آمین های آبی شایع ترین جاذب های شیمیایی هستند که برای حذف گازهای اسیدی استفاده می شوند. در این تحقیق حلالیت دی اکسید کربن با استفاده از دستگاه اندازه گیری حلالیت بر روی حلال 2 آمینو 2متیل 1پروپانول (ch3)2c (nh2)ch2oh )و (آمونیاک ) nh3 در فشار 1atm ودرجه حرارت های293.15, 303.15, 323.15 درجه کلوین وغلظت های 1.107, 3.54, 7.041 مولارو همچنین بر روی مخلوط 30 درصد حجمیamp ومحلول های 1.107 , 3.54, 7.04مولاراز آمونیاک بررسی شده است. میزان حلالیت دی اکسید کربن برای هرکدام از حلال ها نسبت به دما وغلرت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین میزان حلالیت دی اکسید کربن در مخلوط دو حلال آمونیاک و 2 آمینو 2 متیل 1 پروپانول مشاهده می شود بطوریکه در غلرت های بین 2تا 5 مولار از حلال های فوق بیشترین میزان حلالیت دیده می شود ومقدار آن در نتایج به دست آمده از کار ت ربی 0.0901111kmol co2/kmol amp+nh3 به دست آمده است.

attempts have been made to study the thermodynamic behavior of 1,3 butadiene purification columns with the aim of retrofitting those columns to more energy efficient separation schemes. 1,3 butadiene is purified in two columns in series through being separated from methyl acetylene and 1,2 butadiene in the first and second column respectively. comparisons have been made among different thermodynamic models in both ?-? and ?-? approaches with contribution of pr, tst, prsv, and pr-twu equations of state and also the uniquac and nrtl activity models. two simulators, aspen plus and aspen hysys have been employed in this study and as a final point; the simulation results from aspen hysys with contribution of the selected four equations of state have been compared against industrial data from one of commercialized and currently in process in amir kabir petrochemical company. the simulation results indicate that all the four equations could produce the reasonable results for the first column, but for the second one, the pr-twu and tst failes to separate 1,2 butadiene at the desired value. in general, the recommended models for the first column are tst and pr-twu with an average absolute deviation (aad) of 0.512 and 0.769 percent for separation of methyl acetylene and also 0.134 and 0.135 percent for temperature prediction respectively. for the second column with bottom flow rate of 61.43 kg/h, the pr eos with an average absolute deviation of 0.487 percent for temperature prediction is the promising model.

در این پایان نامه مراحل ساخت و عملکرد غشای نانوفیلتر به منظور جداسازی پپسین (pepsin) مورد ارزیابی قرار گرفته است . در ابتدا غشای نامتقارن نانو فیلتراسیون pva/pes ساخته شد به نحوی که غشای pes به عنوان لایه اولیه و محافظ بر پایه ?? درصد وزنی پلیمر و به روش وارونگی فازها ساخته شد و سپس لایه کامپوزیتی از پلیمر pva با درصدهای وزنی مختلف روی آن پوشش داده شد که برای این کار کراس لینکر گلوترآلدهید اسید (ga) به کار گرفته شده است. در این کار از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم برای بهبود عملکرد غشاء استفاده شده است . برای رسیدن به شرایط بهینه عملکرد غشای نانوفیلتراسیون از روش آنالیز آماری تاگوچی استفاده شد. در این پژوهش آرایه های ارتوگونال l16 برای طراحی آزمایش مورد استفاده قرار گرفت به نحوی که pva و ga و tio2 در این آزمایش به عنوان پارامتر های کنترلی انتخاب شدند . پس از انجام 16 آزمایش فوق و بررسی نتایج حاصل از نحوه عملکرد و ساختار غشاها با استفاده از عکسهای sem و afm، غشای نانوفیلتراسیون با ترکیب 2 درصد وزنی pva، 5 درصد وزنی ga و 5/0 درصد وزنی tio2 به عنوان غشای بهینه انتخاب شد. در ادامه به منظور بهبود عملکرد غشاء از نانوذرات عاملدار بر سطح آن استفاده شد که برای این کار نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در حضور تری اتوکسی سیلیل پروپیل آمین عاملدار شدند و بر روی سطح غشاء پوشش داده شد که در نهایت افزایش شار خروجی و حذف درصد بالاتری از پپسین را به همراه داشت به نحوی که میزان شار و درصد حذف در غشای پوشش داده شده با نانو ذره خالص به مقدار (lit.m²/h)2/10 و 73% می باشد در حالی که این مقدار برای غشای مشابه با پوشش نانوذرات عاملدار به(lit.m²/h) 5/10 و 81% رسید

برج های حبابکار از جمله مهمترین تماس دهنده های گاز-مایع جهت انجام عملیات انتقال جرم و حرارت در صنعت می باشند.بزرگترین مزیت این برج ها وجود ضرایب بالای انتقال حرارت و جرم است.امتیازاتی چون انعطاف پذیری,سادگی عملیات و عدم وجود قسمت های متحرک باعث توجه ویژه به این برج ها در صنعت شده است.در این برج ها رژیم جریان و سیستم چرخش مایع درون برج برضریب انتقال حرارت تاثیر گذار است.این ویژگی برای واکنش های گرمازا به ویژه واکنش هایی که در آن ها گزینش پذیری به شدت به دما وابسته است بسیار دارای اهمیت است.در این پروژه ضریب انتقال حرارت مرکز و دیواره های برج برای برج دارای دیواره فلاکس حرارتی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفته است.ابتدا از نرم افزار workbench برای رسم هندسه برج و هم چنین شبکه بندی آن مورد استفاده قرار گرفته است.از نرم افزار cfx جهت حل عددی شبیه سازی استفاده شده است.در این تحقیق یک مدل سه بعدی cfd برای شبیه سازی برجی با قطر292/0سانتی متر و ارتفاع 5/1 متر استفاده شده است جهت بررسی پروفایل های دمایی در برج از مایع ریزانی که از دیواره خارجی برج به پایین می ریزد استفاده شده است.در این تحقیق اثر سرعت ورودی گاز ونرخ حرارت خروجی از المان بر روی ضریب انتقال حرارت بررسی شده است و روابطی جهت محاسبه ضریب انتقال حرارت برای مرکز و دیواره های برج با توجه به سرعت گاز بدست آمده است.هم چنین تاثیر سرعت گاز ورودی و سرعت سیال خنک کننده بر روی پروفایل تغییرات دمایی برج بررسی شده است.با افزایش سرعت گاز وسرعت سیال خنک کننده در یک زمان مشخص دمای میانگین سیستم مقدار کمتری است.

امروزه در سطح دنیا با توجه به کمبود سوخت های فسیلی و همچنین مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف این سوخت ها، استفاده از منابع انرژی جایگزین، که هم پایدار بوده و هم آلودگی کمتری دارند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این میان پیل های سوختی با توجه به داشتن مزایای فراوان، جایگاه خاصی را دارا می باشند. پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل داشتن سوخت مایع و همچنین توان خروجی قابل قبول به منظور استفاده در وسایل قابل حمل بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پروژه به منظور آشنایی با این نوع پیل و آشنایی با روش ساخت آن، یک تک سل متانولی مستقیم با سطح فعال cm2 25 ساخته شد. در ادامه شرایط عملیاتی مختلفی مانند دما، غلظت متانول، دبی متانول ورودی به آند، دبی هوای ورودی به کاتد و همچنین فشار پشت کاتد، بر تک سل ساخته شده اعمال شد تا بهترین شرایط عملیاتی که پیل در آن دارای بالاترین توان و بازده است مشخص گردد. بر اساس این آزمایشات مشخص شد پیل مذکور در دمای ?90، غلظت m 1، فشار پشت کاتد bar 3، دبی متانول ورودی به آند ml/min 5 و دبی هوای ورودی به کاتد cm3/min 1000 دارای بالاترین توان است که این توان معادل mw/cm2 4946/41 می باشد. همچنین مشخص شد که افزایش دما (از 70 تا ? 90)، فشار پشت کاتد (از 1 تاbar 3) و دبی هوای ورودی به کاتد (از 500 تا cm3/min 1000) باعث کارکرد بهتر پیل می گردد ولی افزایش غلظت متانول (از 5/0 تا m 3) و دبی متانول ورودی به آند (از 5 تا ml/min 15)، باعث کاهش توان خروجی از پیل می گردد. در این تک سل از مجموعه غشاء- الکترود ساخت شرکت paxi tech فرانسه استفاده شد و در آزمایشات مختلفی که روی تک سل صورت گرفت، توانی معادل %88 توان مورد ادعا شرکت سازنده غشاء- الکترود، گرفته شد. همچنین در نهایت داده های خروجی از تک سل، با مدل ریاضی رحیمی- یزدانی پور مورد مقایسه قرار گرفته، که توان خروجی پیل % 5/23 بیشتر از مقدار محاسبه شده توسط مدل بود.

تقطیر پر کاربرد ترین تکنولوژی جداسازی در صنعت است و واحد های تقطیر، بخش عمده ای از کل مصرف انرژی در صنعت جهان را به خود اختصاص می دهند. در این پژوهش، بر روی سیستم های کوپل گرمایی برای جداسازی مخلوط های چند جزئی تمرکز شده است. این سیستم ها که هم چنین چینش پتلیوک نیز نامیده می شوند، با یک ساختار ویژه، برج دیوارمیانی را معرفی می کند. صرفه جویی انرژی در حدود 20 – 40 درصد برای این برج ها در جداسازی مخلوط های سه جزئی گزارش شده است. در سیستم های کوپل گرمایی، علاوه بر صرفه جویی در انرژی، کاهش برخی از تجهیزات مانند چگالنده و جوش آور از برج، باعث کاهش هزینه های سرمایه گذاری نیز می شود. به دلیل اینکه تا به حال مدلی استاندارد به عنوان یک بسته نرم افزاری برای شبیه-سازی برج های دیوارمیانی ارائه نشده است، بنابراین باید این برج ها را به برج های ساده تر مدل کرد. در این پژوهش، از مدل دو ستون یا پتلیوک که نزدیک ترین حالت به برج های دیوار میانی است، برای شبیه-سازی استفاده شده است. برای بدست آوردن پارامتر های مورد نیاز برای شبیه سازی برج در نرم افزار aspen hysys، از روش جدیدی برای مدل سازی استفاده می شود. در این مدل با استفاده از روش سینی به سینی، برای دست یابی به تعدا سینی های مورد نیاز، سینی های ارتباطی، سینی خوراک و محصول جانبی، از دیاگرام مثلثی استفاده می شود. حل معادلات حاکم بر این روش و دستیابی به این دیاگرام توسط نرم افزار برنامه نویسی matlab صورت پذیرفته است. در این تحقیق، شبیه سازی برج دیوارمیانی برای خالص سازی 1و3-بوتادین بخش تقطیر مجتمع پتروشیمی امیرکبیر انجام شده است و هم چنین تأثیر پارامتر های مهم از جمله تأثیر تقسیم کننده مایع بر خلوص ترکیبات بررسی شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از شبیه سازی با اطلاعات موجود در واحد 1و3-بوتادین نشان می دهد که استفاده از برج تقطیر دیوارمیانی به جای سیستم برج های متوالی، جداسازی را با همان درجه خلوص و صرفه جویی قابل ملاحظه ای در انرژی انجام می دهد. این کاهش در مصرف انرژی در حدود 21 درصد برای چگالنده و جوش آور می باشد. هم چنین دیده می شود در مقدار تقسیم کننده مایع برابر با 5/3 به خلوص مورد نظر از 1و3-بوتادین در برج اصلی می توان دست یافت.

با توجه به اهمیت مصرف انرژی در سال های اخیر، از انتگراسیون فرایندها در برج های تقطیر استفاده می شود که یکی از راه های انتگراسیون فرایندها، زوج گرمایی کردن است.یکی از چینش های زوج گرمایی، برج تقطیر دیوارمیانی است که برای جداسازی مخلوط های چندجزئی مورد توجه قرار گرفته است در ساختار این برج، دیواری وجود دارد که فضای داخلی برج را به دو قسمت پیش جداساز و برج اصلی تقسیم می کند این دیواره از اختلاط طرف خوراک و جریان جانبی جلوگیری می کند و باعث می شود پدیده اختلاط دوباره، حداقل شود . برج دیوارمیانی به دو صورت سینی دار و آکنده موجود است که در صنعت استفاده از نمونه آکنه دار آن متداول تر است. به دلیل اینکه تا به حال مدل استانداردی برای برج دیوارمیانی به عنوان یک بسته نرم افزاری ارائه نشده است بنابراین این برج را به برج های ساده تر مدل می کنند. مدل دو ستون مدلی است که برای مدل سازی این برج استفاده شده است. برای به دست آوردن تخمین اولیه پارامترهای طراحی از روش میانبر نرم افزار aspen plus استفاده شده است در این تحقیق شبیه سازی یک برج تقطیر دیوارمیانی آکنده با آکنه های ساختاریافته mellapak 125x و mellapak 250x، برای خالص سازی 1و3بوتادین بخش تقطیر واحد 1و3بوتادین مجتمع پتروشیمی امیرکبیر انجام شده است مقایسه نتایج نشان می دهد که برج تقطیر دیوار میانی جایگزین خوبی برای سیستم برج های متوالی است که جداسازی را در یک برج، با همان درجه خلوص انجام می دهد و صرفه جویی قابل ملاحظه ای در انرژی مصرفی حاصل می شود برای غلظت های موجود در واحد، بار حرارتی در چگالنده و جوش آور حدود 5/28 % کمتر از حالت معمولی است.

افزایش غلظت co2 در اتمسفر یکی از دلایل عمده گرم شدن زمین است. از بین روش های مختلف برای کاهش co2، تثبیت بیولوژیکی co2 با استفاده از جلبک به عنوان یک روش اقتصادی و سازگار با محیط زیست، پیشنهاد می شود. اگرچه تعداد زیادی فتوبیوراکتور برای کشت جلبک وجود دارد، ولی تعداد کمی از آن ها عملاً به عنوان فتوبیوراکتور جلبکی استفاده می شود. بیو راکتور هواخیز با فراهم کردن تنش برشی پایین و داشتن انتقال جرم بالا، یکی از دستگاه های مناسب معرفی شده برای کشت جلبک است. نوررسانی در راکتورهای هواخیز یکی از پارامترهای مهم است که تحت تأثیر سرعت هوادهی، ماندگی گاز و سرعت مایع است. اکسیژنی که با عمل فتوسنتز تولید می شود می بایست حذف شود تا با تجمع بیش از حد اکسیژن در محیط عمل فتوسنتز مختل نشود. مقدار اکسیژنی که از سیستم دفع می شود تابع ضریب کلی انتقال جرم است. به همین منظور، در این پژوهش ابتدا پارامترهای هیدرودینامیکی و انتقال جرم اکسیژن با انجام آزمایشات ماندگی گاز، سرعت چرخش مایع و میزان اکسیژن حل شده، در راکتور هواخیز مشخص می شوند. با مشخص شدن پارامترهای هیدرودینامیکی در ادامه تأثیر جلبک در حذف co2 مورد ارزیابی قرار می گیرد. بیوراکتور هواخیز مورد استفاده دارای حجم تقریبی 20 لیتر برای کشت است. بعد از پر کردن راکتور با محیط کشت ساخته شده که حاوی مواد معدنی لازم برای رشد جلبک است و هم چنین فراهم کردن دیگر شرایط رشد، جلبک کلرلا وولگاریس (chlorella vulgaris) به درون دستگاه تزریق می شود. جلبک در شرایطی مورد کشت قرار می گیرد که در جریان گاز ورودی به راکتور، دی اکسید کربن با هوا ترکیب شده و با غلظت 4% وارد می شود و هم چنین نوررسانی در سطح راکتور با شدت تقریبی 1300 lux?m^2 با دوره 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی انجام می شود. در دوره رشد، غلظت های توده زیستی جلبک و میزان co2 خروجی از دستگاه برای تعیین بازدهی حذف دی اکسید کربن توسط جلبک، در طول مدت هفت روز اندازه گیری و ثبت شدند. این آزمایش در دو سرعت متفاوت گاز ورودی و با غلظت 4% co2 تکرار شد . نتایج نشان داد که بیش ترین بازده حذف در سرعت پایین تر گاز ورودی با غلظت نهایی جلبک 1/8(g/l) به مقدار 93% رسید ولی در سرعت بالاتر گاز ورودی و با غلظت نهایی جلبک 2/03 (g/l) بازدهی حذف 71% بود.

توسعه کامل تکنیکی و صنعتی سینی های برج تقطیر باعث استفاده گسترده آن ها در وسایل جداکننده و در فن آوری های جداسازی شده است. با این حال، برای افزایش بازده و ظرفیت سینی ها پژوهش های زیادی در حال انجام است. استفاده از دیگر فرایند های جداسازی و اعمال نیرومحرکه های اضافی در سینی ها می تواند در بهبود عملکرد آن ها نقش بارزی داشته باشد. در پژوهش حاضر سینی جدیدی طراحی، ساخته و آزمایش شده است. این سینی جدید "سینی کلاهک مخروطی" نام گذاری شده است. این سینی در دسته سینی های کلاهکی می تواند قرار گیرد که از یک ساختار مخروطی استفاده می کند. این ساختار جدید باعث ایجاد گرادیان فشاری شده که نیروی محرکه جدیدی را به سینی اعمال کرده و عملکرد منحصر به فردی به این سینی می دهد. گرادیان فشار در مخروط نیروی محرکه ای ایجاد می کند که باعث ایجاد مکش و هم چنین ناپایداری فاز مایع و تغییر شکل سطح آن و در نهایت تشکیل رژیم افشانه ای برروی سینی می شود. آزمایش ها هیدرودینامیکی به همراه مدل سازی های دینامیک سیالاتی برای درک مناسب از عملکرد سینی انجام شده است. آزمایش ها مربوط به عملیات هیدرولیکی سامانه ی آب و هوا در فشار اتمسفری در یک برج سینی دار به قطر 22/1 متر انجام گرفت. هیدرودینامیک سینی کلاهک مخروطی در گستره ی وسیعی از دبی های مختلف گاز و مایع صورت پذیرفت. علاوه بر آن، این آزمایش ها برروی سینی دریچه ای نیز انجام گرفت. مقادیر افت فشار خشک، افت فشار کل، میزان ریزش و میزان ماندگی و سایر پارامتر های هیدرودینامیکی اندازه گیری شد. با استفاده از این نتایج، روابط تجربی برای افت فشار، میزان ریزش و ماندگی به وسیله ی برازش داده ها به دست آورده شد. هم چنین با استفاده از روابط تجربی موجود، سینی کلاهک مخروطی با سینی کلاهکی، مقایسه شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد، افت فشار سینی کلاهک مخروطی از سینی کلاهکی کمتر و در محدوده افت فشار سینی دریچه ای می باشد. میزان ریزش سینی کلاهک مخروطی از سینی دریچه ای به میزان قابل توجهی کمتر است. علاوه بر آن میزان ماندگی، از سینی دریچه ای بیشتر و از سینی کلاهکی کمتر می باشد. بنابراین ظرفیت سینی کلاهک مخروطی از سینی کلاهکی بیشتر خواهد بود. داشتن نسبت تغییر ظرفیت بسیار مناسب نیز از ویژگی های این نوع سینی است که بر خلاف سینی کلاهکی بدون داشتن افت فشار زیاد حاصل شده است. ارتفاع بند تنها برروی افت فشار اثر گذار بوده و برروی ماندگی و ریزش اثر قابل توجهی ندارد. بندی به ارتفاع 5/2 سانتی متر برای این سینی پیشنهاد گردیده است. برای بررسی بهتر این سینی، مدل دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی برای پیش بینی هیدرودینامیک سینی که در رژیم افشانه ای کار می کند، ارائه شده است. از نرم افزار تجاری برای شبیه سازی ها استفاده شده است. این مدل دو فازی آب و هوا در قالب یک کد شبه vof اجرا شده است. مدل اندازه گروه های چندگانه برای بررسی توزیع اندازه ی قطرات مایع و از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی برای شبیه سازی ها استفاده شده است. میزان متوسط خطای نسبی مربوط به تخمین افت فشار برابر 15 درصد است.

در این پایان نامه مطالعه ای بر روی دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفت تا پدیده ی جدایش دو فازی و سه فازی در دو جداکننده ی دوفازی افقی (گاز- مایع) و سه فازی عمودی (گاز- مایع- مایع) در مقیاس صنعتی نشان داده شوند. امروزه استفاده مناسب از جداکننده های مکانیکی از اهمیت بالایی برخوردار شده اند، چراکه با طراحی نا به جای جداکننده ها در فرایند، ظرفیت واحدها به مقدار چشمگیری کاهش می یابند. در این پژوهش از داده های عملیاتی فاز چهارم و پنجم پالایشگاه پارس جنوبی برای شبیه سازی جداکننده ی دو فازی افقی و از داده های فاز دوم و سوم پالایشگاه پارس جنوبی برای شبیه سازی جداکننده ی سه فازی عمودی استفاده شد. شبیه سازی ابتدا توسط نرم افزار aspen hysys انجام شد و در مرحله ی بعد با استفاده از نرم افزار های دینامیک سیالات محاسباتی پدیده ی جدایش دو فاز گاز و مایع و سه فاز گاز و مایع و آب از یکدیگر نشان داده شد. همچنین به طور جداگانه، شبیه سازی شبکه های بافته شده نیز به کمک دینامیک سیالات محاسباتی به صورت دو و سه بعدی بخشی از مقیاس صنعتی و در حالت های دو فازی و سه فازی انجام شد و سپس نتایج حاصل از آن به طور جداگانه در شبیه سازی جداکننده های دو فازی افقی و سه فازی عمودی مورد استفاده قرار گرفت. در محیط دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل سازی رفتار سیالات از مدل مخلوط و برای نشان دادن اغتشاشات از مدل k-? استاندارد و در تمامی شبیه سازی ها از متوسط قطر قطرات (mm 01/0) استفاده شد. آنالیز حساسیت راندمان شبکه های بافته شده نسبت به تغییر پارامترهای جریان انجام گرفت. ماکزیمم خطای حاصل شده از شبیه سازی شبکه ی فلزی بافته شده با داده های پالایشگاهی 1/21% شد، در حالی که ماکزیمم خطای رابطه ی ارایه شده توسط دسوکی با داده های پالایشگاه 4/33% است. در شبیه سازی جداکننده ی عمودی، ماکزیمم خطای افت فشار حاصل از شبیه سازی دینامیکی با داده های پالایشگاهی در محل قرار گیری شبکه ی فلزی 67/3% به دست آمد، در صورتی که ماکزیمم خطای مدل های (d و g) ارائه شده توسط اسویندسن و هلسر با داده های پالایشگاه به ترتیب، 3/12% و 45/7% به دست آمد. بیشترین راندمان جداسازی برای فاز آب 71% در سرعت ورودی(m/s 5/8) و برای فاز آلی 32% در سرعت ورودی (m/s 9) و برای جداسازی کلی 2/38% در سرعت ورودی ( m/s8/8) بدست آمد. همچنین درجداکننده ی دو فازی افقی ، بیشترین راندمان جداسازی1/76% و درسرعت ورودی (m/s 3/3) بدست آمد. نتایج نشان داد که در صورت تعویض شبکه ی فلزی بافته شده ی موجود در جداکننده ی سه فازی عمودی با قطر(m 3/3) از همان نوع شبکه می توان به راندمان بالا در سرعت های ورودی بالاتر دست یافت.

سینی های غربالی به طور گسترده در برج های تقطیر، جذب و دفع، استخراج و راکتورهای دوغابی استفاده می شوند.آگاهی از جزییات هیدرودینامیک این سینی ها در طراحی درست و رفع مشکل های عملیاتی این سینی ها و افزایش بازده آن ها نقش غیرقابل انکاری دارد.امروزه با توجه به هزینه بالای انجام تحقیقات آزمایشگاهی ، روی آوردن به مدل سازی مخصوصاً استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی رو به افزایش است. در پژوهش حاضر یک مدل سه بعدی ، دو فازی در چارچوب اولری- اولری برای شبیه سازی هیدرودینامیک، انتقال جرم و حرارت سینی غربالی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ارائه شده است . برای شبیه سازی هیدرودینامیک هردو هندسه که هندسه 1 شامل دو سینی و هندسه 2 شامل نصف سینی است از سیستم آب – هوا استفاده شده است با توجه به اهمیت ناحیه سر کف سینی فاز گاز را فاز پراکنده و فاز مایع را پیوسته در نظرمی گیریم همچنین جریان فاز مایع آشفته و فاز گاز آرام است. شبیه سازی ها در دبی های مختلف گاز و مایع انجام شده است و پارامترهای هیدرولیکی مثل ارتفاع مایع زلال، ارتفاع سر کف و توزیع مایع روی سینی بررسی و با داده های آزمایشگاهی سولاری و بل و برخی از روابط تجربی مقایسه شده است. برای شبیه سازی های انتقال جرم و حرارت که برای هندسه 2 انجام شده است از سیستم متانول – پروپانول استفاده شده است همچنین برای محاسبه ضریب انتقال حرارت،رابطه رانز مارشال و ضریب انتقال جرم ، رابطه srs به کار گرفته شده است. بازده مورفری و نقطه ای در سینی محاسبه شده است همچنین توزیع غلظت مایع و توزیع دمای مایع در طول سینی نشان داده شده است . در این تحقیق اثرات غیریکنواختی جریان مانند نواحی ساکن، چرخشی و توزیع نامناسب سرعت در روی سینی بر روی بازده نقطه ای، مورفری و توزیع دمای مایع در روی سینی بررسی شده است .

سه روش اصلی برای تولید هیدروژن وجود دارد که می توان روش ریفرمینگ با بخار، اکسیداسیون جزئی و فرآیند ریفرمینگ اتوترمال را نام برد. آزمایشات بسیاری بر روی راکتور ریفرمینگ انجام شده است. با انجام واکنش با کاتالیست های مختلف محدوده های متفاوتی از دما شناسایی و مطالعه گردیده است. از جمله فاکتورهای کلیدی می توان به سرعت فضایی، دما، فشار، نسبت بخار آب به خوراک ،همچنین نسبت هوا به خوراک اشاره نمود که در میزان تولید هیدروژن و شرایط عملیاتی بهینه تاثیر به سزایی دارد. در این کار مدل-سازی راکتور کاتالیستی متان برای تولید هیدروژن بوسیله ی دینامیک سیالات محاسباتی انجام و این کار با نرم افزار fluent 6.3.26 انجام گرفت. شرایط دمایی در نسبت های مختلفی از بخارآب به خوراک مورد ارزیابی قرار گرفت. محدوده ی دمایی به کار گرفته شده 773، 873 و 973 کلوین در نسبت های آب به متان 3، 5/3، 4 و 5 به کار گرفته شد. شرایط بهینه در این کار دمای 973 کلوین، نسبت بخار آب به خوراک متان3-5/3 و زمان اقامت تعیین گردید. دادههای مدل سازی با داده های تجربی مقایسه گردید.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

مطالعه بر روی ابزارهای مصنوعی جهت گردش خون و اکسیژناسیون آن در خارج از بدن در سالهای اخیر توسعه یافته است . کاربرد اصلی این دستگاهها در جراحی قلب باز (open surgcry) می باشد. امروزه بهترین اکسیژناتور، نوع غشایی با لوله های مویین (tubular capillarymembrane) می باشد. اکسیژناتورهای غشایی گران و یکبار مصرف می باشند و کشور ایران تنها، وارد کننده و مصرف کننده این دستگاهها می باشد. در این پژوهش مدل ریاضی جهت اکسیژناسیون جریان خون عبوری از درون یک غشاء لوله ای نیمه تراواکه توسط فاز گاز احاطه شده مورد توجه قرار گرفته و معادلات سرعت و انتقال جرم مربوط به این فرایند بدست آورده شده اند. جریان خون پایدار، آرام، تراکم ناپذیر، گسترش یافته و با خواص ثابت در نظر گرفته شده است و خون سیالی غیر نیوتنی برشی آن از معادله casson بدست می آید فرض گردیده است . معادلات سرعت به روش نیوتن و معادلات نفوذ به روش crank-nicolson گسسته سازی شده و به کمک نرم افزار matlab حل گردیده اند. تاثیر عدد تسلیم بر روی منحنی سرعت و تاثیر عواملی مانند عدد مقاومت دیواره غشاء، قطر لوله و... بر روی منحنی های جذب اکسیژن و دفع دی اکسیدکربن مورد بررسی قرار گرفته است . از مجموعه نتایج فوق می توان در طراحی ساده اکسیژناتور غشایی لوله ای استفاده نمود.

اولین گام در راستای کاهش مصرف انرژی و ارائه روش های بازیافت انرژی انجام یک دوره کامل ممیزی انرژی جهت مشخص کردن مکانهای انرژی و تعیین میزان هدر رفت انرژی و اکسرژی به سه گونه ممیزی انرژی عبوری، مقدماتی و تفصیلی طبقه بندی می شود . روش ممیزی انرژی تفصیلی اگر چه نیاز به امکانات ، هزینه و صرف وقت بیشتری نسبت به ممیزی انرژی عبوری و مقدماتی دارد لکن به دلیل مشخص شدن فلودیاگرام نسبتا دقیق جریان انرژی در یک واحد صنعتی نتایج حاصل از آن مطمئن تر و روشنتر می باشد. در این روش کلیه مکانها و تجهیزات با کاربرد قانون اول ترمودینامیک و انجام بالانس انرژی ، میزان اتلاف انرژی و با کاربرد قانون دوم ترمودینامیک میزان اتلاف اکسرژی یا به عبارت دیگر حداکثر انرژی قابل بازیابی مشخص می شود. در تحقیق حاضر کلیه تجهیزات و وسایل مرتبط با انرژی در هر واحد در سه بخش تبدیل انرژی ، فرآیند و بازیافت انرژی طبقه بندی شده و پس از محاسبات لازم راندمان هر بخش تعیین شده است. این عمل برای واحد تفکیک بوتادین پتروشیمی بندر امام خمینی انجام و نتایج در قالب یک سری جداول و نمودار ارائه شده است. محاسبات انجام شده نشان می دهد که میزان افت اکسرژی در واحد نسبتا کم می باشد و یامیزان بازیافت انرژی در حد نسبتا خوبی می باشد.

با گسترش صنعت روغن نباتی در کشور، تلاش در جهت افزایش کیفیت روغنهای گیاهی و نیز کاهش هزینه ها، سرعت بیشتری به خود گرفته است. یکی از پارامترهای کیفی مهم در صنایع روغن نباتی ، رنگ روغن است که جهت اصلاح آن عملیات رنگبری به کمک خاک رنگبر بصورت تحت خلا صورت می گیرد. با رشد روزافزون تولید روغنهای نباتی، مصرف این خاک در کشور به صدها تن در هر سال رسیده است و از آنجا که نیاز صنایع روغن نباتی به این خاک از طریق واردات، مرتفع می شود، هر ساله منابع ارزی زیادی در این زمینه صرف می شود.