بیوفیلتر نوعی بیوراکتور با بستر ثابت می باشد که بر روی ذرات این بستر بیوفیلم تشکیل شده است. مواد آلاینده با عبور از میان این بستر جذب بیوفیلم شده و توسط میکروارگانیسم ها مصرف می شوند. یکی از مهمترین عوامل موثر در بیوفیلتراسیون، تأمین رطوبت بستر است که تأثیر زیادی بر عملکرد و کارایی آن دارد. در این راستا از دو روش آب زنی مستقیم به بستر و رطوبت زنی هوای ورودی استفاده می شود که هر کدام پیچیدگی ها و مشکلات خاص خود را دارد. در این پژوهش استفاده از سوپرجاذب های آب برای تأمین و حفظ رطوبت بستر مورد بررسی قرار گرفت. دو بیوفیلتر یکی با بستر پرلیت و دیگری مخلوطی از پرلیت و سوپرجاذب نوع a200 مورد مقایسه قرار گرفتند. این سوپرجاذب در دسته پلیمرهای پلی اکریل آمید آنیونیک قرار دارد. درصد وزنی سوپرجاذب خشک در بستر % 2/3 بود. به عنوان نمونه ای از آلاینده های آلی از نرمال هگزان استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از سوپرجاذب در بستر بیوفیلتر، عملکرد آن را به طور چشمگیر بهبود داده و تأثیر بسزایی در تأمین رطوبت بهینه بستر داشته است. در مراحل بعدی آزمایش ها، تأثیر دبی هوای ورودی و غلظت آلاینده بر عملکرد بیوفیلتر حاوی سوپرجاذب مورد بررسی قرار گرفت.

تصفیه بیولوژیکی جریان هوای آلوده در مورد آلودگی های آلی آبگریز با مشکل مواجه می شود. در این مطالعه دو بیوراکتور ستون حبابی هم اندازه به منظور بررسی اثر روغن سیلکون بر راندمان حذف ترکیبات آلی آبگریز مورد استفاده قرار گرفتند. در مرحله اول عملکرد یک بیوراکتور ستون حبابی در بر دارنده روغن سیلکون با یک بیوراکتور شاهد مورد مقایسه قرار گرفت. راندمان حذف در بیوراکتور حاوی روغن 76% و در بیوراکتور شاهد 37% بدست آمد. در مرحله بعد نسبت حجمی فاز آلی به فاز آبی بر عملکرد بیوراکتور مورد تحقیق قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش درصد روغن از 5 تا 15% اثر مثبتی بر راندمان حذف داشت. راندمان حذف برای روغن در مقادیر حجمی 15 و 20 % تقریباً مشابه بود. سپس به منظور بهبود عملکرد بیوراکتور و بررسی اثر افزودن پرلیت بر تخریب هگزان، دو مرحله آزمایش انجام شد. افزودن پرلیت عملکرد بیوراکتور دو فازی مایع را به خوبی بهبود بخشید. ماکزیمم راندمان حذف در بیوراکتور حاوی پرلیت 75% و در بیوراکتور شاهد 46% حاصل شد. سپس این دو بیوراکتور دو فازی مایع (حاوی پرلیت وفاقد پرلیت) در معرض افزایش ناگهانی غلظت گاز ورودی قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان داد که هر دو بیوراکتور پاسخ خوبی به این افزایش ناگهانی غلظت نشان دادند.

در پژوهش حاضر اثر اضافه کردن حلال آلی غیرقابل امتزاج با آب بر عملکرد بیوراکتور تانک همزن دار بررسی شد. در مرحله نخست پاسخ بیوراکتور دو فازی به دوره قحطی هگزان با بیوراکتور تک فاز مقایسه شد. در سیستم تک فاز بعد از دوره قحطی سه روزه، شش روز زمان لازم بود تا بیوراکتور به بازده حذف قبل از دوره قحطی خود برسد در حالی که برای بیوراکتور حاوی 10% حجمی روغن سیلیکن این زمان تنها ده ساعت بود. در مرحله دوم اثر درصد حجمی روغن بر عملکرد بیوراکتور در تغییرات پله ای غلظت و دبی جریان بررسی شد. نتایج آزمایشات نشان داد اضافه کردن روغن موجب افزایش ظرفیت حذف و همچنین بالا نگه داشتن آن بعد از دوره قحطی آلاینده می شود. کارایی بهتر بیوراکتور با درصد بالاتر فاز غیرآبی در بار بالای ورودی آلاینده واضح تر است.

ته نشینی یا رسوب یک جامد درون سیال بوسیله نیروی ثقل، یکی از پر استفاده ترین روش های جداسازی جامد از مایع می باشد. تیکنرها از واحدهای کلیدی در فرآیندهای عملیاتی هیدرومتالوژی هستند. معمولاً هدف اولیه از تیکنر گرفتن حداکثر مایع از یک دوغاب رقیق خوراک، و بنابراین ایجاد یک گل تا حداکثر ممکن تغلیظ شده می باشد. در این تحقیق دینامیک سیالات محاسباتی به همراه مدل موازنه جمعیتی برای توصیف جریان سیال، توزیع اندازه ذرات و سینتیک بهم چسبیدگی/شکست فلوکولاسیون در تیکنر باطله در مجتمع مس سرچشمه مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی عملکرد تیکنر در حالت پایلوت و مقایسه آن با داده های آزمایشگاهی انجام شد. در نهایت تیکنر باطله مدل سازی شده و پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد تیکنر مانند: دبی ورودی خوراک، غلظت ورودی، اندازه ذرات و فرآیند فلوکولاسیون مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تغییر در نحوه ورود جریان به چاهک خوراک و محاسبه گشتاور حاصل از ریک ها برای تیکنرهای باطله نیز انجام شد. نتایج نشان داد در یک دوز ثابت فلوکولانت با افزایش دبی خوراک ارتفاع بستر افزایش می یابد، این افزایش ارتفاع بستر در دبی های بالا با شیب بیشتری صورت می گیرد. پایین بودن سرعت موجب اختلاط ضعیف و ترکیب ناکافی افقی در جریان چرخشی می شود. تنش با افزایش دبی خوراک افزایش می یابد از این رو تلاطم داخل چاهک خوراک یکنواخت نخواهد بود. افزایش تنش باعث افزایش زمان ماند، جذب فلوکولانت و افزایش بهم چسبیدگی می شود. با افزایش دبی و غلظت خروجی ته ریز نیروهای وارد بر پاروهای نزدیک مرکز تیکنر بیشتر افزایش می یابد. توزیعی از نیروی محوری در کل اعضای ریک ها محاسبه گردید. میانگین اندازه ذرات در دبی 612 لیتر بر ثانیه (دبی عملکرد تیکنر در کارخانه) ، 625 میکرون در تیکنر می باشد. برای نرخ جریان 612lit/sec در چاهک خوراک نوع اول، قطر متوسط 39/182 میکرون و ماکزییم قطر توده تشکیل شده 12/568 میکرون می باشد در حالی که برای چاهک خوراک نوع دوم قطر متوسط 55/105 میکرون و قطر ماکزیمم ذرات 1/326 میکرون می باشد. استفاده از یک تیغه حلقوی نیم متری در داخل چاهک خوراک موجب بهبود فرآیند فلوکولاسیون و افزایش سرعت ته نشینی شد.

در تحقیق پیش رو، نشست ذرات موجود در جریان درهمی از هوا تحت تأثیر گرادیان دمایی با کمک برنامه دینامیک سیالات محاسباتی fluent v 6.3 بررسی شده است. در یک اتاقک با ابعاد مشخص، هوا به همراه ذرات موجود در آن از طریق ورودی استوانه ای وارد شده و در نهایت از حفره مکش تعبیه شده در سقف خارج می شود. پانلی با ضخامت ناچیز درون این اتاقک قرار گرفته است که نشست ذرات مورد نظر، بر روی این پانل تحت شرایط مختلف مطالعه شده است. در مرحله نخست، سیال تراکم ناپذیر و در مرحله بعدی سیال بوزینسک با استفاده از معادلات ناویر- استوکس و مدل استاندارد k-epsilon شبیه سازی شده و با فرض دیدگاه لاگرانژی برای فاز ناپیوسته، تأثیر اثر ترموفورسیس و چندین نیروی دیگر بر روی نشست ذرات در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که اصولاً اثر ترموفورسیس از جمله نیروهای ضعیف به حساب می آید که در مقیاس ریز مورد توجه می باشد. علاوه بر افزایش اثر دما که منجر به افزایش اثر ترموفورسیس می گردد، تأثیر مکان پانل در نشست ذرات زمانی بیشترین اثر را دارد که گرادیان دمایی حول پانل بیشینه باشد. در ادامه، تأثیر نیروهای لیفت، حرکت براونی و نیز جابجایی آزاد بررسی قرار شده است.

نشست ذرات معلق بر روی سطوح یکی از موضوع های بسیار با اهمیت در بسیاری از صنایع منجمله تهویه مطبوع و فیلتراسیون می باشد. نشست ذرات تحت تاثیر عوامل مختلف انتقال ذره رخ می دهد. این عوامل غالبا نفوذ، الکتروفورسیس، ته نشینی، برخورد، ترموفورسیس و توربوفورسیس هستند. فهم هر چه بیشتر اثر این عوامل بر نشست ذرات در طراحی هر چه بهتر سیستم های صنعتی از قبیل فیلتراسیون نقش بسزایی دارد. استفاده از روش های محاسباتی و تجربی می تواند در فهم هر چه بیشتر عوامل موثر بر نشست ذرات کارگر باشد. لذا در این پژوهش پیش بینی سرعت نشست ذرات با حضور تمامی عوامل انتقال ذره مورد توجه قرار گرفت. برای تحقق این امر از روش های محاسباتی و تجربی در جریان آشفته استفاده گردید. در این پژوهش ابتدا سرعت نشست ذرات با استفاده از روش محاسباتی تعیین گردید. در روش محاسباتی ترکیب جداگانه مدل های توربولانس و با مدل استاندارد دو فازی اویلری برای پیش بینی سرعت نشست ذرات به کار گرفته شد و نتایج بدست آمده با نتایج تجربی و محاسباتی در تحقیقات گذشته مقایسه شد. عوامل موثر بر انتقال ذره یعنی نفوذ براونین و آشفته، ترموفورسیس، توربوفورسیس، الکتروفورسیس، درگ، لیفت ، وزن و زبری سطح بر نشست ذرات در مدل محاسباتی در نظر گرفته شد و تاثیر آنها بصورت جداگانه بر سرعت نشست ذرات مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب های دوتایی الکتروفورسیس-نفوذ، الکتروفورسیس- توربوفورسیس ، ترموفورسیس - توربوفورسیس، ترموفورسیس -الکتروفورسیس ، ترموفورسیس- نفوذ، ترموفورسیس- وزن و ترموفورسیس -زبری بطور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان دادند که مدل های آشفته و بدلیل پیش بینی دقیق مشخصات آشفته جریان، سرعت نشست ذرات را با دقت خوبی نسبت به نتایج آزمایشگاهی پیش بینی می کنند. حضور همزمان نیروهای الکترواستاتیک کولومبی و آیینه ای در یک جریان ایزوترم بر روی یک صفحه قائم باعث می شود الکتروفورسیس در دامنه گسترده تری از قطر ذرات موثر باشد. نتایج همچنین نشان دادند که در حضور همزمان ترموفورسیس و الکتروفورسیس، ترموفورسیس نقش موثرتری بر نشست ذرات دارد. در قسمت دیگری از این پژوهش مدل محاسباتی فاز ذره ساده سازی و دو مدل جدیدپیشنهاد گردید. مدل های پیشنهاد شده اغلب عوامل موثر بر انتقال ذره را پیش بینی می کنند. نتایج نشان دادند که مدل های جدید با دقت بسیار خوبی نسبت به نتایج تجربی در تحقیقات گذشته، نشست ذرات را پیش بینی می کنند. مدل های پیشنهاد شده قابل استفاده در محیط های داخلی و خارجی می باشند. همچنین می توانند در حداقل زمان نسبت به مدل اولیه، سرعت نشست ذرات را در حضور عوامل مختلف پیش بینی کنند. در این رساله با بهره گیری از روش تجربی سرعت نشست ذرات در یک محفظه مکعبی برای نمونه های مختلف ذره در شرایط متفاوت اندازه گیری و با نتایج حاصل از مدل های محاسباتی و نتایج تجربی در تحقیقات گذشته مقایسه شد. نتایج نشان دادند که نشست ذرات در اغلب نمونه ها تحت کنترل عامل ترموفورسیس است و با افزایش دبی حجمی ورودی به محفظه، نقش نفوذ بر نشست ذرات موثرتر می شود.

پالایش الکترولیتی روش اصلی تولید مس در مقیاس صنعتی با درجه خلوص بالاست. پالایش الکترولیتی شامل حل کردن آند ناخالص به طریق الکتروشیمیایی در یک الکترولیت شامل cuso4-h2so4-h2o و نشاندن مس حل شده بر روی کاتد خالص(99/99%) است. ناخالصی های غیر قابل حل به شکل رسوب در کف سلول الکترولیز جمع می شوند. در این مطالعه به کمک شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، یک شبیه سازی سه بعدی به منظور تهیه مس کاتدی در پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه انجام شده است. در این شبیه سازی روش اولرین- اولرین برای الکترولیت و ذرات لجن بکار برده شده است. معادلات پیوستگی و مومنتوم به کمک حجم محدود در محیط نرم افزار ansys cfx 12 حل شده اند. به منظور محاسبه توزیع سرعت مس و ذرات، مدل جریان توربالنت k-? با در نظر گرفتن نیروهای شناوری و دراگ بکار رفته است. نتایج شبیه سازی تطابق خوبی با داده های تجربی گرفته شده از پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه دارد. بعد از اعتبار سنجی مدل، الگوی جریان ، توزیع غظت مس، تاثیر دانسیته جریان، تاثیر دبی جریان و فاصله بین الکترودها بر راندمان و توزیع غلظت مس مطالعه شده است. نتایج این شبیه سازی نشان می دهد که، جریان به دلیل وجود همرفت طبیعی در کنار آند به سمت پایین و در کنار کاتد به سمت بالا حرکت می کند. با افزایش دانسیته جریان، غلظت در کنار آند افزایش و در کنار کاتد کاهش می یابد، که با قانون فاراده مطابقت دارد. افزایش دبی جریان، سرعت عمودی در کنار آند و کاتد را افزایش می دهدکه نشان دهنده افزایش همرفت طبیعی است، لذا انتقال یون مس از روی آند به سمت کاتد افزایش می یابد. کاهش فاصله الکترودها، باعث کاهش همرفت طبیعی بین آند و کاتد می شود و غلظت مس در کنار آند افزایش می یابد.

در این مطالعه، سیکلون های مورد نیاز برای جداسازی پودر سیاه از گاز طبیعی برای ایستگاه cgs شماره 1 شهر کرمان، طراحی شده و سپس با در نظرگرفتن توزیع اندازه ذرات به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی و کارایی آنها در شرایط مختلف بررسی شده است. به علت وجود جریان چرخشی درون سیکلون، برای مدلسازی جریان آشفته از مدل رینولدز استرس و برای ذرات جامد از مدل لاگرانژین فاز پراکنده استفاده شده است. برای این جداسازی، سیکلون استایرمند با راندمان بالا انتخاب شده است. به منظور افزایش راندمان این نوع سیکلون و جلوگیری از خروج مستقیم ذرات به محض ورود به داخل سیکلون، طول داخلی گردابه یاب با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شد. به منظور طراحی سیکلون تعدادی الگوریتم نوشته شده است، که براساس دو ورودی(دبی گاز ورودی و افت فشار مورد نظر یا دبی گاز ورودی و قطر برشی) و یا سه ورودی (دبی گاز ورودی، افت فشار مورد نظر و قطر برشی) تعداد و ابعاد سیکلون های مورد نیاز را محاسبه می کند. طراحی سیکلون براساس فشاری معادل با 1500psi، دمای 20 درجه سانتی گراد و حداکثر ظرفیت ایستگاه cgs شماره 1 صورت گرفته است. در طراحی سیکلون سعی شده است که استانداردهای انجمن مهندسین مکانیک آمریکا برای مخازن تحت فشار رعایت شود. قطر سیکلون طراحی شده برابربا 55 سانتی متر و برای ایجاد مقاومت در برابر خوردگی ناشی از برخورد ذرات، ضخامت آن 1/125 اینچ درنظرگرفته شده است. برای اعتبارسنجی شبیه سازی انجام شده از روش همگرایی شبکه استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در شرایط مختلف نشان داد که سیکلون طراحی شده از کارایی مناسبی برخوردار است. این سیکلون توانسته با راندمانی بالای 96 درصد، جداسازی ذرات را در دو فصل تابستان (کم مصرف ترین زمان) و زمستان (پر مصرف ترین زمان) به خوبی انجام دهد.

در این تحقیق نشست ترموفورسیس ذرات با قطرهای 001/0 ، 01/0 و 1/0 میکرومتر در جریان آرام داخل یک کانال با سیلندر مربعی گرم شده بصورت عددی مطالعه شده است. برای شبیه سازی جریان سیال و غلظت ذرات از روش اولرین-اولرین استفاده شده است. توزیع سرعت و دما با حل معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی بدست آمده اند. همچنین معادله ی انتقال ذره که شامل ترم های نفوذ براونی و ترموفورسیس بود حل شده است. بر طبق پیش بینی های مدل ارائه شده، نفوذ براونی به اندازه ی ذره بستگی داشته و با کاهش اندازه ی ذره اثرات آن افزایش می یابد، در حالیکه ترموفورسیس به گرادیان دما بستگی دارد و با افزایش دمای سیلندر، نشست ترموفورسیس ذرات افزایش می یابد. همچنین اثر جابجایی آزاد و نسبت انسداد بر نشست ذرات بررسی شده است. نتایج حاکی از آن بود گرادیان دما در نزدیکی دیواره کانال در جریان جابجایی ترکیبی بیشتر از جریان جابجایی اجباری بوده و با افزایش عدد ریچاردسون راندمان نشست ذرات افزایش می یابد. همچنین، با افزایش نسبت انسداد میزان انتقال حرارت از سیلندر افزایش یافته و در نتیجه راندمان نشست ذرات افزایش می یابد. از طرفی برای شرایط موجود جداسازی کامل ذرات از فازگاز حاصل نشده است و برای داشتن راندمان بالاتر، باید گرادیان دما را افزایش داد و یا از کانال با طول بیشتری استفاده کرد.

الکترووینینگ مس بازیابی الکتروشیمیایی این فلز از حالت محلول آن می باشد. در این روش با اعمال جریان الکتریکی بین دو الکترود غوطه ور در الکترولیت شامل cuso4-h2so4-h2o، مس حل شده روی سطح الکترود منفی (کاتد) رسوب می کند. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، یک شبیه سازی سه بعدی، پایدار و دو فازی (مایع-گاز) به منظور تهیه مس کاتدی در واحد الکترووینینگ مجتمع مس سرچشمه انجام شد. در این شبیه سازی روش اولرین- اولرین برای الکترولیت و گاز اکسیژن به کار برده شده است. معادلات پیوستگی و ممنتوم با در نظر گرفتن نیروهای شناوری، دراگ، نیروی پراکندگی توربالنت و نیروی شناوری مرتبط با غلظت به کمک روش حجم محدود حل شده اند. فاز مایع توربالنت و فاز گازی آرام در نظر گرفته شد. به منظور محاسبه توزیع سرعت محلول، مدل جریان توربالنت به کار رفته است. برای پیدا کردن توزیع غلظت مس، معادله انتقال ذرات یون مس در محلول حل شده است. نتایج شبیه سازی تطابق خوبی با داده های تجربی اندازه گیری شده در واحد الکترووینینگ مجتمع مس سرچشمه دارد. بعد از اعتبار سنجی مدل تاثیر دبی حجمی جریان الکترولیت، دانسیته جریان الکتریکی و فاصله بین الکترودها بر توزیع غلظت مس و عملکرد سل مطالعه شده است. نتایج این شبیه سازی نشان می دهد که، نزدیک آند بواسطه ی تولید اکسیژن و نزدیک کاتد به دلیل تهی شدن الکترولیت از مس و ایجاد نیروی بویانسی یک جریان رو به بالای آهسته به وجود می آید. در میانه های سل نیز به واسطه ی ناحیه ی چرخشی الکترولیت یک جریان رو به پایین ایجاد می شود. با افزایش دانسیته جریان الکتریکی، غلظت مس نزدیک کاتد کاهش و کسر حجمی گاز نزدیک آند افزایش می یابد، که با قانون فاراده مطابقت دارد. کاهش دبی حجمی جریان و فاصله بین الکترودها سبب کاهش غلظت مس در سل می شود.

فرایند پالایش الکتریکی برای تولید مس خالص، در مقیاس صنعتی، در گروه های بزرگی از سلول الکترولیز انجام می شود. مس خالص برای مثال در رساناها مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که مقدار اندکی ناخالصی رسانایی الکتریکی را کاهش می دهد. همواره بالا بردن تولید در همه صنایع از اهمیت ویژه ای برخوردار است و مجتمع مس سرچشمه نیز از این قاعده مستثنی نیست. یکی از مهمترین راه های افزایش تولید مس، افزایش چگالی جریان الکتریکی است که باعث افزایش غلظت مس در مجاورت آند وغیر فعال شدن آن می شود. در این مطالعه تأثیر قرار دادن دهانه هایی به عنوان نازل در قسمت های مختلف سلول، بررسی شد. برای شبکه بندی سلول الکترولیز از نرم افزار ansys icem cfd استفاده شد. معادلات انتقال یون مس همزمان با معادلات متوسط زمانی ناویر- استوکس به کمک نرم افزار ansys cfx حل شد. برای محاسبه توزیع سرعت جریان توربالتنت از مدل k-ω استفاده شد. در این مطالعه اثر نازل بر توزیع سرعت و غلظت مس بررسی و مشاهده شد که استفاده از نازل باعث افزایش سرعت الکترولیت و کاهش غلظت مس در مجاورت آند می شود. در چگالی های جریان بالاتر نیاز به سرعت بیشتر ورودی نازل برای کاهش مس در مجاورت آند است. همچنین مشاهده شد که استفاده از نازل، افزایش غلظت ناشی از کاهش فاصله بین الکترودها را جبران می کند.

روش شبکه بولتزمن یک چهارچوب مشخص، برای شبیه سازی انتقال جرم و واکنش شیمیایی در هندسه های پیچیده، هنگامی که جواب های دقیق نقطه به نقطه در مقیاس مزوسکوپیک مد نظر باشد فراهم می کند. در این پژوهش، رفتار جریان گاز واکنش دهنده و تراکم ناپذیر ایزوپروپیل الکل بر روی سطح سیلندرهای استوانه ای از جنس کربن فعال که یون های مس به عنوان کاتالیست بر روی آن پراکنده شده است و در درون یک راکتور لوله ای محصور می باشد توسط روش شبکه بولتزمن دو بعدی مطالعه شده است. واکنش هیدروژن زدایی در سطح کاتالیست انجام می شود و استون و هیدروژن به عنوان محصولات واکنش تولید می شوند. در گام اول جریان و انتقال حرارت جابجایی بدون در نظر گرفتن واکنش شیمیایی شبیه سازی گردیده و سپس این دو مشخصه همراه با انتقال جرم، با در نظر گرفتن واکنش هیدروژن زدایی ایزوپروپیل الکل شبیه سازی شده است. جریان، دما و غلظت محاسبه شده توسط روش شبکه بولتزمن با نتایج پژوهش های چاپ شده آزمایشگاهی و عددی در متون علمی مورد مقایسه قرار گرفت و میان آنها تطابق بسیار خوبی مشاهده گردید. تأثیر تعداد سیلندرها و آرایش آنها و همچنین سرعت ورودی در درصد تبدیل واکنش مورد مطالعه قرار گرفته است. مشاهده گردید که کاهش سرعت ورودی می تواند درصد تبدیل را بهبود بخشد به طوری بیشترین تغییر در سرعت های پایین ورودی که در آن نفوذ طبیعی پدیده غالب است مشاهده می شود.

امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی و ایجاد آلودگی زیست محیطی ناشی از آن در محیط های صنعتی، ضرورت بررسی جریان و نشست ذرات ایروسل در میکرو کانال ها جهت طراحی میکرو فیلترها احساس می شود، تا آلاینده های هوا را جذب کنند. ازاین رو در این مطالعه به بررسی حل عددی میزان رسوب ذرات ایروسل درون یک میکرو کانال پرداخته شده است. در ابتدا جریان سیال درون فیلتر به کمک روش شبکه بولتزمن بدست آمده و در ادامه با اضافه کردن ذرات جامد، حرکت آن ها موردمطالعه قرارگرفته است. با حل یک طرفه، از اثر ذرات بر روی سیال صرف نظر شده است. برای بررسی حرکت ذرات، روش لاگرانژی مورداستفاده قرار گرفت؛ و قسمت سیالاتی به روش اویلری محاسبه گردید. نیروهای موثر درحرکت ذره نیروی بروانی، برآ، بسا و گرانش در نظر گرفته شد. در این تحقیق چهار نوع کانال (کانال بدون نازل، با یک نازل، با دو نازل و کانال با سه نازل) موردبررسی قرار گرفت؛ و هدف بررسی تأثیر نازل برنشست ذرات بوده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در جریان با سرعت 009/0 متر بر ثانیه وجود یک عدد نازل نشست ذرات با قطرهای 3 – 06/0 میکرومتر را % 8/48 - % 6/14 افزایش می¬دهد و در جریان با سرعت 002/0 متر بر ثانیه وجود یک عدد نازل نشست ذرات با قطرهای 1/0 – 006/0 میکرومتر را %5/26 - %6/12 افزایش می¬دهد. وجود نازل دوم و سوم در مسیر جریان با سرعت 009/0 متر بر ثانیه تأثیر چندانی برنشست ذرات درشت (2 – 08/0 میکرومتر) ندارد، ولی نشست ذرات با قطرهای کوچک (07/0 – 02/0 میکرومتر) را بیشتر می کند. در سرعت های کم، ذرات با قطر بزرگ تر از 07/0 بیشتر نشست می کنند ولی در سرعت های زیاد، ذرات با قطر کوچک¬تر از 07/0 نشست بیشتری دارند.

در صنایع معدنی جداسازی جامد از مایع دارای اهمیت ویژه ای می باشد. معمولاً هدف اولیه از تیکنر، گرفتن حداکثر مایع از یک دوغاب رقیق خوراک، و ایجاد یک گل تا حداکثر ممکن غلیظ شده می باشد. در این تحقیق تاثیر تغییرات چهار پارامتر که عبارت بودند از: دبی خوراک ورودی، ارتفاع چاهک خوراک، مقدار فلوکولانت و درصد جامد خوراک ورودی، بر روی عملکرد تیکنر پایلوت مجتمع مس سرچشمه با استفاده از دو روش کلاسیک و طراحی آزمایش بررسی شد. دامنه ی تغییرات پارامتر-های ورودی به ترتیب برای دبی خوراک ورودی، ارتفاع چاهک خوراک، مقدار فلوکولانت و درصد جامد خوراک ورودی عبارت بود از: lit/min21 - 9، cm26 - 16، gr/ton solid25/4– 25/1 و %20 – 8 . معادلات مدل ریاضی جهت پیش بینی عملکرد تیکنر و تعیین شرایط بهینه با استفاده از نرم افزار dx7 بدست آمد. این معادلات که از توابع درجه ی سوم می باشند ارتفاع بستر و درصد جامد پالپ خروجی از تیکنر را به صورت توابعی از چهار پارامتر اشاره شده بدست می دهند. نقطه ی بهینه ی عملکرد تیکنر به منظور دست یابی به بالاترین غلظت در جریان ته ریز با حداقل ارتفاع بستر جامد با استفاده از مدل ریاضی بدست آمد.تاثیر عواملی از قبیل تغییر زاویه ی تیغه های پارو و نوع تزریق فلوکولانت نیز در شرایط عملکرد بهینه ی تیکنر مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه ی زمان ماند ذرات در دبی های مختلف یکی دیگر از آزمایشات بود.

بحث حذف آلودگی از سیال، از دیرباز مورد توجه مهندسین بوده است. در این تحقیق نشست ذرات با قطر های 001/0، 01/0، 1/0، 1، 10 و 100 میکرومتری در جریان آرام و آشفته هوا، داخل یک حفره با سیلندر استوانه ای چرخان درون آن که در جهت خلاف عقربه های ساعت در حال چرخش می باشد، به صورت عددی مطالعه شده است. شبیه سازی ها برای بررسی نشست ذرات، با نرم افزار متن باز اپن فوم، در چارچوب دینامیک سیالات محاسباتی، انجام شده است. روش عددی به کار رفته، از روش حجم محدود استفاده می کند. برای شبیه سازی جریان سیال و غلظت ذرات از روش اولری-لاگرانژی استفاده شده و از تأثیر ذرات بر روی جریان سیال صرف نظر شده است. نشست ذرات موجود در جریان هوا بر روی استوانه در حال چرخش و دیواره ها، تأثیر سرعت چرخش استوانه و نیرو های وارد بر ذرات و همچنین سرعت ورودی سیال بر نشست، مورد مطالعه قرار گرفت. نیرو های درگ، گرانش، لیفت و بروانی، به عنوان نیرو های موثر بر نشست ذرات با قطر های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت چرخش استوانه، نشست ذرات در جریان آرام و آشفته کاهش خواهد یافت. نشست ذرات در جریان آرام با افزایش قطر ذرات بر روی استوانه در حال چرخش ابتدا افزایش و پس از ذرات 10 میکرونی کاهش می یابد. با افزایش سرعت ورودی جریان هوا نشست ذرات کمتر می شود و همانطور که انتظار می رفت نیروی بروانی و لیفت برای ذرات ریز و نیروی گرانش بر ذرات بزرگ بیشترین تأثیر را دارد. در جریان آشفته نشست کلی ذرات درون حفره با افزایش قطر ذرات کاهش پیدا می کند و نشست ذرات روی استوانه ابتدا افزایش و پس از ذرات یک میکرونی کاهش پیدا می کند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.