هدف از این تحقیق، تهیه یک مدل موازنه جمعیت دینامیک سیالات محاسباتی به منظور بررسی توزیع اندازه ذرات در فرایندهای مختلف کریستالیزاسیون بود. در این راه، اولین مرحله بررسی توان محاسباتی نرم افزار دینامیک سیالاتی منتخب fluent در پیشبینی میدان سرعت و سرعت پراکنش انرژی با انتخاب مدل k- به عنوان مدل متلاطم بود بررسی کیفی متون علمی نشان داد که نرم افزار مذکور از قابلیت های خوبی در این خصوص برخوردار است. در مرحله بعد صحت پیشبینی های مدل دینامیک سیالانی یک مخزن همزن دار خاص، در خصوص توزیع زمان اقامت در مقایسه با نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفت. از لحاظ کمی نتایج بدست آمده از مدل دینامیک سیالاتی با نتایج تجربی تطابق خوبی نشان می دهد. با انجام دو مرحله فوق، مدل دینامیک سیالاتی تهیه شده بستری کارامد و مفید برای تلفیق با مدل موازنه جمعیت تشخیص داده شد.در مرحله بعد مدل موازنه جمعیت در شرایط ناپیوسته ارزیابی شد در این مرحله هیچگونه محاسبات دینامیک سیالاتی لحاظ نشده و صرفا مدلسازی موازنه جمعیت صورت گرفت. بررسی مدل موازنه جمعیت در یک مخزن همزن دار پیوسته دو بعدی با هندسه ای ساده، در مرحله بعد انجام شد در دو مرحله اخیر، مقایسه نتایج بدست آمده از مدل موازنه جمعیت تهیه شده با نتایج حل موازنه جمعیت به روشهای تحلیلی، در بسیاری از موارد تطابق بسیار خوبی نشان داد. در نهایت به منظور ارزیابی مدل موازنه جمعیت در یک مخزن همزن دار سه بعدی پیوسته، مدل دینامیک سیالاتی میدان جریان و مدل موازنه جمعیت در یک مخزن همزن دار سه بعدی پیوسته، مدل دینامیک سیالاتی میدان جریان و مدل موازنه جمعیت در یک مخزن همزن دار سه بعدی پیوسته، مدل دینامیک سیالاتی میدان جریان و مدل موازنه جمعیت در محیط دینامیک سیالاتی با هم تلفیق شده و نتایج آن با نتایج حل به روشهای تحلیلی مقایسه گردید. خطای محاسباتی در این مرحله عموما از مرحله قبل بیشتر است زیرا که چرخش سیال درون مخزن با شرایط اختلال ایده آل تطابق کامل ندارد. با استناد به این پژوهش می توان گفت که مدل دینامیک سیالات محاسباتی تهیه شده مدل خوبی برای محاسبه عملکرد کریستالیزورها است. علاوه بر این هنگامی که پارامترهای سینتیکی هسته سازی رشد به هم پیوستگی وشکست کاملا مشخص باشند. مدل مذکور مدل قابل اعتمادی است

مصرف روزافزون منابع انرژی و افزایش قیمت سوخت از یکسو, محدودیتهای محیط زیستی مبنی بر کاهش آلاینده ها از سوی دیگر سبب شده است که در سالهای اخیر صاحبان صنایع, به خصوص صنایع بزرگ که مصرف کنندگان عمده انرژی هستند, در صدد چاره جویی برای حل این مشکل باشند. در این راستا، روشهای گوناگونی برای کاهش مصرف انرژی و هزینه ها ارایه شده و توسعه یافته است. انتگراسیون یا یکپارچه سازی فرایند, مفهومی است که به استفاده از برخی از این روشها مانند آنالیز پینچ, برنامه ریزی ریاضی, هوش مصنوعی و غیره, در جهت کاهش تلفات, گفته می-شود.در این پروژه, امکان بهبود شبکه مبدلهای حرارتی و کوره های واحد هیدروکراکر یا آیزوماکس پالایشگاه اراک مورد بررسی قرار گرفته است. اطلاعات مورد نیاز, از واحد جمع آوری شده و با استفاده از مفاهیم پینچ و با استفاده از نرم افزارهای hysys و aspen pinch , مساله, مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. به دلیل ماهیت جریانها و شرایط عملیاتی، واحد به دو بخش مجزای فشار بالا(راکتور ها) و قسمت فشار پایین (جداسازی) تقسیم و بررسی شد. در قسمت فشار بالا (فشار حدود 200 بار)، به دلیل اینکه فشار و میزان ترکیبات خورنده زیاد است, در ساخت تجهیزات از مواد گران قیمت و خاص استفاده شده است و تغییر در ساختار اجزاء به سادگی امکان پذیر نمی باشد. پیشنهاد ارایه شده در این قسمت، افزایش یک جفت مبدل می باشد. در قسمت جداسازی چندین راهکار پیشنهاد شد و میزان صرفه جویی اقتصادی آن نیز محاسبه گردید. که از جمله این تغییرات, حذف بخار فشار متوسط در جوشاننده برج تثبیت کننده نفتای سبک و جوشاننده برج عریان کننده نفتای سنگین و جایگزینی آن با محصولات دیزل و نفت سفید و نیز تولید بخار فشار پایین از دو جریان محصولات دیزل و نفت سفید می-باشد. همچنین پیشنهاد شد که در یکی از کوره ها، به منظور کاهش مصرف سوخت، دمای هوای ورودی و میزان پیش گرم آن افزایش یابد.

فلفل قرمز تازه رطوبت بالایی دارد و سبب می شود که به سرعت فاسد شود. بنابراین برای حفظ کیفیت و جلوگیری از فاسد شدن آن باید سریعا خشک شود. در انتخاب فرآیند مناسب برای خشک کردن فلفل قرمز چند نکته دارای اهمیت است. • حفظ رنگ و تندی (کیفیت) • زمان خشک شدن • فضای مورد نیاز جهت خشک کردن • میزان رطوبت نهایی نمونه که معمولا باید پایین تر از 16% باشد. با در نظر گرفتن چهار مورد بالا بهترین روش خشک کردن فلفل قرمز، استفاده از خشک کن دوار است. در این پروژه در ابتدا به ارایه مفاهیم، اصول و روابط حاکم بر فرآیند خشک کردن می پردازیم. در این بخش کارهای قبلی انجام شده در زمینه خشک کن های دوار نیز مورد بررسی قرار گرفته و آخرین کارهای انجام شده و نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در مورد فلفل قرمز نیز ارایه شده است. در بخش بعدی، یک مدل ریاضی جهت شبیه سازی فرآیند خشک کردن فلفل قرمز در خشک کن دوار ارایه می کنیم. در این بخش، معادلات جرم و حرارت حاکم بر فرآیند و روابط کمکی از قبیل سینتیک خشک شدن و خواص فیزیکی فلفل، که همگی متغیر با رطوبت و دما در نظر گرفته شده اند، به صورت همزمان توسط نرم افزار comsol حل می شوند. از داده های موجود در مقالات جهت معتبرسازی نتایج مدلسازی استفاده می شود. در نهایت اثر پارامترهای مختلف از جمله دمای هوا، رطوبت نسبی هوا و سرعت هوا بر خشک شدن فلفل قرمز مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت یک فرآیند خشک کردن بهینه با استفاده از نتایج مدلسازی ارایه شد.

سالانه مقادیر قابل توجهی پسماند حاوی مواد زیستی (تشکیل شده از کربن به عنوان ترکیب اصلی) تولید می شود. به کارگیری فرایندهای صنعتی مناسب امکان تبدیل این مواد به محصولات قابل استفاده را در صنایع گوناگون فراهم می آورد. گاز سنتز که حاوی هیدروژن و مونواکسید کربن می باشد از گازی سازی مواد اولیه زیستی حاصل می شود. از این ماده در صنایع تولید هیدروژن ، متانول و آلکانهای زنجیره های به عنواد ماده اولیه می توان بهره برد. در این پروژه فرایند گازی سازی مواد اولیه زیستی در یک راکتور بستر سیال حبابی مورد بررسی قرار می گیرد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی نشان داده است که مدل استفاده شده در این پروژه قابلیت پیش بینی روند تغییرات ترکیبات گازی در داخل راکتور را دارا بوده و امکان بررسی واکنشهای شیمیایی مواد را در داخل راکتور فراهم می آورد. ترکیب درصد محصول نهایی فرایند گازی سازی بر روی خوراک انتخابی (قهوه خرد شده) محاسبه گردیده است. محاسبات نشان میدهد که تبدیل خوراک عمدتا در ابتدای راکتور رخ می دهد و مقدار قابل توجهی از ترکیبات دلخواه در محصول نهایی (هیدروژن و مونواکسید کربن) در این ناحیه و طی فرایند پاپرولیز آنی تولید می شود. tar و char محصولات دیگر حاصل از فرایند پاپرولیز آنی در بستر می باشد. واکنش char با بخار آب (گازی سازی کربن) تاثیر اندکی بر تولید محصول نهایی دلخواه دارد . میزان تبدیل اندک char طی واکنشهای گازی سازی از مدل ارایه شده نتیجه شده است که با نتایج ارایه شده در مقالات علمی مربوطه مقابقت دارد.

در این کار، مدل دوبعدی برای یک پیل سوختی غشای تبادل یونی توسعه داده شده است. مدل برای کل پیل سوختی صورت گرفته است که شامل لایه نفوذ گازی کاتدی، لایه نفوذ گازی آندی و غشا می باشد. این مدل دربردارنده انتقال جرم در لایه های نفوذ گازی، واکنش الکتروشیمیایی در لایه های کاتالیستی، انتقال بار و انتقال انرژی در کل قسمت های پیل سوختی می باشد. این معادلات حاکم با روش المان محدود حل شده اند. مدل ریاضی قادر به پیش گویی رفتار پیل سوختی تحت شرایط و چینش مختلف می باشد که مزیت این روش است. نتایج، عملکرد پیل سوختی را با چینش مختلف کانال گازی نشان می دهند. بهترین شرایط و چیدمان با مقایسه نتایج حاصل شده است. برتری عملکرد پیل سوختی دارای کانال جریان انگشتی نسبت به کانال جریان موازی در این کار نشان داده شده است.

در این تحقیق اندازه متوسط قطره و توزیع اندازه قطره در گستره وسیعی از درصد فاز پراکنده برای چهار سامانه متفاوت فاز پراکنده غیر ویسکوز در آب مطالعه شده است. فازهای پراکنده ای که در غلظت های 5 تا 50 درصد حجمی استفاده شده اند بوسیله همزن توربینی راشتون با سرعتهای گردشی متغیر بین 300 تا 700 دور بر دقیقه متلاطم گشته اند. از آنجا که رابطه تصحیح شده مرسوم قطر ساتر را بویژه در نسبتهای بالای فاز پراکنده تا حدودی غیر دقیق تخمین می زند و وابستگی خطی قطر ساتر به درصد فاز پراکنده مورد تردید قرار گرفته است. بوسیله شبیه سازی سامانه اتیک می توان به بررسی این موضوع پرداخت که کدام پارامترها تاثیر در توزیع اندازه قطر دارند. برای تشریح ریاضی توزیع های اندازه قطره، با استفاده از روش تقسیم بندی متغیرها، معادله موازنه جمعیتی حل شده است.

تقاضا برای اُلفین های (آلکِن های) سبک مانند پروپن، بوتن و ایزوبوتن و محصولاتی که از این اُلفین ها تولید می شود، بالا و رو به فزونی است. چون منابع فسیلی (طبیعی) فاقد الفین های سبک می باشند و بیشتر آنها شامل هیدروکربن های اشباع شده و آروماتیکها می باشد، روش های سنتزی برای تولید اُلفین های سبک اجتناب ناپذیر است. یکی از راههای تولید اُلفینهای سبک، هیدروژن زدایی آلکان متناظر- حذف یک مولکول - با آنها می باشد. معرفی mtbe به عنوان بهبود دهنده بنزین که از واکنش اتری کردن (etherification) متانول و ایزوبوتن به دست می آید باعث شد که هیدروژن زدایی ایزوبوتان هدف مطالعات و پژوهش ها برای توسعه فرایندهای جدید باشد، زیرا فرآیندهای دیگر پاسخگوی نیاز بازار نبودند. روش های هیدروژن زدایی ایزوبوتان به دو دسته عمده قابل تقسیم است: 1) هیدروژن زدایی کلاسیک شامل فرآیند oleflex (adiabatic moving bed)، فرآیند catofin (adiabatic fixed-bed) و فرآیند fbd (fluidized bed) 2) هیدروژن زدایی مدرن شامل هیدروژن زدایی اکسایشی، احتراق گزینشی هیدروژن و هیدروژن زدایی در راکتور غشایی می باشد. انتخاب ما در این پروژه هیدروژن زدایی کلاسیک و از بین روش های مختلف آن، شبیه سازی راکتور بستر سیال بود. هر سه مدل مطرح در زمینه رژیم بسترسیال حبابی شامل مدل دوفازی stp و dtp و مدل سه فازی k-l شبیه سازی شد و با بررسی نتایج حاصل از برنامه کامپیوتری شبیه ساز، مشخص شد که درصد تبدیل ایزوبوتان در راکتور بسترسیال را هر سه مدل یکسان محاسبه می کنند و تفاوت کمی مدل ها در محاسبه ارتفاع بستر از خود نشان می دهند. مشخص شد درصد تبدیل ایزوبوتان در راکتور تابع دمای عملیاتی بستر و فشار ایزوبوتان ورودی است و تغییر سایر پارامترها مانند سرعت ایزوبوتان ورودی به بستر یا جرم کاتالیست موجود در بستر تاثیر چندانی بر درصد تبدیل ایزوبوتان ندارد.