در این پایان نامه برای حل مسئله تخمین شار حرارتی در پایه پره شعاعی ساخته شده از ماده هدفمند از تحلیل معکوس براساس روش گرادیان مزدوج با مسئله الحاقی استفاده شده است. اساس روش بر مبنای مینیمم کردن مجموع مربعات تفاضل دمای محاسبه شده و دمای اندازه گیری شده بر روی نوک پره می باشد. با توجه به این که روش گرادیان مزدوج با مسئله الحاقی، با به کارگیری گرادیان، تابع و مسیر جستجو در قالب دو معادله حساسیت و الحاقی عمل می کند، می بایست این معادلات را به همراه معادله مستقیم حل نمود که در این پایان نامه از روش دیفرانسیلی کواردریچر استفاده شده است. به منظور نشان دادن قابلیت روش آنالیز معکوس به کار رفته چندین مثال برای پره هایی با اشکال مختلف و همچنین شار حرارتی متفاوت ارائه شده است. جهت شبیه سازی مقادیر درجه حرارت برای حل مسئله معکوس، از مقادیر میدان درجه حرارت محاسباتی با اضافه نمودن یک تابع توزیع نرمال استفاده شده است. نتایج بدست آمده و مقایسه مقادیر توابع تخمین زده شده با مقادیر واقعی همین توابع نشان می دهند که این روش می تواند با موفقیت شار حرارتی مجهول در یک پره ساخته شده از ماده هدفمند را بدون داشتن اطلاعاتی از نوع رفتار تابع در یک مسئله هدایت حرارتی غیر فوریه ای تخمین بزند.

با توجه به بحران کمبود آب و این نکته که صنعت قند یکی از صنایع پرمصرف آب می باشد و پساب حاصل از آن دارای بار آلی (cod) بالایی بوده، لزوم زیست تجزیه پذیر بودن آن قبل از رها سازی در محیط زیست امری ضروری است. قسمت عمده پساب کارخانه قند شاهرود، دوغاب گل کربنات کلسیم حاصل از تصفیه شربت و نیز زیرآب دیگ های بخار می باشد که با وجود نرخ بالای مواد آلی (cod) بدلیل غلظت بالای املاح معدنی خصوصاٌ کلسیم و منیزیوم، bod5 بسیار پایین داشته و قابلیت تجزیه بیولوژیکی را ندارد. در این مطالعه با بکارگیری روش حذف املاح معدنی خصوصا کلسیم توسط رزین کاتیونی هیدروژنی، که در کنار آن کاتیون های ضروری برای رشد میکروارگانیسم ها مثل آمونیوم و فسفر نیز حذف می شوند، پس از آزمایشات با ترکیبات مختلف این نتیجه حاصل شد که با افزودن مواد مغذی اصلی یعنی نیتروژن و فسفر بصورت ترکیبات آلی مانند اوره به میزان 1 g/lو فسفات دی آمونیوم به میزان 0.3 g/l، پساب قابلیت تجزیه بیولوژیکی را بدست می آورد. استفاده از منابع معدنی نیتروژن مثل کلرید آمونیوم تاثیری در رشد میکروارگانیسم ها نشان نداد. یک پیشنهاد برای کاهش حجم پساب در بهره برداری شکر خام استفاده از فیلترهای ممبران می باشد. جالب اینکه پساب کارخانه در زمان بهره برداری چغندری کارخانه بدلیل غنی بودن از مواد مغذی قابل مصرف توسط میکروارگانیسم ها خصوصا فسفر و ترکیبات نیتروژنی آلی، با وجود غلظت بالای یون کلسیم باز هم پتانسیل بسیار بالایی برای تصفیه بیولوژیکی از خود نشان داد، لذا بکارگیری روشهای تصفیـــــه بی هوازی خصوصا راکتور uasb و هوازی در کنار یکدیگر می تواند با راندمان بالای حذف مواد آلی موجود در پساب، امکان رها سازی این پساب را پس از تصفیه به محیط زیست بدهد.

کانال های غیر مستقیم مانند لوله های مارپیچی در بسیاری از فرآیندهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. این فرآیندهای کاربردی عبارتند از صنایع شیمیایی و پتروشیمی، تهویه مطبوع و سیستم های تبرید، و تبدیل انرژی پیشرفته و غیره. نانوسیالات سرد کننده های پیشرفته و بالقوه ای هستند، که می توانند عملکرد حرارتی مناسبی را در مبدل های حرارتی فراهم کنند. در این پژوهش، ویژگی های جریان سیال و انتقال حرارت از نانوسیال مس- آب در داخل پنج نوع لوله مارپیچی با طول گام های مستقیم متفاوت مورد مطالعه قرار می گیرد. غلظت ها 0%، 1/0%، و 4/0% درصد وزنی از نانوسیال پایدار مس- آب می باشد که با تغییر میزان جریان در محدوده 1تا 5 دقیقه/ لیتر مورد بررسی قرار گرفت. نانوسیال مس – آب به روش تک مرحله ای، یعنی روش سیم داغ گذرا (eew)، و خواص حرارتی – فیزیکی نانوسیال مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل به طور سیستماتیک اندازه گیری شد. برای به دست آوردن نتایج دقیق، یک مجموعه تست بسیار دقیق با توانایی تولید و ایجاد شرایط دیواره دما ثابت طراحی و ساخته شده است. همچنین مشخص شد که ایجاد یک بخش مستقیم کوتاه در ابتدای لوله مارپیچی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت و افزایش افت فشار می-شود. با این حال، این روش به طور کلی عملکرد حرارتی هیدرولیکی از لوله های مارپیچی را در حدود 10% بهبود می-بخشد. همچنین، نتایج نشان می دهد که نرخ انتقال حرارت جریان نانوسیال مس – آب در داخل تمام لوله های مارپیچی که مورد مطالعه قرار گرفتند افزایش یافته است. معیار ارزیابی حداکثر عملکرد (pec) از 18/1 برای 4/0% وزنی نانوسیال در داخل لوله مارپیچی با طول گام مستقیم از کوچک به بزرگ در جهت جریان بدست آمد.

در این پژوهش، بهینه سازی فرآیند استخراج ترکیبات فنولیک از گیاه کاکوتی به کمک امواج فراصوتی از طریق آزمون سطح پاسخ انجام شد. برای تعیین ترکیبات فنولیک کل و بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها به ترتیب از آزمون فولین و به دام اندازی رادیکال های آزاد dpph استفاده شد. در این تحقیق، برای بهینه سازی فرآیند در آزمون ها از طرح مرکب مرکزی با سه متغیر مستقل شامل زمان (2، 5/6، 5/13، 20 و 25 دقیقه)، غلظت حلال (0، 20، 50، 80 و 100 درصد آب در اتانول) و نسبت حلال به مواد جامد (10، 14، 20، 26 و 30 حلال بر ماده خشک)، در پنج سطح که شامل 18 آزمون با 4 تکرار در نقطه مرکزی است، انجام شد. نتایج نمودارها نشان دادند که روند رو به افزایش استخراج ترکیبات فنولیک در شرایطی است که نسبت حلال رو به افزایش و زمان و درصد غلظت تا مقادیر معلوم افزایش یابد. ضرایب تبیین در استخراج ترکیبات فنولیک 9828/0 و در سنجش فعالیت آنتی اکسیدانی 9304/0 بود. نتایج مربوط به بهینه سازی فرآیند استخراج ترکیبات فنولی نشان داد فرآیند استخراجی که در شرایط زمان 29/18 دقیقه، غلظت حلال 15/22% و نسبت حلال به ماده خشک 95/25 صورت گرفت، دارای بیشترین میزان استخراج ترکیبات فنولیک در حدود 81/7 میلی گرم معادل گالیک اسید بر گرم ماده خشک است. شرایط بهینه بر حسب درصد فعالیت آنتی اکسیدانی، نسبت حلال به ماده خشک 77/14، زمان 66/6 دقیقه و غلظت حلال 37/23% بود که تحت این شرایط میزان فعالیت آنتی اکسیدانی 25/14 درصد به ازای یک گرم از پودر اولیه بدست آمد.

چکیده محاسبات عددی برای همرفت طبیعی با احتساب تفاوت دمایی بین یک محفظه سرد و استوانه داغ داخلی انجام گرفت. یک راه حل دو بعدی با استفاده از روش مرز مغروق براساس روش حجم محدود برای اعداد ریلی در محدوده 103، 104، 105، 106 به دست آمد. این مطالعه با بررسی اثر هندسه داخلی بر روی انتقال حرارت همرفت طبیعی و جریان سیال فراتر از گذشته می رود. زیرا در گذشته تنها به مطالعه هندسه های درونی مدور و مربعی واقع در یک محفظه مربعی پرداخته شده است حال آنکه در این مطالعه اشکال هندسی داخلی استوانه مدور، هشت ضلعی، شش ضلعی، مربع، لوزی، مستطیل، مثلث متساوی الاضلاع و نیم دایره هستند که در یک محفظه مربعی و مدور قرار گرفته اند و به طور جداگانه شبیه سازی شدند. اشکال هندسی درونی دارای محیط برابر می باشند. همچنین محفظه های بیرونی هشت ضلعی، شش ضلعی، لوزی، مثلثی را نیز موردبررسی قراردادیم. یافتیم که در اعداد ریلی کوچک تاثیر به سزایی بر روی میدان جریان ندارند در حالی که در اعداد ریلی بالا شاهد اثرات قابل توجهی بر روی الگوی جریان خواهد داشت. اما، فواصل متفاوت بین هندسه های درونی و بیرونی مختلف موجب تغییرات عمده در نرخ انتقال حرارت و عدد ناسلت متوسط می گردد. علاوه بر این، راه حل های عددی باعث تولید یک میدان دو سلولی جریان بین استوانه درونی و محفظه می شود. جزئیات نتایج آنالیز برای توزیع خطوط جریان، هم دماها و عدد ناسلت در این مطالعه ارائه شده اند.

در این پژوهش ورقه¬های فلفل دلمه سبز در یک خشک کن بستر سیال آزمایشگاهی با سه دمای 40، 50 و 60 درجه سانتیگراد ودوسرعتهوای 2 و 3 متربرثانیه در رطوبت هوای ثابت خشک گردید. ازسه روش مدلسازی رگرسیونی،منطق فازی وشبکه های عصبی مصنوعی جهت بررسی سینتیک خشک کردن لایه نازک این موادغذایی استفاده شد. درمدلسازی رگرسیونی ازابزاربرازش منحنی نرم افزارmatlab وتکنیک رگرسیون غیرخطی استفاده شد. طبق نتایج،مدل میدلی باضریب همبستگی0/9999،ریشه میانگین مربعات خطا 0/00451ومجموع مربعات خطای0/000264بهترین برازش را با داده¬های آزمایشگاهی نشان داد. برای شبیه سازی، درون یابی و افزایش داده های نسبت رطوبت آزمایشگاهی از ابزار منطق فازی در نرم افزار matlab با بکارگیری مدل ممدانی در قالب قواعد اگر- آنگاه و توابع عضویت مثلثی استفاده شد وبه صورت اشکال استنتاج فازی وسه¬بعدی نمایش داده شد. درمدل¬سازی با استفاده ازشبکه¬های عصبی مصنوعی،شبکه پس¬انتشارپیشخورباتوپولوژی 1-5-2،وضریب همبستگی 0/99914 ومیانگین مربعات خطای0/000054825بابکارگیری تابع فعالسازی تانژانت سیگموئید هیپربولیکی ، الگوی یادگیری لونبرگ– مارکوات و چرخه یادگیری 1000 اپچ به عنوان بهترین مدل عصبی ارائه گردید. درمجموع می¬توان نتیجه گرفت مدل¬سازی عصبی نسبت به دوروش مدلسازی دیگردرپیش بینی سینتیک خشک کردن وکنترل دقیق¬ترپارامترهای خشک¬ کردن فلفل¬دلمه سبزازکارایی خیلی بالاتری برخورداراست.

وجود ترکیبات گوگردی مرکاپتان ها در برش های نفتی موجب آلودگی محیط زیست ودر خطوط انتقال و مخازن نگهداری باعث خوردگی می شود.بنابراین لازم است تا مقدار گوگرد و مرکاپتانها در برش های نفتی تاحد استانداردهای بین المللی کاهش یابد. حذف مرکاپتان ها از جریان های هیدروکربنی توسط روش های گوناگونی انجام می پذیرد. استفاده از محلول سود سوزآور و بسترهای غربال ملکولی از جمله پرکاربردترین روش ها هستند. در صنایع نفت و گاز کشور ما، اغلب جهت حذف مرکاپتان های سبک از روش شستشو با محلول کاستیک نسبتاً رقیق استفاده می شود. در این پروژه حذف ترکیبات گوگردی و تبدیل مرکاپتان ها به مرکاپتاید با استفاده از محلول سود صورت گرفته است. . همچنین در مورد مقدار بهینه پارامترهای عملیاتی این فرآیند بحث می شود. غلظت سود مصرفی ودمای عملیات مهم ترین پارامتر های عملیاتی می باشند .با توجه به نتایج مقدار بهینه غلظت سود برای مرکاپتان زدایی از گاز مایع 15درصدو دما بین 58تا62 درجه سانتی گراد می باشد.

چکیده افزایش انتقال حرارت در مبدل های حرارتی لوله ای با وارد کننده های مولد گردابه به صورت تجربی بررسی شده است. محدوده مورد مطالعه در نسبت فاصله طولی بین باله ها به عرض وارد کننده (33/1، 67/2 و 4) و سه نسبت طول باله ها به عرض وارد کننده (33/0، 67/0 و 1) و سه نسبت عرض باله ها به عرض وارد کننده (2/0، 4/0 و 6/0) و عدد رینولدز بین 5200 و12200 است. سیال مورد آزمایش آب و نانوسیال مس – آب در کسر حجمی 2/0 درصد می باشد. نتایج حاصل از جریان نانوسیال برای افزایش انقال حرارات، افت فشار و معیار طراحی حرارتی درون لوله های با مولد گردابه با نتایج حاصل از جریان آب مقایسه شده است، که وارد کننده مولد گردابه با نسبت فاصله طولی کمتر و نسبت طولی- عرضی بالاتر باله مقدار بالاتری از نرخ انتقال حرارت و افت فشار را باعث می شود. در محدوده مورد مطالعه، حداکثر عملکرد طراحی 83/1 در زمان استفاده از نانوسیال مس- آب در داخل لوله مجهز به وارد کننده مولد گردابه در نسبت طول به عرض 6/0 باله برای ماکزیمم عدد رینولدز می باشد، به صورت همزمان نرخ انتقال حرارت و افت فشار به 24/1برابر و 03/2 برابر نسبت به لوله ساده افزایش می یابد. کلمات کلیدی: افزایش انتقال حرارت، متلاطم کننده مولد گردابه، نانوسیال، جریان توربلانت، روابط تجربی

چکیده: این پژوهش به بررسی عددی انتقال حرارت و افت فشار جریان سیالات آب، اتیلن گلایکل و روغن و همچنین نانوسیالات با سیال پایه آب و اتیلن گلایکل همراه با نانوذرات اکسیدآلومینیوم می پردازد. به منظور افزایش هرچه بیشتر انتقال حرارت، در کنار استفاده ازنانوسیال مناسب، از لوله های کویلی در سه شکل کویل عمودی، کویل تخت و کویل سینوسی بهره گرفته شده است. برای بررسی اهداف پروژه، پارامترهای منحصر بفرد هندسی کویل ها که متغییر می باشند، مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از شبیه سازی و حل معادلات حاکم، در هندسه کویلی مارپیچی عمودی انتقال حرارت بیشتری نسبت به دو هندسه دیگر در تمام سیالات عملیاتی دو برابر شده است. در محدوده عملیاتی استفاده از نانوسیال اتیلن گلایکل/ al2o3 (3% وزنی) در لوله مارپیچی عمودی با مدل کاهش قطر کویل، بهترین بازده را داشته است. همچنین میزان افزایش انتقال حرارت در حضور نانوسیالات با پایه آب و اتیلن گلایکل به ترتیب در حدود 99/3-45/4% و 59/1-2/2% بوده است. واژگان کلیدی: لوله های کویلی، افزایش انتقال حرارت، مطالعه عددی، نانوسیال.