در سال های اخیر، اصلاح خواص ترموفیزیکی سیالات جهت افزایش میزان انتقال حرارت و همچنین صرفه جویی در مصرف انرژی مورد توجه و تحقیق فراوان قرار گرفته است. افزودن ذرات در مقیاس نانو و با غلظت های بسیار پایین، یک راه حل نوین برای مسئله فوق است که به صورت آزمایشگاهی و عددی کانون توجه محققان شده است. در این پژوهش، اثرشکل هندسی محفظه حاوی نانوسیال،اثر نوع و جنس ذرات نانو و اثر غلظت ذرات نانو بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. معادلات حاکم با استفاده از روش المان محدود حل شده است که برای این منظور از نرم افزار comsol 4.2 a استفاده می شود. در این تحقیق سعی شده است که به هندسه ها و حالات جدید-که تا کنون در مقالات مورد بررسی قرار نگرفته- پرداخته شود. همچنین، برای تمام حالات و هندسه ها یک محدوده وسیع از درصد حجمی ذرات نانو بین 0-14 درصد، و با تمرکز بیشتر بر روی غلظت های کم بین 0 و 1 درصد، در نظر گرفته شده است. میدان های جریان سیال، حداکثر مقادیر حرکت گردابه ای(vorticity)، خطوط هم دما و اعداد ناسلت حاصل از حل مسایل به صورت نمودار و تصاویر نمایش داده شده است. همچنین در آخر، یک کار آزمایشگاهی مدلسازی شده است که نتایج عددی تطابق قابل قبولی با داده های آزمایشگاهی نشان داده اند.

در این پایان نامه به مطالعه و بررسی تجربی سه پارامتر هیدرودینامیکی و ضریب حجمی انتقال جرم در سیستم سه فازی ( اب-سورفکتانت-هوا-ذرات جامد ) در راکتور هواراند با گردش خارجی پرداخته شده است.

هدف از این تحقیق بررسی کارایی فرایند الکتروفنتون و بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرایند به کمک طراحی آماری به منظور تصفیه پساب شرکت پتروشیمی شازند میباشد.در این تحقیق تاثیر پارامترهای : زمان واکنش ، چگالی جریان، ph پساب ، نسبت (?ml h?_2 o_2)/( lit pw) و نسبت مولی (mol h_2 o_2)/(mol fe^(2+) ) بر حذف cod و color از پساب پتروشیمی تحت فرایند الکتروفنتون( با الکترود های آهن و آلومینیوم به طور جداگانه) مورد مطالعه قرار گرفت و به کمک متدولوژی رویه سطح پاسخ (rsm) شرایط بهینه حاصل شد. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد ، هنگام استفاده از الکترودهای آلومینیومی تحت شریط بهینه، شامل زمان 79دقیقه ، چگالی جریان 68.65میلی آمپر بر سانتی متر مربع ، ph= 3 ، نسبت میلی لیتر هیدروژن پراکسید به لیتر پساب 2.14و نسبت مولی هیدروژن پراکسید به یون آهن4.99 میزان حذف cod برابر 51.23% و میزان حذف color برابر66.71% است این در حالی است که استفاده از الکترودهای آهنی تحت شرایط بهینه، شامل زمان 73دقیقه ، چگالی جریان 59.7میلی آمپر بر سانتی متر مربع ، ph= 2.67 ، نسبت میلی لیتر هیدروژن پراکسید به لیتر پساب 1.23و نسبت مولی هیدروژن پراکسید به یون آهن3.65 منجر به میزان حذف 66.85%برای codو 69.89% برای color میگردد. این مقادیر با مقدار پیش بینی شده توسط طراحی آماری تحت شرایط بهینه (هنگام استفاده از الکترودهای آلومینیومی میزان حذف cod برابر 53.94% و میزان حذف colorبرابر 67.35% پیش بینی می شود و هنگام استفاده از الکترودهای آهنی میزان حذف cod برابر 67. 3% و میزان حذف colorبرابر 71.58% پیش بینی میشود) مطابقت خوبی دارند. بنابراین با توجه به نتایج حاصل، فرایند الکتروفنتون می تواند به عنوان روشی موثر و کار آمد به منظور حذف cod و color از پساب پتروشیمی مورد استفاده قرار گیرد و کارایی فرایند هنگام استفاده از الکترودهای آهنی بالاتر از هنگامی است که از الکترودهای آلومینیومی استفاده میشود. همچنین طراحی آماری ( متدولوژی رویه سطح پاسخ rsm) میتواند به عنوان راهی سریع، مطمئن و کار آمد به منظور بهینه سازی عوامل موثر بر فرایند مورد استفاده قرار گیرد.

گاز طبیعی که مخلوطی از هیدروکربن ها (متان، اتان، پروپان و ...) و مقدار کمی ترکیبات معدنی است، تغییرات خصوصیات فیزیکی آن با فشار، دما و ترکیب آن اهمیت زیادی در محاسبات مهندسی دارند. ضریب تراکم پذیری(z) یکی از مهمترین پارامترهای محاسباتی در عملیات مربوط به صنایع نفت و گاز می باشد. نقش این پارامتر اساسی را در محاسبات فرآورش گاز، موازنه مواد، سنجش ذخیره گاز، شبیه سازی مخازن گاز، آزمایش گاز و قیمت تمام شده ی مصرف مشترکین می توان مشاهده کرد. اندازه گیری های آزمایشگاهی، معادلات حالت و روابط تجربی از منابع محاسبه ضریب تراکم پذیری می باشند. در این پژوهش سعی بر این بوده که بعد از مطالعات کتابخانه ای و دریافت داده های آزمایشگاهی از منابع مربوطه و سازماندهی روابط مورد نیاز، با تعیین معادله مربوطه، آن معادله با معادلات دیگر مقایسه شود. در انتهای پژوهش نتایج حاصله ارائه شده است. در نتایج به دست آمده برای مدل ریاضی ریشه ی میانگین مربعات خطا و ضریب تعیین معادله به ترتیب 14 درصد و 89/0 و برای مدل ترمودینامیکی به ترتیب 4/3 و 91/0 می باشد که در برابر مقادیر مربوط به سایر معادلات بسیار کمتر می باشد.

روش الکتروفورتیک به دلیل هزینه پایین، سادگی فرایند و کنترل آسان پارامترهای موثر در لایه نشانی، کاربردهای زیادی دارد. به همین دلایل از این فرایند برای تهیه فوتوآند سلول خورشیدی رنگدانه ای نیز استفاده می شود. نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به عنوان لایه اصلی تبدیل فوتون به الکتریسیته و نانوکره های توخالی دی اکسید تیتانیوم به عنوان پراکننده نور در فوتوآند سلول خورشیدی رنگدانه ای استفاده می شوند. در بخش اول این تحقیق نانوکریستالهای tio2 به روش هایدروترمال سنتز شد و سپس در محلول 2-پروپانول پخش شده و محلولی با غلظت g.l-1 10 ایجاد می نمایند. این محلول پس از هم خوردن به مدت h 24-12 برای لایه نشانی مورد استفاده قرار می گیرد. لایه نشانی در ولتاژ های v 9-5 و زمانهای لایه نشانی min 20-5/2 بر سطح زیرلایه شیشه/هادی شفاف انجام می گیرد. نتایج نشان می دهند که با افزایش زمان لایه نشانی و در نتیجه افزایش ضخامت لایه فوتوآند جذب رنگ افزایش می یابد. با این وجود، بازدهی به دلیل کاهش چسبندگی به سطح ذرات و افزایش سایز ترک های ایجاد شده در لایه فوتوآند در ضخامت های بالاتر، کاهش می یابد. بهترین سلول رنگدانه ای ساخته شده به این روش دارای جریان اتصال کوتاه (jsc) ma/cm2 5/12، ولتاژ مدار باز (voc) mv 776، عامل پرشدگی (ff) 66/0 و بازدهی (?) 44/6% می باشد. در بخش دوم کارهای آزمایشگاهی نانوکره های توخالی tio2 با قطر تقریبی nm 500-200 نیز به عنوان پراکننده نور در فوتوآند سلول مورد استفاده قرار می گیرند. سپس محلول های جداگانه ای از نانوذرات و نانوکره های توخالی دی اکسید تیتانیوم، هر کدام با غلظت g.l-110 در حلال ایزوپروپانول تهیه می شوند. این محلول ها در فرایند لایه نشانی الکتروفورتیک مورد استفاده قرار می گیرند. لایه نشانی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در ولتاژ بهینه 5 ولت و زمان های 2.5، 5، 7.5 و 10 دقیقه بر سطح شیشه/ هادی شفاف fto انجام گرفت. مشخصات بهترین سلول رنگدانه ای ساخته شده به این روش v5t5-hsb بصورت جریان اتصال کوتاه (jsc) ma/cm2 89/15، ولتاژ مدار باز (voc) mv 715، عامل پرشدگی (ff) 6/0 و بازدهی (?) 86/6% می باشد.