مدلسازی ریاضی فرایند جذب سطحی ناخالصی اتیل استات در دی‌اکسیدکربن

مدلسازی ریاضی فرایند جذب سطحی ناخالصی اتیل استات در دی‌اکسیدکربن فوق بحرانی توسط کربن فعال

عنوان (انگلیسی): Mathematical Modeling of Adsorption Process of Ethyl Acetate Impurity of Supercritical CO2 on Activated Carbon

نویسنده: نیما معصومی فرد ، شهره فاطمی ، مجید معصومی

کلیدواژه‌ها : جذب سطحی فوق بحرانی ، اتیل استات ، سیال فوق بحرانی ، دی اکسید کربن ، کربن فعال

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Supercritical Adsorption , Ethyl Acetat , Activated Carbon , Carbon Dioxide , Supercritical Fluid

چکیده: در این مقاله، یک مدل ریاضی مناسب برای فرایند جذب سطحی ناخالصی اتیل استات موجود در جریان دی اکسید کربن در شرایط فوق بحرانی روی دانه‌های جاذب کربن فعال ارائه شده است. این مدل، این توانایی را دارد که اثر عوامل مختلف مؤثر بر فرایند جذب سطحی همانند سرعت جریان، دماو فشار را در نتایج حاصل از خروجی بستر نشان دهد. در این کار سعی شده است گستره وسیعی از شرایط عملیاتی پوشش داده شود. در مدل حاضر، مقاومت انتقال جرم از توده فاز سیال فوق بحرانی به سطح جامد و مقاومت نفوذ در جامد متخلخل در نظر گرفته شده است. بستر جذب در شرایط غیرایده‌آل و دارای پراکندگی محوری است. در فاز جامد، عمل جذب به صورت سنیتیکی و به کمک واکنش درجه اول جذب/دفع سطحی در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از مدل و آزمایش تطابق قابل قبولی دارد.

شبیه‌سازی واحد غشایی جداسازی هوا به کمک شبیه‌سازهای صنعتی

عنوان (انگلیسی): Simulation of a membrane air separation unit using industrial process simulators 

نویسنده: امیر شیخی ، رحمت ستوده قره‌باغ ، محمدحسین لباف ، مژگان عباسی

کلیدواژه‌ها : شبیه‌سازی ، نرم‌افزار HYSYS و ASPEN PLUS ، غشای فیبری توخالی ، جریان ناهمسو ، مدل‌سازی ، جداسازی غشایی هوا

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): countercurrent flow , Simulation , Hollow fiber membrane , HYSYS and ASPEN PLUS SIMULATORS , Membrane air separation , Modeling

چکیده: امروزه از فرایندهای غشایی به عنوان یک روش متداول برای تولید نیتروژن با خلوص بالا استفاده می‌شود. فرآیند جداسازی هوا با استفاده از غشا یک فرایند انعطاف‌پذیر بوده که هزینه سرمایه‌گذاری و عملیاتی آن بسیار کمتر از فرایندهایی مانند جذب سطحی و فرایندهای تبریدی است. این فرآیند بر پایه شدت تراوش‌پذیری نسبی اجزای موجود در هوا استوار است و به دلیل اختلاف فشار دو طرف غشا انجام می‌گیرد. معادلات ریاضی برای مدلسازی و شبیه‌سازی جداسازی غشایی هوا با استفاده از شبیه‌سازHYSYS بدون نیاز به برنامه‌نویسی در خارج از محیط شبیه‌ساز و همچنین از راه برقراری ارتباط بین نرم‌افزار Excel وASPEN PLUS بدون نیاز به همگردانی و پردازش چند باره حل شده است. جریان عبوری از غشا به صورت ناهمسو در نظر گرفته شده و شبیه‌سازی بر اساس مشخصات غشای فیبری توخالی انجام شد. با استفاده از این شبیه‌سازی می‌توان درصد جداسازی اجزای موجود در هوا را در دو جریان خروجی از غشا و درصد خلوص هر جریان را تعیین کرد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی به کمک این دو نرم‌افزار با داده‌های تجربی موجود مقایسه شده است که تطابق خوبی بین نتایج وجود دارد. روش پیشنهاد شده در این مقاله می‌تواند در شبیه‌سازی سیستم‌های غیر ایده‌آل مورد استفاده قرار گیرد.

بررسی تأثیر نسبت Si/Al اولیه زئولیت Y و شرایط عملیاتی

بررسی تأثیر نسبت Si/Al اولیه زئولیت Y و شرایط عملیاتی بر آلومینیوم‌زدایی هیدروترمال آن

عنوان (انگلیسی): Study of the Effects of Si/Al Ratio and Operating Conditions in Hydrothermal Dealumination of Y Zeolite

نویسنده: امین بازیاری ، یدالله مرتضوی ، عباسعلی خدادادی ، نگهدار حسین پور ، میترا بحری

کلیدواژه‌ها : آلومینیوم‌زدایی ، فوجاسیت ، زئولیت Y فوق پایدار ، هسته افشانی

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Dealumination , Y Zeolite , Ultra stable Y zeolite , Seeding , Synthesis

چکیده: زئولیت‌های NaY با نسبت Si/Al چارچوبی متفاوت و به فرم سدیم‌دار به شکل هیدروترمال سنتز شده و سپس با یون آمونیوم تعویض یونی شدند. مشخصات ساختاری نمونه‌های سنتز‌شده به وسیله آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز فلورسنس اشعه ایکس (XRF)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) و تعیین سطح ویژه (BET) به دست آمدند. سپس اثر متغیر‌های عملیاتی آلومینیوم‌زدایی هیدروترمال یعنی دما، زمان و فشار جزئی بخار آب بر آلومینیوم‌زدایی چارچوب زئولیت‌های Y و ساختار آنها به‌ وسیله آنالیزهای XRD و BET تعیین شد. با توجه به آزمایش‌های انجام‌شده برای زئولیت با نسبت اتمی Si/Al برابر با 69/1، آلومینیوم‌زدایی هیدروترمال موفقیت‌آمیز نبود، در حالی ‌که برای زئولیت با نسبت اتمی Si/Al برابر با 44/2 آلومینیوم‌زدایی با موفقیت انجام شد. فراوری هیدروترمال سبب خروج تعدادی از آلومینیوم‌های چارچوبی شده که در نتیجه آن نسبت Si/Al چارچوب زئولیت از 44/2 تا 3/12 افزایش یافته است، به طوری که با سخت‌تر کردن شرایط فراوری هیدروترمال، میزان آلومینیوم‌زدایی بیشتر شد، اما درصد کریستالیتی زئولیت از 100 به 68 درصد کاهش یافت. همچنین در اثر آلومینیوم‌زدایی هیدروترمال، سطح ویژه زئولیت فوق پایدار نسبت به زئولیت Y مادرش تا حدود m2/g 200 کاهش یافت.

مقایسه آنالیز احتمال Markov-Chain و مدل تانک‌های همزده سری

مقایسه آنالیز احتمال Markov-Chain و مدل تانک‌های همزده سری در مدل سازی ریاضی عملکرد خشک‌کن‌های دارای جریان‌های برخوردی

عنوان (انگلیسی): Application of Markov-Chain Analysis and Stirred Tanks in Series Model in Mathematical Modeling of Impinging Streams Dryers

نویسنده: امیر رحیمی ، آرزو نیک‌سیر

کلیدواژه‌ها : تانک‌های همزده سری ، آنالیز Markov-Chain ، خشک‌کردن ، جریان‌های برخوردی

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Stirred Tanks in Series , Drying , Impinging Streams , Markov-Chain Analysis

چکیده: علی‌رغم این که بیش از نیم قرن از تبیین و بسط تئوری و کاربرد راکتورهای دارای جریان‌های برخوردی می‌گذرد، با این وجود، تلاش‌های بسیار محدودی در زمینه مدلسازی عملکرد خشک‌کن‌های دارای جریان‌های برخوردی، صورت پذیرفته است. در این مطالعه فرایند خشک‌کردن ذرات مرطوب با استفاده از خشک‌کن‌های سیکلونی دارای جریان‌های برخوردی بر اساس مدل احتمال Markov-Chain و مدل تانک‌های همزده سری، مورد مدل سازی ریاضی و شبیه‌سازی قرار گرفته است. پارامترهای مورد نیاز در بسط هر مدل، با استفاده از توزیع زمان ماند تجربی ذرات درون یک نمونه خشک‌کن دارای جریان‌های برخوردی مماسی، تعیین و معادلات حاکم، به روش عددی حل گردیده است. مقایسه نتایج به دست آمده با داده‌های تجربی گزارش شده، نشان می‌دهد مدل تانک‌های همزده سری، به طور موفقیت‌آمیزی عملکرد خشک‌کن‌های برخوردی را پیش‌بینی می‌کند. این در حالی است که نتایج مدل Markov-Chain انحراف بیشتری از مقادیر تجربی نشان داده است. بررسی تاثیر برخی پارامترهای عملیاتی نشان می‌دهد راندمان عملیات خشک‌کردن در خشک‌کن‌های برخوردی با کاهش نسبت جامد به گاز، کاهش رطوبت ذرات ورودی و افزایش دمای گاز، افزایش می‌یابد.

جذب زیستی فلز‌های کادمیم و نیکل توسط جلبکCystoseira indica

جذب زیستی فلز‌های کادمیم و نیکل توسط جلبکCystoseira indica به صورت خام و فراوری شده

عنوان (انگلیسی): Biosorption of Cd(II) and Ni(II) Ions From Aqueous Solution by Raw and Pre-Treated Cystoseira Indica Algae

نویسنده: پریسا ربانی ، عاطفه عبدالعلی ، محمد مهدی منتظر رحمتی ، علی رضا کشتکار ، رضا دباغ

کلیدواژه‌ها : ایزوترم ، نیکل(II) ، کادمیم(II) ، فراوری شیمیایی ، سینتیک ، جلبک قهوه‌ای ، جذب زیستی

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Nickel(II) , Biosorption- Brown Algae , Isotherm , Cadmium(II) , Kinetics , Treatment

چکیده: در این تحقیق، توانایی جلبک‌ قهوه‌ای دریای عمان به نامCystoseira indica ، برای جذب تک جزئی فلز کادمیم(II) و نیکل(II) از محلول‌های آبی در شرایط ناپیوسته، مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت جذب این جلبک،‌ به شدت متأثر از pH محلول بود؛ به طوری‌که با افزایش pH محلول، جذب فلز افزایش یافت. علاوه برpH، اثر فرآوری شیمیایی با فرمالدهید، گلوتارآلدهید، کلرید کلسیم، اسید هیدروکلریک و پلی اتیلن ایمین بر روی جذب یون‌هایCd(II) وNi(II) از محلول آبی بررسی شد و مشخص گردید که جلبک Cystoseira indica که با فرمالدهید، فرآوری شده بود، در pH بهینه 5/5 و 0/6 بیش‌ترین میزان جذب را دارد که مقدار آن به ترتیب mg/g 42/19 و 06/10 است. معادله‌ سرعت شبه درجه دوم برای کادمیم و نیکل، به ترتیب با ثابت سرعت g mg-1 min-13-10×79/3 و 3-10×32/4، سینتیک جذب را به خوبی توصیف کرد. برای تشریح تعادل جذب، از مدل‌های ایزوترم دو پارامتری، به صورت خطی استفاده شد. نتایج نشان می دهند که ایزوترم لانگمویر برای هر دو فلز، بهتر از سایر مدل‌ها توانست داده‌های آزمایشی را برازش کند. مقدار R2مربوط به معادله‌ لانگمویر برای جذب هر دو فلز کادمیم و نیکل، 98/0 به دست آمد. بیش‌ترین مقدار جذب از این معادله برای کادمیم و نیکل به ترتیب برابر mg/g32/26 و 48/20 و ضریب b برابر L/mg 002/0 و 017/0 محاسبه شد.

سنتز نانو لوله های کربنی به روش تخلیه قوس الکتریکی در محیط مایع

عنوان (انگلیسی): The Synthesis of Carbon Nano Tubes by Arc Discharge Method in Liquid media 

نویسنده: هدی مولوی ، مجتبی شریعتی نیاسر ، محسن جهانشاهی

کلیدواژه‌ها : طیف سنجی رامان ، تخلیه قوس الکتریکی ، نانولوله های کربنی ، میکروسکوپ الکترونی

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Raman spectroscopy , Carbon nanotubes , Arc discharge , electron microscopy

چکیده: در این تحقیق، از روش تخلیه قوس الکتریکی ساده شده، برای تولید نانولوله های کربنی چند جداره استفاده شده است. این روش، به علت عدم نیاز به تجهیزات خلاء، سیستم مبدل حرارتی و گازهای فعال یا بی اثر، نسبت به روش تخلیه قوس الکتریکی در فاز گازی، به مراتب ساده تر و ارزان قیمت تر است. با استفاده از این روش، نانولوله های کربنی با ایجاد تخلیه قوس الکتریکی بین دو الکترود گرافیتی که در داخل یک محلول آبی قرار دارند، تولید می شوند. در این مقاله، اثرات ناشی از کاربرد کاتالیست های مختلف بر روی کیفیت رشد نانولوله ها با استفاده از محلول NaCl به عنوان محیط انجام واکنش، بررسی شده است. همچنین، غلظت های مختلفی از کاتالیست ترکیبی Ni-Mo در سنتز این ساختارها به کار برده شده است. نتایج محصولات بدست آمده در این آزمایشات، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی رامان و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی وتجزیه و تحلیل قرار گرفته اند.

تعیین ضریب رسانش وظرفیت گرمایی حجمی سیالات غیر نیوتنی

تعیین ضریب رسانش وظرفیت گرمایی حجمی سیالات غیر نیوتنی با استفاده از سیستم استوانه های هم محور

عنوان (انگلیسی): Determination of Thermo-physical Properties of Non-Newtonian Fluids Using a Coaxial Cylindrical Cell

نویسنده: علی اصغر حمیدی ، آزاده امراللهی

کلیدواژه‌ها : سیالات غیر نیوتنی ، رسانش گرمایی مؤثر ، استوانه های هم محور ، ظرفیت گرمایی حجمی

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Non-Newtonian Fluids , Coaxial Cylinders Method , Effective Thermal Conductivity , Specific Heat Capacity

چکیده: در این مطالعة تجربی، خواص رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی حجمی، مورد مطالعه قرار گرفته است وبا توجه به این که در بسیاری از موارد نه تنها مطمئن ترین روش، بلکه تنها راه ممکن برای پی بردن به رفتارو خواص یک سیال، بر پایه آزمایش و نتایج کارهای آزمایشگاهی استوار می باشد، اقدام به طراحی وساخت سیستم استوانه‌های هم محور برای اندازه گیری خواص مذکور شده است. نتایج به دست آمده درمورد چند سیال استاندارد، نشانگر کارایی و دقت این دستگاه است. با توجه به این که تعداد زیادی از سیالاتی که در فرآیند های صنعتی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند دارای رفتار ویسکوالاستیک هستند " دو سیال غیر نیوتنی" جهت آزمایش و تعیین مشخصات انتخاب شده و مورد آزمایش قرار گرفته اند. تغییرات رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی حجمی با دما و غلظت، تعیین شده و معادلات تجربی در این زمینه ارائه گردیده است.

بررسی رفتار دینامیکی فرآیندهای پارامتر گسترده

بررسی رفتار دینامیکی فرآیندهای پارامتر گسترده، براساس مفهوم گین برتر و کاربرد آن در کنترل این فرآیندها

عنوان (انگلیسی): Studying Dynamic behavior of Distributed Parameter Processes Behavior Based on Dominant Gain Concept and it’s Use in Controlling these Processes

نویسنده: منصور شیروانی ، منصوره اسماعیلی

کلیدواژه‌ها : رفتار غیر مینیمم فاز ، جبران کننده تاخیر زمان ، فرآیندهای پارامتر گسترده ، صفرهای سمت راست

کلیدواژه‌ها (انگلیسی): Right Half Plane Zeros , Dead Time Compensation , Distributed Parameter Process Systems , Non-minimum Phase Behavior

چکیده: در این مقاله، ابتدا در مورد رفتار دینامیکی فرآیندهای پارامتر گسترده در حوزه فرکانسی بحث می شود و در ادامه چهار نوع رفتار دینامیکی این سیستمها در حوزه فرکانسی مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس براساس مفهوم بهره برتر که برگرفته از رفتار این فرآیندها در حوزه فرکانسی می باشد، روشی نوین برای کنترل فرآیندهای پارامتر گسترده ارائه خواهد شد. در این روش با استفاده از مفهوم بهره برتر، مکان صفرهای ناشی از پارامتر تاخیر زمان موجود در تابع حلقه باز سیستم کنترل را تغییر داده و بدین ترتیب پاسخ سیستم کنترل بهبود می یابد و رفتار تابع حلقه باز سیستم کنترل، مینیمم فاز می شود. این کار با افزودن یک تابع تبدیل درجه یک، با اعمال قید بهره برتر به تابع حلقه باز سیستم کنترل انجام می شود و بدین صورت، صفرهای سمت راست تابع حلقه باز را که ناشی از پارامتر تاخیر زمان تابع فرآیند است، از تابع حلقه باز حذف می کنیم. بنابراین رفتار تابع حلقه باز سیستم کنترل، مینیمم فاز خواهد شد و اثرات نامطلوب غیر مینیمم فاز بودن تابع حلقه باز بر روی عملکرد حلقه کنترل، حذف خواهد شد.