دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز

مهندس علی میرزائی‌نیا، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، دوشنبه هفتم اسفندماه 1396، از رساله خود با عنوان «گسترش تئوری اغتشاش ترمودینامیکی درجه دو (TPT2) با اعمال پتانسیل جاذبه لنارد-جونز به فاز جامد» با راهنمایی دکتر فرزانه فیضی  و دکتر سید مجید هاشمیان‌زاده دفاع خواهد نمود .

چکیده

بر مبنای تئوری اغتشاش معادله حالتی آماری برای کل بازه سیال تا جامد توسعه داده شده است. در تئوری اغتشاش خواص ترمودینامیکی از مجموع دو سهم مرجع و اغتشاش تشکیل می‌شوند. پتانسیل مورد استفاده در توسعه معادله حالت مدل پتانسیل لنارد-جونز (LJ) بر مبنای جدایش پتانسیل ویکس-اندرسون-چندلر (WCA) است. عبارت مرجع معادله حالت سیستم زنجیر انعطاف‌پذیر است که منومرهای ناپیوندی آن از طریق بخش دافعه پتانسیل LJ برهمکنش دارند. برای توسعه معادله حالت مرجع از تئوری اغتشاش مرتبه دوم ورتایم (TPT2) استفاده شده است. در قالب این تئوری لازم است خواص ترمودینامیکی و ساختاری سیستم منومری WCA تعیین گردد. شبیه‌سازی‌های گسترده مونت‌کارلو (MC) در محدوده وسیعی از دمای‌کاهش یافته و کسر پرشدگی در کل بازه سیال تا جامد انجام و خواص مذکور محاسبه گردید. نتایج حاصل از معادله حالت TPT2 با داده‌های شبیه‌سازی مولکولی MC ضریب تراکم‌پذیری و انرژی درونی که در این پژوهش انجام شده است مقایسه و تطابق بسیار خوبی مشاهده شد. برهمکنش‌های جاذبه پراکندگی با استفاده از تئوری اغتشاش مرتبه دوم بارکر-هندرسون (BH) به عبارت دافعه اضافه شده و معادله حالت نهایی تکمیل گردید. در توسعه عبارت جاذبه LJ برای سیستم زنجیر انعطاف‌پذیر از تابع توزیع شعاعی سیستم زنجیر کره سخت استفاده شده است. معادله حالت نهایی تطابق بسیار خوبی با داده‌های شبیه‌سازی MC در فاز سیال و جامد دارد. در نهایت این معادله حالت که دارای سه پارامتر طول زنجیر، قطر سگمنت و انرژی بین سگمنت‌هاست به سیستم واقعی نرمال آلکان‌ها اعمال و پارامترهای مواد خالص آن تعیین گردید. ضمناً با کاربرد قوانین اختلاط تک-سیال واندوالس سیستم مخلوط آلکان‌ها و میزان رسوب واکس در نمونه‌های نفتی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت می‌توان گفت که معادله حالت جدید با موفقیت به کل بازه سیال تا جامد توسعه داده شده است.

کلیدواژه‌ها: تئوری اغتشاش، فاز جامد، شبیه‌سازی مولکولی، انرژی آزاد، معادله حالت، رسوب واکس