دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/8/19 |
چکیده
هدف از انجام این پژوهش تهیه غشای توری فوق‌‌آبگریز نانوساختار بر پایه اکسید روی با کنترل همزمان مورفولوژی و انرژی آزاد سطح بدون بهره‌‌گیری از اصلاح کننده‌‌های سطحی، تغییر و بهینه سازی ترشوندگی سطح به‌‌منظور استفاده در فرایندهای جداسازی مخلوط‌‌های آب و روغن بوده است. در ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی L16، تاثیر عوامل موثر در مرحله سنتز بر رفتار ترشوندگی سطح نانوساختار اکسید روی ارزیابی شد و شرایط بهینه به‌‌منظور رسیدن به خواص فوق آبگریزی بدست آمد. نتایج مربوط به آنالیز ترشوندگی سطح نشان داد که نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با زاویه تماس استاتیک
5/2±8/ 162 و پسماند زاویه تماس 5/0±8/1، رفتار فوق آبگریز را بدون استفاده از هرگونه اصلاح کننده سطحی داشته است. نتایج آنالیز SEM ایجاد ساختارهای سلسله مراتبی گلسان متشکل از نانومیله‌‌های اکسید روی با ساختار سوزنی شکل با طول 3 میکرومتر، متوسط قطر 85 نانومتر را تأیید کرد. نتایج مربوط به تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از عملیات حرارتی در دماهای متفاوت نشان داد که تغییر دمای عملیات حرارتی از 
150 به 400 منجر به تغییر برگشت‌‌پذیر رفتار ترشوندگی سطح از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست-فوق روغنگریز زیر آب با زاویه تماس روغن زیر آب 3± 5/172 میشود. بررسی مکانیسم تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از آنالیزهای XPS و Raman نشان داد که تغییر در میزان جاهای خالی اکسیژن ایجاد شده روی سطح عامل اصلی تاثیرگذار در تغییر رفتار ترشوندگی سطح است. در ادامه سطوح کامپوزیتی اکسید روی/اکسید مس با نسبت‌‌های اولیه مولی مختلف محلول نیترات روی و نیترات مس سنتز شد و تغییر رفتار ترشوندگی نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با نسبت مولی Zn2+:Cu2+ ، 4:1، نسبت به دو محرک عملیات حرارتی و تابش نور فرابنفش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تأیید کرد که نمونه کامپوزیتی، خواص آبدوستی القا شده با نور بیشتری نسبت به نمونه اکسید روی داشته و این ویژگی منجر به تغییر ترشوندگی در مدت زمان کمتر با قرارگیری در معرض تابش نورفرابنفش از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست میشود. در مرحله نهایی غشاهای توری ساخته شده با ترشوندگی انتخاب پذیر برای جداسازی هگزان و کلروفرم از آب در دو سامانه پیوسته و ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که امکان جداسازی آب و روغن با راندمان بالای 98% و شار عبوری زیاد نسبت به فرایندهای متداول غشایی با استفاده از این سطوح امکان‌‌پذیر است. عملکرد غشاهای توری ساخته شده برای جداسازی فاز روغنی از نمونه پساب صنعتی شرکت پالایش گاز شهید هاشمی‌‌نژاد نشان داد که امکان جداسازی این فاز از پساب با راندمان بالای % 99 و شار عبوری بیش از L m-2 h-1 1890 بدون ایجاد گرفتگی و کاهش شار عبوری امکان‌‌پذیر است.
واژه‌های کلیدی: جداسازی هگزان و کلروفرم از آب، غشای توری، سطوح فوق آبگریز، تغییر ترشوندگی، سطح اکسید روی نانوساختار
هدف از انجام این پژوهش تهیه غشای توری فوق‌‌آبگریز نانوساختار بر پایه اکسید روی با کنترل همزمان مورفولوژی و انرژی آزاد سطح بدون بهره‌‌گیری از اصلاح کننده‌‌های سطحی، تغییر و بهینه سازی ترشوندگی سطح به‌‌منظور استفاده در فرایندهای جداسازی مخلوط‌‌های آب و روغن بوده است. در ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی L16، تاثیر عوامل موثر در مرحله سنتز بر رفتار ترشوندگی سطح نانوساختار اکسید روی ارزیابی شد و شرایط بهینه به‌‌منظور رسیدن به خواص فوق آبگریزی بدست آمد. نتایج مربوط به آنالیز ترشوندگی سطح نشان داد که نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با زاویه تماس استاتیک
5/2±8/ 162 و پسماند زاویه تماس 5/0±8/1، رفتار فوق آبگریز را بدون استفاده از هرگونه اصلاح کننده سطحی داشته است. نتایج آنالیز SEM ایجاد ساختارهای سلسله مراتبی گلسان متشکل از نانومیله‌‌های اکسید روی با ساختار سوزنی شکل با طول 3 میکرومتر، متوسط قطر 85 نانومتر را تأیید کرد. نتایج مربوط به تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از عملیات حرارتی در دماهای متفاوت نشان داد که تغییر دمای عملیات حرارتی از 150 به 400 منجر به تغییر برگشت‌‌پذیر رفتار ترشوندگی سطح از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست-فوق روغنگریز زیر آب با زاویه تماس روغن زیر آب 3± 5/172 میشود. بررسی مکانیسم تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از آنالیزهای XPS و Raman نشان داد که تغییر در میزان جاهای خالی اکسیژن ایجاد شده روی سطح عامل اصلی تاثیرگذار در تغییر رفتار ترشوندگی سطح است. در ادامه سطوح کامپوزیتی اکسید روی/اکسید مس با نسبت‌‌های اولیه مولی مختلف محلول نیترات روی و نیترات مس سنتز شد و تغییر رفتار ترشوندگی نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با نسبت مولی Zn2+:Cu2+ ، 4:1، نسبت به دو محرک عملیات حرارتی و تابش نور فرابنفش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تأیید کرد که نمونه کامپوزیتی، خواص آبدوستی القا شده با نور بیشتری نسبت به نمونه اکسید روی داشته و این ویژگی منجر به تغییر ترشوندگی در مدت زمان کمتر با قرارگیری در معرض تابش نورفرابنفش از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست میشود. در مرحله نهایی غشاهای توری ساخته شده با ترشوندگی انتخاب پذیر برای جداسازی هگزان و کلروفرم از آب در دو سامانه پیوسته و ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که امکان جداسازی آب و روغن با راندمان بالای 98% و شار عبوری زیاد نسبت به فرایندهای متداول غشایی با استفاده از این سطوح امکان‌‌پذیر است. عملکرد غشاهای توری ساخته شده برای جداسازی فاز روغنی از نمونه پساب صنعتی شرکت پالایش گاز شهید هاشمی‌‌نژاد نشان داد که امکان جداسازی این فاز از پساب با راندمان بالای % 99 و شار عبوری بیش از L m-2 h-1 1890 بدون ایجاد گرفتگی و کاهش شار عبوری امکان‌‌پذیر است. واژه‌های کلیدی: جداسازی هگزان و کلروفرم از آب، غشای توری، سطوح فوق آبگریز، تغییر ترشوندگی، سطح اکسید روی نانوساختار
دفعات مشاهده: 3745 بار | دفعات چاپ: 357 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/8/14 |
چکیده
هدف این رساله توسعه یک مدل داده محور هوش مصنوعی بمنظور غربالگری یکپارچه روشهای ازدیاد برداشت میباشد. فرآیند تولید مدل یکپارچه داده محور غربالگری در سه مرحله (یا فاز) انجام می‌گردد. در مرحله اول این تحقیق (فاز اول)، یک مدل اولیه غربالگری بر مبنای جدول غربالگری بروز شده و مدل وزن دهنی پارامترها بعنوان ورودی توسعه داده شده است. روش استفاده شده در فاز اول براساس دیدگاه ترکیبی فازی و ماشین بردار پشتیبان میباشد. جدول غربالگری بروز شده بعنوان یکی از ورودی مدل فاز اول بر اساس مبانی و دادههای جمع آوری شده از مجله OGJ و سایر مقالات و پردازش آنها تهیه شده است. پردازش شامل ارزیابی دادهها، شناسایی داده های پرت و خلاصهسازی آنها میباشد. پس از پردازش تکمیلی داده ها، جدول بروز شده غربالگری برای 18 روش ازدیاد برداشت ارائه می‌گردد. جدول غربالگری شامل رنج و میانگین اصلاح شده پارامترهای اصلی مخزن میباشد. مدل پیش بینی وزنی بمنظور افزایش دقت روش منطق فازی اعمال شده است و هدف آن پیش بینی تاثیر وزنی پارامترهای غربالگری در روشهای ازدیاد برداشت بصورت جداگانه میباشد. براساس مدل غربالگری اولیه (یک مدل فازی – ماشین بردار پشتیبان)، درصد موفقیت فرآیند ازدیاد برداشت در یک مخزن بصورت کمی و با دقت مطلوب ارائه می‌گردد و نتایج در مقایسه با نرم افزار EORgui و مجله OGJ خطای کمتر از 10% را نشان میدهد. در فاز دوم غربالگری (مدل ثانویه)، یک مدل شبیه ساز داده محور مخزن بمنظور پیشبینی عملکرد روشهای ازدیاد برداشت (بویژه تزریق گاز امتزاجی) توسعه داده میشود. در این مرحله ابتدا، پیش بینی پارامتر MMP(بعنوان یکی از ورودی مدل شبیهساز داده محور) توسط یک مدل ماشین بردار پشتیبان بهینه شده ارائه گردیده است. نتایج مدل پیش بینی MMP با چندین رابطه تجربی مقایسه شده و خطای در حدود 2.3% را نشان میدهد. در نهایت مدل غربالگری ثانویه براساس دادههای شبیه سازی تجاری و مدل MMP آموزش و توسعه داده میشود. خطای نتایج مدل داده محور شبیه ساز مخزن در مقایسه با شبیه ساز تجاری کمتر از 8.9% میباشد. همچنین روش تحلیل مولفه اصلی برای کاهش ابعاد داده های ورودی در مدل شبیه ساز مخزن بکار گیری شده است که در برخی موارد تا 4.65% میزان خطا را کاهش داده است. در مرحله نهایی فرآیند غربالگری (فاز سوم)، بررسی و تحلیل تغییرات احتمالی نتایج مدل داده محور مخزن (فاز دوم غربالگری) ناشی از عدم قطعیت در داده های میدان هیدروکربوری (بویژه تخلخل و نفوذ پذیری) انجام گردیده است. تحلیل عدم قطعیت در کنار محاسبات اقتصادی باعث افزایش دقت نتایج فرآیند غربالگری یکپارچه شده است. در نهایت نتایج بدست آمده در بخش غربالگری اولیه، ثانویه و ثالثیه (DDSM) با دادههای واقعی مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل، عملکرد مناسبی را نسبت به نرم افزارهای مشابه مانند EORGui و دادههای واقعی نشان میدهد بطوریکه در برخی از داده های ارزیابی، نتایج مدل DDSM نسبت به نرم افزار EORGui برتری نشان میدهد و با داده های میدان واقعی همخوانی کامل دارد. در خصوص مدل پیش بینی ضریب ازدیاد برداشت و وزن پارامترهای مخزن خطا بین 3.7-13.5 درصد میباشد و خطای مدل شبیه ساز یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی بین 0.9-8.9 درصد محاسبه شده است.
واژه‌های کلیدی: هوش مصنوعی، غربالگری روشهای ازدیاد برداشت، منطق فازی، ماشین بردار پشتیبان، مدل داده محور.
هدف این رساله توسعه یک مدل داده محور هوش مصنوعی بمنظور غربالگری یکپارچه روشهای ازدیاد برداشت میباشد. فرآیند تولید مدل یکپارچه داده محور غربالگری در سه مرحله (یا فاز) انجام می‌گردد. در مرحله اول این تحقیق (فاز اول)، یک مدل اولیه غربالگری بر مبنای جدول غربالگری بروز شده و مدل وزن دهنی پارامترها بعنوان ورودی توسعه داده شده است. روش استفاده شده در فاز اول براساس دیدگاه ترکیبی فازی و ماشین بردار پشتیبان میباشد. جدول غربالگری بروز شده بعنوان یکی از ورودی مدل فاز اول بر اساس مبانی و دادههای جمع آوری شده از مجله OGJ و سایر مقالات و پردازش آنها تهیه شده است. پردازش شامل ارزیابی دادهها، شناسایی داده های پرت و خلاصهسازی آنها میباشد. پس از پردازش تکمیلی داده ها، جدول بروز شده غربالگری برای 18 روش ازدیاد برداشت ارائه می‌گردد. جدول غربالگری شامل رنج و میانگین اصلاح شده پارامترهای اصلی مخزن میباشد. مدل پیش بینی وزنی بمنظور افزایش دقت روش منطق فازی اعمال شده است و هدف آن پیش بینی تاثیر وزنی پارامترهای غربالگری در روشهای ازدیاد برداشت بصورت جداگانه میباشد. براساس مدل غربالگری اولیه (یک مدل فازی – ماشین بردار پشتیبان)، درصد موفقیت فرآیند ازدیاد برداشت در یک مخزن بصورت کمی و با دقت مطلوب ارائه می‌گردد و نتایج در مقایسه با نرم افزار EORgui و مجله OGJ خطای کمتر از 10% را نشان میدهد. در فاز دوم غربالگری (مدل ثانویه)، یک مدل شبیه ساز داده محور مخزن بمنظور پیشبینی عملکرد روشهای ازدیاد برداشت (بویژه تزریق گاز امتزاجی) توسعه داده میشود. در این مرحله ابتدا، پیش بینی پارامتر MMP(بعنوان یکی از ورودی مدل شبیهساز داده محور) توسط یک مدل ماشین بردار پشتیبان بهینه شده ارائه گردیده است. نتایج مدل پیش بینی MMP با چندین رابطه تجربی مقایسه شده و خطای در حدود 2.3% را نشان میدهد. در نهایت مدل غربالگری ثانویه براساس دادههای شبیه سازی تجاری و مدل MMP آموزش و توسعه داده میشود. خطای نتایج مدل داده محور شبیه ساز مخزن در مقایسه با شبیه ساز تجاری کمتر از 8.9% میباشد. همچنین روش تحلیل مولفه اصلی برای کاهش ابعاد داده های ورودی در مدل شبیه ساز مخزن بکار گیری شده است که در برخی موارد تا 4.65% میزان خطا را کاهش داده است. در مرحله نهایی فرآیند غربالگری (فاز سوم)، بررسی و تحلیل تغییرات احتمالی نتایج مدل داده محور مخزن (فاز دوم غربالگری) ناشی از عدم قطعیت در داده های میدان هیدروکربوری (بویژه تخلخل و نفوذ پذیری) انجام گردیده است. تحلیل عدم قطعیت در کنار محاسبات اقتصادی باعث افزایش دقت نتایج فرآیند غربالگری یکپارچه شده است. در نهایت نتایج بدست آمده در بخش غربالگری اولیه، ثانویه و ثالثیه (DDSM) با دادههای واقعی مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل، عملکرد مناسبی را نسبت به نرم افزارهای مشابه مانند EORGui و دادههای واقعی نشان میدهد بطوریکه در برخی از داده های ارزیابی، نتایج مدل DDSM نسبت به نرم افزار EORGui برتری نشان میدهد و با داده های میدان واقعی همخوانی کامل دارد. در خصوص مدل پیش بینی ضریب ازدیاد برداشت و وزن پارامترهای مخزن خطا بین 3.7-13.5 درصد میباشد و خطای مدل شبیه ساز یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی بین 0.9-8.9 درصد محاسبه شده است.
واژه‌های کلیدی: هوش مصنوعی، غربالگری روشهای ازدیاد برداشت، منطق فازی، ماشین بردار پشتیبان، مدل داده محور.
دفعات مشاهده: 3868 بار | دفعات چاپ: 393 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/8/13 |
چکیده
اعمال میدان مغناطیسی باعث به وجود آمدن تغییرات قابل توجه در خواص رئولوژیکی و حرارتی سیالات مگنتورئولوژیکال (MR) می‌گردد. یکی از خواص سیالات MR که تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می‌کند، هدایت حرارتی است. در اثر اعمال میدان مغناطیسی، ذرات مغناطیسی در جهت میدان به یکدیگر پیوسته و تشکیل این آرایش زنجیروار، مهم‌ترین فاکتور در تغییرات خواص سیالات MR میباشد. در این رساله، با استفاده از دو روش تجربی و شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) اثر میدان مغناطیسی بر تشکیل زنجیره ذرات و سپس اثرات تشکیل زنجیره‌های ذرات بر تغییرات هدایت حرارتی سیال MR مورد بررسی قرار گرفت. سیال MR مورد استفاده شامل ذرات کربونیل آهن داخل سیال هیدرولیکی 22H میباشد. در روش تجربی برای اندازه‌گیری هدایت حرارتی سیال MR از سامانه سیم داغ گذرا (THW) استفاده شد و در روش شبیه‌سازی با استفاده از کوپل روشهای CFD و FTCS هدایت حرارتی محاسبه شد که نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی تطابق مناسبی دارد. مشاهده شد که تغییرات هدایت حرارتی در سیالات MR ناهمسانگرد است؛ به این صورت که اگر جهت میدان مغناطیسی موازی با گرادیان دما باشد، افزایش میدان مغناطیسی باعث افزایش هدایت حرارتی سیال MR می‌گردد، اما در حالت عمود، با افزایش میدان مغناطیسی، هدایت حرارتی سیال MR کاهش می‌یابد. از لحاظ عددی، برای سیال MR با کسر حجمی 15% در شدت میدان مغناطیسی 14mT در حالت موازی و عمود بودن جهات میدان مغناطیسی و گرادیان دما، هدایت حرارتی به ترتیب 105% افزایش و 23% کاهش یافت. همچنین این نتیجه حاصل شد که با افزایش کسر حجمی و کاهش اندازه ذرات پراکنده، کاهش ویسکوزیته و افزایش دمای سیال پایه، تغییرات ناهمسانگرد هدایت حرارتی سیالات MR تقویت میشود که در این میان، نقش افزایش دما بسیار موثر است؛ به صورتی که اختلاف تغییرات هدایت حرارتی در جهات موازی و عمود برای سیال MR با کسر حجمی 12% در شدت میدان برابر با 15mT بیشتر از 127% هدایت پایه است.
اعمال میدان مغناطیسی باعث به وجود آمدن تغییرات قابل توجه در خواص رئولوژیکی و حرارتی سیالات مگنتورئولوژیکال (MR) می‌گردد. یکی از خواص سیالات MR که تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می‌کند، هدایت حرارتی است. در اثر اعمال میدان مغناطیسی، ذرات مغناطیسی در جهت میدان به یکدیگر پیوسته و تشکیل این آرایش زنجیروار، مهم‌ترین فاکتور در تغییرات خواص سیالات MR میباشد. در این رساله، با استفاده از دو روش تجربی و شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) اثر میدان مغناطیسی بر تشکیل زنجیره ذرات و سپس اثرات تشکیل زنجیره‌های ذرات بر تغییرات هدایت حرارتی سیال MR مورد بررسی قرار گرفت. سیال MR مورد استفاده شامل ذرات کربونیل آهن داخل سیال هیدرولیکی 22H میباشد. در روش تجربی برای اندازه‌گیری هدایت حرارتی سیال MR از سامانه سیم داغ گذرا (THW) استفاده شد و در روش شبیه‌سازی با استفاده از کوپل روشهای CFD و FTCS هدایت حرارتی محاسبه شد که نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی تطابق مناسبی دارد. مشاهده شد که تغییرات هدایت حرارتی در سیالات MR ناهمسانگرد است؛ به این صورت که اگر جهت میدان مغناطیسی موازی با گرادیان دما باشد، افزایش میدان مغناطیسی باعث افزایش هدایت حرارتی سیال MR می‌گردد، اما در حالت عمود، با افزایش میدان مغناطیسی، هدایت حرارتی سیال MR کاهش می‌یابد. از لحاظ عددی، برای سیال MR با کسر حجمی 15% در شدت میدان مغناطیسی 14mT در حالت موازی و عمود بودن جهات میدان مغناطیسی و گرادیان دما، هدایت حرارتی به ترتیب 105% افزایش و 23% کاهش یافت. همچنین این نتیجه حاصل شد که با افزایش کسر حجمی و کاهش اندازه ذرات پراکنده، کاهش ویسکوزیته و افزایش دمای سیال پایه، تغییرات ناهمسانگرد هدایت حرارتی سیالات MR تقویت میشود که در این میان، نقش افزایش دما بسیار موثر است؛ به صورتی که اختلاف تغییرات هدایت حرارتی در جهات موازی و عمود برای سیال MR با کسر حجمی 12% در شدت میدان برابر با 15mT بیشتر از 127% هدایت پایه است.
دفعات مشاهده: 3633 بار | دفعات چاپ: 409 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/7/23 |
چکیده
دراین پژوهش به بررسی اثر جدایش یونی بر الکتروفورز ذرات نرم (ذرات کروی صلبی که با لایهای از پلی‌الکترولیت پوشیده شده‌اند) پرداخته شده است. جدایش یونی که عبارت است از تمایل یون‌های متحرک سیال الکترولیتی به باقی ماندن در محیط با ضریب گذردهی بالاتر (الکترولیت)، معمولا زمانی رخ میدهد که لایه نرم بسیار فشرده بوده و یا اینکه از مولکول‌هایی با ضریب گذردهی پایین تشکیل شده باشد. این پژوهش به سه فاز تقسیم شده است. در فاز نخست به بررسی اثر جدایش یونی بر الکترواستاتیک ذرات نرم و آرایش یون‌های متحرک الکترولیت پرداخته شده است. در فاز دوم، تاثیر پذیری الکتروفورز ذرات نرم از جدایش، در محیط نامحدود مطالعه شده، و در فاز سوم، به بررسی الکتروفورز مویینه ذرات نرم و اثر جدایش یونی بر آن پرداخته شده است. به طور خلاصه، مشاهده شد که جدایش یونی به افزایش پتانسیل الکتریکی در ناحیه لایه نرم انجامیده و منجر به کاهش غلظت یون‌های متحرک در ناحیه مذکور می‌گردد. نتایج به دست آمده نشان داد که تاثیرپذیری الکترواستاتیک ذرات نرم ضعیف (pH-regulated soft particles) از جدایش یونی شدیدتر است، چراکه در چنین شرایطی علاوه بر آرایش یون‌های متحرک، بار لایه نرم هم تابع جدایش یونی میباشد. چنین نتیجه‌گیری شد که هم پویایی الکتروفورزی در محیط نامحدود و هم پویایی الکتروفورز مویینه در اثر وقوع جدایش یونی افزایش می‌یابد در حالی که شدت افزایش پویایی در اثر جدایش در شعاعهای بی بعد تک رقمی بیشتر است. این امر را می‌توان چنین توجیه کرد که با وقوع جدایش یونی، یون‌های ناهمنام بار ذره کمتر در داخل لایه نرم حاضر شده و اثر پوشش الکتریکیِ بار ذره نرم کاهش می‌یابد و نیروی بیشتری در اثر میدان الکتریکی خارجی به ذره وارد میشود. در نهایت، با توجه به نتایج به دست آمده، این تحقیق پیشنهاد می‌کند که به خصوص در شرایطی که لایه نرم متراکم است، اثرات جدایش یونی وارد محاسبات الکتروفورز شود.
دراین پژوهش به بررسی اثر جدایش یونی بر الکتروفورز ذرات نرم (ذرات کروی صلبی که با لایهای از پلی‌الکترولیت پوشیده شده‌اند) پرداخته شده است. جدایش یونی که عبارت است از تمایل یون‌های متحرک سیال الکترولیتی به باقی ماندن در محیط با ضریب گذردهی بالاتر (الکترولیت)، معمولا زمانی رخ میدهد که لایه نرم بسیار فشرده بوده و یا اینکه از مولکول‌هایی با ضریب گذردهی پایین تشکیل شده باشد. این پژوهش به سه فاز تقسیم شده است. در فاز نخست به بررسی اثر جدایش یونی بر الکترواستاتیک ذرات نرم و آرایش یون‌های متحرک الکترولیت پرداخته شده است. در فاز دوم، تاثیر پذیری الکتروفورز ذرات نرم از جدایش، در محیط نامحدود مطالعه شده، و در فاز سوم، به بررسی الکتروفورز مویینه ذرات نرم و اثر جدایش یونی بر آن پرداخته شده است. به طور خلاصه، مشاهده شد که جدایش یونی به افزایش پتانسیل الکتریکی در ناحیه لایه نرم انجامیده و منجر به کاهش غلظت یون‌های متحرک در ناحیه مذکور می‌گردد. نتایج به دست آمده نشان داد که تاثیرپذیری الکترواستاتیک ذرات نرم ضعیف (pH-regulated soft particles) از جدایش یونی شدیدتر است، چراکه در چنین شرایطی علاوه بر آرایش یون‌های متحرک، بار لایه نرم هم تابع جدایش یونی میباشد. چنین نتیجه‌گیری شد که هم پویایی الکتروفورزی در محیط نامحدود و هم پویایی الکتروفورز مویینه در اثر وقوع جدایش یونی افزایش می‌یابد در حالی که شدت افزایش پویایی در اثر جدایش در شعاعهای بی بعد تک رقمی بیشتر است. این امر را می‌توان چنین توجیه کرد که با وقوع جدایش یونی، یون‌های ناهمنام بار ذره کمتر در داخل لایه نرم حاضر شده و اثر پوشش الکتریکیِ بار ذره نرم کاهش می‌یابد و نیروی بیشتری در اثر میدان الکتریکی خارجی به ذره وارد میشود. در نهایت، با توجه به نتایج به دست آمده، این تحقیق پیشنهاد می‌کند که به خصوص در شرایطی که لایه نرم متراکم است، اثرات جدایش یونی وارد محاسبات الکتروفورز شود.
دفعات مشاهده: 4121 بار | دفعات چاپ: 423 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/7/14 |
چکیده
در این رساله قابلیت پوشینه سازی داروی ضد سرطانی دوکسوروبیسین (DOX) توسط کوپلمیر بلوکی آمفی فیلیک شامل پلی {γ-2-2]-(2 متوکسی اتوکسی) اتوکسی[ اتوکسی-ε-کاپرولاکتون} (PMEEECL) و پلی (β-آمینو استر) (PAE) حساس به دما و pH توسط ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد تحقیق قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ویژگی ها و رفتار دینامیکی پلیمر حساس به دمای PMEEECL با طول 20 واحد تکراری بوسیله شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج شبیه سازی حاصل از آنالیزهای گوناگون از قبیل شعاع چرخش، پارامتر برهمکنش فلوری-هاگینز و انرژی برهمکنش میان PMEEECL و مولکولهای آب، دمای حلالیت بحرانی پایینی (LCST) و یا دمای انتقال کویل به گلبول (Tcg) نزدیک به دمای320 کلوین بدست آمد که با مقدار نتایج آزمایشگاهی بسیار نزیک است. سپس اثر درجه پلیمریزاسیون الیگومر PMEEECL بر مقدار Tcg مورد مطالعه قرار گرفت. مطابق نتایج بدست آمده از شبیه سازی، با کاهش طول زنجیر الیگومر دمای بحرانی آن کاهش یافت. علت این امر به خاطر آبدوست بودن شاخه جانبی الیگومر PMEEECL باشد که با کاهش طول باعث کاهش دمای بحرانی الیگومر میشود. در این الیگومر شاخه جانبی که قسمت آبدوست الیگومر میباشد عامل اصلی در ایجاد رفتاری کویل به گلبول شدن میباشد. به منظور پوشینه کردن دارو ، بلاک آب گریز و حساس به pH پلی (β-آمینو استر) (PAE) به بلاک اولیه PMEEECL با بیست واحد تکراری جهت ساخت کوپلیمر بلوکی و تشکیل مایسل در محیط آبی اضافه شد. از آنجایی که اضافه کردن بلاک آبگریز بر روی دمای بحرانی PMEEECL تاثیرگذار است، اثر طول زنجیر آبگریز بر روی این دما مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج بدست آمده مقدار Tcg برای کوپلیمر PMEEECL20-block-PAEM برای تعداد واحد تکراری M با مقادیر 5، 10 و 15 به ترتیب 315، 305 و 300 کلوین بدست آمد. در نتیجه با افزایش طول زنجیر بلوک آبگریز، رسیدن به دمای بحرانی در دماهای کمتری رخ میدهد. سپس با توجه به مقادیر درجه پلیمریزاسیون بلوک PAE، با استفاده از شبیه سازی دانه درشت (CG) مورفولوژی و شکل مایسل مورد بررسی قرار گرفت که با تغییر آن اشکال کروی، استوانهای و دو لایهای بدست آمد. در ادامه از مایسل کروی PMEEECL20-PAE5 به علت مناسب بودن دمای کویل به گلبول آن در کاربردهای دارو رسانی جهت پوشینه سازی مقادیر مختلفی از داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین (DOX)، 1، 5 و 10 درصد وزنی کوپلیمر بلوکی، استفاده شد. با افزایش غلظت دارو مکان داروی پوشینه شده از سطح مشترک هسته و پوسته مایسل به هسته و پوسته مایسل منتقل میشود. همچنین اثر pH نیز با تئوری میدان خود سازگار (SCF) مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن نشان دهنده فروپاشی مایسل در pH های کمتر از 4/5 بود. بنابراین تحقیق حاضر می تواند زمینه ساز بررسی آتی بمنظور بهینه سازی سایر پارامتر های دارورسانی به سلول های سرطانی باشد.
واژه‌های کلیدی: شبیه سازی MD، دارورسانی، حساس به دما و pH، شبیه سازی CG، کوپلیمر بلوکی
در این رساله قابلیت پوشینه سازی داروی ضد سرطانی دوکسوروبیسین (DOX) توسط کوپلمیر بلوکی آمفی فیلیک شامل پلی {γ-2-2]-(2 متوکسی اتوکسی) اتوکسی[ اتوکسی-ε-کاپرولاکتون} (PMEEECL) و پلی (β-آمینو استر) (PAE) حساس به دما و pH توسط ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد تحقیق قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ویژگی ها و رفتار دینامیکی پلیمر حساس به دمای PMEEECL با طول 20 واحد تکراری بوسیله شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج شبیه سازی حاصل از آنالیزهای گوناگون از قبیل شعاع چرخش، پارامتر برهمکنش فلوری-هاگینز و انرژی برهمکنش میان PMEEECL و مولکولهای آب، دمای حلالیت بحرانی پایینی (LCST) و یا دمای انتقال کویل به گلبول (Tcg) نزدیک به دمای320 کلوین بدست آمد که با مقدار نتایج آزمایشگاهی بسیار نزیک است. سپس اثر درجه پلیمریزاسیون الیگومر PMEEECL بر مقدار Tcg مورد مطالعه قرار گرفت. مطابق نتایج بدست آمده از شبیه سازی، با کاهش طول زنجیر الیگومر دمای بحرانی آن کاهش یافت. علت این امر به خاطر آبدوست بودن شاخه جانبی الیگومر PMEEECL باشد که با کاهش طول باعث کاهش دمای بحرانی الیگومر میشود. در این الیگومر شاخه جانبی که قسمت آبدوست الیگومر میباشد عامل اصلی در ایجاد رفتاری کویل به گلبول شدن میباشد. به منظور پوشینه کردن دارو ، بلاک آب گریز و حساس به pH پلی (β-آمینو استر) (PAE) به بلاک اولیه PMEEECL با بیست واحد تکراری جهت ساخت کوپلیمر بلوکی و تشکیل مایسل در محیط آبی اضافه شد. از آنجایی که اضافه کردن بلاک آبگریز بر روی دمای بحرانی PMEEECL تاثیرگذار است، اثر طول زنجیر آبگریز بر روی این دما مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج بدست آمده مقدار Tcg برای کوپلیمر PMEEECL20-block-PAEM برای تعداد واحد تکراری M با مقادیر 5، 10 و 15 به ترتیب 315، 305 و 300 کلوین بدست آمد. در نتیجه با افزایش طول زنجیر بلوک آبگریز، رسیدن به دمای بحرانی در دماهای کمتری رخ میدهد. سپس با توجه به مقادیر درجه پلیمریزاسیون بلوک PAE، با استفاده از شبیه سازی دانه درشت (CG) مورفولوژی و شکل مایسل مورد بررسی قرار گرفت که با تغییر آن اشکال کروی، استوانهای و دو لایهای بدست آمد. در ادامه از مایسل کروی PMEEECL20-PAE5 به علت مناسب بودن دمای کویل به گلبول آن در کاربردهای دارو رسانی جهت پوشینه سازی مقادیر مختلفی از داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین (DOX)، 1، 5 و 10 درصد وزنی کوپلیمر بلوکی، استفاده شد. با افزایش غلظت دارو مکان داروی پوشینه شده از سطح مشترک هسته و پوسته مایسل به هسته و پوسته مایسل منتقل میشود. همچنین اثر pH نیز با تئوری میدان خود سازگار (SCF) مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن نشان دهنده فروپاشی مایسل در pH های کمتر از 4/5 بود. بنابراین تحقیق حاضر می تواند زمینه ساز بررسی آتی بمنظور بهینه سازی سایر پارامتر های دارورسانی به سلول های سرطانی باشد.
واژه‌های کلیدی: شبیه سازی MD، دارورسانی، حساس به دما و pH، شبیه سازی CG، کوپلیمر بلوکی
دفعات مشاهده: 4377 بار | دفعات چاپ: 429 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
عضویت دکتر مهران رضایی در هیات تحریریه یک مجله خارجی
| تاریخ ارسال: 1398/7/8 |
عضویت دکتر مهران رضایی در هیات تحریریه مجله Process Safety and Environmental Protection
دکتر مهران رضایی (عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران) به عضویت هیات تحریریه مجله معتبر بین المللی Process Safety and Environmental Protection با ضریب تاثیر4.384 که توسط انتشارات Elsevier به چاپ می رسد، در آمد.
وی همچنین عضو هیات تحریریه مجله International Journal of Hydrogen Energy با ضریب تاثیر 4.084 انتشار یافته توسط انتشارات Elsevier از سال 2017 می باشند.
دکتر مهران رضایی، استاد تمام دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران می باشد و دارای عنوان پژوهشگر نمونه کشوری، دانشمند جوان برجسته فرهنگستان علوم در حوزه مهندسی شیمی و استاد جوان کارآفرین در رشته مهندسی شیمی به انتخاب انجمن صنفی مهندسی شیمی و پلیمر ایران است.
دفعات مشاهده: 4711 بار | دفعات چاپ: 551 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
سمینار دانشجویان مرکز الکترونیکی
| تاریخ ارسال: 1398/7/8 |
برای دیدن برنامه زمانبندی سمینارهای علمی دانشجویان مرکز الکترونیکی دانشکده مهندسی شیمی،نفت و گاز به این قسمت مراجعه کنید.
دفعات مشاهده: 5016 بار | دفعات چاپ: 571 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
دفاعیه
| تاریخ ارسال: 1398/7/2 |
چکیده
تغییرات آب‌وهوا و گرمایش زمین یکی از مهم‌ترین ملاحظات زیست‌محیطی بوده که در سال‌های اخیر توسعه و بهبود فرایندهای جداسازی دی‌اکسید کربن به‌عنوان مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای موردتوجه محققان قرارگرفته است. اصلی‌ترین منشأ تولید و انتشار دی‌اکسید کربن احتراق سوخت‌های فسیلی در نیروگاه‌ها و صنایع نفتی است. ازجمله روشهای پس احتراقی بکار رفته در صنایع روش جذب گازی با حلال آمین است؛ اما این روش با مشکلاتی مهمی از قبیل هزینه بالای احیای جاذب، خوردگی، محصولات جانبی خطرناک و از دست رفتن حلال مواجه است. لذا گزینه‌ی دیگر بجهت جداسازی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی استفاده از جاذب‌های جامد در بسترهای سیال است. در این پژوهش جداسازی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی شبیه‌سازی‌شده با استفاده از جاذب‌های جامد کربنات پتاسیم بر پایه آلومینا K2CO3/Al2O3 در بسترسیال به‌صورت تجربی و شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور جاذب‌های جامد K2CO3/Al2O3 به روش تلقیح مرطوب ساخته‌شده و مشخصات فیزیکی و شیمیایی آن توسط آنالیزهای XRD، BET و SEM بررسی شد. در ابتدا واکنش جذب در بستر ثابت به‌صورت تجربی و با استفاده از روش طراحی آزمایش RSM مطالعه شد و سپس با توجه به نتایج آزمایش‌های بستر ثابت، آزمایش‌های جذب دی‌اکسید کربن در بسترسیال با استفاده از روش BBD و طراحی آزمایش RSM بررسی شد. همچنین با انجام مطالعات سینتیکی واکنش، شرایط بهینه فرایند جهت دستیابی به بیشینه ظرفیت جذب و سرعت واکنش توسط روش RSM ارائه گردید. طبق نتایج آنالیز واریانس به ترتیب دما، دبی سیال، میزان پیش‌آمایش و نسبت مولی بخارآب به دی‌اکسید کربن از مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار بر فرایند جذب هستند. علاوه بر این، روابط چندجمله‌ای نیمه تجربی جهت یافتن نقطه بهینه جهت دستیابی به بیشترین ظرفیت جذب و ثابت سرعت واکنش ارائه گردید. درنتیجه شرایط بهینه ۶۰ ºC، ۵۶۲ سانتیمتر مکعب بر دقیقه، ۲/۲۲ میلی‌گرم آب و ۱ برای متغیرهای به ترتیب دما، دبی گاز، میزان پیش‌آمایش و نسبت مولی بخار به دی‌اکسید کربن حاصل شد. در شرایط بهینه میزان جذب ۲۹/۶۵ میلی‌گرم دی‌اکسید کربن به ازای هر گرم جاذب و ۳۴۰۲/۰ بر دقیقه به ترتیب برای ظرفیت جذب و ثابت سرعت واکنش ارائه شد. علاوه بر این، یک مدل CFD جهت شبیه‌سازی فرایند جذب دی‌اکسید کربن در بسترسیال چرخشی توسعه داده شد. با استفاده از نرم‌افزار RSM شرایط بهینه عملیاتی بسترسیال چرخشی ارائه و اعتبارسنجی گردید. درنهایت نیز یک رابطه برای درصد حذف CO2 در بسترسیال چرخشی با توجه به اعداد بدون بعد فرایند با ضریب تعیین 982/0 ارائه گردید. اطلاعات این پژوهش جهت طراحی و افزایش مقیاس فرایند جذب سطحی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی روی جاذب‌های جامد در بسترهای سیال قابل‌استفاده خواهد بود.
کلمات کلیدی: جداسازی دی‌اکسید کربن؛ کربنات پتاسیم؛ آلومینا؛ جذب سطحی؛ بسترسیال؛ شبیه‌سازی
تغییرات آب‌وهوا و گرمایش زمین یکی از مهم‌ترین ملاحظات زیست‌محیطی بوده که در سال‌های اخیر توسعه و بهبود فرایندهای جداسازی دی‌اکسید کربن به‌عنوان مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای موردتوجه محققان قرارگرفته است. اصلی‌ترین منشأ تولید و انتشار دی‌اکسید کربن احتراق سوخت‌های فسیلی در نیروگاه‌ها و صنایع نفتی است. ازجمله روشهای پس احتراقی بکار رفته در صنایع روش جذب گازی با حلال آمین است؛ اما این روش با مشکلاتی مهمی از قبیل هزینه بالای احیای جاذب، خوردگی، محصولات جانبی خطرناک و از دست رفتن حلال مواجه است. لذا گزینه‌ی دیگر بجهت جداسازی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی استفاده از جاذب‌های جامد در بسترهای سیال است. در این پژوهش جداسازی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی شبیه‌سازی‌شده با استفاده از جاذب‌های جامد کربنات پتاسیم بر پایه آلومینا K2CO3/Al2O3 در بسترسیال به‌صورت تجربی و شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور جاذب‌های جامد K2CO3/Al2O3 به روش تلقیح مرطوب ساخته‌شده و مشخصات فیزیکی و شیمیایی آن توسط آنالیزهای XRD، BET و SEM بررسی شد. در ابتدا واکنش جذب در بستر ثابت به‌صورت تجربی و با استفاده از روش طراحی آزمایش RSM مطالعه شد و سپس با توجه به نتایج آزمایش‌های بستر ثابت، آزمایش‌های جذب دی‌اکسید کربن در بسترسیال با استفاده از روش BBD و طراحی آزمایش RSM بررسی شد. همچنین با انجام مطالعات سینتیکی واکنش، شرایط بهینه فرایند جهت دستیابی به بیشینه ظرفیت جذب و سرعت واکنش توسط روش RSM ارائه گردید. طبق نتایج آنالیز واریانس به ترتیب دما، دبی سیال، میزان پیش‌آمایش و نسبت مولی بخارآب به دی‌اکسید کربن از مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار بر فرایند جذب هستند. علاوه بر این، روابط چندجمله‌ای نیمه تجربی جهت یافتن نقطه بهینه جهت دستیابی به بیشترین ظرفیت جذب و ثابت سرعت واکنش ارائه گردید. درنتیجه شرایط بهینه ۶۰ ºC، ۵۶۲ سانتیمتر مکعب بر دقیقه، ۲/۲۲ میلی‌گرم آب و ۱ برای متغیرهای به ترتیب دما، دبی گاز، میزان پیش‌آمایش و نسبت مولی بخار به دی‌اکسید کربن حاصل شد. در شرایط بهینه میزان جذب ۲۹/۶۵ میلی‌گرم دی‌اکسید کربن به ازای هر گرم جاذب و ۳۴۰۲/۰ بر دقیقه به ترتیب برای ظرفیت جذب و ثابت سرعت واکنش ارائه شد. علاوه بر این، یک مدل CFD جهت شبیه‌سازی فرایند جذب دی‌اکسید کربن در بسترسیال چرخشی توسعه داده شد. با استفاده از نرم‌افزار RSM شرایط بهینه عملیاتی بسترسیال چرخشی ارائه و اعتبارسنجی گردید. درنهایت نیز یک رابطه برای درصد حذف CO2 در بسترسیال چرخشی با توجه به اعداد بدون بعد فرایند با ضریب تعیین 982/0 ارائه گردید. اطلاعات این پژوهش جهت طراحی و افزایش مقیاس فرایند جذب سطحی دی‌اکسید کربن از گازهای احتراقی روی جاذب‌های جامد در بسترهای سیال قابل‌استفاده خواهد بود.
کلمات کلیدی: جداسازی دی‌اکسید کربن؛ کربنات پتاسیم؛ آلومینا؛ جذب سطحی؛ بسترسیال؛ شبیه‌سازی
دفعات مشاهده: 4322 بار | دفعات چاپ: 478 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
سمینارهای کارشناسی ارشد ورودی 1-97
| تاریخ ارسال: 1398/6/3 |
برای دیدن برنامه زمانبندی سمینارهای علمی دانشجویان کارشناسی ارشد ورودی 1-97 دانشکده مهندسی شیمی،نفت و گاز به این قسمت مراجعه کنید.
دفعات مشاهده: 5990 بار | دفعات چاپ: 558 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
جشنواره جوان خوارزمی
| تاریخ ارسال: 1398/2/25 |
دفعات مشاهده: 5208 بار | دفعات چاپ: 717 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
سایر مطالب این بخش
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
- 1398/2/17 -
سخنرانی
- 1398/2/3 -
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
- 1397/12/18 -
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
- 1397/12/14 -
دفاعیه
- 1397/12/5 -
اعطای کرسی پژوهشی
- 1397/11/13 -
تقدیر طرح دکتر تورج محمدی
- 1397/10/12 -
سخنرانی علمی در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز
- 1397/10/11 -
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
- 1397/9/10 -