وبلاگ

:
 
نظر به ویژگی های منحصر به فرد غشاهای تبادل یونی به ویژه در فرایند غشایی تولید کلرآلکالی
و نیز اهمیت فنی و اقتصادی این غشاها مطالعه اولیه ای در زمینه شناخت غشاهای تبادل یونی
انجام دادم .
در این تحقیق ضمن معرفی آیونومرها و غشاهای تبادل یونی به ویژه پرفلئورینه و تعیین خواص
و نقش آنها در صنعت کلرآلکالی ، انواع غشاهای تجاری موجود در بازار معرفی و مورد بررسی
قرارگرفته است .مدل های ساختمانی و مورفلولوژی غشاهای پرفلئورینه به همراه اصول و مکانیزم
انتقال یون از درون غشا ارائه گردیده است .
مدل های شبکه خوشه ای و سه فاز توانایی توضیح نسبی خواص و قابلیت انتخاب پلیمر را دارا

می باشند . خواص مهم غشاهای تبادل یونی پرفلئورینه همچون گنجایش آب،ظرفیت تبادل یونی
،راندمان جریان ، هدایت الکتریکی،خواص مکانیکی و غیره تعریف و مورد بررسی قرارگرفته است
،نیز روش های اندازه گیری این خواص ارائه گردیده است .
در این تحقیق ضمن ارائه تاریخچه ای از صنعت کلرآلکالی انواع سل های مورداستفاده توصیف شده
، در ادامه مزایا و معایب غشاهای تبادل یونی و به طور کلی انتظاراتی که از غشاهای کلرآلکالی داریم
بیان شده است .در ادامه نیم نگاهی نیز به غشاهای تبادل یونی در صنعت ، چگونگی مراقبت از الکترو
لایزرها و انواع تست های مربوط به غشا در قبل و بعد از را اندازی شده است . علل راه اندازی سل با
آب نمک قلیایی ، علل پاره شدن غشا و نشانه های آن و چگونگی تعمیر انها نیز ذکر شده است . در انتها
نیز نکاتی در مورد چگونگی نگهداری و مراقبت از غشا از زمان تولید تا هنگام نصب ذکر گردیده است .
به واسطه نقش کلیدی غشا د رفرایند کلر آلکالی تحقیق هر چه بیشتر در زمینه غشا و البته تلاش برای
ساخت غشا در کشور اهمیت زیادی می یابد زیرا صنعت کلر آلکالی غشایی در صنایع پتروشیمی در جهان
در حال گسترش بوده و در نتیجه احتمال تبدیل واحد های جیوه ی به غشایی در آینده زیاد است .

:
تولید الفین ها یکی از مهمترین فرایند های موجود در صنایع پتروشیمی می باشد
شکست حرارتی هیدروکربن ها سبک و برش های سنگین نفتی از فرایند های اساسی
تولیدی الفین ها می باشد و هم چنین این هیدروکربن ها به عنوان مواد اولیه برای صنایع
پایین دستی به شمار می روند .
گرمایش خوراک هیدروکربنی باعث شکستن زنجیر های طولانی هیدروکربنی شده و زنجیر

های کوتاهتر تولید می کند که این زنجیر ها در اثر واکنش ، مولکول های اشباع نشده تشکیل
می دهند .
از آنجایی که طراحی و شکل هندسی یک کوره شکست حرارتی تثبیت شده می باشد بنابراین
بازدهی اجزا مختلف در جریان خروجی از کوره وابسته به پارامتر های مختلف است به عنوان
نمونه :

• ترکیب هیدروکربن های خوراک

• میزان تبدیل یا شکست حرارتی

• گزینش پذیری شکت حرارتی که تابعی از فشار جزئی هیدروکربن و زمان اقامت متوسط می باشد .

متغیر های کنترل دیگری که روی شدت پیرولیز در کوره تاثیر دارند عبارتند از :

• شدت جریان خوراک و بخار در لوله

در این مجموعه تلاش شده است که در ابتدا عواملی را که در تولید آلفین ها نقش دارند شناسایی
کرده و در آن هایی که امکان تغییر وجود دارد تغییراتی اعمال کرده تا شرایط سیستم بهبود پیدا
کند از این دسته عوامل تشکیل کک در کویل کوره ها است که یک مسئله اجتناب ناپذیر است و
باعث کاهش تولید سالیانه می شود که بر اساس آزمایش های متعدد شرایطی ایجاد شد که آن
را به حداقل رساند همچنین از عوامل مهمی که روی تولید تاثیر دارد دمای محصول خروجی از
کوره است که با آزمایش های مختلف توانستیم دمای بهتری جهت پیش بینی میزان کک تشکیل
شده بر حسب زمان و میزان تولید در محصول ارزشمند اتیلن و پروپلین بر حسب دما را ارائه
دهیم .

:
اعضای سازه های مختلف همچون هواپیماها، قطارها، ماشین ها، کشتی ها… به دلایل مختلف در معرض رخدادهایی هستند که موجب ایجاد ترک و در نهایت تخریب عضوهای آنها می شود. حتی اگر دلیل خاصی برای ایجاد ترک نباشد، به دلایل مختلف مثلاً خط کشی های اندازه گذاری ممکن است در طول عمر کار سازه، بر اثر خستگی ناشی از پیشرفت همان اثر کوچک ایجاد ترک هایی شود که در نهایت منجر به تخریب اعضای سازه شود و در نتیجه مجبور به تعویض آن عضو و یا در بدترین حالت موجب ایجاد تخریب های بزرگ و در نهایت کنار گذاشتن کل سازه شود.
ترمیم ترک های سازه هم از نظر اقتصادی و هم از نظر مالی مفید بوده و با روش های مختلف ترمیم صورت می گیرد. این ترمیم ها در برخی موارد توانایی بازگرداندن کل استحکام عضو، قبل از ایجاد ترک را دارند. با پیشرفت دانش بشر هر روز راه های جدیدتر و مفیدتری برای ترمیم اعضای سازه ها ابداع می شود. در گذشته ترمیم سازه ها توسط اتصالات مکانیکی انجام می پذیرفت، نکته اینکه خود همین اتصالات مکانیکی در طول زمان موجب تمرکز تنش و در نهایت ایجاد ترک و شکست در عضو می شوند.
یکی از روش های ترمیم که در سه دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته و سودمندی آن به اثبات رسیده، ترمیم قیدی با چسب عضو سازه با

 بهره گرفتن از وصله کامپوزیتی می باشد. مواد کامپوزیت به دلیل وزن کم استحکام بالا و ویژگی های منحصر به فرد دیگر می توانند در ترمیم اعضای سازه های مختلف چه فلزی و چه کامپوزیتی مورد استفاده قرار گیرند.

یکی از بیشترین کاربردهای کامپوزیتی در ترمیم آلومینیوم های صنایع هوایی و دریایی می باشد. این وصله ها از جنس های مختلف ساخته شده و هرکدام با توجه به نوع کاربرد مورد استفاده قرار می گیرند.
در ساختارهای کامپوزیتی، این ویژگیشان که از مواد مختلف تشکیل شده اند باعث شده روز به روز با اضافه کردن اجزاء جدید به این ساختارهای کامپوزیتی جدید با ویژگی های بهتر برای کاربرد خاص پیدا شود. یکی از این نوآوری ها استفاده از مواد هوشمند در ساختار کامپوزیت می باشد.
مواد هوشمند با توجه به نوع ساختار کامپوزیتی، درون ساختارها به کار رفته و مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از این مواد هوشمند، آلیاژهای حافظه دار هستند، که دارای خاصیت به خاطر آوردن شکل خود می باشند. هم اکنون بسیاری از پژوهشگران در حال بررسی اثر استفاده و نحوه عملکرد این مواد در درون ساختار کامپوزیتی می باشند.
در این تحقیق اثر وارد کردن آلیاژهای حافظه دار به عنوان عضو هوشمند درون وصله های کربن – اپوکسی برای ترمیم یک صفحه آلومینیومی ترکدار در مقایسه با وصله کربن – اپوکسی بدون عضو هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است.

:
سطوح گسترش یافته یا همان پره ما به طور گسترده در خنک کردن موتور اتومبیل و موتورهای سفینه های فضایی استفاده می شوند. پره ها همچنین در پردازنده های کامپیوتر و دیگر تجهیزات الکترونیکی به وفور استفاده می شوند.
جنبه های مختلف انتقال حرارت از پره ها، انتقال حرارت جابجایی آزاد و تشعشع بسیار مشاهده می شود که تقریبا انتقال حرارت تشعشع 20% از انتقال حرارت کل را شامل می شود. پرها به صورت مجموعه ای به کار گرفته می شوند، انتقال حرارت از مجموعه پره ها به طور تئوری در مقایسه با یک پره منفرد کمتر پیش بینی شده است و به این نتیجه رسیده اند که انتقال حرارت از مجموعه پره ها به فاصله بین پره ها وابسته است.
تحقیقات پیوسته ای برای بهبود دادن بازده سیستم های تبادل حرارتی انجام شده که شامل انتقال حرارت آزاد و اجباری می باشند. کار تجربی اخیر بروی مجموعه پره های افقی و عمودی با جابجایی آزاد توسط Mcmanus Staner،  welling و woodhinge ، Harahap و Mcmanus،… صورت گرفته است.
انتقال حرارت تشعشع نقش مهمی در انتقال حرارت مجموعه پره ها بازی می کند.  Chaddock , Edwards نشان دادند که انتقال حرارت به وسیله تشعشع از پره های استوانه ای با ضریب صدور سطح 0/99 حدوداً یک سوم انتقال حرارت کل محاسبه شده است. chaddok

 متوجه شد که انتقال حرارت به وسیله تشعشع پره با جنس آلومینیوم صیقل داده شده در حدود 20% – 10 انتقال حرارت کل را شامل می شود.

Sparrow و Acharya یک مقاله بروی جابجایی طبیعی پره با حل معین شده غیر یکنواخت با ضریب انتقال حرارت متغیر ارائه کرده اند. یک تحلیل رسانایی و جابجایی برای پره با صفحه عمودی انجام شده است و آنها نشان داده اند که ضریب انتقال حرارت محلی در اول کم می شود و به یک حداقلی می رسد و سپس با افزایش فاصله خطوط جریان پایین افزایش می یابد. Sukhatme مشاهده کرد که با افزایش در عدد گراشف انتقال حرارت جابجایی افزایش یافته و انتقال حرارت تشعشع کاهش می یابد. Manzoor et al تلفات انتقال به وسیله جابجایی و تشعشع از پره های یک بعدی و دوبعدی را تحلیل کرد. Sparrow and vemuri آزمایش هایی که با فین های سوزنی افقی با تراکم بالا ثابت شده بر یک صفحه پایه عمودی را بررسی کرده اند. سپس آنها روی تأثیر جهت دهی پره ها تخمین و انتقال حرارت تشعشع پره با دمای ثابت را مطالعه کردند.
Aihara et al آزمایش هایی را بروی مجموعه پره سوزنی با صفحه پایه عمودی همراه توزیع سرعت اطراف آنها انجام داده اند. تخمین های تشعشعی به دست آمده با ضریب صدور شفاف بنا شده اند.
Edward , Zagrofos یک مجموعه پره سوزنی را بهتر از یک مجموعه پره صفحه ای تحت شرایط یکسان اجرا کرده اند. Sobhan , Sunil Reddy یک فین مستطیلی با یک خط منبع در صفحه پایه را مطالعه کرده اند. عکس العمل جابجایی آزاد با تشعشع و رسانایی در یک شکاف طور عددی به وسیله Venkateshan , Balaji مطالعه شده است. Rao , Venkateshan یک آزمایش هایی را بروی مجموعه پره افقی بلند داده اند. بعلاوه زمانی که افزایش در انتقال حرارت تشعشعی به طور غیرخطی متمایل می شود. انتقال حرارت جابجایی به طور خطی با فاصله بین پره ها افزایش می یابد. Lina , Leela با بکار بردن قانون دوم با یک مجموعه پره سوزنی تحت جریان گذرنده مشاهده کردند با افزایش در سرعت جریان نرخ انتقال حرارت افزایش خواهد یافت و از این رو برگشت ناپذیری انتقال حرارت را کاهش می دهد. Abramazon یک بحث بروی تخمین انتقال حرارت تشعشع از مجموعه پره های مستطیلی، که در آنجا انقال حرارت تشعشع 20% از انتقال حرارت کل را شامل می شود را ارائه کردند. Yancu , Anbar آزمایش هایی را با تعداد مختلف پره ها بروی یک صفحه پایه افقی با عرض 250mm را انجام داده اند و با کاهش فضای بین پره ها افزایش تعداد پره ها را منجر خواهد شد.

:
جریان جت عبارت است از تخلیه سیال به داخل محیطی از جنس همان سیال یا سیال دیگر که در حالت سکون یا حرکت با سرعتی غیر از سرعت جت می باشد. این جریان در صنعت کاربرد زیادی دارد. به عنوان مثالی از کاربرد صنعتی جت های برخوردی می توان به کاربرد آنها در صنعت طراحی هواپیماهای عمود پرواز، صنعت برش قطعات، خشک کردن کاغذ، صنایع فولاد، خنک کاری و رسوب زدایی از روی لوله های مبدل اشاره کرد. ولی این جریان فقط محدود به صنعت نمی شود. چرا که این جریان یکی از مهمترین جریان های مورد مطالعه به منظور شناهت ماهیت جریان های آشفته و مدل سازی آنها می باشد. لذا از جنبه آکادمیک نیز حائز اهمیت فراوان بوده و محققان بسیاری در حال مطالعه برروی آن می باشند.

کلیه مطالعات جت های برخوردی براساس چهار ناحیه مشخص از جریان صورت می گیرد. در ناحیه هسته پتانسیل سرعت محوری تقریبا ثابت باقی مانده و برابر سرعت خروجی شیپوره می باشد. در ناحیه جت آزاد سرعت به تدریج کاهش پیدا کرده و جریان در فضای اطراف پخش می شود. در ناحیه بعدی سرعت جریان در نزدیک ناحیه برخورد به صفر میل می کند. فشار استاتیک در این ناحیه به بیشینیه مقدار خواهد رسید. در ناحیه برخورد جت از حالت محوری خارج شده و به صورت شعاعی پخش خواهد شد. ناحیه برخورد تا جایی ادامه پیدا می کند که فشار روی سطح به فشار محیط میل کند.
فصل اول
بررسی منابع پیشینه پژوهش
1-1- کلیات و بحث در مورد جت های آزاد
در ابتدای این فصل به بررسی جت های آزاد آشفته و تراکم ناپذیر می پردازیم. قبل از هرچیز لازم به نظر می رسد که توضیحاتی درباره شیپوره و نقش آن داده شود.
شیپوره دو نقش مهم را به عهده دارد. اولین آن تبدیل ارتفاع نظیر فشار به ارتفاع نظیر سرعت (سرعت مورد نیاز) می باشد که با طراحی صحیح می توان حداقل اتلاف انرژی را با افزایش بازدهی شاهد بود. نقش دوم آن هدایت و تولید جت یکنواخت و همگن است که باعث ازدیاد نفوذ در هوا و عدم شکست در جت می شود. منظور از نفوذپذیری جت در هوا میزان افزایش پهنای جت در اثر افزایش X/Dn می باشد که Dn ارتفاع یا ضخامت جت در خروج از شیپوره و X فاصله از دهانه خروجی جت است.
طراحی شیپوره های سیستم (شکل داخلی شیپوره) در انحصار کارخانه های سازنده می باشد و فقط یک پارامتر خارجی از آن در دست است که همان قطر دهانه خروجی شیپوره می باشد. با توجه به موارد مذکور برای افزایش بازدهی شیپوره و طراحی بهینه، عوامل ذیل مؤثرند:
1) طرح و شکل شیپوره (زاویه همگرایی روزنه و شیپوره، طول شیپوره)
2) قطر دهانه و گلوگاه شیپوره
3) عمر شیپوره
زاویه همگرایی قطر روزنه در ایجاد یک جت همگن و تقویت هسته اصلی و مرکزی جت بسیار، موثر می باشند.