فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 85 (خرداد و تیر 1395)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 85 (خرداد و تیر 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/04/30
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سخن سردبیر
  • جلال شایگان صفحه 5
  • مقالات
  • سعید بابایی*، امین عابدینی صفحه 6
    پلی استرهای غیراشباع به عنوان بازدارنده در گرین پیشرانه راکتی دو پایه مصرف می شوند. در این مقاله، اثر طول زنجیره گلیکول، افزودن پرکننده، مقادیر مختلف رقیق کننده و ترکیبات حاوی هالوژن بر زمان ژل شدن، دمای اوج گرمازا، گرانروی، مقاومت کششی، درصد ازدیاد طول، قدرت پیوند با پیشرانه، و میزان مهاجرت نیتروگلیسرین بررسی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود مهاجرت نیتروگلیسرین، زمان ژل شدن، دمای مربوط به اوج گرمازا و خواص مکانیکی به تناسب کاهش طول زنجیره است. همچنین، کاهش جذب آب و نیتروگلیسرین با افزایش غلظت تکپار استایرن تا 40 درصد در سامانه های پلی استری مشاهده می شود. به کار بردن مواد مقاوم به اشتعال، همچون اتیل اکریلات سیکلیک گلیکول فسفات (EACGP) نیز حاکی از بهبود مقاومت به اشتعال و شاخص اکسیژن بسپار است.
    کلیدواژگان: پلی استر غیراشباع، بازدارنده، پیشرانه دوپایه راکتی، مهاجرت نیتروگلیسرین
  • محسن زراعتکار مقدم، عباس کبریت چی* صفحه 19
    کاربرد نانو ذرات فلزی در مواد پرانرژی (منفجره، پیشرانه و پیروتکنیک) گسترده است. در پیشرانه های جامد، نانو ذرات به منظور بهبود بخشیدن عملکرد به عنوان افزودنی در سوخت به کار می روند. در این مقاله، نقش نانو ذرات آلومینیم در رفتار سوختن پیشرانه های جامد مرکب بررسی و مطالعه خواهد شد. نانو ذرات آلومینیم یکی از مهم ترین اجزای پرانرژی سوخت فلزی در پیشرانه های جامد مرکب به شمار می آیند. بنابر مطالعات انجام شده، افزودن نانو ذرات آلومینیم، سبب افزایش آهنگ سوختن، کاهش میزان انباشتها، کوچک شدن قطر ذرات در حال سوختن، کاهش دمای آغاز احتراق، و نیز کاهش مقدار و اندازه ذرات خاکستر باقیمانده می شود. همچنین، مصرف نانو ذرات آلومینیم سبب کاهش نمای فشار در قانون آهنگ سوختن می شود. بر اساس این مطالعات، کاهش اندازه ذرات آلومینیم از میکرو به نانو، موجب افزایش تقریبا 100% در آهنگ سوختن پیشرانه های جامد مرکب می شود.
    کلیدواژگان: نانو ذرات آلومینیم، پیشرانه های جامد مرکب، آهنگ سوختن، احتراق
  • فرشاد یزدانی*، طاهر چشم انداز صفحه 29
    در سال های اخیر، نانوذرات نقره به دلیل برخورداری از خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، توجه تعداد زیادی پژوهشگر را جلب کرده است. این خواص به دلیل ماهیت ذاتی نقره و نیز نسبت سطح به حجم بسیار بالای این ذرات است و به تبدیل نانوذرات نقره به یکی از پرکاربردترین نانوذرات در صنعت و پزشکی انجامیده است. هرچند روش های متنوعی برای سنتز نانوذرات نقره ارائه شده، اما روش احیای شیمیایی به دلیل سادگی و توانایی در کنترل شکل و اندازه ذرات، متداول ترین روش تولید این نانوذرات به شمار می آید.
    در این روش، با تغییر پارامترهایی چون غلظت پیش ماده نقره، عامل احیا یا پایدارکننده، دما، pH و مدت زمان واکنش می توان اندازه و ریخت شناسی ذرات را به راحتی کنترل کرد. در این مقاله تلاش شده است یک بررسی اجمالی درباره روش های احیای شیمیایی سنتز نانو ذرات نقره صورت گیرد و تاثیر پارامترهای موثر بر اندازه و ریخت ذرات حاصل بررسی شود.
    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، احیای شیمیایی، پارامترهای موثر بر سنتز، اندازه ذرات
  • مهدی مرادی* صفحه 41
    در این تحقیق، ضریب انتشار رطوبتی دانه گیاه زیره سبز طی فرایند خشک شدن لایه نازک به صورت تابعی از محتوای رطوبت آن با دو فرض صفحه ی دو بعدی و استوانه ای برای شکل دانه تعیین شد. سپس مدل سازی ریاضی فرایند انتقال رطوبت دانه حین خشک شدن با استفاده از روش عددی عنصر محدود انجام گرفته و نتایج حاصل از آن با محتوای رطوبت آزمایشگاهی دانه در شرایط مشابه مقایسه شد. مقدار ضریب همبستگی بین نتایج حاصل از مدل صفحه ی دو بعدی و داده های آزمایشگاهی معادل 992/0، و میزان مربعات خطا معادل 0188/0 به دست آمد، در حالی که مقدار ضریب همبستگی بین نتایج مدل استوانه ای و داده های حاصل از آزمایش معادل 973/0 و میزان مربعات خطا معادل 11/0 به دست آورده شد. به این ترتیب، نتایج مطالعه حاضر بیانگر آن است که فرض صفحه ی دوبعدی برای دانه، همبستگی بیشتر و خطای کمتر نسبت به فرض شکل استوانه ای با داده های آزمایش را در پی دارد.
    کلیدواژگان: انتقال جرم، خشک کردن، زیره سبز، ضریب انتشار رطوبتی
  • مهدخت ارشدی، سهیلا یغمایی*، سید محمد موسوی صفحه 50
    در سال های اخیر، افزایش تقاضا و نیمه عمر کوتاه تجهیزات الکترونیکی به انباشت آنها و ایجاد مشکلات زیستمحیطی فراوانی انجامیده است. پسماندهای الکترونیکی شامل بسیاری از فلزات خطرناک اند که در صورت مدیریت نادرست در دقع آنها، به طور جدی جامعه انسانی را تهدید میکنند. از سوی دیگر، به طور میانگین، با بازیافت پسماندهای الکترونیکی می توان حدود 40 میلیون تن از منابع را تامین کرد. روش های سنتی برای بازیافت پسماندهای الکترونیکی به دلیل هزینه گزاف و تولید محصولات جانبی خطرناک، ناکارامدند. فروشویی زیستی با بهره گیری از ریزاندامگانها روشی موثر، دوستدار محیطزیست، و اقتصادی برای بازیافت پسماندهای الکترونیکی به شمار می آید. در این مقاله، پژوهشهای انجام شده برای بازیافت فلزات پسماندهای الکترونیکی با بهره گیری از فروشویی زیستی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد فروشویی زیستی برای استخراج فلزات از پسماندهای الکترونیکی بسیار کارامد است و می تواند تا صددرصد فلزات اساسی مانند نیکل، مس و روی، و حدود نیمی از فلز پایدار طلا را استخراج کند.
    کلیدواژگان: پسماندهای الکترونیکی، صفحه مدارهای چاپی، بازیافت، فروشویی زیستی
  • محسن زراعتکار مقدم، محمدعلی دهنوی*، مصطفی نجفی صفحه 62
    کهولت پیشرانه های جامد مرکب برپایه ی HTPB بررسی می شود که یکی از پارامترهای اصلی در ارزیابی طول عمر پیشرانه های مورد استفاده در سامانه های راکتی و موشکی به شمار می آید. امروزه پیشرانه های جامد مرکب بر پایه ی HTPB کارآمدترین پیشرانه برای کاربرد در موتورهای پیشرانه جامد در سراسر جهان هستند. فرایندهای کهولت پیشرانه های جامد مرکب می تواند پیامد فرایندهای شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی باشد. در این مقاله، برخی از مهم ترین عوامل موثر بر کهولت و روش های تعیین کهولت بررسی شده است. رایج ترین روش ارزیابی کهولت پیشرانه ها از طریق آزمون های کهولت تسریع یافته است که برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مشخصه های کهولت در یک دوره نسبتا کوتاه انجام می شود. از عمده روش های شیمیایی که امروزه برای تعیین حد کهولت پیشرانه های جامد مرکب استفاده می شود، اندازه گیری جزء محلول ساختار چسب بسپاری پیشرانه است. همچنین، از مهم ترین آزمون های فیزیکی می توان به آزمون های تنش – کرنش، تنش – آسایش، تست خزش و آزمون دینامیکی – مکانیکی اشاره کرد.
    کلیدواژگان: کهولت، پیشرانه های جامد مرکب، فرایندهای کهولت، سازوکار کهولت، HTPB
  • ابوالفضل سلیمانی، ناصرتیموری خانه سری* صفحه 76
    در این پژوهش ابتدا مدل ترمودینامیکی با بکارگیری معادله حالت پنگ-رابینسون برای پیش بینی مقدار آب همراه متان ارائه و میزان دقت آن نسبت به داده های آزمایشگاهی برای دماهای بین 15/273 تا15/377کلوین و فشارهای بین 5/0تا 61/34 مگاپاسکال آزموده شد؛ خطای مطلق متوسط مدل 03611/0 به دست آمده با استفاده از داده های حاصل از مدل، شکل کلی معادله برای پیش بینی مقدار آبهمراه متان به دست آمد. سپس، برای کاهش خطای معادله نسبت به داده های تجربی، ضرایب معادله با استفاده از روش غیر خطی GRG تعیین شدند، خطای معادله حاصل برای داده ها در محدوده دمایی یادشده معادل 0403/0 به دست آمد؛ به علاوه، ضرایبی برای وجود ترکیبات سنگین تر ازمتان و وجود گازهای اسیدی معرفی شد.
    کلیدواژگان: آب همراه، روش غیر خطی GRG، متان، گازهای اسیدی، گازهای شیرین، معادله حالت پنگ، رابینسون
  • موسی الرضا جلیلی پالندی، سید سعید حسینی* صفحه 86
    فناوری غشایی اسمز معکوس (RO) یکی از روزآمدترین و پیشرفته ترین روش های نمک زدایی از آب های شور و لب شور است. غشای مرکب نازک لایه (TFC) پلی آمیدی پر مصرف ترین غشای مورد استفاده در این فرایند به شمار می رود. با این حال، موانعی چون برقراری تبادل بین شار آب تراویده، دفع نمک، و گرفتگی، به خصوص گرفتگی زیستی، باعث افت عملکرد آن میشود. یکی از راهبردهای امیدوارکننده برای بهبود خواص غشاء TFC، ترکیب نانوذرات و نانولوله ها در نازک لایه این غشاء است. ترکیب نانوذرات و نانولوله ها در خلال بسپارش بین سطحی غشا TFC آثار گوناگونی دارد. نانوذراتی چون زئولیت و نانولوله های کربنی به بهبود عملکرد نمک زدایی و نانوذراتی نظیر نقره به بهبود مقاومت در برابر گرفتگی زیستی منجر می شود. در این مقاله، به بررسی آثار نانوذرات مختلف بر عملکرد نمکزدایی، خواص سطحی و کنترل گرفتگی زیستی غشاهای اسمز معکوس و موانع تجاری شدن آنها پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: نمک زدایی، اسمز معکوس، مرکب نازک لایه، نانوذرات، نانولوله ها
  • نسیم طاهونی*، مجید قاسمی کوزه کنان، جلال صادقی اهری صفحه 98
    در سالهای اخیر، قوانین و محدودیتهای شدید اعمال شده به مراکز صنعتی جهت جلوگیری از ورود گازهای آلاینده به محیط زیست باعث شده است تا تمایل بازار به استفاده از سوختهای سبک و کمآلاینده افزایش یابد. بنابراین، واحدهای تولیدکنندهی سوختهای سبک در پالایشگاه ها و مراکز پتروشیمی، اهمیت خاصی یافته اند و با توجه به این که هیدروژن نقش اساسی در این واحدها دارد، مدیریت مصرف هیدروژن در این مراکز به امری غیر قابل اجتناب تبدیل شده است. به این منظور، در این مقاله، شبکه هیدروژن در مجتمع پتروشیمی نوری به صورت موردی، با استفاده از فناوری پینچ مطالعه شده است. نتایج مطالعه طراحی از پایه این مجتمع نشان داد که واحد یادشده در صورت طراحی صحیح باید با مقدار هیدروژن تازهای به میزان 5/16 درصد کمتر از مقدار کنونی مصرفی آن راهبری شود.
    کلیدواژگان: مدیریت مصرف هیدروژن، شبکه هیدروژن، فناوری پینچ، طراحی از پایه
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 109
|
  • S., Babaee*A., Abedini Page 6
    Unsaturated polyesters are used as a inhibitor in double base rocket propellant grains. In this paper, the effect of chain length glycol, filler addition, varying amounts of styrene and adding compounds containing halogens on the gel time, the exothermic peak temperature, viscosity, tensile strength, percent elongation, strong bonding with the propellant, the amount nitroglycerin migration in unsaturated Polyester will be reviewed. The results showed that a significant improvement of nitroglycerin migration, gel time, exotherm peak temperature and mechanical properties when polyester chain length is reduced. It also reduces water absorption and nitroglycerin was observed with increasing concentrations of styrene monomer to 40 percent in polyester systems. The use of flame retardant materials such as EACGP also Showed improved resistance to flame and oxygen index polymer.
    Keywords: Unsaturated Polyester, Inhibitor, Double Base Rocket Propellants, Nitroglycerin Migration
  • M. Zeraatkar Moghaddam, A. Kebritchi* Page 19
    Metallic nanoparticles are widely used in high energy materials (explosives, propellants and pyrotechnics). Nanoparticles are used in solid propellants as fuel additives in order to improve the performance. In this paper, the role of nano-aluminum particles on burning behavior of solid composite propellant has been investigated. Nano-aluminum particles are considered as one of the most important energetic components of metallic fuel in the solid composite propellants. Studies showed that the addition of nano-aluminum particles increases the burning rate, reducing the amount of agglomeration, decreasing diameter of burning particles, falling combustion temperature and reducing the amount and size of residual ash. The use of nano-aluminium particles leads to reduction the pressure exponent in the burning rate law. Based on reviews size reduction of
    nano-aluminium particles from micron to nano, increases the burning rate of solid composite propellants about 100 percent.
    Keywords: Nano, Aluminum Particles, Solid Composite Propellants, Burning Rate, Combustion
  • F. Yazdani*, T. Cheshmandaz Page 29
    In recent years, silver nanoparticles have attracted the attention of many researchers due to its special physical and chemical properties. Much of these properties are due to the high surface to volume ratio of the particles. These properties make silver nanoparticles as one of the most widely used nanoparticles in industry as well as medicine. There are different methods of silver nanoparticles synthesis, among those; chemical reduction is the most common method because of its simplicity and ability to control of the shape and size of the nanoparticles. In chemical reduction method the size and morphology of the particles can be easily controlled, by changing parameters such as the concentration of silver salt, reducing agent and stabilizer, temperature, pH and reaction time. In this article it has been tried to have a short review on the parameters that affect size and morphology of the silver nanoparticles, synthesized by the reduction method.
    Keywords: Silver Nanoparticles, Chemical Reduction, Synthesis Parameters, Particle Size
  • M. Moradi* Page 41
    In this research, moisture diffusion coefficient of Cuminum cyminum seed was determined as a function of its moisture content during thin layer drying process. This work was performed with two planar and cylindrical shape assumptions for the seed. Then the mathematical modeling of the mass transfer operation during the drying of the seed was developed using finite element method and its results compared with the experimental moisture content of the seed. Correlation coefficient and root mean square error in planar shape assumption were 0.992 and 0.0188 respectively whereas these two statistical criteria in cylindrical shape assumption were 0.973 and 0.11, respectively. Therefore this study revealed that higher correlation and lower error was found for the planar shape as compared to cylindrical shape assumption.
    Keywords: Mass Transfer, Drying, Cuminum Cyminum, Moisture Diffusion Coefficient
  • M. Arshadi, S. Yaghmaei*, S.M. Mousavi Page 50
    In recent years the market demand for electronic instruments with attention to their low life time is increasing rapidly which create a new environmental challenge. E-waste contains a vast range of hazardous metals which an improper management can threat human society seriously. On the other hand on average e-waste can supply about 40 million ton of materials. But the complex and non heterogeneous nature of this waste was the main barrier for recycling. Traditional methods are highly cost and produce hazardous intermediate material. Bioleaching is environmental-friendly and economical for recovery of metals from e-waste by using microorganisms such as bacteria and fungi. In this article, previous articles about bioleaching of e-waste are studied. The result showed bioleaching is an effective method for metal extraction from e-waste. Some base metals as like as Cu, Ni, and Zn were extracted totally and Au, a stable metal, can recovered about 50%.
    Keywords: Electronic Waste, Printed Circuit Boards, Recovery, Bioleaching
  • M. Zeraatkar Moghaddam, M. A. Dehnavi*, M. Najafi Page 62
    The aging is one of the main parameters used in the evaluation of propellants service life in rocket and missile systems. Today, HTPB based composite solid propellants have become the most effective propellants in solid rocket motors around the word. Aging may originate from different types of processes: chemical, mechanical, and physical. In this paper, some of the most important factors affecting the aging and the methods for their determination were investigated. The most common method of evaluating propellant aging is accelerated aging tests which it’s performed to obtain information about aging characteristics in a relatively short period. The main chemical methods that are recently used to determine the aging of composite solid propellants is the determination of soluble component of binder polymer propellant structure. Also, the most important physical tests that can be investigated are the stress - strain, stress - relaxation, creep tests, and dynamic - mechanical tests.
    Keywords: Aging, Composite Solid Propellants, Aging Processes, Aging Mechanism, HTPB
  • A. Soleymani, N. Teymourei Khanesari* Page 76
    Determination and separation of water content of natural gas streams is vital in the gas processing and transportation. In this work a thermodynamic model , using Peng-Robinson equation of state, was proposed for the prediction of the water content of natural gas(methane,CH4) in temperature range of 273-733K and pressure range of 0.5 – 34.6 MPa and then the agreement with the experimental data were also examined. The average absolute error was obtained as 3.61%. with the aid of the produced data, general form of the equation for prediction of water content of methane was proposed. The coefficients of the equation were determined by employing GRG Non-Linear method, in the same temperature range as above, to reduce the error furthermore. The proposed equation was also tested and corrected for hydrocarbons heavier than methane with presence of acidic gases.
    Keywords: Water Content, GRG Non, Linear Method, Methane, Acidic Gases, Sweet Gas, Peng, Robinson Equation of State
  • M. Jalili Palandi, S. S. Hosseini* Page 86
    Reverse osmosis (RO) membrane technology is one of the most updated and advanced methods for desalination of saline and brackish waters. Polyamide thin film composite (TFC) membrane is the most widely used membrane in this process. Nevertheless, obstacles such as the trade-off between permeate water flux and salt rejection as well as fouling, and in particular biofouling, lead to performance loss. One of the promising strategies for improving the characteristics of TFC membranes is incorporation of nanoparticles and nanotubes in the selective thin film layer of the membrane. The incorporation of nanoparticles and nanotubes during interfacial polymerization of TFC membrane bring different effects. Using nanoparticles such as zeolite and carbon nanotubes can improve the desalination performance and using nanoparticles such as silver improves the biofouling resistance. The present manuscript investigates the effects of using various nanoparticles on the desalination performance, surface properties and biofouling control of reverse osmosis membranes and obstacles on the way of commercialization.
    Keywords: Desalination, Reverse Osmosis, Thin Film Composite, Nanoparticles, Nanotubes
  • N. Tahouni*, M. Ghasemi Kouzehkanan, J. Sadeghi Ahari Page 98
    Recently, sever environmental constraints caused market’s tendency to use lighter and cleaner fuels. Thus, hydrogen and light fuel producer units were become important in refineries and petrochemical complexes. Management of hydrogen consumption in these plants is a dominant issue. In this study, a comprehensive analysis was carried out on hydrogen network in a live petrochemical plant using pinch technology. The results showed 16.5% reduction in fresh hydrogen consumption if there was a correct grass-root design.
    Keywords: Hydrogen Management, Hydrogen Network, Pinch Technology, Grass Root Design