نشریه دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال سی و نهم شماره 2 (پیاپی 90، تیر 1384)

مدل ریاضی در پایلوت پلنت واحد گندله سازی با درنظر گرفتن واکنشهای سنگ آهک، مگنتیت و کربن در گندله ارائه می شود. معادلات دیفرانسیل جرم، انرژی و مومنتم بصورت همزمان حل می شوند. تغییرات درجه حرارت، فشار و غلظت برحسب ارتفاع بستر با نتایج تجربی مراحل مختلف شامل خشک شدن، پخت و سرد شدن گندله ها مقایسه می شوند. درصد سنگ آهک در گندله تا حصول بازیسیته مناسب (B4) و حداکثر احیاپذیری و حداقل چسبندگی تغییر داده می شود. برای افزایش تولید و کاهش مصرف انرژی در سه حالت از کک استفاده شده است. در حالت اول با افزودن مقادیر مختلف کک به گندله درجه حرارت گاز ورودی به بستر کاهش داده می شود. در حالت دوم علاوه بر کاهش درجه حرارت، زمان گندله سازی نیز کاهش داده می شود. در حالت سوم علاوه بر موارد مذکور تزریق اکسیژن به کوره نیز انجام می شود و میزان پتانسیل افزایش تولید و کاهش مصرف انرژی معین می گردد

یکی از انواع پلیمرهائی که در صنعت ساخت درزگیرها مورد استفاده می باشد، پلی سولفاید مایع است. سیستم پخت و درجه پخت از مهمترین عوامل تعیین کننده خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیائی درزگیرهای پلی سولفایدی هستند. این پلیمر مایع دارای سیستم های پخت متنوعی می باشد که بنابر سیستم پخت و اجزاء آمیزه متناسب با آن، نوع مصرف نهائی آنها تعیین می گردد. عمده ترین عوامل پخت این پلیمرهای مایع عبارتند از دی اکسید منگنز، پراکسید سرب و دی کرومات سدیم. دی اکسید منگنز یکی از عوامل پخت این درزگیرها است که استفاده از آنها را در مخازن سوخت لاستیکی هواپیما میسر می سازد. اجزاء فرمولاسیون در جهت دستیابی به خواص مطلوب، یکی از اساسی ترین مسائل در رابطه با ساخت این درزگیرهای دوجزئی است. بررسی میزان تاثیر این اجزاء روی خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه ها نشان می دهد که هر کدام از این اجزاء بنابر سیستم پخت مورد استفاده تاثیرات متفاوتی بر این خواص دارند. در این تحقیق، آزمایشات توسط روش تاگوچی طراحی شده اند و آزمون های خواص فیزیکی و مکانیکی بر روی همه آمیزه ها انجام گردیده و نتایج حاصل مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در انتها سیستم پختی که توسط آن بهینه ای از خواص فیزیکی و مکانیکی حاصل گردید، ارائه شده است.

دستیابی به پوشش هایی با خواص مناسب برای اعمال بر روی سطوح ABS با چسبندگی، خراش پذیری و سختی مناسب بر پایه رزین نیتروسلولز از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق آماده سازی ABS به دو روش حلالی و اکسایشی انجام شد که در روش حلالی از ایزوپروپیل الکل و در روش اکسایشی از سولفوکرومیک اسید استفاده گردید. برای ایجاد یک پوشش با چسبندگی و سختی مناسب بر روی ABS درصدهای مختلف از رزین نیتروسلولز با الکید کوتاه مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که نسبت یک به یک از رزین نیتروسلولز با الکید کوتاه بهترین خواص را از نظر سختی،براقیت و چسبندگی دارد.

بکارگیری روش طیف سنجی قوسی در تعیین مقادیر جزئی فلزات موجود در نمونه های نفت خام، یک روش ساده جدید در تعیین مستقیم و همزمان مقادیر جزئی فلزات Fe, Cu, V, Al, Cr, Mg, Zn, Ca, Mn در نفت خام، روغنهای نفتی و فراورده های نفتی می باشد. از پودر گرافیت بعنوان بافر طیف سنجی و نیز جهت تهیه پودرهای استاندارد استفاده گردید.
در این روش با استفاده از یک الکترود گردنه دار کربن و یک الکترود شمارنده مخروطی شکل، یک تخلیه الکتریکی قوسی پایدار D.C توسط ماتریس گرافیت صورت می گیرد.
از یک طیف نگار کوارتز با قدرت تفکیک بالا، برای این بررسی استفاده گردیده است.

یکی از تکنیک های متداول در پروسه ازدیاد برداشت، تزریق حلال می باشد. تزریق بعضی از حلالها در مخازن، باعث بهم خوردن تعادل ترمودینامیکی و تغییرات ترکیب درصد اجزای نفت مخزن شده و موجبات تشدید رسوب دهی آسفالتین و عواقب ناشی از آن را پدید می آورد. بدلیل اینکه رسوب آلی اجزای سنگین نظیر آسفالتین، باعث افزایش فشار تزریق، کاهش بسیار شدید تراوایی خلل و فرج، گرفتگی و مسدود شدن محیط متخلخل، تغییر خاصیت ترشوندگی سنگ مخزن و در نهایت کاهش تولید شده، بنابراین قبل از شروع پروسه تزریق، مطالعه عمیق و جامع علمی و عملی برای بررسی و پیشگویی تشکیل رسوبات آسفالتین با توجه به شرایط مخزن، نوع حلال تزریقی، نسبت حجمی حلال به نفت و همچنین دبی تزریق امری لازم و ضروری بنظر می رسد.
در این مطالعه، با شبیه سازی یک سری از آزمایشات تزریق نرمال هپتان در یک محیط متخلخل (لوله قلمی) با استفاده از سیال یکی از مخازن جنوبی ایران (اهواز)، رابطه رسوب دهی دینامیک آسفالتین و اثر تغییر پارامترهای آزمایشگاهی (تغییر نسبت حجمی حلال به نفت تزریقی، دبی حجمی تزریق و دما) بر روی افزایش فشار تزریق و کاهش تراوایی مخزن مورد مقایسه قرار گرفته است.
در این مدل با استفاده از شبیه ساز ترکیبی GEM از مجموعه نرم افزاری CMG، مدل تخلخل یگانه مخزن (single) و ساخت مدل سیال مخزن توسط نرم افزار Win Prop، شرایط لوله قلمی برای یک مخزن فرضی مدل شده و نتایج خروجی شبیه ساز در هرسناریوی تعریف شده مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج شبیه سازی و ثابت بودن همه شرایط مدل، مهمترین پارامتر اثرگذار بر رسوب دهی آسفالتین، تغییر نسبت حجمی نرمال هپتان به نفت بود که افزایش آن باعث رسوب دهی شدیدتر آسفالتین و افزایش فشار تزریق و کاهش بیشتر تراوایی مخزن می شد. اثر تغییر دبی حجمی تزریق، در سرعت رسوب گذاری بود و تغییر دما اثر چندانی نداشت. با توجه به نکات ذکر شده در فوق، لازم است در انتخاب بهترین نسبت حجمی حلال به نفت تزریقی، نهایت مطالعه و دقت بکار گرفته شده تا از مشکلات رسوب دهی آسفالتین در مخزن تا حد امکان پیشگیری شود.

در کار تحقیقاتی حاضر به منظور حل معضل بهینه سازی شبکه مبدل های حرارتی که به واسطه جریانهای خورنده ناگزیر به استفاده از مبدل های ساخته شده از مواد خاص و مختلف هستند تکنیک تجزیه شبکه ها به دو بخش تجزیه کلی و تجزیه جزئی تقسیم می گردد که روش تجزیه جزئی برای اولین بار پیشنهاد شده است و اشکالاتی همچون جداقل نبودن هزینه سالیانه کلی به دلیل عدم استفاده از Tmin های بهینه و نیز افزایش مصرف بار حرارتی گرمایشی و سرمایشی زیرمجموعه ها بدلیل کاهش بازیافت حرارت که از قبل در مورد روش تجزیه کلی نیز مطرح بود، در هر دو روش برطرف گردیده است. در انتها با انتخاب یک مساله معروف در این زمینه که درمقالات پژوهشی و کارهای تحقیقاتی انجام شده قبلی مورد استفاده قرار گرفته است نتایج هر دو روش به ازاء عوامل اقتصادی مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. این عوامل عبارتند از: قیمت انرژی در بخش گرمایش و سرمایش، نرخ بهره وطول عمرمفید شبکه. نتایج بدست آمده در انتهای این مقاله مبین این واقعیت هستند که استفاده از روش های تجزیه کلی و تجزیه جزئی در انتگراسیون شبکه مبدل های حرارتی علاوه بر اینکه به ازاء شرایط اقتصادی اروپا قابل قبول هستند، در شرایط اقتصادی خاورمیانه و بخصوص ایران نیز از توجیه منطقی و قابل قبولی برخوردار می باشند.

در تحقیق حاضر ابتدا برای هیدرو کربنهای خالص سبک و سنگین معادله حالت آماری SAFT بررسی شده است سپس با تغییرو ساده سازی پارامتر پراکندگی، شکل ساده تری بنام معادله SSAFT حاصل شده و پارامترهای بهینه این دو معادله برای دسته ای از هیدروکربنهای سبک و سنگین با در نظر گرفتن نقاط آزمایشی و بکارگیری الگوریتم بهینه سازی Nelder- Mead بدست امده و در شرایط یکسان مورد مقایسه قرار گرفته است. این پارامترها شامل mتعداد سگمنت ها, uo/k انرژی بر همکنش سگمنت ها و قطر سگمنت می باشد. تابع هدف برای تعیین پارامترهای بهینه شامل کمینه کردن همزمان انحراف فشار بخار و دانسیته مایع می باشد. مقایسه نتایج نشان داده است که اولا دقت معادله های آماری از معادله کلاسیک پنگ رابینسون (PR) بیشتر بوده است که با توجه به دید میکروسکوپیک معادلات اماری چندان دور از انتظار نمی باشد. ثانیا معادله SSAFT نسبت به SAFT با دقت بیشتری به نتایج تجربی نزدیک شده است. در این مقاله پس از تعیین پارامتر های مواد خالص، تعادلات فازی سیستم مخلوط های دو جزئی هیدرو کربنهای غیر یکسان با معادله اماری SSAFT و به کمک الگوریتم Nelder- Mead بهینه سازی شد و پارامتر بر همکنش دو جزئی (kjj) در محدوده وسیعی از دما و کسر مولی اجزا. بر اساس داده های تجربی P-T-X تعیین گردید. نتایج نشان داده است که پارامتر برهمکنش با دما تغییر می کند. به منظور استفاده از یک مدل در محدوده وسیعی از دما، پارامترهای برهمکنش به صورت تابعی از دما رگرسیون شده است. نتیجه شد که معادله درجه دوم بر حسب دما نتایج بهتری را نسبت به حالت مستقل از دما نشان میدهد.

در این مقاله مدلی ریاضی برای جذب چند جزئی هیدروکربنها در بسترهای جذب شامل دانه های جاذب با اشکال مختلف ارائه شده است و می تواند جذب سطحی مخلوطی از هیدروکربنهای موجود در جریان هوا را به صورت گذرا و به صورت تابعی از ابعاد بستر و جاذب با در نظر گرفتن مقاومت نفوذ محوری در بستر و مقاومت انتقال جرم فیلمی اطراف دانه و با استفاده از مکانیسم نفوذ حفره ای1 در داخل دانه همراه با شرایط جذب تعادلی در سطوح جامد ارائه کند. مدل جذب تعادلی بکار رفته مدل غیرخطی و چند جزیی لانگمیر توسعه یافته می باشد که برحسب نوع کربن فعال بکار رفته می تواند در شرایط عملیاتی مختلف دما، فشار، غلظت اجزا و سرعت جریان گاز، منحنی گذر را در شرایط جذب و دفع بستر پیشگویی کرده و ظرفیت جذب کربن فعال را برای هیدروکربنهای مختلف در شرایط فوق ارائه دهد. برای حل همزمان معادلات بستر و دانه از روش های تعامد تطبیقی در دانه و تفاضل محدود غیر صریح در بستر به صورت همزمان استفاده شده است. منحنی کسر ماده جذب شده در دانه (FU) و منحنی گذر حاصل از حل مدل برای مخلوطهایی از اتان، پروپان، نرمال بوتان و نرمال پنتان بدست آمده است. برای اطمینان از صحت مدل، نتایج حاصل از منحنی (FU) با نتایج آزمایشی انجام شده در مراجع در شرایط یکسان مقایسه گردیده است که نتایج از دقت خوبی برخوردار است. در بررسی منحنی گذر، پاسخ بستر جذب نسبت به تغییر پارامترهای موثر مدل از جمله اندازه دانه، فاکتور پیچش جاذب، سرعت جریان گاز و دما تعیین و مورد ارزیابی قرار گرفته و همچنین زمان پر شدن بستر و میزان ماده جذب شده به ازاء واحد جرم جاذب در شرایط مختلف تعیین و بررسی گردیده است. مدل حاضر نشان می دهد که میزان جذب شدگی به اندازه دانه و نیز فاکتور پیچش جاذب وابستگی زیادی داشته و جذب توسط مکانیسم نفوذ حفره ای کنترل می شود. همچنین منحنی گذر در شرایط بازیابی بستر نیز در اثر ورود هوای خالص به بستر پر شده، بررسی و زمان بازیابی بستر با توجه به سرعت جریان هوا تعیین گردیده است.

پودر کاربید تنگستن نانوساختاری یکی از محصولات جدید نانوفناوری بوده و به دلیل خواص استثنایی خود به عنوان جایگزین پلاتین در واکنشهای مختلف مطرح شده است. در این تحقیق اثر دما و نرخ افزایش دما روی مشخصات و تغییرات فازی کاربید تنگستن نانوساختاری حاصل از سنتز پاراتنگستات آمونیوم بررسی شده است. نمونه های پاراتنگستات آمونیوم با شیب حرارتی C/min 1 و 33/0 تحت جریان 20% متان در هیدروژن حرارت داده شدند. نمونه ها در فواصل دمایی مشخص بیرون آورده شده و مورد آزمایش های توزین، تعیین چگالی، تعیین سطح ویژه(BET)، پراش پرتو ایکس(XRD) و میکروسکوپی الکترونی روبشی(SEM) قرار گرفتند. نتایج حاکی از مرحله مهم تشکیل فاز W و افزایش ناگهانی سطح ویژه در حدود C550 است. در دماهای بالاتر با تبدیل تدریجی W به c w2 و بعد از آن WC تغییر چندانی در سطح ویژه ایجاد نمی شود. تشکیل رسوب کربن آمورف به علت متاناسیون حداقلی را در حول و حوش750°C نشان می دهد. نرخ افزایش دمای 0/33 C° /min نسبت به min/ 1C°به جز در دماهای 850-650 C° تاثیر چندانی بر نانوساختار محصولات ندارد، اما میکروساختار آنها را دستخوش تغییرات کمتری می کند.

این مقاله روش جدیدی را برای حل معادله موازنه مواد با استفاده از تکنیک الگوریتم ژنتیکی معرفی می کند. این الگوریتم با قابلیتهایی که داراست توانایی این را دارد که معادله موازنه مواد را به تنهایی حل کرده و بدون فرض مدل آبده مستقیما مقدار هیدروکربن درجا و شار آب ورودی به مخزن را مشخص نماید. در روش های مرسوم حل معادله موازنه مواد از معادلات مدلهای آبده به عنوان یک معادله کمکی استفاده می شود و برای حل مدل آبده نیاز به استفاده از خواص آبده است. این خواص اغلب دارای عدم قطعیت هستند زیرا به دلیل هزینه های بالای حفاری، برای پارامترهای آبده، به اطلاعات تخمینی اکتفا می شود. این مطالعه به شرح این تکنیک جدید و بررسی چند مثال عملی می پردازد تا توانایی های غیر قابل انکار آن را در پرهیز از محاسبات زاید ریاضی و حذف مرحله حدس و خطا نشان دهد. یکی از موارد بررسی شده، میدان نفتی کربناته واقع در جنوب غرب ایران می باشد.

توده سنگی که در آن فضاهای حفاری به وجود می آید به دلیل وجود ناپیوستگی هایی مانند درزه ها و گسل ها محیطی ناپیوسته تلقی می شود. روش های مختلفی برای تحلیل چنین محیطهایی وجود دارد که بهترین آنها روش های عددی می باشد. الگوریتم هایی برای مدلسازی یک سیستم متشکل از بلوکهای سنگی به همراه تشخیص انواع تماس بین بلوکهای این سیستم در این مقاله ارائه می شود که به عنوان یک پیش پردازنده برای روش های عددی اجزای مجزا (DEM) و آنالیز تغییر شکل ناپیوسته (DDA) به کار می روند. در این تحقیق تلاش شده است تا راه حل های ساده تری با کارایی بیشتر در مقایسه با روش های موجود ارائه شود.

تزریق فرآیند راندن و نهشته کردن ماده ای خارجی به درون خلل و فرج خاک و سنگ می باشد، به گونه ای که وی‍ژگی های مهندسی خاک و سنگ مورد نظر برای سازگاری با اهداف کوتاه و بلند مدت مهندسی اصلاح گردد. تزریق در خاک برای افزایش مقاومت و یا جلوگیری از نشست خاک پی و نیز جهت ایجاد پرده آب بند به منظور جلوگیری از نشت های غیرمجاز به داخل تونل ها یا فضاهای زیرزمینی صورت می گیرد. اصولا سیالی که تحت فشار تزریق می گردد مانند یک مایع ویسکوز در حفره ها و شکاف ها جریان می یابد تا اینکه عناصر بزرگتر مایع تزریق در شکاف ها بلوکه گردد، بنابراین مناسب بودن اندازه ذرات سیمان جهت نفوذ در خلل و فرج یک محیط متخلخل بسیار مهم است. برای طرح و بررسی این موضوع صرفا به معادلات تجربی استناد می گردد، حال آنکه به منظور تحلیل روند تزریق در خاک دستیابی به روابط ریاضی ضروری می باشد. در این راستا با محاسبه قطر فضای خالی موثر بین ذرات خاک از طریق روابط ریاضی بدست آمده در این مقاله و تعمیم آن برای تعیین اندازه بهینه ذرات سیمان، رابطه ای حاصل گردیده که با مفروض دانستن شکل کروی برای ذرات خاک و سیمان چگونگی فرآیند تزریق را تبیین می نماید.

مطالعات ژئوفیزیکی به سه روش مغناطیس سنجی (M) مقاومت ویژه ظاهری (Rs) و بارپذیری (IP)، در منطقه سوناجیل، واقع در 15 کیلومتری شرق شهرستان هریس در استان آذربایجان شرقی و در محدوده ای به ابعاد 800×2300 متر انجام شده است. واحدهای سنگی موجود در منطقه شامل توف و آندزیت می باشد که در اکثر قسمتها به شدت دگرسان شده اند. مطالعات اولیه، تیپ احتمالی کانی سازی را مس پورفیری تشخیص داده است. جهت بررسی پدیده های ساختمانی و یا توده های نفوذی که می توانند منشاء کانی سازی باشند از روش مغناطیسی استفاده شده است...

فلوتاسیون ستونی از جمله روش هایی است که طی سالیان اخیر به علت افزایش راندمان تولید وهزینه های اجرائی کمتر در مقیاس صنعتی، پیشرفت قابل ملاحظه ای را شاهد بوده است. در این روش که بر اساس حرکت مواد آبران به سمت سطح در طول ستون بلندتر انجام می گیرد میزان بازیابی بیشتر خواهد شد. وجود آب شستشو در راس ستون به منظور شستن کف خارج شده نیز باعث افزایش عیار می گردد. در این بین اعمال کنترل مناسب بر روی این فرآیند باعث بهبود نتایج خواهد شد که در عمل به علت عدم وجود ابزار اندازه گیری با صحت زیاد و وجود روابط پیچیده ریاضی بین متغیرهای درون سلول و غیرقابل پیش بینی بودن مقادیر کمی حاصل از اندرکنشهای متغیرهای مختلف با دشواری مواجه است. در این مقاله چگونگی استفاده از منطق فازی جهت کنترل یکی از پارامترهای مهم سلول(ارتفاع سطح کف) و چگونگی ابزاربندی و اندازه گیری متغیرها جهت حصول این مهم آورده شده است. مطالعه موردی با استفاده از کانسنگ مس سولفوره معدن چهل کوره یزد، کنترل کننده فازی و آب شستشو در راس ستون انجام گرفت و در میزان راندمان عملیات و عیار مس به ترتیب 39/23% و 28/43% بهبود حاصل گردید.