فهرست مطالب

فناوری های نوین در سیستم های انرژی - سال دوم شماره 1 (پیاپی 201، بهار 1395)

نشریه فناوری های نوین در سیستم های انرژی
سال دوم شماره 1 (پیاپی 201، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/02/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فاطمه حق دوست، علی اکبر روستا *، جعفر جوانمردی صفحات 1-7
    آلوده شدن منابع آلی به فلزات سنگینی نظیر روی، مس، سرب و کادمیوم از مهمترین مسائل زیست محیطی محسوب می شود. روی یکی از فلزات سنگینی است که در صورت وجود بیش از حد مجاز در منابع آبی بر زندگی گیاهی و جانوری تاثیر نامطلوب می گذارد. از بین روش های متداول حذف فلزات سنگین، روش بیولوژیکی به عنوان روشی کم هزینه و سازگار با محیط زیست مورد توجه محققین قرار دارد. در این پژوهش، میزان حذف فلز روی از منابع آبی توسط جلبکها به صورت تابعی از PH و نسبت یون فلز روی به جلبک مورد بررسی قرار می گیرد. از برنامه ریزی ژنتیک براییافتنیک رابطه تجربی بین میزان حذف یون فلز روی و پارامترهای PH و نسبت غلظت اولیه فلز روی به غلظت جلبک، بهره گرفته شد. داده های تجربی بکار رفته در این تحقیق شامل 122 داده مربوط به میزان جذب فلز روی و pH و غلظت های یون روی و غلظت جلبکها می باشد که 70% داده هابرای محاسبه رابطه تجربی و 30% باقی مانده برای تست رابطه استفاده شده است. قدر مطلق خطای متوسط نسبی بدست آمده برای رابطه ارائه شده در مقایسه با کل داده های تجربی % 08/4 می باشد که نشان دهنده دقت خوب این معادله در محاسبه میزان جذب فلز روی می باشد.
    کلیدواژگان: جذب بیولوژیکی، فلز روی، جلبکها، برنامه ریزی ژنتیک
  • کیانوش شجاع، مجید مهدویان *، میثاق کرامتی صفحات 8-15
    امروزه افزایش تولید گازهای گلخانه ای به یک معضل جدی برای صنایع و محیط زیست تبدیل شده است. استفاده از سوخت های جایگزین مانند سوخت های بیولوژیکی به منظور کاهش تولید گازهای گلخانه ای مانند کربن دی اکسید بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله معادله های ترمودینامیکی مختلف به منظور محاسبه چگالی سوخت هیبریدی 1-بوتانول1+ سیکلوهگزان2 در فشارهای بین 30 تا 70 مگاپاسکال ارزیابی شده است. انتخاب معادله‎ مناسب برای محاسبه چگالی سوخت هیبریدی در فشارهای عملیاتی انژکتور موتور دیزل (30 تا 70 مگاپاسکال) با توجه به عدم وجود داده های تجربی مناسب بعد از فشار 30 مگاپاسکال برای شبیه سازی عددی حائز اهمیت است (تعداد داده های تجربی موجود بین 30 تا 70 مگاپاسکال محدود است). با مقایسه با داده های تجربی تا فشار 70 مگاپاسکال نتایج نشان می دهد برای این سوخت ترکیبی، معادله حالت ویریال BWR-LS با خطایی کمتر از 1 درصد برای محاسبه چگالی سوخت هیبریدی مناسب است. معادله حالت درجه سوم PRWS در ترکیب درصد 8/0 از 1- بوتانول نتایج دقیق تری (با خطای 32/0 درصد) نسبت به معادله حالت BWR-LS (با خطای 76/0 درصد) برای محاسبه چگالی سوخت هیبریدی دارا می باشد. در شبیه سازی انژکتور برای محاسبه دقیق (با خطای کمتر از 1 درصد) چگالی سوخت هیبریدی 1-بوتانول+ سیکلوهگزن در نرم افزار شبیه سازی عددی AVL FIRE معادله حالت ویریال BWR-LS توصیه می شود.
    کلیدواژگان: معادله های ترمودینامیکی چگالی، 1-بوتانول، سیکلوهگزان، انژکتور موتور دیزل
  • سیدحسام میرفارسی، احمد رهبر کلیشمی * صفحات 16-23
    با توجه به گسترش روز افزون مطالعات در خصوص گازهای گلخانه ای و اثر این گازها در گرمایش زمین به شبیه سازی فرآیند جذب دی اکسید کربن پس از احتراق، به عنوان یک گاز گلخانه ای ، در یک واحد نیمه صنعتی اجرایی در دانشگاه اشتوتگارت آلمان با نرم افزار اسپن پلاس نسخه 8/8 پرداختیم. شبیه سازی را بر مبنای سرعت واکنش انجام داده و شرایط عملیاتی و نوع برج ها ، پرکن ها و حلال را مانند واحد نیمه صنعتی مذکور انتخاب کردیم ]1 [. با استفاده از یک مدل که قبلا توسط شرکت اسپن تکنولوژی برای برج جذب و دفع پیشنهاد شده بود] 2 [و انتخاب مدل ترمودینامیکی ELEC-NRTLکه طبق مطالعات انجام شده مدل خوبی برای سیستم های الکترولیتی است] 3 [، نتایج شبیه سازی خود را با کار پیشین انجام شده توسط باو هونگ-لی و همکاران] 3 [و همچنین نتایج تجربی حاصل از واحد نیمه صنعتی] 1[ مقایسه کردیم. نتایج قابل قبول بود و اغلب کمتر از 7± درصد خطا داشت و با توجه به اینکه این مدل به واقعیت نزدیکتر است، نتایج جذب بهتری را پیش بینی کرد بطوری که دی اکسید کربن خروجی با خلوص 58/99 % از برج دفع بدست آمد و مقدار ضبط کربن دی اکسید خروجی نسبت به مدل قبلی تا 5/6 % به نتایج تجربی نزدیک تر شد. همچنین موازنه جرم و بار الکتریکی این شبیه سازی با استفاده از جریان جبرانی با دقت بالا همگرا شد و این مدل 35 % تلفات حلال آمین مصرفی را کاهش داد.
    کلیدواژگان: دی اکسید کربن، مونو اتانول آمین، اسپن پلاس، شبیه سازی، گازهای گلخانه ای، واحد نیمه صنعتی
  • مرضیه مودت *، سیاوش ریاحی، علیرضا بهرامیان صفحات 24-35
    در این مقاله به ارائه نتایج مشاهدات کیفی و اندازه گیری های کمی در سیستم های سه فازی آب/ میکروامولسیون/ نفت پرداخته شده است. این نتایج در راستای بررسی های آزمایشگاهی رفتار فازی میکروامولسیون با استفاده از سدیم استارات به عنوان سورفکتانت می باشد. در این بررسی ها پایداری امولسیون، مقدار تنش میان رویه و گرانروی فاز میکروامولسیون در بازه گسترده ای از دما (25-60 درجه سانتیگراد) ، نسبت آب به نفت (2/0 تا 5) شوری (10 تا 200000 جزء به میلیون جزء) و غلظت های مختلف سورفکتانت اندازه گیری شده است. محدوده تغییرات پارامترها به نحوی هستند که با تغییرات آنها در طول فرآیند ازدیاد برداشت به روش شیمیایی همخوانی داشته باشد. همچنین اثر تغییرات ph در بازه 1 تا 11 با استفاده از اسید و بازهای مختلف بررسی شد. نتایج این طور نشان دادند که با افزایش ph پایداری امولسیون و همچنین ضخامت لایه میکروامولسیونی افزایش می یابد. بعلاوه برای تایید استفاده از این روش در فرآیند ازدیاد برداشت به روش شیمیایی، آلکان های سنگین تر نیز مورد استفاده قرار گرفتند. نتیجه این آزمایشات به علاوه بررسی کیفی گرانروی سیستم در شرایط مختلف، قابلیت استفاده از سدیم استارات در ازدیاد برداشت از نفت را نشان داد.
    کلیدواژگان: آزمایش های پایداری، میکروامولسیون، سدیم استارات، ازدیاد برداشت به روش شیمیایی
  • یاسر رسولی، محسن عباسی*، سیدعبداللطیف هاشمی فرد صفحات 36-42
    در این مقاله غشاهای سرامیکی میکروفیلتراسیون مولیت و مولیت آلومینا بوسیله روش اکستروژن و پخت حرارتی تهیه شدند. این غشاها در فرآیند ترکیبی جذب-انعقاد-میکروفیلتراسیون برای تصفیه پساب نفتی سنتزی مورد استفاده قرار گرفتند. چهار نوع نمک منعقد کننده مورد استفاده قرار گرفتند. کلرید آلومینیوم 100mgl-1 سولفات آلومینیوم 50mgl-1 کلرید آهن 200mgl-1 و سولفات آهن 50mgl-1. در تمام آزمایش ها به مقدار مساوی از هر نمک منعقد کننده، هیدروکسید کلسیم Ca (OH) 2 به پساب سنتزی اضافه شد. از کربن فعال پودری (PAC) به عنوان جاذب سطحی با غلظت ثابت 200mgl-1 در هر آزمایش استفاده شد. تمام آزمایش ها تحت شرایط بهینه (سرعت جریان عرضی 5/1 m/s ، فشار 3 bar ، دما 35 درجه سانتی گراد) انجام شدند. شار جریان تراوش یافته برای هر ماده منعقد کننده و جاذب گزارش شده است. نتایج نشان داد که با استفاده از نمک های آهن به عنوان ماده منعقد کننده و کربن فعال به عنوان جاذب، شار تراوایی بالاتری نسبت به نمک های آلومینیوم بدست می آید.
    کلیدواژگان: میکروفیلتراسیون، انعقاد، کربن فعال، پساب نفتی
  • رویا سلیمی، داود کاه فروشان *، اسماعیل فاتحی فر، فرزاد داور دوست صفحات 43-50
    هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از رقیق کننده در تولید آلاینده های NOx و مطالعه اثر کیفی این تغییرات بر ساختار شعله در مشعل گازی است. برای این منظور از روش رقیق سازی سوخت با نیتروژن همراه با احتراق ترکیب های مختلف سوخت های گاز طبیعی، بوتان و پروپان در یک مشعل گازی در ابعاد آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج نشان داد با رقیق سازی سوخت، میزان تولید NOx به میزان قابل توجهی کاهش می یابد که این میزان کاهش بسته به نوع سوخت و میزان رقیق سازی از حدود 30 تا 57 درصد متفاوت بود. بر این اساس و همچنین بر طبق نتایج طراحی آزمایش و آنالیز مشخص گردید علاوه بر میزان رقیق کننده، نوع سوخت هم در میزان غلظت آلاینده NOx تاثیر گذار است که در این میان، تاثیر نوع سوخت بیشتر است.
    کلیدواژگان: آلودگی هوا، مشعل گازی، فرایند احتراق، NOx، رقیق سازی
|
  • F.Haghdoost, A. A.Roosta *, J.Javanmardi Pages 1-7
    Contamination of water sources with the heavy metals such as zinc, copper, lead and cadmium is a serious environmental problem. Zinc ion has undesirable effects on plants and animals at concentrations higher than the threshold limit. Amongst traditional methods of heavy metals removal, the biological removal is considered as a low cost and environmentally friendly method. In this study, the removal of zinc ions from aqueous solutions by algae is estimated as a function of pH and the ratio of initial zinc ions to algae. Genetic programming is used to construct an empirical relation to correlate the removal of zinc ions to pH and the ratio of initial concentration of zinc ions to the concentration of algae. The experimental data used in this study, consists of 122 data, including the removal of zinc ions, pH and the concentrations of zinc ions and algae. About 70% of the data was used to calculate the empirical equation and the remaining 30% was used for verification of the equation. The average absolute relative deviation obtained for 122 data points is 4.08%, which verifies the accuracy of the correlation in the estimation of the removal of zinc ions from aqueous solutions.
    Keywords: Biological Adsorption, Zinc metal, Algae, Genetic programming
  • K. Shoja, M.Mahdavian *, M. Keramati Pages 8-15
    The increase in producing greenhouse gases has become a serious phenomenon for industry as well as the environment. Thus, using alternative fuels such as biological fuels has been highly regarded in recent years for the purpose of reduction of greenhouse gases. In this paper different thermo dynamical equations have been evaluated in order to calculate the density of 1-butanol+cyclohexane hybrid fuel in the pressure condition of the injector of the diesel engine. The pressure ranges between 30 to 70 MPa in the mentioned condition. To the point that there is not enough appropriate experimental data at pressures higher than 30 MPa, it is essential to choose the most accurate equation for calculating the density of the hybrid fuel and numerical simulation. (There are a few experimental data in the range of 30-100 MPa). Comparing the results with experimental data at pressures up to 70 MPa, BWR-LS Virial EOS (Equation of State) has the error of less than 1% for this hybrid fuel. PRWS cubic EOS has more accurate results at 0.8 concentration of 1-butanol (error=0.32%) than BWR-LS (error=0.76%) in calculation of density of the hybrid fuel. As a conclusion, we suggest using BWR-LS Virial EOS for precise calculation of the density of 1-butanol+cyclohexane hybrid fuel in AVL FIRE simulation software.
    Keywords: Thermodynamic equations, Density, 1-butanol, Cyclohexane, Diesel engine injectors
  • S.H.Mirfarsi , A.Rahbar, Kelishami * Pages 16-23
    Due to the increment of studies about greenhouse gasses and their effect on climate change we attempted to simulate carbon dioxide capture process via aspen plus V8.8. Our simulation implemented by rate-based model and the rest of conditions such as solvent, columns and packing were assumed same as pilot plant data. We used a novel model which proposed earlier by AspenTech® referred to previous studies we select ELEC-NRTL thermo dynamic model which had a great feedback for prediction of electrolyte system’s behavior in literatures. we validated our results with previous work and experimental data results were acceptable with accuracy of 7% and due to the analogy to the actual column our model had a better result such as CO2 more purity in second column effluent and better CO2 capture up to 6.5%. Also our model converged precisely by makeup stream which had lower MEA consumption up to 35%.
    Keywords: Carbon Dioxide, Mon ethanolamine, Aspen plus, Simulation, Greenhouse gasses, Pilot Plant
  • S.Riahi, A.Baharamian, M.Mavaddat * Pages 24-35
    This work presents a laboratory phase behavior study in a Sodium Stearate/ brine/ oil system. Phase behavior observations of the micro emulsion are reported both quantitative and qualitative. The experiments were designed to investigate the emulsion stability, oil/ water interfacial tension (IFT) and the viscosity of the emulsion phase in a wide range of temperature (25-60o C), water-to-oil ratio (0.2 to 5.0), salinity (10 to 200,000 ppm), and surfactant concentration. The range of variables was selected as what typically occurs during a chemical enhanced oil recovery (EOR) process. PH variations were examined by changing that of the system from 1 to 11, using different acid and alkaline. As the pH increases, the stability of the emulsion phase increases as well as the emulsion phase thickness. Besides, the viscosity of the emulsion phase was also monitored qualitatively at different temperatures. Moreover, using long chain alkanes as the oil phase, confirms the capability of the surfactant for chemical EOR process.
    Keywords: Phase behavior Evaluation, Micro emulsion, Sodium stearate, Chemical EOR process
  • Y.Rasouli, M.Abbasi *, S. A.Hashemifard Pages 36-42
    In this paper mullite and mullite-alumina microfiltration (MF) membranes were fabricated by extrusion and sintering method. This membranes were used in novel MF-coagulation-PAC hybrid process for synthetic oily wastewater treatment. Four type of coagulant agent were used. Aluminium chloride 100 ppm, aluminium sulfate 50ppm, ferrous chloride 200 ppm and ferrous sulfate 50 ppm. In all experiments, equal concentration of each coagulant with calcium hydroxide in form of calcium hydroxide (Ca(OH)2) was added to the synthetic oily wastewater in the MF-coagulant-PAC hybrid process. Powdered activated carbon (PAC) was used as adsorbent agent with 200ppm in all tests. All tests under optimum condition (CFV=1.5 m/s, TMP= 3bar, T=35 C) were done. Permeate flux (PF) for each coagulant agent were reported. Results showed that by using ferrous salts PF is higher than aluminium salts for both mullite and mullite-alumina membranes.
    Keywords: Microfiltration (MF), Coagulation, Powdered Activated Carbon (PAC)
  • R.Salimi, D.Kahforoushan *, E.Fatehifar , F. Davardoost Pages 43-50
    The aim of this study was to investigate the effect of diluents in the NOx emissions and qualitative study of the effect of these changes on the gas burner flame. For this purpose, the effect of dilution was investigated on the combustion process in a laboratory scale gas burner by using various fuels, including natural gas, butane and propane. The nitrogen gas was used for dilution. The results showed that dilution of the fuel significantly reduced the amount of NOx production and this amount of reduction was 30 to 57 percent and depends on the type of fuel and the dilution. On the basis of the results and experimental analysis, the type of the fuel and the amount of dilution are identified as effective parameters on NOx emissions but the impact of fuel type is higher.
    Keywords: Air pollution, Gas burner, Combustion, NOx, Dilution