فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 104 (مرداد و شهریور 1398)
  • پیاپی 104 (مرداد و شهریور 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/19
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سخن سردبیر
  • ناصر مالکی، سروش زرین آبادی*، علیرضا عظیمی، امیرحسین شهبازی کوتنائی صفحات 6-21

    در این مقاله شبیه سازی جذب گاز دی اکسید کربن توسط محلول آبی منواتانول آمین در یک واکنشگاه لایه ریزان به وسیله نرم افزار کمسول1 ارایه شده است. الگوی به کار برده شده برای شبیه سازی، جنبه های بسیاری از فرایندهای واقعی را که در هنگام جذب رخ می دهد در نظر گرفته است. فرآیندهای انتقال جرم، حرارت و هیدرودینامیک برای فاز مایع و گاز در نظر گرفته شده است و اثر ضریب انتقال جرم فاز گاز و ضریب انتقال حرارت در شبیه سازی لحاظ شده است. واکنش آمین با دی اکسید کربن درجهدو می باشد و در پروفایل سرعت، اثر تنش برشی لحاظ شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که فقط بخش بسیار کوچکی از ضخامت لایه ریزان (mm002/0) در انتقال جرم مشارکت می کند. در این تحقیق طول واکنشگاه شبیه سازی شده، یک متر و قطر داخلی آن 0139/0 متر بوده است. شبیه سازی نشان می دهد که افزایش دبی مایع و گاز باعث افزایش میزان جذب گاز توسط محلول آبی MEA می شود.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، منواتانول آمین (MEA)، کمسول، واکنشگاه لایه ریزان
  • سید مهدی سجادی، اکرم توکلی* صفحات 22-30

    هدایت حرارتی یکی از خواص ماده و بیان گر توانایی ماده در هدایت گرما است. به معنای دیگر، هدایت حرارتی اندازه گیری تمایل طبیعی ماده به پراکندگی انرژی در زمانی است که در اثر تحمیل یک گرادیان دمایی، حالت تعادل مختل می شود؛ لذا نقش چشم گیری در مسایل انتقال حرارت دارد. یکی از راهکارهای ارتقای هدایت حرارتی سیال، استفاده از نانوسیالات می باشد. به علت کاربردهای گسترده مواد نانومقیاس، در کاربردهای حرارتی و اهمیت تعیین هدایت حرارتی نانوسیالات، در این تحقیق به بررسی یازده مدل برای پیش بینی هدایت حرارتی نانوسیالات (سیستم حاوی آب و نانوذرات TiO2) و مقایسه نتایج محاسبات با نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات پرداخته شده است. بر این اساس، مشخص شد که نسبت ضریب هدایت حرارتی موثر (ضریب هدایت حرارتی مخلوط سیال پایه و نانو ذره) به ضریب هدایت حرارتی سیال پایه (keff/kf) در حالتی که مقدار حجمی نانوذره توزیع شده در سیال پایه در حدود 1 الی 3 درصد حجمی باشد، در محدوده 01/1 تا 1/1 می باشد، به عبارت دیگر، افزودن نانوذره در محدوده 1 الی 3 درصد حجمی، این توانایی را دارد که نسبت keff/kf را تا 1/1 (یا 10درصد) ارتقا دهد و توانایی هدایت حرارتی مجوعه سیال پایه و نانوذره در مقایسه با سیال پایه تا 10 درصد افزایش یابد. هم چنین افزایش قطر نانوذرات میزان بهبود ضریب هدایت حرارتی را کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: انتقال حرارت، مدل سازی هدایت حرارتی، نانوسیال، نانو ذره
  • سعید زینالی هریس*، ماریا نوروزی گزکوه صفحات 31-41

    در این تحقیق، به بررسی مشکلات رسوب محلول های نمک، مدل های بررسی تشکیل رسوب و روش های رسوب زدایی این ترکیبات از مبدل ها پرداخته شد. محلول های نمک، به طور گسترده ای در بسیاری از فن آوری های صنعتی استفاده می شود، لذا محدودیت اصلی معرفی بسیاری از فن آوری های بخار- مایع دما بالا1، برای استفاده در محلول های نمکی، مشکلات ناشی از رسوب آن ها در مبدل های حرارتی است. روش های رسوب زدایی این سیال ها شامل رسوب زدایی برون خط و برخط می باشد که در این بین، هریک دارای معایب و مزایای مخصوص به خود است. در عمل، بسته به شرایط مختلف، ضوابط متعددی تعیین کننده مزایا و معایب هر یک از روش ها است. هم چنین کاهش رسوب بر اساس طراحی سیستم مبدل حرارتی، برای این این سیال ها نیز می تواند مشکلات ناشی از رسوب را تا حدی برطرف نماید. از روش های نوین در رسوب زدایی می توان به شوک حرارتی، استفاده از پرتابه ها، جت آب و رسوب زدایی هیدرومکانیکی اشاره کرد.

    کلیدواژگان: مبدل حرارتی، رسوب، روش رسوب زدایی برون خط، روش رسوب زدایی برخط، محلول های نمکی
  • مهدی فدایی، فروغ عاملی* صفحات 45-75

    جریان سنج چندفازی برای اندازه گیری جریان همزمان دو یا چندفاز، بدون نیاز به جداکردن فازها طراحی شد. جریان سنج باید به اندازه کافی برای کاربرد مورد نظر دقیق باشد. باید بتواند مشخصات را به طور دقیق در سرتاسر محدوده کسر جزیی هر فاز اندازه گیری کند و مستقل از رژیم جریان باشد. عامل های مختلفی در انتخاب یک جریان سنج چندفازی تاثیرگذار است، همچنین رویه های مختلفی برای اندازه گیری جریان های چندفازی وجود دارد. در این مطالعه، بررسی جامعی در ارتباط با فناوری های اندازه گیری جریان چندفازی در صنعت نفت ارایه شده و اساس روش های مختلف اندازه گیری مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به بررسی مزایا، ملزومات و محدودیت های هریک از جریان سنج ها در صنعت نفت پرداخته شده و در نهایت، اطلاعاتی در مورد پیشرفت های اخیر در این زمینه دراختیار محققین قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: جریان چند فازی، اندازه گیری، جریان سنج، صنعت نفت
  • مهسا مسجودی، جلال شایگان*، آزاده بابایی صفحات 58-78

    هضم بی هوازی یکی از روش های تصفیه و مدیریت پسماندهای جامد آلی بوده و به عنوان راهکاری به منظور بازیابی ماده و انرژی از پسماند به شمار می رود. هدف از این مقاله، بررسی جامع فرایند هضم بی هوازی از جنبه های مختلف می باشد. در ابتدا، مهم ترین واکنش های زیست شناسانه دخیل در فرایند هضم بی هوازی، راهکارهایی جهت بهبود بازدهی فرایند و انواع واکنشگاه (راکتور) مناسب مورد بحث قرار گرفته است. در نهایت امکان انجام هضم بی هوازی برای مدیریت پسماندها در ایران به طور اجمالی بررسی شده است. باتوجه به بررسی های صورت گرفته، با استفاده از روش پیش تصفیه گرمایی به همراه افزودن مواد قلیایی و سیستم های واکنشگاه دو/چندمرحله ای و ایجاد تغییرات در شرایط عملیاتی، می توان بازده فرایند هضم بی هوازی پسماند را  افزایش داد، از طرفی، باتوجه به این که بخش زیادی از پسماند تولیدی در ایران شامل پسماندهای تجزیه پذیر است، هضم بی هوازی یک فرایند مناسب برای دفع پسماندهای شهری در ایران تلقی می گردد که می توان از زیست گاز تولیدی و مواد هضم شده آن استفاده نمود.

    کلیدواژگان: بازیابی مواد و انرژی، زیست گاز، پسماند جامد شهری، هضم بی هوازی
  • حامد بنی عامریان، سهیلا شکرالله زاده*، سیده ملیحه صفوی صفحات 79-100

    یکی از مشکلات اساسی که واحدهای نمک زدایی از آب دریا، به ویژه واحدهای اسمز معکوس با آن روبه رو هستند مشکل گرفتگی و تشکیل زیست لایه (بیوفیلم) می باشد. گرفتگی زیستی در اثر اتصال و رشد ریزاندام ها بر سطح غشاء ایجاد می شود. گرفتگی غشاء سبب افزایش افت فشار دوسوی غشاء و درنتیجه افزایش میزان انرژی مصرفی، کاهش کارآیی و کاهش عمر غشاء می شود. به طور خاص، گرفتگی زیستی سبب کاهش در شار آب، افزایش عبور نمک و افزایش تخریب زیستی غشاء می گردد. از این رو، کاهش و یا حذف گرفتگی و گرفتگی زیستی جهت کاهش سرویس دوره ای غشاء مورد توجه است. از بین انواع مختلف گرفتگی، کنترل و پایش گرفتگی زیستی دشواری های بیشتری دارد؛ زیرا ریزاندام ها و مواد آلی طبیعی که عامل گرفتگی زیستی هستند در شرایط مختلف، رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. در این مقاله مروری، نحوه تشکیل زیست لایه و شاخص های موثر در آن، روش های متداول و نوین پایش و پیشگیری از ایجاد گرفتگی زیستی بررسی شده است.

    کلیدواژگان: گرفتگی زیستی، زیست لایه، ریزاندام، پیش تصفیه آب دریا، غشاء اسمز معکوس
|
  • N. Maleki, S. Zarinabadi*, A. Azimi, A. Shahbazi Kootenaei Pages 6-21

    In this paper the absorption of CO2 by MEA in a falling film reactor is simulated by means of Comsol Multiphysics. The simulated model is considered many aspects of the real process that occurred during the absorption process. The mass transfer process, the heat transfer process and hydrodynamic for liquid and gas phase is considered. Mass and heat transfer coefficient effect is considered by the simulation. The reaction was second order and the velocity profile was considering the effect of shear stress. The simulation results shown that only a small portion of the film thickness(0.002mm) contributed in mass transfer process. The reactor length was 1m(ID: 0.0139m). The simulation shown that by increasing liquid and gas flow rate, absorption rate by MEA increased too.

    Keywords: Simulation, Comsol Multiphysics, MEA, Falling Film Reactor
  • S. M. Sajjadi, A. Tavakoli* Pages 22-30

    Thermal conductivity is defined as the ability of a material to heat transfer. In other words, thermal conductivity is the natural tendency of material to energy dispersion when temperature equilibrium disturbed by the imposition of a temperature gradient. Therefore, it plays a significant role in the issues of heat transfer. Due to the various applications of nanoscale materials in heat transfer and the importance of determining the thermal conductivity of nanofluids, this study, investigates eleven models for predicting the thermal conductivity of nanofluids (includes water and TiO2 nanoparticles) and comparing the results of calculations with the experimental results in the articles. Based on this study, it was found that the effective thermal conductivity ratio (thermal conductivity of the mixture of basic fluid and distributed nanoparticle) to the basic fluid conductivity (keff/kf) for variable Volumetric percentages ranging from 0.01 to 0.03 varies between 1.01 and 1.1. In the other words, addition of nanoparticles in the range of 1 to 3 Volume percentage is able to promote the keff/kf to 1.1 (10%). Therefore, thermal conductivity of the mixture of basic fluid and distributed nanoparticle increases up to 10% compared with basic fluid. Also, increasing the diameter of the nanoparticles reduces the thermal conductivity improvement.

    Keywords: Heat Transfer, Thermal Conductivity Modeling, Nanofluid, Nanoparticles
  • S. Zeinali Heris*, M. Norouzi Gaz koh Pages 31-41

    In the present study, the problems of salt solution sedimentation on heat exchangers, their modelling procedure, and the heat exchanger fouling removal methods based on the related published investigation are reported. The salt solutions are used in many technological industries, and the sedimentation of stable salts is the main limitation of using them, especially in the high-temperature liquid-vapor system. The methods of these salts removing is online and offline fouling cleaning. Each of these methods has their advantageous and disadvantageous. In the practical application, there are multiple criteria considering different conditions. Although, based on the heat exchanger design condition, the solid salt sedimentation decrement can be improved the system fouling problems.

    Keywords: Heat Exchanger, Sediment, Offline Fouling Method, Online Fouling Method, Salt Solution
  • M. Fadaei, F. Ameli* Pages 45-75

     A multiphase flow meter is designed to measure the flow rate of two or more phases without phaseseparation.The flow meter must be accurate enough for the desired application. It must be capable to measure the specifications throughout phase fraction of each phase, independent of the flow regime. Various factors are effective on selection of the flowmeter. Moreover, various procedures are present for measurement of multi-phase flows. In this study, a comprehensive review has been implemented on various technologies in multi-phase flowmeasurement in oil industry and the basis of various measurement techniques has been investigated. The advantages, requirements, and constraints of each technology have been reviewed. Finally,the recent advances in this field have been provided for the researchers.

    Keywords: Multi-Phase Flow, Measurement, Flow Meter, Oil Industry
  • M. Masjoudi, J. Shayegan*, A. Babaei Pages 58-78

    Anaerobic digestion provides a way of treatment and management of organic municipal solid wastes and is a strategy to recover material and energy from waste. This paper aims to review anaerobic digestion from different aspects. First of all, the most important biological reactions included in anaerobic digestion, some strategies to improve the efficiency of the process and suitable reactors are described. Finally, the feasibility of anaerobic digestion in Iran is discussed briefly. According to the studies, the thermal pretreatment with the addition of alkalis, two or multi-steps continuous reactors and changing the operating parameters increase the efficiency of anaerobic digestion process. On the other hand, since much of the waste produced in Iran contains decomposable waste, anaerobic digestion is considered as a suitable process for municipal waste disposal in Iran to produce biogas and fertilizer.

    Keywords: Anaerobic Digestion, Biogas, Material, Energy Recovery, Municipal Solid Waste
  • H. Baniamerian, S. Shokrollahzadeh*, M. Safavi Pages 79-100

    Biofouling is one of the major problems in seawater membrane processes, especially in reverse osmosis (RO) plants. Biofouling occurs as a result of the attachment and growth of microorganisms onto the membrane. Fouling increases the pressure drop across the membrane and consequently increases the energy consumption, decreases the efficiency and shortens the life time of the RO membrane. In particular, biofouling causes a decline in water flux, an increase in salt passage and an increase in biodegradation of the membrane. There is an interest to eliminate or reduce the potential of scaling and biofouling on membranes to minimize cleaning frequency. Monitoring and control of biofouling is the most difficult issue among the other types of fouling, because microorganisms and organic matters that are responsible for biofouling behave differently under different conditions. In this review article, biofilm formation and its effective parameters, conventional and novel methods of monitoring and prevention of biofouling are investigated.

    Keywords: Biofouling, Biofilm, Microorganism, Seawater Pre-Treatment, Reverse Osmosis Membrane