فهرست مطالب

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 124 (آذر و دی 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • حسن طالبی، سینا مقصودی، سجاد حبیب زاده صفحات 7-29

    خوردگی یکی از بزرگ ترین مشکلات صنایع ازجمله صنعت نفت و گاز به شمار می آید؛ به طوری که مقابله با آن همواره یکی از دغدغه های مهم فرایندی و اقتصادی بوده است. با توجه به لزوم عملکرد بدون وقفه فرایند های صنعت نفت و گاز و هزینه های بالای تعمیرات، استفاده از بازدارنده های خوردگی از بهترین روش های مقابله با خوردگی های صنعتی است. </em>نانوذرات با داشتن سطح ویژه بالاتر، ضریب جذب بسیار بالاتری نسبت به ذرات معمول بر روی سطح فلز دارند.</em> به همین دلیل استفاده از آن ها به عنوان بازدارنده در سالیان اخیر توجه بسیاری یافته است. از این رو این پژوهش استفاده از انواع مختلف نانوذرات بازدارنده خوردگی را بررسی کرده است. با توجه به تمرکز پژوهش حاضر بر خوردگی های متداول در صنایع نفت و گاز، در ابتدا انواع خوردگی های رایج در این صنعت با توجه به جنس فلز یا آلیاژ مورد استفاده در هر واحد معرفی شده است. پس از آن، نانوبازدارنده های مختلف و قابلیت استفاده از آن ها در محیط ها و شرایط عملیاتی گوناگون بررسی شده است. در پایان نیز در خصوص روش های مختلف سنتز و مشخصه یابی عملکرد نانوبازدارنده ها، بحث و بررسی شده است</em>.</em>

  • محمدحسین زمانی، امیرحسین یزدان بخش، حامد حسینی شریفی* صفحات 30-42
    در این پژوهش با استفاده از نرم افزار Autodesk Moldflow، فرایند قالب گیری تزریقی فیلترهای دوشاخه ونتیلاتور از جنس پلی(لاکتیک اسید) مطالعه و مشخصه های موثر این فرایند در دو نمونه پلی (لاکتیک اسید) بلورین و آریخت، بررسی و مقایسه شد. فشار تزریق برای نمونه بلورین مقدار بزرگ تری را در شبیه سازی نشان داد که این مساله با توجه به بیشتربودن گران روی مذاب نمونه بلورین نسبت به نمونه آریخت توجیه پذیر بود. نتایج این مطالعه هم چنین نشان داد که زمان خنک کاری لازم برای نمونه آریخت بیشتر است که این امر به تفاوت توزیع دما در دو نمونه و هم چنین اختلاف رسانایی حرارتی آن ها نسبت داده شد. جمع شدگی و تله هوا از دیگر مشخصه های مهم در تزریق هستند که نتایج بیانگر بیشتربودن آن ها برای نمونه بلورین بود که با توجه به تفاوت گران روی مذاب نمونه ها و ارتباط استعداد تبلور با فشردگی زنجیرهای پلیمر، مطابق انتظار بود. هم چنین خواص ریولوژیکی و حرارتی بسپارهای انتخابی، تجزیه و تحلیل و ارتباط آن ها با عوامل موثر تزریق تبیین شد. در نهایت، مشخصات دستگاه قالب گیری تزریق مناسب برای تولید فیلتردوشاخه پلیمری بر مبنای اطلاعات موجود در نرم افزار معرفی شد.
    کلیدواژگان: کویید-19، قالب گیری تزریقی، پلی (لاکتیک اسید)، فیلتر دوشاخه، ونتیلاتور
  • افسانه سادات لاریمی*، علی اکبر اصغری نژاد، محسن اسماعیل پور صفحات 43-56

    در حال حاضر، ورود و انتشار بی رویه دی اکسیدکربن حاصل از احتراق سوخت های فسیلی به جو یکی از بزرگ ترین نگرانی ها درباره آینده است. در این راستا، توسعه انرژی های پاک مبتنی بر نور خورشید یکی از راه کارهای مناسب برای تامین انرژی در آینده است. فرایند احیای فوتوکاتالیستی دی اکسیدکربن روشی نسبتا نوین است که علاوه بر جمع آوری و ذخیره ‏سازی انرژی خورشید در مواد با ارزش افزوده، از راه مصرف دی‏ اکسید‏کربن اثرات منفی گازهای گلخانه ای را نیز کاهش می دهد. تاکنون نیمه رساناهای مختلفی به عنوان فوتوکاتالیست در فرایند مذکور استفاده شده اند. چارچوب‏های آلی- فلزی با ویژگی های یگانه ای مانند ساختار نواری و الکترونی، قابلیت تنظیم میزان جذب نور و جذب بالای دی اکسیدکربن، بسیار مورد توجه‏ اند. در این مطالعه جنبه های مختلف این مواد و راه های بهبود عملکرد آن‏ها مانند استفاده از حساس کننده های نوری، ترکیب با نیمه رساناهای متداول، استفاده از کاتالیست های مولکولی و عامل دار کردن با گروه های آمینی برای جذب بالاتر دی اکسیدکربن بررسی شده است.

    کلیدواژگان: احیای دی اکسیدکربن، تبدیل انرژی، چارچوب آلی- فلزی، فوتوکاتالیست
  • صبا گرجی، محمدرضا جعفری نصر* صفحات 57-70
    انتقال حرارت زیستی به دلیل قابلیت کاربرد در تشخیص و درمان بیماری، نقش مهمی در بررسی و تحلیل سیستم های زنده ایفا می کند. در سال های اخیر، دینامیک سیالات محاسباتی به دلیل عملکرد خوب سخت افزاری و نرم افزاری، به طور گسترده در پژوهش های زیست پزشکی بیماری عروق و پیشرفت گرفتگی شریان های خونی استفاده شده است که به این وسیله عوامل خطر برای پیشرفت بیماری، شناسایی و درمان می شود. هدف از این شبیه سازی بررسی جریان و انتقال حرارت خون در رگ در حالت عادی و در چندین حالت حضور پلاک با استفاده از یک مدل هندسی واقعی رگ به کمک نرم افزاری تجاری است. خون سیالی غیرنیوتنی وغیر تراکم پذیر در نظر گرفته شده و گران روی آن با معادلات کاریو مدل سازی شده است. بر خلاف بسیاری از پژوهش های مشابه پیشین، سرعت ورودی به صورت ناپایا (جریان پالسی) است و مطالعه انتقال حرارت به صورت همزمان بررسی شده، هم چنین یک مدل هندسی واقعی در درصدهای مختلف گرفتگی بررسی شده است. افزایش حجم پلاک باعث افزایش فشار و تنش برشی دیواره رگ می شود که در حالت های گرفتگی شدید بسیار پرخطر و همراه با افزایش احتمال پارگی رگ هاست. هم چنین افزایش پلاک باعث کاهش انتقال حرارت از راه خون به دیواره رگ ها می شود. نتایج نشان می دهد که تغییری بین 10 تا 70 درصد در شاخص های دینامیکی پس از گرفتگی مشاهده می شود؛ اما تغییر محسوسی در دمای خروجی ها ایجاد نخواهد شد.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت زیستی، دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی، رگ های خونی، پلاک
  • محمدحسین کرمی، محمدرضا کلائی* صفحات 71-83

    فرایند پخت رزین های اپوکسی با سخت کننده ها، منجر به افزایش چگالی شبکه ای می شود و خواص رزین سخت شده، بسته به شرایط پخت، تحت تاثیر قرار می گیرد. برای بهبود خواص نهایی رزین های اپوکسی، استفاده از نانو ذرات آلی و معدنی پیشنهاد شده است. یکی از نانوذراتی که اخیرا طرفدار یافته، گرافن اکساید و مشتقات آن است. در این مقاله، مدل های متنوع ارایه شده در سینتیک پخت ترکیبات هیبریدی اپوکسی/ نانو ذرات گرافن اکساید، ارزیابی و دلایل انحراف نتایج آزمایشگاهی و تجربی با نتایج مدل سازی تشریح شده است. هم چنین مقایسه هر یک از این مدل ها با نتایج تجربی نشان داده است که مدل سیستاک برگرن و کمال نسبت به سایر مدل ها دارای انطباق بالاتری با نتایج تجربی است و می تواند به عنوان مبنای قابل اتکایی برای توصیف فرایند پخت رزین های اپوکسی حاوی نانو ذرات گرافن اکساید در نظر گرفته شود

    کلیدواژگان: نانوگرافن اکساید، رزین اپوکسی، سینتیک پخت، مدل سیستاک برگرن، مدل کمال
  • حسین ابراهیم، شهرام قنبری پاکدهی، سید ابوالحسن علوی* صفحات 84-106
    در این پژوهش یک سیستم پیشرانش فضایی نوع تک پیشرانه برای ایجاد نیروی تراست پنج نیوتنی و ضربه ویژه 220 ثانیه با کاربرد تنظیم حرکت یا تغییر وضعیت ماهواره مدل سازی و طراحی گردیده است.این مدل از دو بخش اصلی شامل یک راکتور کاتالیستی با خوراک هیدرازین، کاتالیست نیکل 15 درصد بر پایه گاما آلومینا و یک نازل همگرا- واگرا تشکیل شده است. راکتور مدل کاتالیستی، بستر ثابت، یک بعدی، جریان پایدار و آدیاباتیک با واکنش های تجزیه هتروژنی است. عملکرد فرایند با انجام دو واکنش تجزیه هتروژنی هیدرازین و آمونیاک و تبدیل به گازهای سبک هیدروژن و نیتروژن با دمای بالا بوده، سپس با خروج گاز از بستر و نازل نیروی رانش حاصل می گردد. کاتالیست از روش اشباع سازی مرطوب ساخته شده و ویژگی های لازم با آزمایش های آنالیز کمی، کیفی و حرارتی تعیین می گردد. نتایج مدل سازی شامل متغیرهای جرم، انرژی، سینتیکی، فیزیکی و شیمیایی در رانشگر فضایی است. از مزیت های مهم این طراحی اندازه گیری و پیش بینی متغیرها است. برای تعیین عملکرد و درستی مدل طراحی و آزمایشی(در شرایط اتمسفری و استاتیک) در شاخص هایی مثل نیروی رانش، ضربه ویژه، افت فشار بستر، حداقل مقدار تجزیه آمونیاک با شرایط سینتیکی و عملیاتی یکسان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل تطابق مناسب داشته و مورد تایید می باشند.
    کلیدواژگان: تجزیه هتروژنی، مدل سازی، هیدرازین، آدیاباتیک، رانشگر، تک پیشرانه
  • صفحات 109-115
|
  • Pages 7-29

    Corrosion is one of the prevalent problems in industries such as oil and gas industry. This renders the corrosion prevention associated with the economic concerns. Due to the need for continuous operation of oil and gas industry processes and high maintenance costs, using corrosion inhibitors is one of the best approaches to deal with industrial corrosion. Nanoparticles with a higher specific surface area have a much higher adsorption coefficient than ordinary particles on the metal surface. For this reason, their use as an inhibitor has received much attention in recent years. Therefore, in this study, using different types of corrosion inhibitor nanoparticles has been reviewed. According to the aims of the present study on corrosions in the oil and gas industry, at first, different types of common corrosions in this industry have been introduced according to the metal or alloy used in each unit. Then, different nanoinhibitors and their applicability in different environments and operating conditions have been investigated. At the end of this study, various methods of synthesis and characterization of the performance of nanoinhibitors are discussed.</em> </em>

  • M. H. Zamani, A. H. Yazdanbakhsh, H. Hosseini Sharifi * Pages 30-42
    In this study, using Autodesk Moldflow software, the injection molding process of ventilator’s poly (lactic acid) split filters was studied and the effective characteristics of this process were investigated and compared in two samples of crystalline and amorphous poly (lactic acid). The injection pressure for the crystalline sample showed a larger value in the simulation, which was justifiable due to the higher melt viscosity of the crystalline sample than the amorphous sample. The results of this study also showed that the cooling time required for the sample was longer, which was attributed to the difference in temperature distribution between the two samples as well as the difference in their thermal conductivity. Shrinkage and air trapping are other important characteristics in the injection process. The results showed that they were higher for the crystalline sample, which was as expected due to the difference in melt viscosity of the samples and the relationship between crystallization susceptibility and compression of polymer chains. Also, the rheological and thermal properties of selected polymers were analyzed and their relationship with effective injection factors was explained. Finally, the specifications of the injection molding machine suitable for the production of polymer filters were introduced based on the information available in the software.
    Keywords: COVID-19, Poly (lactic acid), split filter, Injection Molding, Ventilator
  • Afsanehsadat Larimi *, Aliakbar Asgharinezhad, Mohsen Esmaeilpour Pages 43-56

    At present, the emission of carbon dioxide from the combustion of fossil fuels into the atmosphere is one of the biggest concerns for the future. In this regard, the development of clean energy produced from sunlight is one of the appropriate solutions for energy supply in the future. The process of photocatalytic reduction of carbon dioxide is a relatively new method that, collects and stores solar energy to value-added materials, while reduces the negative effects of greenhouse gases through the consumption of carbon dioxide. So far, various semiconductors have been used as photocatalysts in this process. Metal-organic frameworks with unique properties such as band and electron structure, adjustable light absorption and high carbon dioxide absorption are of great interest. In this study, different aspects of these materials and methods to improve their performance, such as the use of optical sensitizers, combination with conventional semiconductors, the use of molecular catalysts and functionalization with amine groups for adsorption of Carbon dioxide has been investigated.

    Keywords: Carbon Dioxide Reduction, energy conversion, Metal-organic Frameworks, photocatalyst
  • S. Gorji, M. R. Jafari Nasr * Pages 57-70
    Bioheat transfer plays an important role in analyzing living systems due to its ability to diagnose and treat the disease. Recently, CFD has been increasingly used in biomedical researches of coronary artery disease because of its high hardware and software performance that makes it possible to identify and treat the risk factors for coronary artery disease progression. The purpose of this paper was to investigate blood flow and heat transfer in normal state and in several cases of plaque with a real geometric model of a vessel in an artery by using a commercial Software. Blood is considered as a non-Newtonian and non-compressible fluid and viscosity is modeled using Carreau equations. Unlike many previous studies, the inlet velocity is considered to be transient (pulsatile) and heat transfer has been investigated with the assumptions of constant blood inlet temperature and constant vessels wall temperature and the outlet wall heat transfer has been calculated. A real geometric model in different plaque progressions has been studied as well. Plaque progression in the artery, increases the wall pressure and shear stress, which is very dangerous in cases of severe blockage and may cause high risk of rupture. Increased plaque also reduces the blood heat transfer to the artery’s walls. The results show that there is a change between 10-70% in the dynamic parameters after clogging, but there is no significant change in the outlet temperature.
    Keywords: Bioheat transfer, Computational Fluid Dynamics, Simulation, Blood vessels, plaque
  • Mohammad Hossein Karami, Mohammad Reza Kalaee * Pages 71-83

    The process of curing the epoxy resins with hardeners leads to an increase in crosslink density and the properties of the hardened resin are affected, depending on the curing conditions. To improve the final properties of epoxy resins, the use of organic and inorganic nanoparticles has been suggested. One of the recently attended nanoparticles is graphene oxide and its derivatives. In this paper, various models presented in the curing kinetics of epoxy/ graphene oxide hybrid compounds have been evaluated and the reasons for the deviation of laboratory and experimental results with modeling results have been explained. Also, comparison of each of these models with experimental results has shown that Sestak-Berggren and Kamal model has higher adaptation to experimental results than the other models and can be used as a reliable basis for describing the curing process of epoxy resins containing graphene oxide nanoparticles.

    Keywords: NanoGraphene Oxide, Epoxy resin, Curing Kinetics, Sestak-Berggren Model, Kamal Model
  • H. Ebrahim, Sh. Ghanbari Pakdehi, S. A. Alavi * Pages 84-106
    In the present study, a space thruster system type monopropellant has been modeled and designed so as to create a Five- Newton thrust force(propulsion) and specific impulse of 220 seconds, with the usage of adjusting motion or changing the position of the satellite. This model consists of two major parts including a catalytic reactor with hydrazine feed, 15% nickel catalyst based on gamma alumina and a convergent-divergent nozzle. The catalytic reactor model is a fixed bed, one-dimensional, steady state and adiabatic with heterogeneous decomposition reactions. The process functions by performing two heterogeneous decomposition reactions of hydrazine and ammonia and converting to light gases (hydrogen and nitrogen) with high temperatures. Subsequently, the thrust force will be obtained by the evolution of the gas from bed and nozzle. The catalyst is made up of wet impregnation method and the required characteristics are specified by quantitative, qualitative and thermal analysis tests. The outcomes of modelling include mass, energy, kinetic, physical and chemical variables in the space propulsion. It is also considered as one of the important advantages of designing the measurement and predicting the variables. So as to determine the performance and validity of the model, indicators such as the thrust force, specific impulse, bed pressure drop and the minimum of ammonia decomposition has been scrutinized with the same kinetic and operating conditions in the designing and experimental model (in atmospheric conditions and static). The obtained results are consistent and have been verified.
    Keywords: Heterogeneous Decomposition, Modeling, Hydrazine, Adiabatic, Thruster, Monopropellant