پروژه انواع نانوکامپوزیت ها و کاربرد آنها در صنایع هوا و فضا
مقدمه
رشته مواد نانو کامپوزیت توجه دانشمندان و مهندسان را در سالهای اخیر به خود جلب کرده است. نتایج بررسی استفاده از بلوکهای ساختمانی در ابعاد نانو, طراحی و ایجاد مواد جدید با انعطاف پذیری و پیشرفتهای زیاد در خواص فیزیکی آنها را ممکن می سازد. قابلیت ارتقاء کامپوزیت ها با استفاده از بلوکهای ساختمانی با گونه های شیمیایی ناهمگن در رشته ها و بخش های مختلف علمی مطرح گردیده است. ساده ترین مثالها از چنین طراحی هایی, به صورت طبیعی در استخوان اتفاق
می افتد که یک نانوکامپوزیت ساخته شده از قرص های سرامیکی و چسبهای آلی می باشد. بدلیل این که اجزاء سازنده یک نانو کامپوزیت دارای ساختارها و ترکیبات مختلف و خواص مربوط به آنها
می باشد، کاربردهای زیادی را ارائه می دهند. از اینرو موادی که از آنها تولید می شوند, می توانند چند کاره باشند. با الگو گرفتن از طبیعت و براساس نیازهای تکنولوژی های پدید آمده در تولید مواد جدید با کاربردهای مختلف در آن واحد برای مصارف گوناگون, دانشمندان استراتژی های ترکیبی زیادی را برای تولید نانو کامپوزیت ها بکار برده اند. این استراتژی ها دارای مزایای آشکاری در تولید مواد دانه درشت مشابه می باشند. نیروی محرکه در تولید نانو کامپوزیت ها, این واقعیت است که آنها خواص جدیدی در مقایسه با مواد رایج ارائه می دهند.
تصمیم برای بهبود خواص و پیشرفت ویژگی های مواد از طریق ایجاد نانو کامپوزیت های چند فازی مسئله جدیدی نیست. این نظریه از زمان آغاز تمدن و بشریت و با تولید مواد برای کارآمدی بیشتر برای اهداف کاربردی مورد نظر بوده است. علاوه بر تنوع وسیع نانو کامپوزیت های یافت شده در طبیعت و موجودات (مثل استخوان) , یک مثال عالی برای کاربرد نانو کامپوزیت های ترکیبی در روزگار باستان, کشف جدید ساختمان نقاشی های مایان می باشد که در دوران مسا مریکاس[1] بوجود آمدند. توصیف حالت هنر از این نمونه های نقاشی آشکار می سازد که ساختار رنگها, متشکل از ماتریسی از خاک رس آمیخته شده با مولکولهای رنگی آلی می باشد. آنها همچنین محتوی ناخالصی های ذرات نانوی فلزی محفوظ در یک لایه سیلیکاتی بی شکل همراه با ذرات نانوی اکسیدی روی لایه می باشند . این ذرات نانو تحت عملیات حرارتی و از ناخالص بوجود می آیند (Cr , Mn , Fe) که در مواد خام مثل خاک رس موجود می باشند ولی جمع و سایز آنها خصوصیات نوری رنگ نهائی را تحت تأثیر قرار می دهد. ترکیبی از خاک رس موجود که یک سوپر لاتیک می سازد که در ارتباط با ذرات نانوی فلزات و اکسیدی پشتیبانی شده روی لایه آمورف می باشدو این رنگ را یکی از اولین مواد مرکب مشابه نانو کامپوزیت های کاربردی مدرن می سازد.
نانو کامپوزیت ها را می توان ساختارهای جامدی فرض کرد که دارای خواص مکرر بعدی با اندازه نانومتری بین فازهای مختلف سازنده ساختار می باشند. این مواد متشکل از یک جامد غیرآلی (بستر یا میزبان) محتوی یک جزء آلی و یا بالعکس می باشند و یا می توانند متشکل از دو یا چند فاز آلی / غیرآلی در چند فرم ترکیبی باشند با این محدودیت که حداقل یکی از فازها یا ترکیبات, در ابعاد نانو باشد.
مثالهایی از نانو کامپوزیت عبارتند از پوششهای متخلخل, ژل ها و ترکیبی از پلیمرها, مثل ترکیبی از فازهای با ابعاد نانو با تفاوتهای فاحش در ساختار, ترکیب و خواص می توان فازهای با ساختار نانوی موجود در نانو کامپوزیت ها را صفر بعدی (مثل خوشه های اتمی تشکیل شده), تک بعدی (یک بعدی مثل نانوتیوپ ها) و دو بعدی (پوشش های با ضخامت نانو) و سه بعدی (شبکه های جاسازی شده) در کل مواد نانو کامپوزیت می توانند دارای خواص مکانیکی, الکتریکی, الکتریکی, نوری, الکتروشیمی, کریستالی و ساختاری باشند, نسبت به مواردی که دارای اجزاء واحد و یگانه هستند. رفتار چند کاره برای هر ویژگی بخصوص ماده اغلب بیش از مجموع اجزاء تکی می باشد. هر دو روش پیچیده و ساده برای ساختن ساختارهای نانو کامپوزیت وجود دارد یک سیستم عملی نانو کامپوزیت دو فازی, مثل کاتالیزرهای پشتیبان مورد استفاده در کاتالیزر محرک (ذرات نانوی فلزی جای گرفته روی پشتیبان های سرامیکی), می توانند بسادگی با بخار دادن فلز روی لایه و یا پراکنده کردن توسط حلال شیمیایی آماده شوند. از طرف دیگر, ماده ای مثل استخوان که دارای ساختاری سلسله مراتبی با فازهای پلیمری و سرامیکی مرکب می باشد, با تکنیکهای ترکیبی حاضر, به سختی می تواند تکثیر شود.
در63صفحه با قابلیت ویرایش
دانلود پروژه آمار با موضوع آلاینده های هوا با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 11
این پروژه آمار به صورت کامل و دقیق طراحی شده و کلیه جداول و نمودار های لازم را جهت ارائه دارد و قادر به کسب نمره کامل می باشد. قیمت این محصول نسبت به نمونه های مشابه سراسر اینترنت بسیار مناسب تر می باشد و بر خلاف بسیاری از نمونه ها که فقط عنوان پروژه را کپی می کنند نمونه کاملی است.
مقدمه
انواع زیادی از آلاینده های هوا سپهر و وجود دارد که بخش انسانی آلودگی هوا در این شهر فراوان تر از همه بوده که به شدیدترین مشکلات آلودگی و بهداشتی منجر می شود
رشد سریع جمعیت انسانی زیربنای همه مشکلات زیست محیطی است. مشکلات محیط زیست را نمی توان حل کرد مگر آنکه مشکل جمعیت انسانی حل شود و برای این کار باید یاد بگیریم که تعداد کل افراد را روی زمین به رقمی محدود کنیم که محیط زیست قادر به تامین آن باشد. شهری مثل تهران از این قاعده مستثنی نیست. در واقع باید در این شهر بین فعالیت های صنعتی و تجاری و کیفیت محیط زیست شهری هماهنگی به وجود آورد. در واقع تصمیم گیری در مورد مسایل محیط زیست در ارتباط با جامعه، سیاست، اقتصاد، فرهنگ، ارزش ها و اطلاعات علمی است. امروزه یکی از مسایل مطرح در تهران آلودگی هواست.
هوا سپهر همواره برای گازها یا مواد زاید معلق یک چال (محل انباشت یا ذخیره) بوده است، هرجا که مقدار ضایعات وارد شده به هوا سپهر از قابلیت آن در پراکنده کردن و فروپاشی ضایعات فزونی بگیرد مشکل بروز می کند. از زمانی که بشر از آتش بهره جسته هوا سپهر به عنوان چال دفع ضایعات به کار گرفته می شده است. آلودگی هوا بر بسیاری از جنبه های محیط ما اثر می گذارد. تاثیر ناگوار بر منابع و مناظر، پوشش گیاهی خاک، کیفیت آب، ساختمان های طبیعی و مصنوعی و سلامت انسان ها از جمله آنهاست. مسئله مهم دیگر که در این شهر بزرگ با آن روبه رو هستیم، آلاینده های هوا بر منابع دیداری نیز تاثیر نامطلوب دارد. زیرا هوا سپهر را بد رنگ و میدان دید را محدود می کند و شفافیت آن را تا به آن حد از بین می برد که تضاد قسمت های مختلف اشیای دور کاهش می یابد. در هوای آلوده مناطق دور را نمی توان دید و آنچه دیده می شود از نظر رنگ،تضاد (کنتراست) چندانی ندارد. در گذشته آلودگی در سطح این شهر محدود بود اما امروزه به بسیاری از فضاهای باز هم کشیده شده است. آلاینده های هوا به راه های مختلفی بر سلامت انسان اثر می گذارند، تاثیر آنها بر فرد بستگی به دوز یا تراکم تماس و سایر عوامل از جمله حساسیت افراد دارد. مردمی که در این شهر از بیماری های تنفسی رنج می برند به احتمال بسیار تحت تاثیر آلاینده های هوا قرار دارند. افراد سالم معمولاً در مدت کوتاهی به آلودگی هوا عادت می کنند در عین حال این هوا ممکن است یک مشکل بهداشتی جدی باشد.
آلاینده های هوا با انباشت در منابع خاک این منطقه (تهران) موجب تباهی و فروافت کیفیت آن شده اند.
انواع زیادی از آلاینده های هوا سپهر وجود دارد که بخش انسانی آلودگی هوا در این شهر فراوان تر از همه بوده که به شدیدترین مشکلات آلودگی و بهداشتی منجر می شود. در واقع در این شهر بزرگ شرایط جوی و اقلیمی در ترکیب با تراکم شدید جمعیت و صنایع، مشکلات آلودگی هوا را به وجود می آورد. شرایط آب و هوا معین می کند که آیا آلودگی هوا یک دردسر عادی است یا اینکه یک مشکل عمده بهداشتی. آثار اصلی آلودگی هوا به صورت آسیب به گیاهان سبز و وخامت بیماری های مزمن در انسان است. قسمت عمده این تاثیر در نتیجه تماس طولانی با تراکم های نسبتاً کم این مواد سمی پیش می آید. در شهرهای کشورهای در حال توسعه مثل تهران علی رغم کوشش های زیاد در بهبود وضعیت آلودگی وضع بدتر خواهد شد زیرا جمعیت و عوامل اقتصادی احتمالاً بر بهبود آلودگی هوا خواهد چربید، اما احتمال دارد که کیفیت هوای نواحی بزرگ شهری در کشورهای پیشرفته و مرفه طی سال های آینده بهتر شود. یک طرح جدید چند جانبه بهبود کیفیت هوا که تمامی ناحیه شهر را در برمی گیرد، از جنبه های زیر تشکیل شده است:
1- راهبردهای تقلیل دهنده مصرف اتومبیل و همچنین کاستن از شمار آنها.
۲- مهار دقیق تر و جدی تر انتشار آلودگی از اتومبیل ها.
۳- الزام به استفاده از تعداد معینی اتومبیل که میزان آلودگی آنها صفر باشد (اتومبیل برقی).
۴- ملزم کردن مسئولان تولید بنزین به تجدید فرمول آن به نحوی که تمیزتر بسوزد.
۵- بهبود حمل و نقل عمومی و ترغیب مردم به استفاده از آن.
۶- همپیمایی اجباری.
۷- نظارت بیشتر بر آن دسته از فعالیت های صنعتی و خانگی که معلوم شده به آلودگی هوا می افزایند.
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:110
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی شیمی- فرآیند
فهرست مطالب:
شماره صفحه عنوان مطالب
1 چکیده ...........................................................................................................................................................
2 مقدمه ............................................................................................................................................................
فصل اول : اهمیت ضریب نفوذ در انبارداری سوخت مایع
6 1-1) مقدمه .................................................................................................................................................
6 1-2) پارامتر های محیطی بر انبارداری سوخت مایع..........................................................................
6 1-2-1) خواص مطلوب سوختهای مایع.................................................................................................
1-2-2) فاکتورهای انبارداری سوختهای مایع .....................................................................................
1-2-3) گروه های خطرناک سوختهای مایع........................................................................................
1-2-4) محل های خطر ناک سوختهای مایع......................................................................................
1-3) اهمیت ضریب نفوذ در انبارداری سوخت مایع ..........................................................................
فصل دوم : تئوری ها و معادلات معرفی شده برای ضریب نفوذ و تحلیل آنها برای حالت گازی
2-1) تئوری نفوذ در گازها..........................................................................................................................
2-1-1) تئوری و ضرایب نفوذ سیستم های دو تایی گازها در فشار پایین.......................................
2-1-1-1) معادله برد و اسلاتری(BS)....................................................................................................
2-1-1-2) معادله چاپمن-انسکوگ(CE) ..............................................................................................
2-1-1-3) معادله رید و شرود (RS).......................................................................................................
2-1-1-4) معادله استفان –ماکسول(SM)............................................................................................
2-1-1-5) معادله هایرش فلدر-برد-اسپاتس (HBS).........................................................................
2-1-1-6) معادلۀ وایک- لی(WL)..........................................................................................................
2-1-1-7) معادلۀ گیلیلند...........................................................................................................................
2-1-1-8) چن-اوتمر(CO).......................................................................................................................
2-1-1-9) معادلهْ هاوآنگ(Huang) و همکارانش.................................................................................
2-1-1-10) معادله فولر ،شتلر وگیدینگز(FSG)..................................................................................
فصل سوم : دستگاهها و روشهای معرفی شده برای اندازه گیری ضریب نفوذ درحالت گازی و انتخاب روش مناسب
3-1) مقدمه ......................................................................................................................................................
3-2) انواع روشها و دستگاههای معرفی شده.............................................................................................
3-2-1) روش کروماتوگرافی گازی(GC)...................................................................................................
3-2-2) روشهای تداخلی جریان(PF).........................................................................................................
3-2-3) روش لوله ای......................................................................................................................................
3-2-4) روش لوله –بسته(CT)...................................................................................................................
3-2-5) روش دو حبابی (دوبالنی) (TB)...................................................................................................
3-2-6) روش لولۀ استفان- ماکسول یا روش لولۀ تبخیری(SM).......................................................
3-2-7) روش کاتافرز(کاتافورز).....................................................................................................................
3-2-8) روش نفوذ برگشتی...........................................................................................................................
3-2-9) روش پراکندگی تیلوری(TD).......................................................................................................
3-2-10) روش مویینگی................................................................................................................................
3-2-11) روش سلول دیافراگمی(سلول غشایی) (DC).........................................................................
3-2-12) روش تداخل سنجی هالوگرافیکی(تمام نگاری) (HI)...........................................................
3-2-13) روش طیف سنجی تحرک یونی (اسپکترومتری تحرک یونی)(IMS).............................
3-2-14) روش تداخل موج دمایی(TWI)................................................................................................
3-2-15) روش نشتی مویینگی(CL).........................................................................................................
3-2-16) روش انتشار نورپایا یا (روش لیزر-دوپلر)(SSS-LD)...........................................................
3-2-17) روش تبخیر درحالت پایا (SSE)...............................................................................................
3-2-18) روش تداخل سنجی گوه ای(WI)............................................................................................
3-2-19) روش دیسک چرخان(SD)..........................................................................................................
3-2-20) روش جذب صوت(SA)...............................................................................................................
فصل چهارم: انجام آزمایشات ، معرفی تجهیزات مورد استفاده ، نحوه محاسبات و ارائه فرمولهای مربوطه
8081 4-1) مقدمه........................................................................................................................................................
4-2) خاصیت کشش سطحی..........................................................................................................................
4-3) پدیدة مویینگی........................................................................................................................................
4-4) آزمایشات و معرفی تجهیزات مورد استفاده.......................................................................................
4-4-1) تجهیزات و سیالات مورد استفاده...................................................................................................
4-4-1-1) سیال................................................................................................................................................
4-4-1-2) تجهیزات..........................................................................................................................................
4-4-1-2-1) لولۀ نفوذ همراه با سه راهی اختناقی(لولۀ استفان-ماکسول)..........................................
4-4-1-2-2) کمپرسور....................................................................................................................................
4-4-1-2-3) فلومتر.........................................................................................................................................
4-4-1-2-4) ترمومتر جیوه ای.....................................................................................................................
4-4-1-2-5) هیتر............................................................................................................................................
4-4-1-2-6) ترازو............................................................................................................................................
4-4-1-2-7) حمام آب...................................................................................................................................
4-4-1-2-) قیف های شیشه ای................................................................................................................
4-4-1-2-9) مگنت.........................................................................................................................................
4-5) اندازه گیری فشار هوای خروجی از فلومتر و فشار کل سیستم....................................................
4-6) نحوۀ انجام آزمایش ...............................................................................................................................
4-7) تست مقایسه............................................................................................................................................
4-8) نحوة انجام محاسبات ............................................................................................................................
فصل پنجم: انجام محاسبات و بحث و بررسی نتایج
5-1) مقدمه........................................................................................................................................................
5-2) انجام محاسبات........................................................................................................................................
1-5-2) تعیین ضریب نفوذ آب مقطر............................................................................................................
5-5-2) تعیین ضریب نفوذ آمین آزید.........................................................................................................
5-3) مقایسه ی بین ضرایب نفوذ تجربی آب و آمین آزید با ضرایب نفوذ آنها در مراجع............. 1
5-4) تخمین مدل تجربی آمین آزید باتوجه به معادلات تجربی حالت گازی در مراجع...................
5-5) تخمین شعاع انبارداری..........................................................................................................................
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1) نتیجه گیری.............................................................................................................................................
6-2) پیشنهادات................................................................................................................................................
منابع و ماخذ.
منابع فارسی.........................................................................................................................................................
منابع لاتین...........................................................................................................................................................
83
85
چکیده انگلیسی...................................................................................................................................................
پیوست(1)............................................................................................................................................................
فهرست جدول ها
شماره صفحه عنوان
17
32 2-1: مقادیر حجم های نفوذ اتمی ومولکولی ارائه شده..............................................................................
4-1: ضرایب نفوذ آب در هوا در شرایط اتمسفری......................................................................................
44 4-2 : نمایشی از جدول داده ها جهت یافتن ضریب نفوذ........................................................................
شماره صفحه 5-1: داده های اختلاف جرم آب مقطر ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚95/15..................................................................................................................................
5-2 : داده های اختلاف جرم آب مقطر ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚05/25.................................................................................................................................
5-3 : داده های اختلاف جرم آب مقطر ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚45/39................................................................................................................................
5-4 : داده های اختلاف جرم آب مقطر ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚05/60................................................................................................................................
5-5: داده های اختلاف جرم آمین آزید ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚95/15................................................................................................................................
5-6: داده های اختلاف جرم آمین آزید ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚05/25..................................................................................................................................
5-7: داده های اختلاف جرم آمین آزید ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚45/39..................................................................................................................................
5-8: داده های اختلاف جرم آمین آزید ( ) و زمانهای مربوطه( ) وضریب نفوذ مربوطه آنها در دمای C ˚05/60..................................................................................................................................
5-9: ضرایب نفوذ حاصله آب مقطر و ماده سوختی آمین آزیدی در برابر ضرایب نفوذ آب در مراجع....................................................................................................................................................................
5-10: مقایسه ی معادلات تجربی برای آب مقطر در دمای (K1/289=C ˚15/95) و
( K 2/298=C ˚05/25).................................................................................................................................
5-11:مقایسه ی معادلات تجربی برای آب مقطر در دمای (K 2/298=C ˚05/25) و
( K 6/312=C˚45/39)..................................................................................................................................
67 5-12: مقایسه ی معادلات تجربی برای آب مقطر در دمای ( K6/312=C ˚45/39) و ( K2/333=C ˚05/60)................................................................................................................................
5-13: مقایسه ی معادلات تجربی برای آمین آزید در دمای (K1/289=C ˚15/95) و ( K2/298=C ˚05/25)....................................................................................... ........................................
69 5-14: مقایسه ی معادلات تجربی برای آمین آزید در دمای (K2/298=C ˚05/25) و ( K 6/312=C ˚45/39)................................................................................................................................
5-15: مقایسه ی معادلات تجربی برای آمین آزید در دمای (K6/312=C ˚45/39) و
(K2/333=C ˚05/60).................................................................................................................................
فهرست نمودارها
شماره صفحه عنوان
44
50 4-1: شیب داده های بر حسب .................................................................................................
5-1 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚95/15....................................................................................................................................................
74 5-2 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚05/25...................................................................................................................................................
5-3 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚45/39...................................................................................................................................................
5-4 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚05/60...................................................................................................................................................
5-5 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚95/15......................................................................................................................................
5-6 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C 05/25.........................................................................................................................................
5-7 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚45/39......................................................................................................................................
5-8 : شیب منحنی داده های اختلاف جرم بر حسب زمان برای سیستم Air- در دمای C ˚05/60......................................................................................................................................
5-9 : مقایسه ی منحنی داده های ضرایب نفوذ تجربی حاصله آب مقطر و ضرایب نفوذ تجربی آب در مراجع برحسب دما.....................................................................................................................
5-10 : مقایسه ی منحنی داده های ضرایب نفوذ تجربی حاصله آمین آزید در برابر ضرایب نفوذ تجربی آب در مراجع برحسب دما.......................................................................................................
5-11 : منحنی داده های کسر مولی سوخت مایع آمین آزید در هوا در برابر شعاع انبارداری آن در دمای C ˚15/95..............................................................................................................................
5-12 : منحنی داده های کسر مولی سوخت مایع آمین آزید در هوا در برابر شعاع انبارداری آن در دمای C ˚05/25.............................................................................................................................
5-13 : منحنی داده های کسر مولی سوخت مایع آمین آزید در هوا در برابر شعاع انبارداری آن در دمای C ˚45/39.................................................................................................................................
5-14 : منحنی داده های کسر مولی سوخت مایع آمین آزید در هوا در برابر شعاع انبارداری آن در دمای C ˚05/60 ..............................................................................................................................
فهرست شکل ها
شماره صفحه عنوان
4-1 : میزان صعود مویینگی در یک لوله مویین در حالت معمول.....................................................
4-2: میزان صعود مویینگی بین دو صفحه با فاصله (D)....................................................................
4-3 : میزان صعود مویینگی بین دو لولۀ مویین هم مرکز و به شعاعهای ..........................
4-4 : لولۀ با قطر(16/6میلیمتر)................................................................................................................
4-5 : لولۀ با قطر(10میلیمتر)....................................................................................................................
4-6 :لولۀ با قطر(75/31میلیمتر)..............................................................................................................
4-7: نمای کلی از set up مورد استفاده...............................................................................................
4-8 : لولۀ نفوذ همرا با سه راهی اختناقی..............................................................................................
4-9 :کمپرسور فینی(230 OL)...............................................................................................................
4-10: فلومتر سری......................................................................................................................................
4-11: ترمومتر جیوه ای..............................................................................................................................
4-12: هیتر MR3001K.........................................................................................................................
4-13: ترازوMettler AE160...............................................................................................................
4-14: حمام آب............................................................................................................................................
4-15: قیف های شیشه ای........................................................................................................................
4-16: مگنت..................................................................................................................................................
4-17: تعیین فشار هوای خروجی از فلومتر............................................................................................
4-18: شمای کلی تجهیزات و دستگاه نفوذ تست اصلی.....................................................................
4-19: شمای کلی تجهیزات و دستگاه نفوذ در تست(1)....................................................................
4-20: شمای کلی تجهیزات و دستگاه نفوذ در تست(2)....................................................................
4-21: عنصر حجمی سیال به ابعاد ... ...............................................................................
چکیده
نکته اساسی پس از تولید یک سوخت مایع ، انبار داری آن است. متاسفانه تا کنون پارامترهای جامع و کاملی از سوی موسسات ایمنی ارائه نشده است که خاصیت انتقالی و ترموفیزیکی ضریب نفوذ یکی از عوامل بررسی نشده و جدید در این زمینه می باشد. نشتی احتمالی سوخت مایع از مخزن ایجاب می کند که ضریب نفوذ آن در هوا و شعاع انبارداری آن جهت ایمنی کاربران در منطقۀ نگهداری مخازن تعیین شود.
در این تحقیق یک مطالعه جامع جهت تعیین اندازه گیری ضریب نفوذ سوخت مایع آمین آزید جهت انبارداری آن انجام شده است. برای اندازه گیری ضریب نفوذ این سوخت مایع در هوا از روش استفان-ماکسول استفاده گردید. بدین منظور جهت کالیبره نمودن دستگاه از آب مقطر استفاده شد که ضرایب نفوذ آن در هوا و در فشار یک اتمسفر و در دما های مختلف جهت مقایسه موجود است. جهت بدست آوردن ضریب نفوذ این سیالات( آب مقطر و آمین آزید) دو روش ارائه شده است که به دنبال آن ضریب نفوذ محاسبه شده این سوخت در قانون دوم فیک تک بعدی جهت محاسبۀ حداقل شعاع انبارداری قرار داده میشود. هم چنین با تخمین معادلات تجربی برای سوخت مایع آمین آزید بهترین مدل ارائه می گردد.
واژ های کلیدی: سوخت مایع، انبارداری، ضریب نفوذ، آمین آزید، آب مقطر، استفان-ماکسول، شعاع انبارداری
مقدمه
زمانی یک واحد پالایشگاهی برشهای نفتی نظیر بنزین یا گاز مایع و یا یک واحد نظامی پیشرانه های موشکی از قبیل دی متیل هیدرازین نامتقارن (UDMH) و هیدرازین را ... تولید می کنند بر انبارداری درست و مناسب از آنها همت می گمارند. برای این منظور مراکز ایمنی، بهداشت و محیط(HSE) و انجمن بهداشت و ایمنی حرفه ای (OSHA) و سایر واحدها در کنار یکدیگر دستورالعمل هایی اتخاذ می نمایند که در برگیرندة یک سری از استانداردها وکد های بین المللی می باشد که می توان از خرابی ها و نشتی های پیش آمده جلوگیری کرد. استانداردهای بین المللی دقیقاً همان پارامترهای مهم بر مطالعه انبارداری سوخت های شیمیایی و نظامی می باشند. درپروژه¬های عملیاتی و فرآیندی و در برنامه های فضایی و دفاعی پارامترهای اصلی بر بررسی پیرامونی مخازن انبارداری سوختهای مایع یکسان می باشند ولی این موضوع برای برنامه های دفاعی ونظامی کمی دقیق تر و حساس تر است. این پارامترها شامل : دما، نوع و فشار گاز بالای مخزن نگهداری، جنس مخزن، نور، ناخالصی و رطوبت می باشند. یکی از پارامتر های مهم و البته بررسی نشده در این راستا ضریب نفوذ می باشد که موضوع این تحقیق می باشد. وقتی که مخزن سوخت دچار نشتی میشود، بعد از مدتی بر اثر گرادیان غلظت در محوطة انبارداری پخش می گردد و چون سوخت ها تمامیشان سمی می باشند برای سلامتی کاربران و اپراتورهای سایت بسیار خطرناک تلقی میشوند. ناگزیر ضروری است که مقوله مهمی به نام حداقل شعاع نفوذ انبارداری جهت حصار کشی برای این موضوع را در نظر داشت ولی با این حال مراکز ایمنی مانند انجمن ملی حمایتی آتش نشانی(NFPA) در سایر موارد( از قبیل آتش سوزی و انفجار) شعاع انفجار را برای مخزن سوخت در نظر می گیرند. بدین ترتیب با یافتن ضریب نفوذ هر پیشرانۀ خصوصاً سوخت مورد نظر یعنی آمین آزید می توان حداقل شعاع انبارداری را محاسبه نمود.
در اینجا جهت بدست آوردن ضریب نفوذ سوخت مایع آمین آزید در هوا، دستگاهها و روشهای ضریب نفوذ در حالت گازی بایستی به کار گرفته شوند تا بتوان ضریب نفوذ را بدست آورد. در تمامی مقالات و مراجع علمی مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک و ابزار دقیق تعداد روشهای ضریب نفوذ در حالت گازی (چه مایع در گاز، یا جامد در گاز ویا گاز در گاز) در حدود20 تا 25 روش می باشد که می توان به مهمترین آنها از جمله: روش کروماتوگرافی گازی ، روش دو حبابی(دوبالنی)، روش تداخل سنجی هالوگرافیکی(تمام نگاری) و .... اشاره کرد. شایان ذکر است که روند نفوذ مایع در گاز و جامد در گاز دقیقاً مانند گاز در گاز می باشند چون حالات مایع و جامد باید به صورت گاز یا بخار در بیایند تا داخل توده هوا یا گاز نفوذ کنند. به همین دلیل دستگاه ها و روشهای ضریب نفوذ آنها یکی است و تنها در تئوری آنها فرق می باشد.
از بین روشها و با توجه به امکانات موجود در مرکز تحقیقات شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر روش استفان- ماکسول(لولۀ تبخیری) انتخاب گردید. تکنیک استفان- ماکسول تکنیک بسیار ساده، و مبنای آن براساس نرخ تبخیر سیال در هوا می باشد. سرعت نفوذ در این روش ممکن است حتی نصف یک روز هم طول بکشد. صحت روش استفان- ماکسول به صورت مبهمی در مقالات گفته شده است که متاسفانه نمی توان آن را در محاسبات دخالت داد اما با این وجود خطا آن بیش از 5% گزارش شده است. در ابتدا جهت کالیبراسیون دستگاه ضروری است که از یک سیالی مانند آب مقطر که در مراجع ضرایب نفوذ آن در دماهای مختلف وجود دارد استفاده شود تا بتوان با اطمینان کامل به سراغ سوخت مایع مورد نظر رفت. نشتی مخزن سوختهای مایع خصوصاً آمین آزیدی ممکن است در دماهای مختلف اتفاق بیافتد به همین دلیل انتخاب این سیال کمک می کند که در چهار دمای مختلف فوق بتوان ضریب نفوذ این سوخت را محاسبه نمود. در آغاز آزمایش مهمترین کار، انتخاب لولۀ نفوذ یا لولۀ استفان- ماکسول می باشد که این عمل با تست مویینگی از سه قطر مختلفی از لوله ها انجام می شود. در این آزمایش جهت کمینه نگه داشتن ارتفاع صعود مویینگی می توان با افزایش قطر لوله آن را کاهش داد. به عبارتی دیگر سیال آزمایشی آب با کشش سطحی( 72) و سیال اصلی آمین آزید(با کشش سطحی 25) در لوله می توانند طبق نیروی چسبندگی و پیوستگی حالت تعقر پیدا و درون لوله صعود کنند که با افزایش قطر لوله این حالت تعدیل پیدا خواهد کرد. از طرفی با انتخاب قطر بالایی از لوله بایستی مراقب جریان همرفت بود. معذلک با برآیند خوبی ازاین دو پدیده و با توجه به مستندات علمی فوق، لولۀ انتخاب شده به قطرmm 32~ mm75/31 می باشد. مبنای آزمایش دراین تحقیق بصورت وزنی بوده و در هر3ساعت(3،6 و9 ساعت) نمونه از سیستم خارج نموده و توزین با ترازوی(gr0001/0) انجام میشود. اختلاف جرم بدست آمده( ) در هر 3 ساعت( ) با رابطۀ جرم حجمی به حجم کم شدۀ سیال( ) و به ارتفاع کم شده سیال( )تبدیل خواهد شد. در این فرآیند نفوذ، شار در جزء ساکن مد نظر است چون سرعت هوا بسیار کند در نظر گرفته شده است. بعد از یافتن ضریب نفوذ تجربی آمین آزید سعی میشود که با وجود اطلاعات بسیار محدود و اندک در مورد این ماده، آن را با معادلات تجربی مراجع تخمین زد تا بتوان مدل مناسبی برای مادۀ نشتی آمین آزیدی ارائه داد.
سپس برای تعیین شعاع انبارداری مخزن سوخت مورد نظر از معادلۀ توزیع غلظت یعنی قانون بقای جرم مادۀ سوختی استفاده میشود که با مفروضات خاصی به قانون دوم فیک تک بعدی تبدیل خواهد گشت. حل این معادله دیفرانسیلی پاره ای یک بعدی شعاع انبارداری مخزن را نتیجه می دهد. با حل معادله دیفرانسیلی می توان دریافت که بعد از نشت سوخت مایع آمین آزیدی هر نقطۀ که گرادیان غلظت آن صفر شود آن نقطه حداقل شعاع انبارداری مخزن آمین آزیدی جهت حصار کشی خواهد بود و طبیعتاً این نتیجه حاصل می شود که کاربر آن سوخت در واحد از نظر ایمنی مشکلی نخواهد داشت.
در این مطالعه هدف یافتن ضریب نفوذ سوخت جدیدی آمین آزید در هوا و پس از آن محاسبۀ شعاع انبارداری مخزن آن است.
در فصل 1 این تحقیق به اهمیت ضریب نفوذ در انبارداری مخازن سوختهای مایع پرداخته میشود که شامل پارامترهای موثر بر ذخیره¬سازی پیشرانه¬های مایع می باشد.
در فصل 2 به برخی از معادلات مربوط به تعیین ضریب نفوذ ملکولی در گازها در فشار پایین، به همراه خطاهای آنها اشاره شده است.
در فصل 3 دستگاه ها و روشهای ضریب نفوذ در حالت گازی به همراه خطاهای آنها شرح داده شده است.
در فصل 4 نحوه انجام آزمایشات و محاسبات و هم چنین معرفی فرمولها و رابطه های این آزمایش از قبیل رابطه شار و تابع کلی برای ضریب نفوذ و معادلۀ توزیع غلظت جهت یافتن شعاع انبارداری، آورده شده است. روش ارائه شده برای اندازه گیری ضریب نفوذ مایع(آب و آمین آزید) در گاز در فشار یک اتمسفر و در دماهای
(K1/289=C˚15/95)، (K2/298=C˚05/25)، (K6/312=C˚45/39) و (K2/333=C˚05/60) انجام شده است.
در فصل 5 انجام محاسبات برای هر دو سیال و نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفته و در فصل 6 اختصاص به نتیجه گیری و پیشنهادات دارد.
تا نیمه دهه 1960 توجه کمی به نیازجابجایی هوا در سیستمهای تهویه صنعتی شده بود. سیستمهای خروجی با کیفیت بالا بوسیلهی سرویسهای مهندسیای طراحی شده بودند که گهگاهی و یا به طور اتفاقی جابجایی هوا را از محیط کار طراحی میکردند. اما به طور معمول یک پیمانکار معمولی یک سیستم خروجی را بدون درنظر گرفتن سیستم جابجایی هوا نصب میکرد. بسیاری از مشکلات به حساب نیامده در اجرا و انجام سیستمهای خروجی تهویه در گذشته به فقدان جابجایی مناسب هوا نسبت داده شده است.
این مشکلات کهنه و قدیمی برای تولید افزایش سوددهی در دهه 1960 شروع شدند، زمانی که یک مقداری از مکانها و آژانسهای محلی تقاضای سیستمهای جابجایی هوا را برای ارتباط با سیستمهای جدید خروجی کردند. قابل فهم نبود که حتی بدون یک سیستم جابجایی هوا، هوا میتواند بوسیلهی نفوذ و گرما به درون ساختمان کشیده شود، قبل از اینکه خارج شود.
سیستمهای جابجایی هوایی که خوب طراحی شده بودند مقدار بیشتری هوای گرم را نسبت به طریقه معمول تهیه میکردند. (شکل 1-12)
حتی طراحان وظیفه شناس ضرورت ایجاد جابجایی هوا و قابل دسترس ساختن یک تنوعی از واحدهای پکیج شده برپایه ورودی هود، فیلتر، فن و مدلهای گرمایی و سرمایی و شبکههای خروجی که برای نصب این سیستمها به طور تکنیکی و اقتصادی قابل توجه ساخته شده بودند، پذیرفتند بعلاوه هزینه بالا از حالت خروج هوا در نیمکره شمالی تشویق کرده است معمول کردن طراحی برای اینکه گرما را از جریانهای بزرگ خروجی بازیافت کند.
ریسر کوله کردن جریانهای خروجی بعد از اینکه هوا به طور مناسب پاک شد در یک حد محدود عمل میکند. این فصل در مورد 3 تا از این خروجیها بحث خواهد کرد، با تاکید بر روی خروجی پایه از جابجایی اولیه هوا در نصب بازیافت گرما و چرخش هوا از جریان خروجی در این فصل ما از یک مطالعه موردی در مورد کارخانهی ذوب فولاد در شمال نیویورک که یک نقصی در مورد جابجایی هوا دارد استفاده شده و شرح داده شده که چطور طراح اول باید کیمت هوای جابجا شدهی مورد نیاز راحساب کند برای تعادل جریان خروجی و سپس روشها را برای تعیین محل واحد جابجایی هوا جایی که تماس کارگر را برای تماس با هوای آلوده را کاهش بدهد بررسی کند.
سیستم جابجایی هوا
ضرورت جابجایی هوا
3-12 کمیت جابجایی هوا
7-12 خلاصه
7-12 خلاصه
6-12 حفظ انرژی و جابجایی هوا
5-12 جابجایی هوا برای گرم کردن
3-4-12 سیستم جابجایی هوای سه (RAS-3) جابجایی سنگ
2-4-12 سیستم جابجایی هوای دو (RAS-2)، کف ریختهگری
4-12 خروج جریان از جابجایی هوا
3-12 کمیت جابجایی هوا
انواع واحدهای جابجا کننده هوا
شامل 39 صفحه فایل word