حل تمرین ریاضیات در شیمی فیزیک

حل تمرین ریاضیات در شیمی فیزیک متناسب برای دانشجویان شیمی فیزیک و مهندسی شیمی

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی: بهینه‌سازی انرژی در فرآیند تولید روی

چکیده:

مصرف انرژی الکتریکی در فرآیندهای تصفیه الکتریکی و الکترووینینگ تاثیر بسیار زیادی بر روی هزینه تولید سایر پارامترهای محصولات تولید شده دارد. بنابراین کمینه کردن میزان انرژی مصرفی، میتواند از دیدگاههای مختلف ثمربخش باشد. در این پروژه توانستیم مصرف انرژی را حدود 18درصد نسبت به کشورهای پیشرفته‌ صنعتی و حدود 40 درصد نسبت به کارخانجات تولید روی در ایران کاهش دهیم.

در این پروژه به نتایجی رسیدیم که در ذیل به آن اشاره می‌شود:

1) افزایش دما باعث کاهش راندمان و افزایش انرژی مصرفی می‌شود.

2) دانسیته جریان به مقدار A/m2500 بهترین دانسیته برای این فرآیند در نظر گرفته شد.

3) غلظت محلول الکترولیت بهینه بصورت :50 روی، 140 اسید سولفوریک، PPm350 سولفات منگنز، PPm500 پرمنگنات و PPm100 صمغ بدست آمد.

4) با توجه به اینکه مقدار انرژی مصرفی در فرایند تولید روی در صنعت ایران حدود 5/4 و در صنعت کشورهای پیشرفته حدود 3/3 می‌باشد، در این تحقیق توانستیم مقدار انرژی مصرفی را تا 75/2 کاهش دهیم که با توجه به ارقام ذکر شده، حدود 17درصد نسبت به صنعت پیشرفته جهان وحدود 40 درصد نسبت به صنعت ایران، انرژی مصرفی را کاهش دهیم.

5) مدلسازی فرایند به کمک نرم افزار SPSS انجام گرفت به طوری که در نهایت مدلی با درجه اعتبار بالایی به دست آمد.

فرمت فایل: ورد (قابل ویرایش)

تعداد صفحات: 150

فهرست مطالب

مقدمه---------------------------------------------------- 2

فصل اول: خواص و کاربرد فلز روی

1-1- خواص عمومی----------------------------------------------------- 5

1-1-2- خواص فیزیکی و مکانیکی--------------------------------------------- 5

1-1-3- خواص حرارتی---------------------------------------------------- 7

1-1-4-خواص الکتریکی، مغناطیسی و الکتروشیمیایی-------------------------------- 10

1-1-5- خواص اتمی و بلور شناسی-------------------------------------------- 12

1-2- موقعیت در جدول تناوبی----------------------------------------------- 13

1-2-1- شیمی فضایی------------------------------------------------------ 13

1-2-2- حالت تک ظرفیتی-------------------------------------------------- 14

1-2-3- حالت دو ظرفیتی--------------------------------------------------- 14

1-2-4- حلالیت املاح------------------------------------------------------ 15

1-2-5- واکنش پذیری------------------------------------------------------ 15

1-2-6- اندازه‌گیری غلظت روی در محلول سولفات روی----------------------------- 18

1-3- مصارف فلز روی---------------------------------------------------- 19

1-3-1- روی جهت تولید گرد روی (خاکه روی)---------------------------------- 20

1-3-2- روش‌های تولید گرد روی--------------------------------------------- 21

1-3-3- ترکیب شیمیایی و خصوصیات فیزیکی گرد روی----------------------------- 23

1-3-4- مصارف گرد روی--------------------------------------------------- 23

1-3-5- کاربرد روی در باتری------------------------------------------------ 27

1-3-6- روی به عنوان رنگ دانه----------------------------------------------- 28

1-3-7- روی در تصفیه آب-------------------------------------------------- 30

1-3-8- مصرف روی جهت تندرستی انسان، جانوران و گیاهان------------------------- 31

1-3-9- روی در ساخت اسباب بازی------------------------------------------- 31

1-3-10- مصرف روی در گالوانیزاسیون----------------------------------------- 31

1-3-11- دیگر مصارف روی------------------------------------------------- 32

1-3-12- مواد جانشین روی-------------------------------------------------- 32

فصل دوم: هیدرومتالورژی

2-1- مقدمه------------------------------------------------------ 35

2-2- هیدرومتالورژی کانه یا کنسانتره اکسیدی روی-------------------------- 35

2-2-1- استفاده از کنسانتره اکسید روی------------------------------------------ 35

2-2-1-1- کنسانتره روی تکلیس نشده (خام)------------------------------------- 35

2-2-1-2- کنسانتره تکلیس شده (کلسین)---------------------------------------- 36

2-2-2- استفاده از کانه خردایش شده معدن ( روش انحلال مستقیم)--------------------- 37

2-2-2-1- روش مرسوم---------------------------------------------------- 38

2-2-2-2- روش ویژه------------------------------------------------------ 38

2-3- لیچینگ----------------------------------------------------- 39

2-4-خنثی سازی---------------------------------------------------------- 45

2-5- کاهش غلظت آهن در محلول لیچ----------------------------------- 46

2-6- رسوب گذاری سیلیس موجود در محلول لیچ--------------------------- 47

2-7- عملیات حذف کلر از محلول سولفات روی---------------------------- 49

2-8- رسوب گذاری سولفات روی قلیایی------------------------------------- 51

2-9- تصفیه پساب------------------------------------------------- 51

2-10-کاهش غلظت کادمیوم و نیکل در محلول لیچ -------------------------- 52

2-11- کاهش غلظت کبالت در محلول لیچ-------------------------------- 54

فصل سوم: الکترومتالورژی

3-1- مقدمه------------------------------------------------------ 57

3-2- اصول الکترووینینگ-------------------------------------------- 58

3-2-1-الکترولیت------------------------------------------------- 58

3-2-2- فرایند الکترولیتی-------------------------------------------- 58

3-3-3- پتانسیل الکتریکی تجزیه--------------------------------------- 59

3-3-4- پتانسیل الکتریکی منفرد عناصر فلزی------------------------------ 60

3-3-5- پلاریزه شدن الکترودها---------------------------------------- 60

3-3-6- فراپتانسیل (فراولتاژ)------------------------------------------ 61

3-3-7- فراپتانسیل کاتدی-------------------------------------------- 61

3-3-8- فراپتانسیل آندی--------------------------------------------- 62

3-3- مقاومت اهمی الکترولیت و اتصالات--------------------------------- 62

3-4- پتانسیل لازم برای الکترولیز--------------------------------------- 63

3-5- چگالی جریان------------------------------------------------ 65

3-6- راندمان جریان------------------------------------------------ 66

3-7- الکترووینینگ روی--------------------------------------------- 67

3-8- الکترودها--------------------------------------------------- 67

3-9- واکنش های شیمیایی در الکترووینینگ روی--------------------------- 68

3-10- روش های صنعتی الکترووینینگ---------------------------------- 69

3-11- اثر ناخالصی ها بر کمیت و کیفیت محصول الکترووینینگ روی------------- 70

3-12- اثر افزودنی ها در الکترووینینگ روی------------------------------- 71

فصل چهارم: بررسی مقاله‌های ارائه شده

مقاله ارائه شده توسط‌‌ آقایان: دکتر محمد شیخ شاب بافقی و امیر شیخ غفور---------------- 79

مقاله ارائه شده توسط M.Emre و S.Gurmen:------------------------------------- 91

مقاله ارائه شده توسط: D.B.DREISINGER A.M.ALFANTAZI and-------------------- 94

مقاله ارائه شده توسط IVANIVANOV------------------------------------------- 101

فصل پنجم: مواد و روش آزمایش

5-1- مواد و تجهیزات مورد نیاز----------------------------------------------- 109

5-2- ساخت محلول استاندارد------------------------------------------------ 109

5-2-1- ساخت محلول استاندارد سولفات روی------------------------------------ 109

5-2-2- ساخت محلول استاندارد اسید سولفوریک---------------------------------- 110

5-3- آزمایش تاثیر غلظتهای متغیر سولفات روی با غلظت ثابت اسید--------------------- 110

5-3-1- محاسبه وزن تئوری و راندمان------------------------------------------- 111

5-4- تبدیل واحد غلظتهای اسید و سولفات روی به واحد حجم------------------------ 112

5-5- آزمایش تاثیرات غلظتهای مختلف اسید سولفوریک با غلظت ثابت سولفات روی-------- 113

5- 6- آزمایش تاثیر صمغ عربی ----------------------------------------------- 113

5-6-1- تبدیل واحد ppm به واحد گرم بر لیتر------------------------------------ 114

5-6-2- محاسبه مقدار حجم صمغ که از محلول استاندارد باید برداشته و در بالن‌ها ریخته شود--- 114

5-7- آزمایش تاثیر سولفات منگنز---------------------------------------------- 115

5-8- آزمایش تاثیر صمغ در حضور منگنز با غلظت ثابت ppm200 --------------------- 115

5-9- آزمایش تاثیر صمغ در حضور پرمنگنات ------------------------------------ 116

5-10- آزمایش تاثیر‌آهن II -------------------------------------------------- 116

5-11- آزمایش تاثیر تلاطم--------------------------------------------------- 117

5-12- آزمایش تاثیر شدت جریان از 25/0 آمپر تا 5/1 آمپر---------------------------- 117

5-13- آزمایش تاثیر دما----------------------------------------------------- 117

5-14- مواد و تجهیزات مورد نیاز در روش آزمایشگاهی پیوسته ------------------------

5-15- روش انجام آزمایش در حالت پیوسته -------------------------------------

فصل ششم: نتایج و مدولاسیون

6-1- تاثیر غلظت اسید سولفوریک بر راندمان و انرژی مصرفی------------------------- 121

6-2- تاثیر غلظت روی بر راندمان و انرژی مصرفی--------------------------------- 122

6-3- بررسی تاثیر صمغ عربی بر راندمان و انرژی مصرفی---------------------------- 124

6-4- تاثیر غلظت سولفات منگنز بر انرژی مصرفی و راندمان--------------------------- 125

6-5- بررسی غلظت صمغ در حضور سولفات منگنز بر راندمان و انرژی------------------- 127

6-6- بررسی تاثیر پرمنگنات بر راندمان و انرژی مصرفی------------------------------ 128

6-7- بررسی تاثیر غلظت صمغ در حضور پرمنگنات بر راندمان و انرژی------------------ 130

6-8- بررسی تاثیر تلاطم الکترولیت بر راندمان و انرژی مصرفی ------------------------ 131

6-9- بررسی تاثیر غلظت آهن بر راندمان و انرژی---------------------------------- 133

6-10- بررسی تاثیر غلظت اسید در دانسیته جریان مختلف بر راندمان و انرژی-------------- 134

6-11- بررسی تاثیر غلظت روی در دانسیته جریانهای مختلف بر راندمان و انرژی------------ 136

6-12- بررسی تاثیر دانسیته جریان در غلظتهای مختلف پرمنگنات بر راندمان و انرژی--------- 137

6-13- بررسی تاثیر دانسیته جریان در غلظتهای مختلف صمغ بر راندمان و انرژی در حضور پرمنگنات       138

6-14- بررسی تاثیر اسید در دماهای مختلف بر راندمان و انرژی------------------------ 139

6-15- بررسی تاثیر غلظت روی دردماهای مختلف بر راندمان و انرژی------------------- 140

6-16- بررسی تاثیر دما در غلظت‌های مختلف پرمنگنات بر راندمان و انرژی--------------- 141

6-17- بررسی تاثیر دما (درغلظتهای مختلف صمغ) بر راندمان و انرژی در حضور پرمنگنات---- 142

6-18- مدلسازی توسط نرم افزار SPSS ---------------------------------------- 143

6-19- بررسی تأثیر دبی‌های مختلف بر راندمان و انرژی مصرفی در روش پیوسته -----------

6-20- بررسی تأثیر دانسیته جریان بر راندمان و انرژی مصرفی در روش پیوسته -------------

6-21- بررسی تأثیر غلظت اسید بر راندمان و انرژی مصرفی در روش پیوسته---------------

فصل هفتم: نتیجه گیری

نتیجه‌گیری -------------------------------------------------------------- 146

 مراجع ---------------------------------------------------------- 149

دانلود تحقیق در زمینه کاربرد غشا در صنایع پتروشیمی .

تحقیق کامل در زمینه کاربرد غشا در صنایع پتروشیمی.

تعداد صفحات 25

فرمت: PowerPoint

دانلود تحقیق در موضوع میکرو فیلتراسیون .

تحقیق کامل در موضوع میکرو فیلتراسیون آماده دانلود می باشد.

تعداد صفحات 15

فرمت: PowerPoint

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی -توسعه و تدوین الگوریتم طراحی مبدلهای حرارتی فشرده پلی ت فین

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی

عنوان:
توسعه و تدوین الگوریتم طراحی مبدلهای حرارتی فشرده پلی ت فین

در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده......................................................................................................................................................................................... ١
مقدمه.......................................................................................................................................................................................... ٢
فصل اول معرفی مبدلهای حرارتی پلیت فین (ساختمان، کاربردها، محدودیتها)
۱- مقدمه ................................................................................................................................................................................ ٤ -۱
۲- مبدلهای حرارتی پلیت فین لحیم کاری شده....................................................................................................................... ٥ -۱
١- ساختمان ................................................................................................................................................................. ٦ -٢-١
۲- محدودیتهای عملیاتی.............................................................................................................................................. ٨ -۲-۱
۳- کاربردهای اصلی................................................................................................................................................... ٩ -۲ -۱
۴- کاربردهای خاص مبدلهای پلیت فین در صنایع فرایندی......................................................................................... ١٣ -۲-۱
۵- مقایسه با مبدلهای حرارتی پوسته و لوله.................................................................................................................. ١٦ -۲-۱
۳- مبدلهای حرارتی پلیت فین اتصال نفوذی.......................................................................................................................... ١٦ -۱
۱- مقدمه.................................................................................................................................................................... ١٦ -۳-۱
۲- ساختمان ............................................................................................................................................................... ١٦ -۳-۱
۳- محدودیتهای عملیاتی............................................................................................................................................ ١٩ -۳-۱
۴- کاربردهای اصلی.................................................................................................................................................. ٢٠ -۳-۱
۴- زمینه های تحقیقاتی مورد نیاز جهت توسعه کاربردهای مبدلهای پلیت- فین در صنایع فرایندی: ......................................... ٢٠ -۱
فصل دوم بررسی روشهای طراحی مبدلهای حرارتی فشرده
۱- مقدمه: ............................................................................................................................................................................. ٢٢ -۲
٢٣...................................................................................................................................................... ε − NTU ۲- روش -۲
٢٦...............................................................................................................................................................LMTD ۳- روش -۲
٣١............................................................................................(Thermal-Hydraulic Model) ۴- مدل ترموهیدرولیکی -۲
۵- طراحی بهینه مبدلهای حرارتی صفحه ای........................................................................................................................... ٣٣ -۲
۱- طراحی بهینه با در نظر گرفتن افت فشار .................................................................................................................. ٣٤ -۵-۲
۲- طراحی بهینة کامل بدون در نظر گرفتن ویژگیهای افت فشار................................................................................... ٣٥ -۵-۲
فصل سوم سطوح گسترش یافته پلیت فین
۱- مقدمه: ............................................................................................................................................................................. ٣٩ -۳
٤١....................................................................................................................................................Offset Strip Fins -۲-۳
٤٦.........................................................................................................................................................Louvered Fins -۳-۳
٤٨.................................................................................................................................................................. Plain Fins -۴-۳
٤٩.................................................................................................................................................................Wavy Fins -۵-۳

فصل چهارم معیارهای ارزیابی عملکرد و شاخص های عملکردی
۱- مقدمه .............................................................................................................................................................................. ٥٠ -۴
٥٠........................................................................................................................................(PEC) ۲- معیار ارزیابی عملکرد -۴
٥٤................................................................................................................................. Shah ۱- معیار ارزیابی عملکرد -۲-۴
٥٧..................................................................................................................Soland et al. ۲- معیار ارزیابی عملکرد -۲-۴
٥٩...............................................................................................................................Webb ۲- معیار ارزیابی عملکرد -۳-۴
٦٠.............................................................................................................................Cowell ۴- معیار ارزیابی عملکرد -۲-۴
۳- شاخص های عملکرد........................................................................................................................................................ ٧٠ -۴
۱- مروری برشاخص های پیشنهادی ............................................................................................................................. ٧٠ -۳-۴
۲- شاخص عملکرد حجم ........................................................................................................................................... ٧٢ -۳-۴
اصلاح شده ..................................................................................................................................... ٧٨ VPI ۳- شاخص -۳-۴
٧٨..........................................................................................................................VPI ۴- نمایش شاخص اصلاح شده -۳-۴
فصل پنجم الگوریتم طراحی سریع جهت طراحی مبدلهای حرارتی پلیت فین
٨٣.......................................................................................................................................... (RDA) ۱- روش طراحی سریع -۵
۲- مدل ترموهیدرولیکی ....................................................................................................................................................... ٨٤ -۵
۳- معادلات طراحی حجم..................................................................................................................................................... ٨٧ -۵
۴- الگوریتم طراحی سریع مبدل حرارتی پلیت فین................................................................................................................ ٨٨ -۵
۵- الگوریتم عملکرد مبدل حرارتی پلیت فین........................................................................................................................ ٩١ -۵
فصل ششم معرفی برنامه رایانه ای
۱- معرفی برنامه رایانه ای....................................................................................................................................................... ٩٥ -۶
۲- معرفی داده های ورودی به برنامه ...................................................................................................................................... ٩٥ -۶
۳- معرفی خروجیهای برنامه طراحی ..................................................................................................................................... ٩٥ -۶
۴- معرفی خروج یهای برنامه عملکرد................................................................................................................................... ٩٩ -۶
فصل هفتم بحث و نتیجه گیری
۱- بررسی نتایج حاصل از برنامه رایانه ای برای مبدل پلیت فین با جریان متقاطع.................................................................... ١٠٠ -۷
۲- بررسی نتایج حاصل از برنامه رایانه ای برای مبدل پلیت فین با جریان ناهمسو ................................................................... ١٠٣ -۷
در طراحی مبدل حرارتی پلیت فین............................................... ١٠٦ VPI ۳- بررسی نتایج حاصل از کاربرد شاخص عملکرد -۷
۴- بررسی اثر تغییرات پارامترهای عملیاتی بر روی حجم مبدل حرارتی پلیت فین ................................................................ ١٠٧ -۷
نتیجه گیری کلی....................................................................................................................................................................... ١١٠
منابع و مراجع........................................................................................................................................................................... ١١٢
علائم و نشانه ها........................................................................................................................................................................ ١١٤
ضمائم...........................................................................................................................................................................................
ضمیمه الف: برنامه رایانه ای...........................................................................................................................................................
....................................... ( [ ضمیمه ب: اطلاعات ترموهیدرولیکی مربوط به سطوح پلیت فین (صفحات ١٩٢ تا ٢٠٤ از مرجع [ ١٤
........ ( [ برای ترکیب های مختلف جریان در مبدل های حرارتی (صفحات ٦٣ تا ٦٦ از مرجع [ ١٤ ε − NTU ضمیمه ج: نمودارهای

چکیده
تحقیق حاضر روشی جهت طراحی مبدل های حرارتی پلیت فین ارائه می دهد که در آن
دستیابی به افت فشار کامل بعنوان هدف طراحی در نظر گرفته شده است . این روش بر اساس
توسعه یک مدل ترموهیدرولیکی که رابطه بین افت فشار، ضریب انتقال حرارت و حجم مبدل
استفاده می نماید بنا نهاده شده است . یک (RDA) را ارائه می نماید و از الگوریتم طراحی سریع
و همچنین (VPI) روش ساده برای انتخاب سریع سطح براساس مفهوم شاخص عملکرد حجم
شاخص توسعه یافته عملکرد حجم، که در آن اثرات سایر مقاومتها نیز منظور شده باشد، ارائه
گردیده است . براساس این شاخ ص جدید سطوحی که حجمهایِ کوچکتری از مبدل را ایجاد
برای سطوح مختلف VPI بزرگتری خواهند داشت . منحنی هایی جهت نمایش VPI نمایند
مقایسه شده اند. انتخاب سطح و VPI برحسب رینولدز عملیاتی رسم شده و سطوح بر اساس
و مدل VPI طراحی همزمان برای دسترسی به افت فشار کامل با استفاده از نمودارهای
ترموهیدرولیکی محقق می شود. الگوریتمهای طراحی برای ترکیب جریان متقاطع و موازی
ارائه، براساس آنها برنامه رایانه ای جهت طراحی و عملکرد مبدلهای حرارتی پلیت فین تدوین
و ارائه شده است . نتایج با موردهای مطالعاتی ذکر شده در تحقیق مقایسه شده اند. با استفاده از
سطوحی که بیشترین شاخص عملکردی را در محدوده رینولدز عملیاتی دارا VPI نمودارهای
باشند انتخاب و با استفاده از برنامه رایانه ای، مبدل مورد نظر طراحی شده و حجم کل مبدل به
دست آمده است . به این ترتیب مبدلهایی طراحی شده اند که حجمهایی تا چندین بر ابر
کوچکتر از حجم موارد مطالعاتی ذکر شده داشت هاند.

نکته: فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از پروژه پایان نامه می باشد.

این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت (PDF ) در اختیار شما قرار می گیرد.

تعداد صفحات :158