بررسی و شناخت نانو لوله های کربنی در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 بررسی و شناخت نانو لوله های کربنی در word دارای 143 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی و شناخت نانو لوله های کربنی در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

فهرست مطالب :
چکیده    
مقدمه:   
فصل اول :
1.    تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان:    
فصل دوم :
1.    انتقال گرما به وسیله نانوسیالات   
2 . تهیه نانوسیالات    
3 . انتقال حرارت در سیالات ساکن    
4 . جریان، جابه‌جایی و جوشش    
5 . هدایت حرارتی نانوسیال    
6 . چشم‌انداز    
فصل سوم :
1.    محققان با نانو لوله‌های كربن نخستین مدارالكترونیك تك مولكولی را ساختند :    
2.    پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش شار و انرژی مغناطیسی نانوآلیاژ مغناطیسی شدند:    
3.    نانولوله‌های پلیمری پایدار با كاربردهای نانو زیست‌فن‌آوری تولید شد :    
فصل چهارم :
1.    خوردگی در جهان نانو :    
3.    فناوری نانو چیست و چه اثری در آینده جهان خواهد داشت؟    
4.    حفظ خواص نانولوله‌های كربنی متصل شده با افزودن هیدروژن
5.    روشی برای تلخیص نانو لوله های نارس 
6.    ساخت نانو مدارهای رایانه‌ای نانو لوله ای 
7.    رشد قطعات بریده شده نانولوله‌های كربنی 
8.    مشاهده نانولوله‌های كربنی با پرتوهای الكترونی 
9.    انحناپذیری نانولوله‌ها، عاملی جهت كلیدزنی 
10.    ساخت جلیقه‌های ضدگلوله به كمك نانولوله‌كربنی
11.    نانو لوله‌های کربنی جاذب با آستانه تراوایی کمتر
فصل پنجم :
1.    جابه‌جایی شكاف انرژی نانولوله‌های كربنی با دما 
2.    عامل‌دار كردن نانولوله‌ها بدون كاهش هدایت الكتریكی آنها 
3.    غیرسمی‌کردن نانو لوله‌های کربنی با پوشش‌دار کردن آنها
4.    خالص‌سازی نانولوله‌های كربنی از طریق فرآیند مبتنی بر لیزر 
5.    رشد نانو لوله‌های کربنی با روش CVD در دمای پایین
فصل ششم :
1.    پر نمودن نانو لوله های نیترید بور 
2.    نانو لوله‌های کربنی داغترین موضوع در فیزیک
3. تولید نانولوله‌های كربنی تك‌دیواره به وسیله یك فرآیند پلاسمای منحصر به فرد
4. معرفی پایان نامه :سنتز نانولوله‌‌های كربنی با روش رشد بر روی پایه كاتالیست آلومینا
5.    تشخیص و شناسایی بخارهای شیمیایی به کمک نانولوله‌های كربنی
روبرت ای فریتاس    
6.    نخستین كنگره بین المللی نانو فناوری و كابردهای آن    
7.    نانولوله کربنی    
8.    نانولوله‌های كربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده
9.    كاربرد نانولوله‌ها در پیل‌های خورشیدی    
فصل هفتم    
1.    تأثیر فناوری‌نانو بر بازارهای انرژی 
3.    سنتز نانولوله‌‌های كربنی با روش رشد بر روی پایه كاتالیست آلومینا    
4.    نانولوله‌های كربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده
واکنش‌های جدید    
مسیر انتقال کوتاه    
5.    مزایای الکترودهای نانوساختار برای تجهیزات ذخیره انرژی پرسرعت    
6.    استانداردسازی نانولوله‌های کربنی    
7.    چالش‌های استانداردسازی نانولوله‌های کربنی    
9.    روش‌ها و ابزار اندازه‌گیری برای مشخصه‌یابی نانولوله‌های کربنی    
10.    كش آمدن نانولوله‌های كربنی؛ زیربنای توسعه نسل آینده نیمه‌‌‌رساناها و نانوكامپوزیت‌ها 
11.    ساخت نانوسیم‌های مقاوم با ساختار هیبریدی جدید 
12. نانو لوله كربنی 
فصل هشتم :
1.خواص نانولوله كربنی
2.كاربرد نانوتیوب در صنعت ساختمان
3.دلایل رجحان نانولوله كربنی عبارتند از 
منابع 

 

چکیده
تحقیقات اخیر روی نانوسیالات، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوذرات و یا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان می‌دهد. از دیگر تفاوت‌های این نوع سیالات، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما، همچنین افزایش فوق‌العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می‌توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری‌های موجود اشاره کرد. این امر نشان دهنده ناتوانی این مدل ها در پیش‌بینی صحیح خواص نانوسیال است. بنابراین برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم‌های جدید، باید اقدام به طراحی و ایجاد مدل‌ها و تئوری‌هایی شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهای سیالیت نانوذرات و تصحیحات مربوط به آن کرد
سیستم‌های خنک کننده، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکروالکترونیک که در مقیاس‌های زیر صد نانومتر عملیات‌های سریع و حجیم با سرعت‌های بسیار بالا (چند گیگا هرتز) اتفاق می‌افتد و استفاده از موتورهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت به سزایی پیدا می‌کند، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و بهینه، کاری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می‌گیرد که همواره باعث افزایش حجم و اندازه این دستگاه‌ها می‌شود؛ لذا برای غلبه‌ بر این مشکل، به خنک کننده‌های جدید و مؤثر نیاز است و نانو سیالات به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده‌اند. نانوسیالات به علت افزایش قابل توجه خواص حرارتی، توجه بسیاری از دانشمندان را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند [2] [3]؛ در حالی که برای رسیدن به چنین افزایشی در سوسپانسیون‌های معمولی، به غلظت‌های بالاتر از ده درصد از ذرات احتیاج است؛ این در حالی است که مشکلات رئولوژیکی و پایداری این سوسپانسیون‌ها در غلظت‌های بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت می‌شود. در برخی از تحقیقات، هدایت حرارتی نانوسیالات، چندین برابر بیشتر از پیش‌بینی تئوری‌ها است. از دیگر نتایج بسیار جالب، تابعیت شدید هدایت حرارتی نانوسیالات از دما [4] [5] و افزایش تقریباً سه برابری فلاکس حرارتی بحرانی آنها در مقایسه با سیالات معمولی است.
مقدمه:
نانولوله‌های كربنی به عنوان یكی از دو جایگزین اصلی سیم‌ها در داخل تراشه‌ها و دیگر اجزاء الكترونیكی در دهه آینده مطرح هستند. این ساختارها نه تنها هادی خوبی برای الكتریسته هستند، بلكه فوق‌العاده كوچك‌اند، بطوری كه به سازندگان اجازه استفاده از میلیاردها ترانزیستور را در یك تراشه می‌دهند.
امروزه نانولوله‌ها را می‌توان تنها در آزمایشگاه و به میزان اندك تولید كرد. دستیابی به روش‌های تولید انبوه، سالها به طول می‌انجامد.
در روش كاتالیست فلزی، نیكل، آهن یا كبالت همراه با اتمهای كربن تا ذوب شدن فلز حرارت داده می‌شوند، سپس نانولوله‌های تك‌دیواره بر روی سطح فلز مذاب تشكیل می‌شوند.
متأسفانه در این روش ذرات فلزی به نانولوله‌ها چسبیده و آنها را مغناطیسی كرده و برای استفاده در ترانزیستورها غیرقابل استفاده می‌گردانند. آویریس می‌گوید: "در هر نانولوله ذره‌ای از فلز وجود دارد كه برای زدودن آنها باید نانولوله‌ها را در اسیدنیتریك جوشانید كه این عمل باعث تخریب نانولوله‌ها می‌گردد."
در روش ابداعــی شركتIBM نانولوله‌ها تخریب نمی‌شوند. پژوهشگران، كریستالی كه از لایه‌های سیلیكون و كربن تشكیل یافته را تا 1650 درجه سانتیگراد حرارت دادند. این عمل باعث تبخیر سیلیكون و باقی ماندن لایه‌‌ای از كربن می‌گردد. از آنجا كه كربن از قبل به سیلیكون متصل شده است، پس از تبخیر سیلیكون، برای پیوند با مواد دیگر آزاد می‌شود. در این حالت، پیوند كربن با خودش، موجب تشكیل لوله‌های كربنی می‍شود.
آویریس می‌گوید، ساختار اتمی كه این لوله‌های كربنی اختیار می‌كنند بعداً به صورت الگویی برای آرایش لوله‌ها به كار می‌رود به طوری كه می‌توان از آنها در ساخت پردازشگرها استفاده كرد. این ساختارها برای ایجاد ترانزیستور باید به صورت شبكه‌هایی از خطوط موازی تشكیل شوند.
فصل اول
1.    تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان:

1.    تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان:
محققین دانشگاه Northeast Normal   چین موفق به ساخت نانوتیوب های كربنی چند دیواره با قطر 50-30 نانومتر با گرم كردن چمن در حضور اكسیژن شدند.
به گفته Enbo Wang تولید نانوتیوب های حاصله از چمن دستاورد جدید و سازگار با محیط زیست است. استفاده از محصولات طبیعی تجدید پذیر به عنوان منبع كربن در حضور اكسیژن، به عنوان یك واكنش اكسیداسیونی، فواید زیادی را در حفظ و نگهداری محیط زیست، بهره¬برداری از مزارع و محصولات طبیعی عاید انسان خواهد كرد.
در این پژوهش Wangو همكاران، پس از جمع آوری نمونه های چمن و قبل از خشك كردن، آنها را خرد كرده و در حرارت 250 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت قرار دادند . سپس مواد حاصله را در 600 درجه سانتی گراد به مدت 20 دقیقه در ظروف دربسته حاوی 15میلی لیتر اكسیژن گذاشته و پس از سرد نمودن به آن اكسیژن تزریق كرده و مجددا چرخه دمایی را تا 50 دوره تكرار كردند .
محصول این فرایند  نانوتیوبی باطول µm 1، قطر خارجی nm30-50 و قطر داخلی nm 10-30 بود که محققین بازده این آزمایش را 15% تخمین زده بودند . اخیرا با افزودن آب به این واكنش دریافتند كه سنتز و خالص سازی نانوساختارها با سیستم C-H-O به راحتی ممكن می شود .
به گفته Wang این حالت ما را به دنبال روش جدیدی برای ساخت مستقیم نانولوله ها از طریق تغییر  كربوهیدرات ها و تبدیل آنها به آب و كربن خالص سوق می دهد، به طوری که نه تنها  مشكل محدودیت كربن خالص را حل می كند ، بلكه به ما ایده به دست آوردن اتم فعال كربن برای ساخت نانوتیوب ها  را هم می دهد .
به نظر  محققین پیش تیمار چمن ها باعث از بین رفتن پروتئین ها و تركیبات روغنی می شود و در پی آن تیمار در دمای 600 درجه سانتی گراد باعث دهیدراته شدن سلولز و و تبدیل آن به ساختارهای نانوكربنی شود همانند فرایند اكسیداتیو دلیگنیفیكاسیون می¬شود.
اكثر گیاهان و مخصوصا چمن ها دارای آوندهایی از جنس سلولز، همی سلولز و لیگنین برای حمل و نقل مواد به سایر اندام ها می باشند. این ساختارهای لوله مانند منبعی از كربن هستند که نقش اساسی در تولید نانوتیوب ها ایفا می کنند. استفاده از همان دما بر روی كربوهیدرات هایی كه فاقد شكل لوله ای هستند مانند گلوكز و ساكارز، نانو لوله های اندكی را تولید خواهد كرد . اما چوب و كنف- مواد گیاهی با ساختار لوله ای – منبع مفیدی برای تولید نانولوله ها می باشند.
به گفته  Zhenhui Kang ، نانولوله های تولیدی دارای نقص هایی در دیواره می باشند اما با این وجود از آنها می توان در كاتالیز مواد مانند كاتالیزورها استفاده نمود.
به گفتهُ وی محققان با بررسی تاثیر واكنش های  مختلف بر میزان تولید نانو لوله های كربنی به دنبال یافتن راه ایده آل  با راندمان بالا و هزینه كم می باشند که این پروسه راه جدیدی را برای گسترش ساخت نانولوله های كربنی فراهم می كند.
فصل دوم
1.    انتقال گرما به وسیله نانوسیالات
2 . تهیه نانوسیالات
3 . انتقال حرارت در سیالات ساکن
 4 . جریان، جابه‌جایی و جوشش
5 . هدایت حرارتی نانوسیال
6 . چشم‌انداز
1.    انتقال گرما به وسیله نانوسیالات
اخیراً استفاده از نانوسیالات که در حقیقت سوسپانسیون پایداری از نانوفیبرها و نانوذرات جامد هستند، به عنوان راهبردی جدید در عملیات انتقال حرارت مطرح شده است.
تحقیقات اخیر روی نانوسیالات، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوذرات و یا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان می‌دهد. از دیگر تفاوت‌های این نوع سیالات، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما، همچنین افزایش فوق‌العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می‌توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری‌های موجود اشاره کرد. این امر نشان دهنده ناتوانی این مدل ها در پیش‌بینی صحیح خواص نانوسیال است. بنابراین برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم‌های جدید، باید اقدام به طراحی و ایجاد مدل‌ها و تئوری‌هایی شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهای سیالیت نانوذرات و تصحیحات مربوط به آن کرد.
سیستم‌های خنک کننده، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکروالکترونیک که در مقیاس‌های زیر صد نانومتر عملیات‌های سریع و حجیم با سرعت‌های بسیار بالا (چند گیگا هرتز) اتفاق می‌افتد و استفاده از موتورهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت به سزایی پیدا می‌کند، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و بهینه، کاری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می‌گیرد که همواره باعث افزایش حجم و اندازه این دستگاه‌ها می‌شود؛ لذا برای غلبه‌ بر این مشکل، به خنک کننده‌های جدید و مؤثر نیاز است و نانو سیالات به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده‌اند. نانوسیالات به علت افزایش قابل توجه خواص حرارتی، توجه بسیاری از دانشمندان را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند [2] [3]؛ در حالی که برای رسیدن به چنین افزایشی در سوسپانسیون‌های معمولی، به غلظت‌های بالاتر از ده درصد از ذرات احتیاج است؛ این در حالی است که مشکلات رئولوژیکی و پایداری این سوسپانسیون‌ها در غلظت‌های بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت می‌شود. در برخی از تحقیقات، هدایت حرارتی نانوسیالات، چندین برابر بیشتر از پیش‌بینی تئوری‌ها است. از دیگر نتایج بسیار جالب، تابعیت شدید هدایت حرارتی نانوسیالات از دما [4] [5] و افزایش تقریباً سه برابری فلاکس حرارتی بحرانی آنها در مقایسه با سیالات معمولی است [6 و7 [
این تغییرات در خواص حرارتی نانوسیالات فقط مورد توجه دانشگاهیان نبوده در صورت تهیه موفقیت‌آمیز و تأیید پایداری آنها، می‌تواند آینده‌ای امیدوارکننده در مدیریت حرارتی صنعت را رقم بزند. البته از سوسپانسیون نانوذرات فلزی، در دیگر زمینه‌ها از جمله صنایع دارویی و درمان سرطان نیز استفاده شده است [8]. به هر حال تحقیق در زمینه نانوذرات، دارای آینده‌ای بسیار گسترده است .
 
•    شکل 1. تصاویر TEM از نانو سیال مس (چپ)، نانو ذرات اکسید مس (وسط) و ذرات کلوئیدی طلاسرب (راست) که در مطالعات مقاومت فصل مشترک استفاده شده اند. ذرات اکسید مس حالت خوشه ای دارند و کلوئید های طلاسرب توزیع مناسب و اندازه یکسان دارند.
2 . تهیه نانوسیالات
بهبود خواص حرارتی نانوسیال احتیاج به انتخاب روش تهیه مناسب این سوسپانسیون‌ها دارد تا از ته‌نشینی و ناپایداری آنها جلوگیری شود. متناسب با کاربرد، انواع بسیاری از نانوسیالات از جلمه نانوسیال اکسید فلزات، نیتریت‌ها، کاربید فلزات و غیرفلزات که به وسیله یا بدون استفاده از سورفکتانت در سیالاتی مانند آب، اتیلن گلیگول و روغن به وجود آمده است. مطالعات زیادی روی چگونگی تهیه نانوذرات و روش‌های پراکنده‌سازی آنها درسیال پایه انجام شده است که در اینجا به طور مختصر چند روش متداول‌ را که برای تهیه نانوسیال وجود دارد ذکر می‌کنیم. یکی از روش‌های متداول تهیه نانوسیال، روش دو مرحله‌ای است [10]. در این روش ابتدا نانوذره یا نانولوله معمولاً به وسیله روش رسوب بخار شیمیایی (CVD) در فضای گاز بی‌اثر به صورت پودرهای خشک تهیه می‌شود [11] [ شکل 1. وسط]، در مرحله بعد نانوذره یا نانولوله در داخل سیال پراکنده می‌شود. برای این کار از روش‌هایی مانند لرزاننده‌های مافوق صوت و یا از سورفکتانت‌ها استفاده می‌شود تا توده‌های نانوذره‌ای به حداقل رسیده و باعث بهبود رفتار پراکندگی شود. روش دو مرحله‌ای برای بعضی موارد مانند اکسید فلزات در آب، دیونیزه شده بسیار مناسب است [10] و برای نانوسیالات شامل نانوذرات فلزی سنگینی، کمتر موفق بوده است
روش دو مرحله‌ای دارای مزایای اقتصادی بالقوه‌ای است؛ زیرا شرکت‌های زیادی توانایی تهیه نانوپودرها در مقیاس صنعتی را دارند
روش یک مرحله‌ای نیز به موازات روش دو مرحله‌ای پیشرفت کرده است؛ به طور مثال نانوسیالاتی شامل نانوذرات فلزی با استفاده از روش تبخیر مستقیم تهیه شده‌اند [2] و [12]. در این روش، منبع فلزی تحت شرایط خلاء تبخیر می‌شود [14] [شکل 1. چپ[
در این روش، تراکم توده نانوذرات به حداقل خود می‌رسد، اما فشار بخار پایین سیال یکی از معایب این فرایند محسوب می‌شود؛ ولی با این حال روش‌های شیمیایی تک مرحله‌ای مختلفی برای تهیه نانوسیال به وجود آمده است که از آن جمله می‌توان به روش احیای نمک فلزات و تهیه سوسپانسیون آن در حلال‌های مختلف برای تهیه نانوسیال فلزات اشاره کرد [16] [شکل 1. راست]. مزیت اصلی روش یک مرحله‌ای، کنترل بسیار مناسب روی اندازه و توزیع اندازه ذرات است.
 
•    شکل 2. ارتباط هدایت الکتریکی با جزء حجمی نانو ذرات، بر اساس تئوری میانگین متوسط برای نانو ذرات بسیار هادی (خط چین پایین) و مدل کلوخه های متراکم
3 . انتقال حرارت در سیالات ساکن
خواص استثنایی نانوسیالات شامل هدایت حرارتی بیشتر نسبت به سوسپانسیون‌های معمولی، رابطه غیرخطی بین هدایت وغلظت مواد جامد و بستگی شدید هدایت به دما و افزایش شدید فلاکس حرارتی در منطقه جوشش است. این خواص استثنایی، به همراه پایداری، روش تهیه نسبتاً آسان و ویسکوزیته قابل قبول باعث شده تا این سیالات به عنوان یکی از مناسب‌ترین و قوی‌ترین انتخاب‌ها در زمینه سیالات خنک کننده مطرح شوند. نتایج یکی از تحقیقات منتشر شده در زمینه تغییر هدایت حرارتی نانوسیال به عنوان تابعی از غلظت در شکل (2) آمده است.
بیشترین تحقیقات روی هدایت حرارتی نانوسیالات، در زمینه سیالات حاوی نانوذرات اکسید فلزی انجام شده است .
ماسودا افزایش 30 درصدی هدایت حرارتی را با اضافه کردن 3/4 درصد حجمی آلومینا به آب گزارش کرده است. لی [15] افزایش 15 درصدی را برای همین نوع نانوسیال با همین درصد حجمی گزارش کرده است که تفاوت این نتایج را ناشی از تفاوت در اندازه نانوذرات به‌کار رفته در این دو تحقیق می‌داند. قطر متوسط ذرات آلومینای بکاررفته در آزمایش اول 13نانومتر و در آزمایش دوم 33 نانومتر بوده است. زای و همکاران [20] [19] افزایش 20 درصدی را برای 50 درصد حجمی از همین نانوذرات گزارش کرده‌اند. گروه مشابهی [21] برای نانوذرات کاربید سیلیکون نیز به نتایج مشابهی رسیدند. لی بهبود نسبتاً کمتری را در هدایت حرارتی نانوسیالات حاوی نانوذرات اکسید مس، نسبت به نانوذرات آلومنیا مشاهده کرد؛ در حالی که ونگ [24] 17 درصد افزایش هدایت حرارتی را برای فقط 4/0 درصد حجمی از نانوذرات اکسید مس در آب گزارش کرده است. برای نانوسیال با پایه اتیلن گلیکول، افزایش بالای 40 درصد برای 3/0 درصد حجمی مس با متوسط قطر ده نانومتر گزارش شده است. پتل [5] افزایش بالای 21 درصد برای سوسپانسیون 11 درصد حجمی از نانوذرات طلا و نقره که به ترتیب در آب و تولوئن پراکنده شده بودند را مشاهده کرد. در مواردی هم هیچ افزایش قابل توجهی در هدایت مشاهده نشده است
[23].
اخیراً تحقیقات دیگری روی وابستگی هدایت به دما برای غلظت‌های بالای نانوذرات اکسید فلزات و غلظت‌های پایین نانوذرات فلزی در حال انجام است که در هر دو مورد در محدوده دمای 20 تا 50 درجه سانتیگراد افزایش دو تا چهار برابری در هدایت مشاهده شده است و در صورت تأیید این خواص برای دماهای بالاتر می‌توان نانوسیال را در سیستم‌های گرمایشی نیز استفاده کرد.
بیشترین افزایش هدایت در سوسپانسیون نانولوله‌های کربنی گزارش شده است که علاوه بر هدایت حرارتی بالا، نسبت طول به قطر بالایی دارند[شکل 3]. از آنجا که نانولوله‌های کربنی، تشکیل یک شبکه فیبری می‌دهند، سوسپانسیون آنها بیشتر شبیه کامپوزیت‌های پلیمری عمل می‌کند. بیرکاک[25] افزایش 125 درصدی هدایت را در اپوکسی پلیمر- نانولوله حاوی یک درصد نانولوله تک دیواره گزارش کرد، همچنین مشاهده کرد که با افزایش دما، هدایت حرارتی افزایش می‌یابد.
چوی[3] برای سوسپانسیون یک درصد نانولوله‌های چند دیواره در روغن [شکل 3 ب] 16 درصد افزایش هدایت حرارتی گزارش کرده است. گزارش‌ها و تحقیقات مختلفی در زمینه افزایش هدایت حرارتی سوسپانسیون نانولوله‌کربنی ارائه شده است؛ زای [26] افزایش ده تا 20 درصدی هدایت حرارتی را در سوسپانسیون یک درصد حجمی با سیال آب گزارش کرده است. ون و دینگ [27] نیز 25درصد افزایش هدایت را در سوسپانسیون 8/0 درصد حجمی در آب گزارش کرده است. اسیل [23] بیشترین افزایش را 38 درصد برای سوسپانسیون شش درصد حجمی در آب گزارش کرده است.
ون و دینگ افزایش سریع هدایت در غلظت‌های حدود 2/0 درصد حجمی را گزارش کرده و نشان داده است که این افزایش از آن به بعد تقریباً ثابت می‌ماند. در تمامی گزارش‌ها افزایش هدایت با دما مشاهده شده؛ هر چند برای دماهای بالاتر از 30 درجه سانتیگراد این افزایش تقریباً متوقف می‌شود.
 
•    شکل 3. تصاویر SEM از نانو لوله های کربنی تک دیواره (a) و چند دیواره (b) مورد استفاده در سوسپانسیون ها و کامپوزیت ها.
4 . جریان، جابه‌جایی و جوشش
اخیراً ضرایب انتقال حرارت نانوسیال در جابه‌جایی آزاد و اجباری اندازه‌گیری شده است. داس [17] آزمایش‌های تعیین خواص حرارتی جوشش را برای نانوسیال شروع کرد. یو [6] فلاکس حرارتی بحرانی نانوسیال آلومینا- آب در حال جوشش را اندازه‌گیری کرد و افزایش سه برابری در فلاکس حرارت بحرانی (CHF) را نسبت به آب خالص گزارش کرد. در همین زمینه واسالو [7] نانوسیال سیلیکا- آب را تهیه کرد و همان افزایش سه برابری در CHF را گزارش کرد. ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد علاوه بر اینکه به هدایت حرارتی بستگی دارد، به خواص دیگری مانند گرمای ویژه، دانسیته و ویسکوزیته دینامیک نیز وابسته است که البته در این درصدهای حجمی پایین همان‌طور که انتظار می‌رفت و مشاهده شد، گرمای ویژه و دانسیته بسیار به سیال پایه نزدیک است [33]. ونگ [34] ویسکوزیته آلومینا- آب را اندازه گرفت و نشان داد که هر چه ذرات بهتر و بیشتر پراکنده شوند ویسکوزیته پایین‌تری را مشاهده می‌کنیم. وی افزایش 30 درصدی در ویسکوزیته را برای سوسپانسیون سه درصد حجمی گزارش کرد که در مقایسه با نتیجه پک‌رچو [35] سه برابر بیشتر به نظر می‌رسد که نشان‌دهنده وابستگی ویکسوزیته به روش تهیه نانوسیال است. ژوان‌ولی [32] ضریب اصطکاک را برای نانوسیال حاوی یک تا دو درصد ذرات مس به دست آورد و نشان دادکه این ضریب تقریباً مشابه سیال پایه آب است. ایستمن [36] نشان داد که ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری سوسپانسیون 9/0 درصد حجمی از نانوذرات اکسید مس، 15 درصد بیشتر از سیال پایه است.
 
•    شکل 4. پیش بینی هدایت حرارتی کامپوزیت ها ( نرمال شده بر اساس هدایت ماتریکس) به عنوان تابعی از جزء حجمی پر کننده. مربع توپر: ذرات با توزیع مناسب، دایره: خوشه های ذرات متراکم ( با 60 درصد حجمی) و مربع: خوشه های با تراکم کمتر ( با 40 درصد حجمی از نانو ذرات(
ژوان ولی [32] ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری در جریان آشفته را نیز اندازه گرفتند و نشان دادند که مقدار کمی از نانوذرات مس در آب دیونیزه شده، ضریب انتقال حرارت را به صورت قابل توجهی افزایش می‌دهد، به طور مثال افزودن دو درصد حجمی از نانوذرات مس به آب، حدود 39 درصد انتقال حرارت آن را افزایش می‌دهد. در حالی که در تناقض با نتایج بالا، پک‌وچو [35] کاهش 12درصدی ضریب انتقال حرارت را در سوسپانسیون حاوی سه درصد حجمی از آلومینا و تیتانا در همان شرایط مشاهده کردند. پوترا [28] با کار روی جابجائی آزاد، بر خلاف هدایت و جابه‌جایی اجباری، کاهش انتقال حرارت را مشاهده کرد. داس با [17] انجام آزمایش‌های جوشش روی آلومینا- آب نشان داد که با افزایش درصد حجمی نانوذرات، بازدهی جوشش نسبت به سیال پایه کم می‌شود. وی این کاهش را به تغییر خواص سطحی بویلر به علت ته‌نشینی نانوذرات روی سطح ناهموار آن نسبت داد، نه به تغییر خواص سیال. یو [6] با اندازه‌گیری فلاکس حرارتی بحرانی برای جوشش روی سطوح تخت و مربعی مس که در نانوسیال آب- آلومینا غوطه‌ور بودند، نشان داد که فلاکس حرارتی این سیالات سه برابر آب است و اندازه متوسط حباب، افزایش و فرکانس تولید آنها کاهش می‌یابد. این نتایج را واسالو [7] نیز تأیید کرد. وی روی نانوسیال آب – سیلیکا‌ کار می‌کرد و افزایش فلاکس حرارت بحرانی را برای غلظت‌های کمتر از یک‌هزارم درصد حجمی گزارش کرد. هنوز مدلی برای پیش‌بینی این افزایش‌ها و فاکتورهای مؤثر بر آن وجود ندارد.
5 . هدایت حرارتی نانوسیال
هدایت حرارتی نانوسیال بیشترین مطالعات را به خود اختصاص داده است. این مقاله نیز به هدایت حرارتی در سیال ساکن پرداخته است. از آنجا که نانوسیال جزو مواد مرکب و کامپوزیتی محسوب می‌شود، هدایت حرارتی آن به وسیله تئوری متوسط مؤثر به دست می‌آید که به وسیله موسوتی، کلازیوس، ماکسول و لورانزا در قرن 19 به دست آمد [37 و38]. اگر از تأثیرات سطح مشترک نانوذرات کروی صرف‌نظر شود، در مقادیر بسیار اندک نانوذرات [ f = جزء حجمی نانوذرات] همه مدل‌های منتج از تئوری متوسط مؤثر، حل یکسانی دارند. در مواردی که نانوذرات دارای هدایت حرارتی بالایی باشد پیش‌بینی می‌شود که افزایش هدایت حرارتی نانوسیال3× f خواهد شد که این پیش‌بینی، تخمین خوبی برای مواردی است که هدایت ذرات، بیشتر از 20 برابر هدایت حرارتی سیال باشد [39]. همان‌طور که در شکل (2) نشان داده شده بسیاری از تحقیقات تطابق خوبی با این پیش‌بینی دارد، از جمله می‌توان به تحقیقات زیر اشاره کرد: نانوسیال کاربید سیلیکون با اندازه 26 نانومتر و نانوسیال آلومینا- آب و آلومینا-اتیلن گلیکول [10].
مقاومت سطح مشترک نانوذرت و سیال اطراف آن پیش‌بینی این تئوری را کاهش می‌دهد؛ البته هر چه ذرات ریزتر باشند این مقاومت کاهش پیدا می‌کند. در غلظت‌های بالای نانوذر‌ات [شکل 1. وسط] اگر توده‌های نانوذره کوچک باشد، تئوری متوسط مؤثر خوب جواب می‌دهد؛ زیرا توده نانوذرات فضای بیشتری نسبت به نانوذر‌ات منفرد اشغال می‌کند و بنابراین جزء حجمی توده بیشتر از نانوذرات منفرد است. [40] در توده‌های متراکم نانوذرات، دانسیته نسبی تقریباً 0 6 درصد است و در مواردی که توده‌‌ها از نظر وضعیت ساختمانی بازتر باشد، افزایش بیشتری را مشاهده می‌کنیم [ شکل 4] که نتایج آزمایشی نیز همین را نشان می‌دهد [20]؛ البته هدایت حرارتی نانوذرات توده‌ای، کوچک‌تر از ذر‌ات منفرد است؛ البته عامل مهمی در مقابل هدایت حرارتی بالای نانوذرات نیست.
6 . چشم‌انداز
در ده سال گذشته، خواص جالبی برای نانوسیالات گزارش شده است که در این میان، هدایت حرارتی بیشترین توجه را به خود جلب کرده است؛ ولی اخیراً خواص حرارتی دیگری نیز مورد پژوهش قرار گرفته است. نانوسیالات را می‌توان در زمینه‌های مختلفی به کاربرد، اما این کار با موانعی روبه‌رو است، از جمله اینکه درباره نانوسیال چند نکته باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد:
• تطابق نداشتن نتایج تجربی در آزمایشگاه‌های مختلف؛• ضعف در تعیین مشخصات سوسپانسیون نانوذرات؛• نبود مدل‌ها و تئوری‌های مناسب برای بررسی تغییر خواص نانوسیال.
خواص استثنایی نانوسیالات شامل هدایت حرارتی بیشتر نسبت به سوسپانسیون‌های معمولی، رابطه غیرخطی بین هدایت و غلظت مواد جامد و بستگی شدید هدایت به دما و افزایش شدید فلاکس حرارتی در منطقه جوشش است. خواص استثنایی، به همراه پایداری، روش تهیه نسبتاً آسان و ویسکوزیته قابل قبول باعث شده تا نانوسیالات به عنوان یکی از مناسب‌ترین و قوی‌ترین انتخاب‌ها در زمینه سیالات خنک کننده مطرح شوند.مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند
فصل سوم
1.    محققان با نانو لوله‌های كربن نخستین مدارالكترونیك تك مولكولی را ساختند :
2.    پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش شار و انرژی مغناطیسی نانوآلیاژ مغناطیسی شدند:
3.    پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش شار و انرژی مغناطیسی نانوآلیاژ مغناطیسی شدند:
1.    محققان با نانو لوله‌های كربن نخستین مدارالكترونیك تك مولكولی را ساختند :
دانشمندان شركت "آی بی‌ام" به تازگی موفق به ایجاد نخستین مدار الكترونیكی در حول یك مولكول نانو لوله كربن شده‌اند كه استفاده از این ماده در مقایسه با ماده سیلیكون كه سالهاست در مدارهای الكترونیكی مورد استفاده قرار می‌گیرد، مزایای فراوانی دارد.
به گزارش سایت اینترنتی "نیوزفكتور"، كشف جدید كه برای دست یافتن بدان از روشهای مرسوم تولید نیمه هادیها استفاده شده از آن جهت اهمیت دارد كه در آن از تنها یك مولكول به عنوان اساس تمامی اجزای مدار الكترونیكی بهره گفته شده است. دانشمندان "آی بی‌ام" عقیده دارند فن آوری جدید می‌تواند كاربردهای فراوانی در دنیای نیمه هادی‌ها داشته باشد.
"جرج اپنزایلر" از محققان شركت "آی بی‌ام" در این تحقیقات اعلام كرد هرچند استفاده از سیلیكون برای تولید مدارهای الكترونیكی همچنان در مسیر پیشرفت حركت می‌كند اما از هم اكنون باید به فكر استفاده از نانو لوله های كربنی به عنوان اجزای اصلی مدارها در دهه‌های آینده بود.
وی افزود: الكترونها درون نانو لوله‌های كربن بدون از دست دادن انرژی قابل توجهی حركت می‌كنند و به عبارتی نانو لوله‌های كربنی در برابر عبور جریان الكتریسیته دارای مقاومت بسیار ناچیزی هستند و بنابراین می توانند جریان برق را بسیار سریعتر از مدارهای سیلیكونی فعلی قطع و وصل یا خاموش و روشن كرده و در نتیجه سرعت محاسبات در پردازنده‌های ریانه‌ای را افزایش بدهند.

تا پیش از این دانشمندان تحقیقات خود را بر تولید ترانزیستور با استفاده از نانو لوله‌های كربن متمركز كرده بودند اما هم اكنون پژوهشگران "آی بی‌ام" نشان داده‌اند كه با استفاده از نانو لو له‌های كربنی علاوه بر ترانزیستورها می‌توان مدارهای كامل الكترونیكی ایجاد كرد و در واقع راه را برای ورود این فن آوری به صنعت تولید تراشه باز كرده اند.
نانو لوله‌های كربنی در حدود ? ???هزار بار نازكتر از یك تار موی انسان هستند اما با این وجود الكترونها از درون آنها بسیار راحتر از درون كابلهای ظریف مورد استفاده در مدارهای تراشه‌های فعلی عبور می‌كنند و با توجه به ابعاد كوچكتر نانو لوله‌های كربنی در مقایسه با كابلهای ظریف مورد استفاده در تراشه ها، می‌توان با استفاده از آنها ابعاد پردازنده های رایانه‌ای را بیش از پیش كاهش داده و كارایی ترانزیستورها و مدارهای الكترونیكی را افزایش داد…

 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

پایان نامه سنتزمستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز روی کاتالیستهای ترکیبی؛ بهینه سازی شرایط عملیاتی در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 پایان نامه سنتزمستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز روی کاتالیستهای ترکیبی؛ بهینه سازی شرایط عملیاتی در word دارای 133 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پایان نامه سنتزمستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز روی کاتالیستهای ترکیبی؛ بهینه سازی شرایط عملیاتی در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه سنتزمستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز روی کاتالیستهای ترکیبی؛ بهینه سازی شرایط عملیاتی در word

فصل اول  ؛  مطالــعات کتابخــانه ای و طرح برنامه مرحله عملیاتی  
1-1) مقدمه ای بر دی متیل اتر و کلیات آن  
1-1-1) گاز طبیــــعی  
1-1-2) گاز سنتز  
1-1-3) دی متیل اتر  
1-2) کاربردهایDME   
1-2-1) DME بعنوان پیشرانه در اسپری ها  
1-2-2) DME بعنوان جایگزین LPG یا سوخت خانگی  
1-2-3) DME بعنوان جایگزین سوخت دیزل یا حمل و نقل  
1-2-4) DME بعنوان مکمل سوخت  
1-2-5) DME بعنوان سوخت نیروگاهی  
1-3) روشهای تولیدDME   
1-3-1) سنتز غیر مستقیم یا دو مرحله ای  
1-3-2) سنتز مستقیم(تک مرحله ای) DME از گاز سنتز  
1-3-3) سنتز همزمان متانول و دی متیل اتر  
1-4) تهیه کاتالیستهای سنتز مستقیم DME   
1-4-1) تلقیح مرطوب   
1-4-2) رسوب همزمان   
1-4-1) اختلاط فیزیکی   
1-5) انواع راکتورها و میکروراکتورهای مورد استفاده در سنتز DME  
1-5-1) میکروراکتورها  
1-5-1-1) میکروراکتور با بستر ثابت  
1-5-1-2) میکروراکتور دوغابی همزن دار  
1-5-2) انواع راکتورهای قابل استفاده در سنتز DME  
1-5-2-1) راکتورهای بستر ثابت  
1-5-2-2) راکتورهای بستر سیال  
1-5-2-3) راکتورهای بستر دوغابی  
1-6) ترمودینامیک واکنشهای سنتز DME  
1-6-1) تعادل در سنتز متانول از گاز سنتز  
1-6-2) تعادل واکنش شیفت آب-گاز  
1-6-3) تعادل سنتز دی متیل اتر  
عنوان   صفحه
1-7) سینتیک و مکانیسم واکنشهای سنتز مستقیم DME  
1-8) نتیجه گیری؛ چگونگی تأثیر پارامترهای مختلف روی سنتز DME  
1-8-1) نوع فرآیند و نحوه سنتز DME  
1-8-2) انواع کاتالیستها و اثرات آنها  
1-8-2-1) اثر جنس مواد سازنده کاتالیست  
1-8-2-2) اثر روش تهیه کاتالیست  
1-8-2-3) اثر تغییر نسبت کاتالیست متانول به کاتالیست آبگیر  
1-8-2-4) اثر شکل و اندازه ذرات کاتالیست  
1-8-3) اثرات تغییر دمای عملیاتی فرآیند  
1-8-4) اثرات تغییر فشار عملیاتی فرآیند  
1-8-5) اثرات تغییر شرایط خوراک فرآیند  
1-8-5-1) اثر تغییر دبی (سرعت فضایی) خوراک  
1-8-5-2) اثرات تغییر نسبت هیدروژن به منوکسید کربن در خوراک  
1-8-6) نتیجه گیری  
1-9) طرح برنامه برای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی سنتز مستقیم DME  
1-9-1) اهداف و معیارها  
1-9-2) مرحله عملیاتی و طرح آزمایشات  
فصل دوم ؛ تجهیزات مورد استفاده و چگونگی اجرای آزمایشها و گرفتن نتایج  
2-1) شرح مجموعه تست راکتوری و متعلقات آن  
2-1-1) مجموعه سیستم احیای کاتالیست  
2-1-2) مجموعه فرآیندی  
2-1-2-1) قبل از واکنش  
2-1-2-2) مرحله انجام واکنش   
2-1-2-3) بعد از واکنش  
2-1-3) سیستم آنالیز محصولات و خوراک  
2-1-4) سیستم های کنترلی  
2-2) چگونگی انجام آزمایشات و ثبت نتایج  
2-2-1) تهیه کاتالیست  
2-2-2) شناسایی کاتالیست  
2-2-3) آماده سازی سیستم احیا و احیای کاتالیست  
2-2-4) آماده سازی سیستم تست راکتوری و آنالیز محصول  
2-2-5) انتقال حلال و کاتالیست به راکتور  
2-2-6) اجرای فرآیند  
2-2-7) آنالیز محصول و ثبت نتایج  
فصل سوم ؛ گزارش انجام آزمایشات ، ثبت و پردازش نتایج حاصل  
3-1) فاز اول؛ انتخاب دور مناسب برای همزن  
3-1-1) هدف و فلسفه انجام  
3-1-2) انجام آزمایش  
3-1-3) نتیجه گیری  
3-2) فاز دوم؛ انتخاب جنس مناسب و بهینه برای کاتالیست ترکیبی  
3-2-1) هدف و فلسفه انجام  
3-2-2) انجام آزمایشات و ثبت نتایج  
3-2-3) محاسبات و پردازش اطلاعات  
3-2-4) تحلیل داده ها توسط نرم افزار Minitab و بهینه سازی  
3-2-5) جداول و نمودارها  
3-2-6) بحث و نتیجه گیری  
3-3) فاز سوم؛ تعیین شرایط عملیاتی بهینه برای کاتالیست منتخب فاز 2  
3-3-1) هدف و فلسفه انجام  
3-3-2) انجام آزمایشات و ثبت نتایج  
3-3-3) محاسبات و پردازش اطلاعات  
3-3-4) تحلیل داده ها توسط نرم افزار Minitab و بهینه سازی  
3-3-5) جداول و نمودارها  
3-3-6) بحث و نتیجه گیری  
فصل چهارم ؛ بحث و نتیجه گیری  
4-1) بحث روی نتایج فاز 2  
4-2) بحث روی نتایج فاز 3  
4-3) جمع بندی نتایج  
4-4) ارائه پیشنهاد برای کارهای آینده  
مــــــراجع  

بخشی از منابع و مراجع پروژه پایان نامه سنتزمستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز روی کاتالیستهای ترکیبی؛ بهینه سازی شرایط عملیاتی در word

 [1] Manfred Muller and Ute Hubsch,Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition,

[2] H.E. Curry-Hyde and R.F. Howe (Editors), Natural Gas Conversion II @ 1994, Elsevier

Science B. V . All Right Reserred

[3] Venkat K. Venkataraman et al. U. S . Department of Energy, Federal Energy Technology

Center, report “Natural Gas to Liquids: An Overview”

[4] K. Aasberg-petersen, J. R. Rostrup-Nielsen and et al. Applied Catalysis A:General 221(2001) 379-

[5] Koichi Kato, Japan Energy Research Center Co. Report “Fuels Of the Future”, Hydrocarbon Asia, July/August

[6] Alexander Rojey, Institute Francies Petrole (LFP), Report “Natural Gas Fundamentals”

 [7] Ahmad Rahgozar, Report “Iran’s Natural Gas Potentials”, IPF 2001, Tehran

 [8] Svend Erik Nielsen, Ammonia Technology Supervior, Haldor Topsoe A/S, Report “Natural Gas to Petrochemicals” and “Conversion Process of natural gas to Ethylene”, IPF 2001 Tehran

“ [9] Steam Reforming Catalyst”, Synetix, Company Brochure, ICI Group, 705W/800/0/REF

[10] D. L. Trimm, “Catalyst for the Control of Coking During of Steam Reforming”, Catalysis Today 49(1999)3-

[11] T. Palm, c. Buch, B. Kruse and E. Sauar, “Green heat and power” Published by Bellona Foundation 1999, :www. Bellona.no: Report

[12] H. S. Bengaard and et al. Journal of Catalysis 209(2002) 365-

[13] S. P. Golf, S. I. Wang, “Syngas Production by Reforming” , Chemical Engineering Progress, August

[14] Jens R. Rostrup-Nielsen, Catalysis Today 71 (2002) 243-

[15] T. S. Christensen and I. I. Primdhal, Report “Improve Syngas Production Using Autothermal Reforming” Hydrocarbon Processing, March

[16] S. Wang and G. Q. (Max) Lu, Industrial Engineering Chemical Research 38 (1999) 2615-

[17] H. H. Gunardson and J. M. Abrardo, “Product CO-Rich Synthesis Gas”, Hydrocarbon Processing, April

[18] K. Heitnes, S. Lindberg, O. A. Rokstad, A. Holmen, Catalysis Today 24 (1995)211-

[19] W.Feng. F. Carl Knopf, and Kerry M. Dooley, Energy & Fuels, An American Chemical Society Journal, Vol. 8, No. 4, July/August

[20] K. Tomishige, O. Yamazaki, Y. chen, Catalysis today 45 (1998) 35-

[21] Hengyong Xu and et al. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 147 (1999) 41-

[22] D. J. Wilhelm, D. R. Simbeck, A. D. Karp, and R. L. Dickenson, “Syngas Production for Gas-to-liquids Applications: Technologies, Issues and Outlook” , American Chemical Society Milennium Symposium, San Francisco, CA, March 26-31,

[23] Website for Sasol and BP Amoco Companies (, )

[24] Jens Perregaard and et al., Haldor Topsoe A/s, DME Seminar for NPC, November

[25] Website for Haldor Topsoe A/S Company)  (

[26] Website for NKK Corporation) (

[27] Website of various Companies, About DME Projects

[28] Lucia G. Apple and and et al., LACAT/ Institute Nacional de Technologia, Av. Venezuela, 82/507 , Rio de Janeiro , Brazil Puc-Rio de Jaaneiro, Brazil

[29] Ki-Won Jun , Hye- Soon lee et al., Bull. Korean Chem. Soc. 24 (2003) 106-

[30] T. Takeguchi, K. Yanagisawa, T. Inui, M. Inoue, Applied Catalysis A: General 192(2000) 201-

[31] Website for International DME Association (IDE) ; (  )

[32] Topical Report “Market Outlook for Dimethyl Ether (DME))”, Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania, 2002, Under Cooperative agreement no. E-FC22-92PC

[33] D. Romani, C. Scozzesi, H. Holm-larsen, and L. Piovesan, “Large-Scale Production of Fuel DME fram Natural Gas”, The Second International Oil, Gas & Petrochemical Congress, Tehran 16-18 May

[34] Enzo Caetani and Helge Holm-Larsen, “Marketability of dimethyl Ether as LPG Substitute” , 4th Iran Petrochemical Forum, Tehran 18-19 May

[35] Yotaro Ohno, Norio Inoue and et al., Report “Slurry Phase synthesis and Utilization of Dimethyl Ether”, NKK Technical Review No. 85,

[36] Y. adachi and et al .,fuel  79 (2000) 229-

[37] T. Shikada, T. Ogawa, M. Mizuguchi, and M. Ono, NKK Corporation, Patent No.: US6562306 B

[38] J. B. Hansen and S. Mikkelsen, “DME as a Transportation Fuel”, Haldor Topsoe A/S, July

“ [39] Methanol (MeOH)/Dimethyl Ether (DME) as an Alternative Fuel for Diesel Engines” and “fuel Conversion On-Board a Vehicle: Dimethyl Ether from Methanol for Diesel Engines” ,

“ [40] Gastec Technology for Cleaner Vehicles” GASTEC NV,

[41] Dennis M. Brown & et.al. , “Novel technology for the synthesis of Dimethylether from syngas” , Catalyst Today , 8(1991) 279-

[42] Yotaro Ohno, report “Development of DMR Direct Synthesis Technology”. DME Project, JFE Holding, Inc., the 12 International Congress (Gas Conversion) 25-28 Feb

 [43] A. W. Wang, S. Weigel, and G. Muraro, Topical Report “Molecular Sieves as Catalyst for Methanol Dehydration”, Air Products and Chemicals Inc., April

[44] Goarzad Bercic and Janes Levec, Industrial Engineering Chemical Research 31 (1992) 399-

 [45] N. Murai, US Patent No

[46] John J. Lewnard and et al., US Patent No

 [47] G. Irick, Patricia N. Mercer, and K. E. Simmons, US Patent No

[48] Qingjie Ge, Youmei Huang, Fengyan Qiu, and Shuben Li, Applied Catalysis A: General 167 (1998) 23-

[49] Gong-Xin Qi, Xiao- Ming Zheng, Jin-Hua Fei, and Zhao-Yin Hou, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 176(2001) 195-

 [50]Kunpeng Sun, Weiwei Lu, Fengyan Qiu, Shuwen Liu, and Xianlun Xu, Applied Catalysis a: General xxx (2003) xxx-xxx

[51] A. Hoek, M.F.M. Post, and J, K. Minderhoud, US Patent No

[52] Lynn H. Slaugh, US Patent No

[53] Weldon K. Bell and Clarence D. Chang, US Patent No

[54] Jean Bandiera and Claude Naccache, Applied Catalysis 69 (1991) 139-

[55] Wood Craft, David Charies, and et al., European Patent No.:EP0099676 A

[56] Loren D. Brake, US Patent No

[57] Jorgen Topp-Jorgensen, US Patent No

[58] Mingting Xu and et al., Applied Catalysis A: General 149(1997) 303-

[59] Andrew W. Wang , Topical Report “Scaleup of Aluminium Phosphate Catalyst for Pilot Plant LPDMETM Run”, Air Products and Chemicals, Inc., Under Contract No.: DE-FC22-94PC93052, January

[60] Xiang-Dong Peng, Topical Report “Catalyst Activity Maintenance for the Liquid Phase synthesis gas to dimethy ether process, Part II : Development of Aluminium Phosphate as the Dehydration Catalyst for the single-step Liquid Phase Syngas-To-DME process”,contractor :Air products and Chimicals ,Inc ,May

 [61]Yun-yang Huang, US patent No

 [62] J.-L. Li , X.-G. Zhang , T. Inui , Applied Catalysis A:General 147(1996) 23-

 [63] J.-L. Li , X.-G. Zhang , T. Inui , Applied Catalysis A:General 164(1997) 303-

[64] K. Fujimoto and et al., US Patent no

[65] Alkeos C. Sofianos and Mike S. Scurrell, Industrial Engineering chemical Research 30 (1991) 2372-

[66] David L. Horstman, “On-Board DME Generation For Pilot Injection and Enhanced Ignition”, A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Mechanical Engineering, Michigan Technological University,

[67] Bharat L. Bhatt, Topical Report “Syntheis of Dimethyl Ether and Alternative Fuels in the Liquid Phase from Coal-Derived Synthesis Gas”, By: Air Products and Chemicals, Inc., For:US Department Of energy, Pittsburgh Energy Technologe Center, September

[68] S. T. Sie and R. Krishna, Applied Catalysis A: General 186 (1999) 1-2: 55-

[69] A. Jess, R. Popp, and K. Hedden, Applied Catalysis A: General 186 (1999) 1-2: 321-

[70] Raymond C. Everson and Rafael L. Espinoza, Applied Catalysis A: General 171 (1998) 1: 99-

[71] Lucio Formi, Catalysis Today 52 (1999) 2-3: 147-

[72] Report “Slurry Reactor Hydrodynamic Studies Final Report”, Air Products and Chemicals, Inc., Website For this Report

[73] Topical Report “Liquid Phase Dimethyl Ether Demonstration in the LaPorte Alternative Fuels Development Unit” , Air Product and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania, Under Cooperative Agreement No.: DE-FC22-92PC90543 and DE-FC22-95PC93052, January

[74] Operating Manual: DME Demonstration Plant, Chapter IX: Analytical Procedures,

[75] Report “DME (Dimethyl Ether ) Project, Enviromental Business”, Prepared by the NKK Corporation, Japan ()

[76] Report “100 Tons/Day DME Direct Synthesis Pilot Plant Project Begins”, NKK News Release : July 29,

[77] Report “Topsoe Technology for Large-Scale Production of DME”, Prepared by the Haldor Topsoe A/S ()

[78] Report “Marketability of GTL from Natural Gas”, IEEJ: November

[79] Gas Bulletin, No:33, Institute for International Energy Studies

[80] Project Definition Report “Co-operation DME/MTP” , Prepared by the Lurgi Oel.Gas.Chemie GmbH for the NPC International Ltd., May

[81] M.V.Twigg,”Catalyst Handbook” Published by Wolf Publishing Ltd . ,1989 , ISBN

 [82] X. D. Peng, B. A. Toseland, P. J. A. Tijm, Chemical Engineering Science 54 (1999) 2787-

[83] K. L. Ng, D. Chadwick, B. A. Toseland Chemical Engineering Science 54 (1999) 3587-

 [84] J.J.Lewnard ,T.H.Hsiung ,J.F. White,and  D. M. Brown, Chimical Engineering Science 45 (1990) No.8:2735-

 [85]T.Takeguchi ,Ken-ichi Yanagisawa ,T.Inui ,and M .Inoue, Applied Catalysis A: General 192(2000)201-

[86] X.D.Peng ,A.W.Wang ,B.A. Toseland,and  P.J.A .Tijm, Industrial Engineering  Chimical Research, 38(1999) 4381-

 [87] J.A .Anderson , M. Lopez-Granados, And M .Fernandez-Garcia,Journal   of Catalysis 176 (1998)235-

[88]Wen-Jie  Shen , Mitsutaka Okumura, Yasuyuki  Matsumura ,And  Mastake Haruta, Applied Catalysis A: General 213(2001)225-

[89] K.Sun,W.Lu,F.Qie, S.liu, and Xianlun Xu , Applied Catalysis A:General 252(2003)243-

[90] Kohgi Omata and et al ., Fuel 81(2002)1605-

[91] V.V.Galvita.G.L.Semin,V.D. Belyaev , T.M.Yurieva,V.A Sobyanin ,Applied Catalysis A: General 216(2001)85-

 [92] Guangyu Cai, Zhongmin Liu, Renmin Shi, Changqing He, Lixin Yang, Chenglin Sun, Yanjun Change, Applied Catalysis A: General 125 (1995) 29-

[93] M. Josefina Perez-Zurita and et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 206 (2003) 339-

1-1) مقدمه ای بر دی متیل اتر و کلیات آن

         به لحاظ تاریخی کشف دی متیل اتر که ساده‏ترین گونه از خانواده اترها است به سال 1865  میلادی بر می گردد که این کشف توسط الکساندر ویلیامسون[1] به ثبت رسیده است . این  ماده دارای  ساختار ساده به شکل دو گروه متیل متصل به اکسیژن است  ( CH3-O-CH3) . این ماده عموماً از جایگزینی یک گروه متیل به جای هیدورژن متصل به اکسیژن در متانول (CH3OH)، به دست می‏آید. از این ترکیب شیمیایی تا امروز استفاده مهمی نشده و هنوز بصورت جدی وارد عرصه صنعت و تجارت نگردیده است. حال آنکه با مشخص شدن خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب و جالب توجه این ماده محققین و متخصصان زیادی به سمت و سوی تحقیق پیرامون تولید و کاربرد این ترکیب با ارزش کشیده شده اند. در 30 سال گذشته تحقیقات زیادی توسط اشخاص و شرکتهای بزرگ در سطح جهانی در رابطه با سنتز DME [2] صورت گرفته است. اما هنوز این تحقیقات به پایان نرسیده و هر روزه شاهد ارائه شدن نظری جدید و بهتر در این زمینه هستیم

         تولید اولیه این ماده به روش آبگیری از متانول انجام گردیده است و تا دهه پیش استفاده مهم و چشمگیری از آن در صنایع وجود نداشت . با رشد و افزایش علم و دانش شیمی- مهندسی شیمی به تدریج دی متیل اتر  (DME)  وارد عرصه صنعت شده و به عنوان جایگزینی برای عامل پیشران در اسپری ها و لوازم آرایشی – بهداشتی به کار برده شد. همچنین این ترکیب یک حدواسط با ارزش برای تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله دی متیل سولفات که به عنوان کود شیمیایی در صنایع کشاورزی استفاده می‏شود، می باشد. مضافاً DME بصورت جایگزین CFC [3] در چرخه های سرماساز، سوختهای

خانگی مانند LPG [4] و جایگزین برای سوخت دیزل نیز مورد استفاده قرار گرفته است. اما به هر حال این ترکیب در عرصه تجارت تاکنون موفقیت چندانی نداشته که مهمترین عامل آن قیمت نهایی تولید این ماده در مقایسه با انتخاب های رقیب است]1[

         مهمترین دلایلی که باعث مطرح شدن DME شده است عبارتست از

– قیمت بسیار پایین گاز طبیعی و وفور آن بخصوص در منطقه خاورمیانه بعنوان یک منبع عظیم انرژی و از طرفی مشکلات نقل و انتقال گاز طبیعی و ذخیره سازی آن و دور بودن بازارهای مصرف آن از مخازن موجود

– افزایش محدودیت‏های زیست محیطی در مورد آلودگی های حاصل از سوختهای فسیلی و تلاش برای جایگزینی سوختهای نو

–  حصول نتایج عالی از تستهای انجام شده برای جایگزینی DME با سوخت‏های دیزل متداول و LPG

– گسترش روزافزون دانش و تجربه در زمینه تبدیل مستقیم گاز سنتز حاصل از گاز طبیعی به DME با استفاده از روش مستقیم تبدیل گاز سنتز به DME  کاهش قابل توجهی در هزینه و لذا قیمت تمام شده DME حاصل خواهد شد که زمینه ساز طرح مقوله ای جدید به نام سنتز مستقیم DME  از گاز سنتز تحت عنوانSTD [5] گردیده است. در حال حاضر که بیش از 20 سال از آغاز بحث جدی در این زمینه می‏گذرد، شرکتهای مختلفی در حال بررسی نهایی جهت تدوین دانش فنی برای احداث نخستین واحدهای تجاری فرآیند تبدیل مستقیم گاز سنتز به DME می‏باشند

         کشور ایران دارای حداقل7/22 تریلیون مترمکعب منابع ثبت شده گاز طبیعی، یعنی بیش از 18% منابع به ثبت رسیده جهان و 44% منابع خاورمیانه می باشد. با وجود این منابع گازی (مقام دوم جهان) و با اتکا به دانش و تجربه نسبتا‏ً بالای متخصصین کشور که در زمینه فرآیندهای گاز طبیعی و تبدیل گاز طبیعی به مواد با ارزش افزوده بالاتر و قابل حمل و نقل مطالعات و تحقیقات قابل توجه و حجیمی در این زمینه در سطح صنایع پتروشیمی آغاز گردیده است

1-1-1)گاز طبیــــعی

         گاز طبیعی پاکترین و ارزانترین منبع انژی در قرن حاضر است. متاسفانه به دلیل واقع شدن بسیاری از منابع گاز طبیعی در مناطق دور دست از بازار مصرف، استفاده از این منابع با ارزش به دلیل هزینه‏های بسیار زیاد انتقال، دارای توجیه اقتصادی نمی باشد. لذا محققین مراکز تحقیقاتی در کمپانی‏های بزرگ نفتی به دنبال ابداع روشهای جدید و توجیه پذیر برای استفاده از این منابع بوده‏اند. تا کنون دو روش عمده برای استفاده از گاز طبیعی مطرح است

–  روش مستقیم ؛ در این روش گاز طبیعی بدون تغییر شیمیایی برای تأمین انرژی و تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد، مانند فرآیندهای تبدیل متان به الفینها و مصارف گرمایشی و تولید برق. این روش به دلیل مشکلات و هزینه بالای انتقال گاز در مسافتهای طولانی چندان مقرون به صرفه نیست. علاوه بر آن تبدیل مستقیم متان به دلیل بازده کم محصولات تولیدی (در مورد هیدروکربنهایC2، حداکثر بازده 25%) و مشکلات فرآیندی کمتر مورد توجه محققین می باشد

–  روش غیر مستقیم ؛ در این روش برای بهره برداری از گاز طبیعی ابتدا یک اصلاح شیمیایی روی متان که عمده ترین جز تشکیل دهنده گاز طبیعی است انجام می گیرد و حاصل این اصلاح که گاز سنتز نامیده می شود برای تولید انواع مواد شیمیایی با ارزش و سوختهای پاک و قابل حمل و نقل به نقاط دور دست استفاده می شود. این روش موثرترین روش تولید مواد شیمیایی از گاز طبیعی می باشد. لذا تولید گاز سنتز از گاز طبیعی یک فرآیند مهم صنعتی است]2و3[

 تولید گاز سنتز به طور فوق‏العاده ای از نظر انرژی و سرمایه حساس می باشد، به طوری که این مرحله در فرآیندهای تولید سوخت مایع پر هزینه ترین مرحله تولید می باشد. همان طوری که در دیاگرام ذیل نشان داده شده است، بیش از نصف حجم سرمایه گذاری فرآیندهای تبدیل غیرمستقیم،حدود 60% ، مربوط به مرحله تولید گاز سنتز می باشد]4[

1-1-2) گاز سنتز[6]

         گاز سنتز بعنوان پلی مناسب برای عبور از مشکلات حمل و نقل و بهره برداری مناسب و سود آور از گاز طبیعی مطرح است. یکی از بازارهای اصلی گاز طبیعی، توسعه تکنولوژی های تبدیل گاز طبیعی به محصولات با ارزش نظیر سوختهای مایع می باشد که از مسیر گاز سنتز می گذرد. ترکیبات تولید شده از این مسیر دارای توجیه اقتصادی بوده و از نظر زیست محیطی سازگار با محیط زیست می‏باشد

         گاز سنتز به مخلوط گازهای H2 و CO (گاهاً همراه با مقادیر کمCO2) با نسبتهای مولی مختلف اطلاق می گردد. این گاز بنا به دلایل متعددی که مطرح شد و از آنجا که ارزان ترین منبع هیدورژن برای فرآیندهای ریفورمینگ نفت، جامد کردن چربی و سنتز آمونیاک و خوراک اولیه تهیه محصولات آلی پیچیده و با ارزش نظیر MeOH [7] و DME می باشد، اهیمت فراوانی از دیدگاه صنعتی یافته است]8[

         با اینکه از منابع مختلفی به عنوان ماده اولیه جهت تولید گاز سنتز می توان استفاده کرد، با این وجود هزینه تولید این محصول بسیار بالا است، به عنوان مثال60% از کل هزینه تولید و سرمایه گذاری واحدهای تولید MeOH فعلی را بخش آماده سازی و تامین گاز سنتز بخود اختصاص می دهد. همین امر به عنوان یک مشکل عمده در واحدهای تولیدDME و روشSTD  در آینده مطرح خواهد بود. لذا بهره گیری از تکنولوژیهای برتر در تولید گاز سنتز و استفاده از مجموعه های مناسب از فرآیند تولید گاز سنتز و فرآیند مصرف گاز سنتز (مثلاً سنتز متانول، DME و …) در آینده توصیه می گردد

         فرآیندهایی که امروزه درمقیاس صنعتی- تجاری جهت تولید گاز سنتز به کار برده می شود عبارتند از گازی کردن زغال سنگ[8] با استفاده از بخار آب و اکسیژن(هوا) می باشد که مخلوط‏هایی از H2،CO،CO2 و گاهی توأم با مقداری CH4 را تولید می کند. استفاده از ریفرمینگ نفتا با بخار آب در حضور کاتالیست نیکل و مواد نفتی سنگین با اکسیژن از روشهای دیگر( و البته نه چندان مهم) تهیه گاز سنتز می باشند. مهمترین روش تهیه گاز سنتز ، تهیه آن از گاز طبیعی(CH4) است. برای این منظور روشهای متعددی مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از

        · ریفرمینگ با بخار آب[9]

        · ریفرمینگ خودگرما[10]

        · ریفرمینگ با دی اکسید کربن

        · ریفرمینگ با بخار جفت شده با ریفرمینگ ثانویه با اکسیژن[11]

        · اکسیداسیون جزئی متان[12]

         مخلوط گاز هیدروژن و منوکسید کربن با توجه به نسبت هیدروژن به کربن در هر یک از فرآیندهای GTL [13] نظیر متانول، اکسو الکلها، دی متیل اتر، سنتز فیشر- تروپش و…. بکار می رود. اگر فقط هیدروژن مورد نیاز باشد واحد تبدیل به یک واحد« هیدروژن» خواهد شد. اگر فقط مونوکسید کربن مورد نیاز باشد واحد تحت عنوان واحد «منوکسید کربن» نامیده می شود. اگر هم هیدروژن و هم مونوکسیدکربن بطور جداگانه مورد نیاز باشند واحد تحت عنوان «HYCO» شناخته می گردد و اگر فقط مخلوط هیدروژن/ منوکسید کربن مورد نیاز باشند به آن واحد « گاز سنتزی» می گویند ]11[

         نسبت H2/CO مورد نیاز برای تولید بهینه محصول مورد نظر، یک متغیر کلیدی در انتخاب تکنولوژی و طراحی واحد گاز سنتر می باشد. برای واحدهای HYCO و گاز سنتز، نسبت هیدروژن به منوکسیدکربن می تواند به طور معمول از 1 تا 3 تغییر کند. هر کدام از این تکنولوژی ها ذاتاً، نسبت‏های متفاوتی از H2/CO را تولید می کنند. نسبت ذاتی H2/CO در هر تکنولوژی ، محدوده ای است که این نسبت ، مجاز است از نظر شرایط ترمودینامیکی و فرآیندی آن را اختیار نماید. با برگشت CO2 و اینکه برگشت تا چه اندازه ای صورت گیرد می توان یک نسبت را از میان نسبتهای گوناگون به دلخواه اختیار نمود. محدوده ذاتی هر روش برای خوراک گاز طبیعی، در جدول1-1 نشان داده شده است

1-1-3) دی متیل اتر[14]

         ساده ترین اترآلیفاتیک با فرمول CH3-O-CH3 یا C2H6O و جرم مولکولی Kg/Kmol 069/46  دی متیل اتر نام دارد و در دسته اترها با نامهای متوکسی متیل، دی متیل اکسید، متیل اتر و یا اکسی بیس- متان نیز شناخته می شود. شناسایی ساختار اترها بویژه دی اتیل اتر به صد سال پیش می رسد، ولی ساختار دی متیل اتر برای اولین بار در سال 1850 میلادی توسط الکساند ویلیامسون[15] از دانشمندان بنام دانشگاه لندن شناسایی شد. پس از انتشار نتایج این تحقیقات، پژوهشها و مطالعات بسیار زیادی در زمینه این ماده در مراکز تحقیقاتی دانشگاهی و صنعتی انجام گردید و بررسی فرآیند تولید تجاری این ماده مورد توجه کمپانی های فعال نفتی قرار گرفت، ولی از اوایل سال 1980 به دلیل مشخص شدن کاربردهای جدیدی از این ماده به طور جدی تر مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه توسعه پارامترهای موثر بر فرآیندهای تولید از جمله نوع کاتالیست، راکتور و … در حال انجام می باشد. از چندین سال قبل کمپانی های نظیر Haldor Topsoe A/S , Air Product , NKK و …. فعالیتهای تحقیقاتی و پژوهشی خود را در مقیاس های مختلف (آزمایشگاهی، پیشتاز و یا پایلوت) به منظور دستیابی به تکنولوژی تولید این ماده آغاز کرده اند  ]24[

         دی متیل اتر ، یکی از انواع اترها (ساده ترین اتر) و از گروه هیدروکربنهای اکسیژن دار می باشد. این ماده در شرایط محیط بصورت گاز بوده و بی رنگ است، بویی اتر گونه داشته و به شدت آتشگیر است. نقطه جوش نرمال آن oC 25- بوده و در دمای محیط  (oC25) فشار بخار اشباع آن، atm1/6  می باشد. برخلاف متانول سوختن این ماده همواره با یک نورمرئی همراه است. دی متیل اتر خورنده نیست و با توجه به فشار بخار محیطی آن می توان دریافت که براحتی مایع می شود. بنابراین نقل و انتقال آن با ظروفی مشابه ظروف LPG امکان پذیر است . دی متیل اتر از نظر خصوصیات فیزیکی شبیه به LPG که عمدتاً در برگیرنده پروپان و بوتان است ، می باشد . جدول1-2 بیانگر پاره ای از خواص فیزیکی DME  و چند هیدروکربن که درحال حاضر نقش منابع تامین انرژی را به عهده دارند، می باشد . میزان ارزش حرارتی DME بالاست و از این جنبه نیز به عنوان یک منبع انرژی جدید، مدنظر قرار گرفته است. در حال حاضر به علت نداشتن اثرات آلاینده زیست محیطی، به عنوان پیشرانه در انواع اسپری ها کاربرد دارد، مضاف براینها به علت انرژی زیاد و عدد ستان بسیار مناسب و بالا (حدود60-55) در مقایسه با سوختهای متداول دیزل(گازوئیل) که در حدود 55-40 قرار  دارند، و میزان بسیار اندک گازهای آلاینده بخصوص NOX، چنین به نظر می رسد که جایگزین بسیار مناسبی برای انواع سوختهای دیزلی باشد  ]1و 25و26[. در جدول 1-3 خواص فیزیکی DME گردآوری شده است. شکل 1-1 نیز مقایسه ای بین میزان پاکیزگی و عددستان چند سوخت معروف و DME را نشان می دهد. همان گونه که در شکل می توان دید، DME از هردو نظر برتری محسوسی نسبت به سایر سوختهای متداول از خود نشان می دهد. با مقایسه مقدار ارزش حرارتی ( در واحدKcal/Kg ) بخصوص برای حالتDME و سوخت دیزل ( تا 54% از دیزل) می توان دید که برای طی یک مسافت مشخص، میزان بیشتری از سوخت DME  باید صرف شود. ولی سایر جنبه های مثبت DME، دلایل کافی برای بررسی امکان جایگزینی DME بجای سوخت های دیزل و نیز امکان پذیری فرآیندهای تولید صنعتی آن را فراهم می سازد

         بنا به آمار موجود میزان تولید جهانی آن در سال 2002 میلادی،ton/year 150000 بوده است. این تولیدات تا به امروز تماماً به صورت محصول جانبی واحدهای صنعتی فشار بالا متانول بوده است و تاکنون هیچ واحد صنعتی در سطح جهانی برای تولید خاص DME وجود ندارد

جدول 1-2: مقایسه خواص فیزیکی و عدد ستان سوختهای مختلف

Butane

Propane

Methane

Methanol

Diesel Fuel

DME

Properties

C4H8

C3H8

CH4

CH3OH

CH3OCH3

Chemical Formula

170-

M.W.

180-

Normal B.P.

Liq. Density (g/cm3 @ 20oC)

Sp.Gr. (vs. air)

Vap.Pressure (atm, @ 20oC)

1.9-

2.1-

5-

5.5-

0.6-

3.4-

Explosion limit (%)

40-

55-

Cetane Number

Net Calorific Value (Kcal/Kg)

Auto ignition temp. (oC)

جدول 1-3: خواص فیزیکی دی متیل اتر

CH3-O-CH3

Chemical Formula

Clear, colorless , ether like odor, stable liquid

Aspect

Molecular Weight (g/gmol)

3.4-

Flammability limit (%)

Melting Point (oC)

Normal Boiling Point (oC)

Specific Gravity (vs. air)

Specific Volume (ft3/lb)

Critical Pressure (bar)

Critical Temperature (oC)

Critical Density (g/lit)

Heat of Combustion HHV (MJ/Kg)

Heat of Combustion LHV (MJ/Kg)

Heat of Formation (KJ/mol)

Specific Heat Capacity (@ -24 oC , KJ/Kg.K)

Heat of Vaporization (@ -20 oC ,KJ/Kg)

Auto Ignition Temperature (oC)

3.4-

Explosive limits in air (V%)

Flash Point (oC)

Surface Tension (@ 20 oC , N/m)

Viscosity of Liquid (@ 20 oC , mPa.s)

Viscosity of Gas (@ 20 oC , mPa.s)

Solubility in water (@20 oC & 1 bar , %)

Solubility in water (@20 oC & 4.8 bar , %)

Water Solubility in DME (@20 oC & 4.8 bar , %)

 

1-2) کاربردهایDME ]26،25،28-31[

         می توان موارد مصرف DME در حال حاضر و در آینده نزدیک را در چند مورد زیر خلاصه کرد

1- عامل پیشران در انواع اسپری های آرایشی و بهداشتی

2- عامل سردسازی در سیکلهای سرماسازی

3- حلال آلی مناسب

4- یک واسطه مهم و با ارزش برای تولید انواع محصولات شیمیایی

5- مسیری مناسب جهت بهره برداری بهینه از منابع گاز طبیعی موجود

6- جایگزین و همراهی مناسب برای سوخت LPG و تعدیل عرضه و تقاضای آن

7- جایگزینی مناسب برای گازوئیل بعنوان سوخت حمل ونقل و منازل

8- جایگزینی مناسب برای انواع سوختهای نیروگاهی

9- به همراه متانول بعنوان مکمل های سوختی جهت بهبود احتراق در انواع موتورهای درون سوز

         از میان موارد اشاره شده در بالا جانشینی DME بعنوان سوخت پاک به جای گازوئیل و LPG در محافل علمی وتحقیقاتی جهانی پررنگ تر به نظر می رسد. به دلیل مصرف بسیار زیاد سوختهای دیزل در اتومبیل ها و آلودگی ناشی از سوختن سوخت دیزل در موتور اتومبیلها ، بشر امروزی به دنبال جایگزین نمودن یک سوخت تمیز و پاکیزه می باشد.جدول1-4 سوخت جایگزین برای انواع سوختهای فعلی را نشان می دهد.طبق این جدول می توان دیدکه در تمام زمینه ها DME از انتخاب های مناسب می باشد

جدول 1-4 : مقایسه انواع سوختهای جانشین برای سوخت دیزل

Diethyl Ether

DME

Ethanol

Methanol

Propane

CNG

FT

DF-2 Diesel

Properties

C2H6OC2H6

CH3OCH3

C2H5OH

CH3OH

C3H8

CH4

C10-C21

Chemical Formula

-13

350-

370-

B.P. oF

116

N/A

N/A

<

Vap.Press. (@ 100oF) Psi

>

>55

<

Low

Low

Low

>

40-

Cetane Number

662

~

~

Auto Ignition Temp. oF

8.9

Stochiometric AF ratio  wt%

12120

LHV  Btu/lb

0.66

Sp.Gr.  (@ 60oF)

         جدول 1-5 مشخصات کلی تولید کننده ها به همراه مقدار تولید و محل استقرار واحدهای صنعتی را نشان می دهد. لازم به ذکر است DME صرفاً محصول جانبی این واحدها پس از خالص سازی است

جدول1-5: ظرفیت تولید جهانیDME در سال

ظرفیت (Metric ton/year)

نام و محل واحد

Shell/RWE (Germany)

Hamburg DME Co. ,Germany

Arkosue Co. ,Holland

DuPont , West Virginia

Australia (various)

Taiwan (various)

Japan (various)

China (various)

143000

Total Production

         مطابق با اطلاعات فنی منتشر شده از سوی کمپانی دوپونت[16] ، دی متیل اتر تولید شده از سوی این کمپانی در موارد اشاره شده در جدول1-6 به کار برده می شود

جدول1-6 :کاربردهای DME اعلام شده از سوی کمپانی Dupont ]32[

میزان سهم از کل فروش

مورد مصرف

48 %

Hair Spray

6 %

Spray Paints/Venturi Spray

6 %

Inspect Repellants / Insecticides

5 %

Adhesives

31 %

Industrial Feedstocks

4 %

Miscellaneous

         در اکثر این واحدهای صنعتی ذکر شده خلوص محصولات تولیدی بیش از 99% می باشد. با توجه به اینکه امروزه تولید دی متیل اتر در واحدهای کوچک صنعتی می باشد، لذا دارای قیمت بالایی  در مقایسه با سایر منابع انرژی می باشد(در حدود $300   به ازای هر پوند DME). به منظور اقتصادی نمودن فرآیندهای تولید دی متیل اتر و رساندن آن به قیمت سایر منابع تامین کننده انرژی (معادل $050  به ازای هر پوند DME)، تحقیقات فراوانی در کمپانی های بزرگ نفتی در حال انجام می باشد. طبق پیش بینی کارشناسان صنعتی و با توجه به رشد کاربردهای گاز طبیعی، در چند سال آینده( تا اواخر سال2010 میلادی) شاهد راه ‏اندازی واحدهای تولید DME با مقیاس بالا خواهیم بود ]32[

1-2-1) DME بعنوان پیشرانه در اسپری ها

[1] – Alexander Wiliamson

[2] – DiMethylEther

[3] – ChloroFlouroCarbon

[4] – Liqified Petroleum Gas

[5] – Syngas To DME

[6] – Synthesis Gas or Syngas

[7] – Methanol

[8] – Coal Gasification

[9] – Steam Reforming or AMR

[10] – Auto-Thermal Reforming or ATR

[11] – SMR/O2RT

[12] – Partial Oxidation of Methane or POX

[13] – Gas To Liquid

[14] – DiMethylEther or DME

[15] – Alexander Williamson

[16] – DuPont

 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

كاربرد مواد افزودنی در روغن های روان كننده و تولید آن در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 كاربرد مواد افزودنی در روغن های روان كننده و تولید آن در word دارای 127 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد كاربرد مواد افزودنی در روغن های روان كننده و تولید آن در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

بخشی از فهرست پروژه كاربرد مواد افزودنی در روغن های روان كننده و تولید آن در word

مقدمه   
فصل اول   
مقدماتی راجع به روغنهای روان كننده، آزمایشات و كیفیت آنها   
انواع روان كننده ها   
موارد استفاده روغتهای روان كننده   
وظایف روغنهای روان كننده   
خواص ضروری روغنهای روان كننده   
تركیبات روغنهای روان كننده معدنی   
آزمایشات مربوط به روغنهای روان كننده   
ارگانها و سازمانها و مؤسسات ذیربط در كیفیت روغنها   
طبقه بندی ها و استانداردهای روغن   
فصل دوم   
مواد افزودنی به روغنهای روان كننده   
منابع قلیائیت و اثرات آن در روغنها   
خواص و فرمولهای انواع ادتیوهای مصرفی در روغنها   
1- افزایش دهنده های اندیس ویسكوزیته   
2- معلق كننده ها   
3- پاك كننده ها   
4- بازدارنده های اكسیداسیون   
5- مواد افزودنی ضد زنگ زدگی   
6- مواد افزودنی ضد سائیدگی   
7- بهبود دهنده های اصطكاك   
8- پائین آورنده های نقطه ریزش   
9- بازدارنده های كف   
چگونگی كنترل روغنها ضمن كار   
بررسی علل اضمحلال مواد افزودنی   
تعاریف و اصطلاحات مرسوم در قلمرو كنترل كیفیت روغنها   
فهرست منابع   

مقدمه
روغنهای روان كننده (Lubricating Oils) معدنی كه منشاء آنها از نفت خام است، كالاهای نسبتاً ارزانی هستند كه در موتورها و ماشین آلات صنعتی بسیار گرانقیمت مورد استفاده قرار می گیرند و اثر مستقیم روی كارآئی و عمر این دستگاهها دارند، لذا باید برای ایجاد اطمینان در عملكرد صحیح ماشین‌آلات، كیفیت روغن‌های مصرفی كاملاً مناسب باشد. ولی متأسفانه بسیار دیده شده است كه به این امر مهم، حتی توسط متخصصین فنی نیز توجه كافی نمی‌شود و در كشور ما، خیلی كمتر از آنچه شایسته است، به كیفیت روغن و طریقه كنترل آن، بها داده شده است.
هدف نگارنده این است كه خوانندگان آن، ضمن آشنایی با تولید روغنهای روان كننده به ابعاد گوناگون كیفیت روغنها، توجه بیشتری مبذول بفرمایند.
تعاریف متعددی برای كیفیت یك كالا، بعمل آمده است، اما شاید جمله ساده زیر مناسبترین تعریف باشد:
«كیفیت یك محصول، یعنی مناسب بودن آن برای كار برد مورد نظر» یا به زبان انگلیسی:
Quality Is Fitness For Purpose
مصداق این تعریف بخوبی در تجربه آن شخص متجلی است كه گفته بود:
«دریافته ام كه بهترین كره، بدترین روغن برای ساعت من است». در این مثال، دیده می شود كه چطور دو صفت متضاد بهترین و بدترین، به كیفیت یك كالا، در رابطه و با توجه به كاربردهای خاص آن كالا، قابل اطلاق گشته است.
كنترل كیفیت، امروزه یك مفهوم ارزشمند و دانشی بسیار پیشرفته است. برخلاف تصور بسیاری از مردم، كه از كنترل كیفیت، برداشتنی محدود و در حد بازرسی یا Inspection (كه بخشی از كنترل كیفیت است)، دارند، این اصطلاح مفهومی وسیع و عمیق را در بر دارد. كیفیت، در واقع، مجموعه ای از فعالیتهائی است كه یك كالا را از نقطه شروع تقاضای آن در بازار، در مرحله طراحی و تولید و عرضه آن به بازار، تا عكس العملهای مصرف كنندگان و اثرات آن بر طراحی مجدد و نحوه تولید محصول، دربرمی‌گیرد.
اما همیشه این طور نیست و مصرف كننده اصلی قادر نمی‌باشد كه كیفیت كالا را مستقیماً تشخیص داده و ارزیابی كند. این موضوع در مواردی صدق می كند كه كارائی و كیفیت محصول، علاوه بر خواص فیزیكی، به صفات شیمیائی آن، یعنی به واكنشهای شیمیائی نیز مربوط می شود. واكنشهای شیمیائی عموماً با سرعت كم و به طور كند انجام می پذیرند و لذا تشخیص آثار آنها همیشه در كوتاه مدت امكان پذیر نمی باشد. به علاوه ممكن است كه آثار فعالیتهای شیمیائی با دخالت عوامل دیگری همراه گردد و باعث شود كه تشخیص دلیل پدیده های حاصله، بسیار پیچیده گردد. مثلاً وقتی یك حشره كش مورد استفاده قرار می گیرد، بعضی از خواص آن كه از بین بردن حشرات است، قابل مشاهده است، ولی اثرات احتمالی مزمنی كه ممكن است بر نسوج بدن داشته باشد، به این سادگی ها برای مصرف كننده، قابل تشخیص نمی باشد. با همه اینها، كیفیت مواد شیمیائی را نیز می توان ولو به كمك آزمایشگاه، پیش بینی نمود. اگر ماده ای شیمیائی برای بشر شناخته شده باشد، با تعیین خواص فیزیكی و تجزیه عنصری و تعیین ساختمان شیمیائی آن، هر بار می توان آن را بازشناخت و كارائی و كیفیت آن را معین نمود. اگر ماده ای، مخلوطی از چند تركیب شیمیائی خالص شناخته شده باشد، باز می توان با تجزیه عنصری و روشهای دیگر، نسبت این تركیبات در مخلوط را تعیین و خواص مخلوط را پیش‌بینی كرد.
فرآورده های نفتی، از نقطه نظر رابطه خواص فیزیكی و شیمیائی با كارآئی عملی، پیچیده ترین وضعیت را دارند. می دانیم كه نوع و نسبت تركیبات مختلفی كه در نفتهای خام نقاط مختلف دنیا، یك كشور و یا یك منطقه وجود دارد، بسیار متغیر است. حتی در یك چاه نفت بخصوص، در عمق های مختلف، انواع و درصد مواد شیمیائی متفاوتی در نفت خام وجود دارد. روغنهای روان كننده نفتی نیز به همین دلیل، شامل انواع گوناگونی از هیدروكربنها و مشتقات آنها هستند، بخصوص كه اجزاء روغنهای روان كننده، عموماً از مولكولهای بسیار بزرگ (C15 تا C30)، تشكیل شده اند. خوانندگان محترم، از شیمی آلی بیاد دارند كه با بالا رفتن تعداد كربنها در مولكولهای هیدروكربنها، تعداد ایزومرهای آنها به سرعت افزایش می‌یابد. مثلاً هیدروكربن سیر شده 20 كربنه به نام ایكوزان Eicosane، از لحاظ تئوری، می تواند 366319 ایزومر مختلف داشته باشد. از این ارقام می توان دریافت كه تركیب و ساختمان شیمیائی روغنهای روان كننده چقدر متغیر و پیچیده است. بدیهی است كه جدا كردن هر یك از تركیبات شیمیائی روغن و تعیین خواص آنها، به سادگی، امكان پذیر نمی‌باشد. به همین دلیل، برای چنین فرآورده‌ای، چیزی به مفهوم كلاسیك خواص شیمیائی قابل تعریف نیست و در واقع آنچه كه تحت این عناوین بیان می شود، میانگینی از خواص تك تك اجزاء روغن است و چون نسبت و نوع این اجزاء در روغنهای مختلف تغییر می كند، خواص فیزیكی و شیمیائی روغنها نیز ثابت نمی‌باشد.
علاوه بر مطالبی كه ذكر آنها گذشت، روغنهای روان كننده از یك لحاظ دیگر نیز بسیار پیچیده‌تر از سایر فرآورده های نفتی هستند. روغنهای روان كننده در كاربردهای متعددی كه دارند، باید وظائف متنوعی را جامه عمل بپوشانند و برای این منظور باید خواص معینی را دارا باشند. آنچه كه از نفت خام تحت عنوان روغن حاصل شده و روغن پایه نامیده می شود، فقط قادر است بعضی از وظائف ضروری روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی را عملی نماید و بقیه خواص لازم به وسیله یك سری مواد شیمیائی ویژه كه مواد افزودنی (additives) نامیده می‌شوند و به مقدار حدود متوسط 3 تا 10 درصد به روغنها اضافه می شوند، به وجود می آیند. این مواد شیمیائی نیز انواع بسیار متعدد و متنوعی دارند و نیز به نسبتهای متغیر به روغن ها افزوده می‌گردند. لذا ملاحظه می شود كه روغنهای روان كننده از لحاظ ساختمان شیمیائی، چه مجموعه پیچیده ای را تشكیل می دهند.
از همه صحبتهای فوق نتیجه می شود كه كیفیت روغهای روان كننده را نمی توان مانند كالاهای معمولی به كمك خواص فیزیكی، و یا مانند مواد شیمیائی دیگر به وسیله خواص فیزیكی و آنالیز شیمیائی، پیش بینی نمود. به عبارت دیگر بین خواص فیزیكی و شمیائی (آنالیز شیمیائی) روغنها و كارآئی آنها در عمل، رابطه معین و ثابتی وجود ندارد. چه بسا دیده شده است كه دو روغن مختلف كه از لحاظ خواص فیزیكی و آنالیز شیمیائی (انواع و درصد عناصر) یكسان بوده اند، در عمل، دو نوع عملكرد (كیفیت و كارآئی) بسیار متفاوت (یكی قابل قبول و دیگری مردود) داشته اند.
آنچه كه امروزه تحت نام روغن جهت روانكاری و یا كاربردهای مخصوص دیگر همچون دستگاههای هیدرولیك، سیستم های حرارتی، عایق الكتریكی و یا برش فلزات به كار می رود می باید دارای خصائص عدیده‌ای باشد.
مشخصه های عمومی كه هر روغنی باید داشته باشد همان مشخصه‌های اصلی است كه از ابتدا مد نظر بوده، مثلاً اصطكاك قطعات را به منظور حركت دو قطعه كاهش دهد و یا اینكه حرارت حاصل دو سیستم كه به طرق مختلف بوجود می آید تحمل و به نوعی برطرف نماید و یا اینكه به نحوی آب بندی ایجاد كند كه از نفوذ ذرات خارجی جلوگیری نموده و یا برعكس ذرات دیگری كه از سائیدگی حاصل می شود از محل مشترك دو قطعه برداشته و از محیط عمل خارج نماید.
ولیكن تعدادی از مشخصه ها خیلی اختصاصی است و بستگی به نوع عملكرد آن دارد مثلاً روغنهائی كه در تراشكاری بكار می رود باید با آب بخوبی مخلوط شده و از اكسید شدن قطعات بسیار داغ فلزی در مجاورت هوا و آب جلوگیری به عمل آورده و ضمناً عمر تیغه برش را بهبود بخشد و تعدادی مشخصه دیگر كه بعداً تشریح خواهد شد.
به منظور ساخت یك روغن كه بتواند كلیه مشخصات لازم را برحسب عملكرد داشته باشد دو ماده اصلی به نام روغن پایه و مواد افزودنی را با یكدیگر مخلوط می‌نمائیم.
روغن پایه ماده ای است نفتی و یا سنتتیك Synthetic (مصنوعی) كه در حدود 95-90 درصد روغن را برحسب نوع روغن تمام شده تشكیل می دهد (در بعضی موارد از این مقدار كمتر است) و می توان نیازهای یك روغن را تا حدودی بر حسب آن عملكرد برطرف نماید.
ركن اساسی هر روغن تمام شده ماده ای به نام روغن پایه است و بعد از مخلوط شدن با مواد دیگر تبدیل به روغن محصول می گردد.
برای تهیه این ماده در حال حاضر سه راه وجود دارد كه عبارت است از استفاده از برش مواد نفتی، تصفیه روغنهای مصرف شده و تهیه مصنوعی آنها.
مواد افزودنی تعدادی مواد شیمیائی با تركیبات مخصوص است كه افزودن آنها به مقدار معین به روغن پایه خواص روغن را ترمیم و تصحیح نموده و علاوه بر آن تعدادی مشخصه مخصوص كه در روغن پایه وجود ندارد و یا ضعیف می باشد به مجموع روغن می دهد.
فصل اول
مقدماتی راجع به روغنهای
روان كننده، آزمایشات و كیفیت آنها
 
قبل از پرداختن به بحث اصلی لازم است خوانندگان محترم با برخی از مسائل مقدماتی آشنا شوند. در این فصل سعی بر این بر این است كه برخی موارد مهم به اختصار بیان گردد.

– انواع روان كننده:
كوشش بشر برای دریافت روان كننده های مؤثر سابقه ای دیرینه به قدمت تاریخ نوشته دارد. بسیاری از مواد در طول زمان برای این منظور مورد امتحان قرار گرفته و سپس مطرود و با مواد بهتری جانشین شده‌اند، اما بعضی از روان كننده های مورد استفاده تا به امروز به طرز شگفت آوری اصالتی قدیمی دارند. مصریان در 1400 سال قبل از میلاد مخلوطی از چربی حیوانی و صابون آهكی را می جوشاندند و به عنوان گریس بر چرخ ارابه ها به كار می‌بردند.
اما روان كننده های مورد مصرف در دنیای صنعتی امروز را می توان از نظر حالت در چهار رده روان كننده های گازی، روان كننده های مایع، روان‌كننده های نیمه جامد و بالاخره روان كننده های جامد دسته بندی نمود.
1-روان كننده های گازی به خصوص هوا برای روانكاری در كاربردهائی كه سرعت بسیار زیاد و بار كم و ثبات شعاعی محور چرخش مورد نظر است یا شرایط غیرعادی درجه حرارت و یا وجود پرتوهای هسته ای ایجاد كند مورد استفاده قرار می گیرند.
مثالهای عملی كاربرد گاز و هوا به عنوان روان كننده، روانكاوی اولتراسانتریفیوژها، ماشین های ابزار سنگ زنی دقیق با سرعت زیاد، چرخ مته دندانپزشكی و گاز گردانهای راكتورهای اتمی است. امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه استفاده از روان كننده های گازی و بخار مایعات برای موارد كاربردی از قبیل ماشین های ریسندگی پرسرعت، توربین گازی، موتور جت و ژیراسكوپ و غیره در جریان است.
2-روان كننده مایع طیف وسیعی از سیالات از گازهای مایع تحت فشار تا انواع روغنهای سنتتیك را دربر می گیرد. كاربرد روان كننده های مایع در روانكاری به روش هیدرودینامیك با لایه ضخیم یا لایه نازك روان كننده است و به این مناسبت رایجترین نوع روان كننده مورد استفاده است.
مهمترین و پرمصرف‌ترین روان كننده مایع، روغن معدنی حاصل از پالایش نفت خام است.
روان كننده مایع شامل روغنهای طبیعی، حیوانی و گیاهی كه خود مصارف بخصوصی از نظر روانكاری دارند نیز می باشد.
3-روان كننده های نیمه جامد شامل انواع گریس و چربیهای جامد و موم در مواردی كه آب بندی محل روانكاری برای استفاده از روان كننده مایع مشكل است و یا شرایط كار سبك و غیر مداوم و یا عدم دسترسی، یكبار روانكاری برای طول عمر مكانیزم را توجیه نماید و در یاتاقانهای ساچمه ای و غلطكی كه روانكاری از نوع الاستوهیدرودینامیك حكمفرماست بكار می رود. گریس كه پرمصرف‌ترین روان كننده نیمه جامد است خود متشكل از یك روغن نفتی یا سنتتیك و یك پركننده یا سفت كننده است.
4-روان كننده های جامد برای روانكاری در شرایط بخصوص كار مانند خلاء كامل یا بار و حرارت زیاد و در مواردیكه روانكاری حدی (Boundary Lubrication) حاكم است به كار می‌رود. انواع روان كننده های جامد شامل گرافیت، میكا، تالك، سولفید مولیبدنیم، اكسید سرب، گل گوگرد و انواع پلاستیك است.

– موارد استفاده روغنهای روان كننده:
قبلاً گفته شد كه كیفیت هر كالا، یعنی مناسب بودن آن برای مصرف در كاربرد معین، بنابراین اولین قدم برای ورود به عرصه كیفیت این روغنها، توجه به كاربرد آنهاست. روغنهای روان كننده معدنی، موارد استفاده بسیار متعددی دارند. شاید به تعداد چند برابر انواع موتورها و ماشین آلات صنعتی، موارد مصرف بتوان برشمرد، ولی در اینجا فقط اشاره می شود كه روغنها را از یك نظر به روغنهای موتور، ماشین آلات صنعتی و هواپیما تقسیم بندی می نمایند، مجزا كردن روغنهای ویژه هواپیما، در یك طبقه خاص، شاید به دلیل متفاوت بودن شرایط كار آن در زمین و هوا و تغییرات شدید این شرایط باشد.

– وظایف روغنهای روان كننده:
متفاوت بودن مكانیسم موتور و ماشین آلات صنعتی، از نقطه نظر تریبولوژی، انجام وظائف متعدد و پیچیده ای را از روغنها می‌طلبد. ولی خوشبختانه با همه پیچیدگی‌های این مكانیسم، وجوه مشترك زیادی بین آنها موجود است و لذا بر این اساس می توان وظائف روغن را در چند جمله خلاصه، یادآوری نمود.
1-روان كنندگی (تشكیل یك لایه روغن بین قطعات متحرك و كاهش اصطكاك و سائیدگی آنها).
2-انتقال حرارت و خنك كردن قطعات متحرك.
3-جلوگیری از اثرات ضربه قطعات بر یكدیگر.
4-آب بندی فواصل قطعات و در بعضی موارد انتقال نیرو در روغنهای هیدرولیك)
5-عمل كردن به عنوان حامل (Carrier) مواد شیمیائی موسوم به مواد افزودنی كه به كمك آنها، قطعات ماشین و نیز خود روغن در مقابل اكسیده شدن، سائیدگی، زنگ زدن، خوردگی، كثیف شدن و غیره محافظت می‌شوند.
6-تمیزنگاه داشتن قطعات، از طریق حمل ذرات ناشی از سائیده شدن قطعات و مواد حاصله از تجزیه روغن و سوخت به خارج از منطقه قطعات و جلوگیری از ته نشین شدن آلودگی ها و مواد فوق الذكر روی قطعات ماشین (به ویژه در موتورها).
به جز ردیف 6 كه عمدتاً مربوط به روغنهای موتور و بعضی روغنهای صنعتی ویژه است، بقیه وظائف به عهده تقریباً همه روغنها قرار دارد. البته تمامی این وظائف، با شدتی یكسان در كلیه موارد، اعمال نمی‌شود، و بسته به هر مورد مصرف مشخص، ممكن است یك یا چند قلم از آنها جزء اعمال اصلی روغن و بقیه كارهای فرعی آن تلقی شوند.
نكته مهم این است كه روغنها، جهت آن كه بتوانند وظائف خود را به درستی انجام دهند، باید دارای شرایط و ویژگیهای معینی باشند و در واقع این خواص هستند كه روغنهای مختلف و كیفیت آنها را از یكدیگر متمایز می‌سازند.
– خواص ضروری روغنهای روان كننده:
روغنهای روان كننده باید:
1-دارای گرانروی (ویسكوزیته – یعنی میزان روانی یا ناروانی) مناسبی باشند اعمال تشكیل لایه روغن و كاهش اصطكاك و سائیدگی و نیز انتقال حرارت و ضربه‌گیری و آب بندی و انتقال نیرو را به خوبی انجام دهند.
2-گرانروی خود را در محدوده درجات حرارت كار خود تا حد كافی حفظ كنند تا لطمه ای به انجام وظائف آنها وارد نشود. در اصطلاح گفته می‌شود كه شاخص گرانروی (VI) به اندازه كافی بالائی داشته باشند.
3-در مقابل حرارت و اكسیژن هوا (تجزیه حرارتی و اكسیداسیون) به حد كافی مقاوم باشند.
4-از زنگ زدن (Rust)، خورده شدن توسط مواد اسیدی (Corrosion) و سائیدگی بیش از حد قطعات (در مواردی كه روغن پایه قادر به تشكیل لایه ضخیم و جلوگیری از سائیدگی نیست)، جلوگیری نمایند.
5-دارای مواد پاك كننده و معلق كننده بوده و از ته نشین شدن رسوبات در لابلای قطعات جلوگیری نمایند (در مورد موتورها)
6-در سرما به اندازه كافی روان باشند تا شروع و ادامه حركت قطعات آسان باشد.
7-اگر در تماس با قطعاتی غیر فلزی (مثل آب‌بندهای لاستیكی Seals) هستند، روی آنها اثر نامطلوب نداشته باشند.
8-كلاً روی قطعاتی كه با آنها در تماس هستند و نیز روی اجزاء درونی خودشان، اثرات نامطلوب نداشته باشند و بین اجزاء آنها سازگاری وجود داشته باشد.
9-از نقطه نظر عواملی مثل فراریت، آتش‌گیری و نظائر آن در شرایط مناسبی باشند.
10-درحین كار، كف نكنند.
11-بتوانند اثرات نامطلوب ناشی از كار دستگاه (مثل احتراق سوخت در موتورها، اختلاط بخار در توربینهای بخاری و …) را تا حد ممكن خنثی كنند.
12-مواد آلوده كننده خارجی مثل گرد و خاك، كثافات، آب و نظائر آن، همراه روغن نباشد.
اكثر ویژگیهای فوق‌ا‌لذكر تقریباً در مورد تمام روغنها به طور مشترك ضروری است. البته ممكن است در هر مورد خاص، اقلام معینی از اینها اولویت داشته باشند، علاوه بر این خواص، ممكن است هر روغن بخصوصی، ویژگی مشخص و مخصوصی نیز برایش ضروری باشد. مثلاً قدرت پاك كنندگی در مورد موتورهای بنزینی و دیزلی و نظائر آنها مهم باشد. یا، روغنهای حل شونده تراشكاری باید بتوانند با آب یك امولسیون پایدار تشكیل بدهند. روغنهای توربین بخاری باید از بخار آبی كه به آب تبدیل شده و با آنها مخلوط شده است در مدت زمان كوتاهی جدا شوند، به همین دلیل روغنهای توربین نباید با موادی مثل پاك كننده ها (از روغن موتورها) كه باعث ایجاد امولسیون و جدا نشدن آب و روغن می‌گردند، مخلوط و آلوده شوند. روغنهای ترانسفورمر و نظایر آن باید در حد بالائی عایق الكتریسیته باشند و روغنهای هیدرولیك، عمل انتقال نیرو را به نحو احسن انجام دهند و …

-تركیبات روغنهای روان كننده معدنی:
خواص فوق الذكر، باید به نحوی در روغن ایجاد شود. واقعیت مهم این است كه روغنهای روان كننده از دو قسمت اساسی تشكیل شده اند: 1-روغن پایه: ماده‌ای كه از نفت خام، پس از طی یك سری عملیات پالایش به دست می‌آید. روغن پایه (Base Oil)، به طور متوسط 90 درصد حجم روغنها را تشكیل می‌دهد. 2-مواد شیمیائی موسوم به مواد افزودنی (Additives) كه حدود متوسط 10% حجم روغنها را تشكیل می‌دهند.
تنها تعداد محدودی از خواص ضروری روغنها در روغن پایه وجود دارد و برای اینكه روغنهای روان كننده همه خواص لازم را داشته و بتوانند وظائف خود را به طور كامل انجام دهند، به آنها مواد افزودنی اضافه می شود.
نكته مهم این است كه خوانندگان محترم باید توجه فرمایند كه روغنهای روان كننده امروزی مجموعه‌هائی بسیار پیچیده از روغنهای پایه و مواد افزودنی هستند كه بدون آنها، طراحی و استفاده از ماشین آلات پیچیده و مدرن امروزی امكان‌پذیر نمی‌باشد. ایجاد تعادل بین روغن پایه و مواد افزودنی یك روغن، و ایجاد شرایطی كه از اثرات احتمالی نامطلوب این اجزاء بر هم اجتناب شود و بهترین تركیب حاصل گردد، از فنون پیچیده و ظریف دانش بشری است. ولی متأسفانه در مورد روغنها، بسیار ساده‌نگری می شود. مثلاً روغنهای دنده اتوماتیك یا روغنهای كمك فنر، از محصولاتی هستند كه گاه باید تا 15 نوع مواد افزودنی گوناگونی داشته باشند، حال اینكه در ایران به علت عدم آگاهی و توجه مصرف كنندگان، عده‌ای شیاد، روغن پایه (بدون هیچگونه ماده افزودنی) را با گازوئیل و رنگ مخلوط كرده و آن را به قیمت گزاف و به نام روغن دنده اتوماتیك می‌فروشند و یا در كمك فنرها می‌ریزند، غافل از اینكه همین گازوئیل، چه صدماتی به كمك فنر وارد می‌كند و یا روغن پایه مصرفی در دنده‌های اتوماتیك چقدر سریع آنها را فرسوده می‌سازد.
-آزمایشات مربوط به روغنهای روان كننده:
انواع گوناگونی از آزمونها برای كنترل كیفیت روغنها به كار می‌روند كه می توان آنها را به 5 دسته به شرح زیر تقسیم بندی كرد:
الف) تستهای فیزیكی: عبارتند از آزمایشات فیزیكی نسبتاً ساده آزمایشگاهی كه طبیعت ماده را از طریق اندازه گیری خواص فیزیكی مانند گرانروی (ویسكوزیته) نقطه اشتعال (Flash Point)، وزن مخصوص نسبی (Sp.gr.)، رنگ (Color) ظاهر (Appearance)، ضریب شكست (RI) و غیره، معرفی می كنند.
ب) تستهای شیمیائی: در این آزمایشات، تركیبات شیمیائی (Composition) روغن از طریق اندازه گیری عناصری مثل گوگرد، كلر، فسفر، فلزات، ازت، و غیره، معین می‌گردد. البته باید توجه كرد كه این تستها، یعنی آنالیز شیمیائی، به تنهائی ساختمان شیمیائی (Structure) روغن را روشن نمی‌كنند و فقط برای كنترل Specification به كار می روند.
ج) تستهای فیزیكو – شیمیائی: در این نوع آزمونها، یا عناصر شیمیائی موجود در روغن را به كمك دستگاههائی مثل جذب اتمی و نظایر آن اندازه گیری می كنند و یا، توسط دستگاههای اسپكتروسكپی و نظائر آن، ساختمان شیمیائی روغن را معین می نمایند.
سه نوع آزمون فوق، برای مشخص كردن نوع عمومی محصولات نسبت به كاربرد خاص و كنترل در حین ساخت روغن و برای تعیین عمر مفید روغن در سرویس به كار می روند.
د) تستهای موسوم به Banch Tests:
در این نوع آزمونها، روغنهای روان كننده در معرض شرایطی شبیه شرایط كار واقعی روغن، منتهی با شدت بیشتر و عموماً فقط در یك بعد آن شرایط، قرار گرفته و تغییرات روغن و نیز اثرات آن بر قطعات استاندارد مورد بررسی قرار می‌گیرند. آزمونهائی مثل پایداری حرارتی، پایداری اكسیداسیون، خوردگی Corrosion، ممانعت از زنگ زدن، Rust Preventive و … كه معمولاً در وسائل شیشه ای آزمایشگاهی و با دستگاههای ویژه ساده، انجام می شوند، از این نوع هستند. وجه تسمیه این نوع تستها، یعنی Bench test (تستهای روی میز) این است كه این تستها، حد وسط تستهای فیزیكی و شیمیائی و آزمایشهای موتوری و دستگاهی می باشند و در واقع یك فرقشان با تستهای موتوری و … این است كه در روی میز آزمایشگاه عملی می شوند، درحالیكه این تشابه را با تستهای موتوری و دستگاهی دارند كه مانند آنها وضع روغن را در عمل بررسی می كنند.

هـ) تستهای موتوری و دستگاهی Engine & Rig tests:
برای ارزیابی روغنها تحت شرایط عملی و واقعی كارشان، مثل شرائطی كه در موتورها، جعبه دنده ها و غیره وجود دارد، تستهای مكانیكی معینی برای بررسی اثرات خواص گوناگون روغن انجام می شود. موتورها و دستگاههای استاندارد شده معین، معمولاً در آزمایشگاههای بزرگی در روی زمین نصب شده یا قرار دارند و در آنها تست های متعددی تحت شرایط كاملاً معین و كنترل شده انجام می گردد. پس از پایان آزمایشات، تغییرات خواص روغن و اثرات آن بر قطعات موتور و یا دستگاه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. چنین آزمونهائی، طوری طراحی شده اند كه عموماً نتایج آن تا حد زیادی، وضعیت را در سرویس واقعی‌اش (یعنی در یك موتور یا دستگاه واقعی)، معین و پیش بینی می كند، ولی برای محصولاتی كه برای اولین بار به بازار عرضه می شوند (بیشتر مواد افزودنی جدید مد نظر است)، معمولاً بعد از تستهای مكانیكی فوق الذكر، یك سری تست در دستگاههای واقعی نیز انجام می شود. این گونه تستها را Field test می نامند.
مثلاً برای یك روغن موتور جدید برای كامیونها، روغن مزبور را در چندین كامیون می ریزند و این كامیونها به كار معمولی خود ادامه می دهند. در فواصل معینی و نیز در پایان برنامه آزمون، تغییرات خواص روغن و نیز كیفیت قطعات و كار موتور كامیونها، مورد ارزیابی قرار می گیرد.
واضح است كه تستهای موتوری و دستگاهی، بسیار گران تمام می شود. به همین دلیل و نیز برای سرعت كنترل، یك بار كه یك روغن پایه معینی با مواد افزودنی مشخص، چنان تستهائی را می‌گذرانند، از آن پس كار كنترل كننده این است كه به كمك چهار نوع تست اول تا چهارم، كنترل می كند كه روغن با همان تركیبی كه قبول شده است، ساخته و به بازار عرضه گردد. در واقع در خلال تستهای نوع پنجم و همراه با آزمونهای چهار نوع دیگر و با مددگرفتن از علم آمار، ریاضیات، مكانیك، شیمی و غیره، حدود ارقام Specification فیزیكی و شیمیائی روغن قبول شده، تعیین می گردد  و آزمایشهای كنترل، این حدود را مورد بازرسی و كنترل قرار می دهند.

– ارگانها و سازمانها و مؤسسات ذیربط در كیفیت روغنها:
با همكاری:
الف – سازندگان (موتور) خودروها و دستگاهها،
ب – انجمن های علمی بین المللی،
پ-مؤسسات رسمی دولتی و نظامی،
فعالیتهای بسیار با ارزشی در جهت تعریف و استاندارد كردن روغنهای مورد نیاز موتورها و ماشین آلات صنعتی، و نیز چگونگی آزمون آنها به عمل آمده و می آید در لیست ذیل، نام مهمترین آنها به فارسی و انگلیسی، ذكر شده است:
ASTM: American Society for Testing and Materials
انجمن آمریكائی تست و مواد (این مؤسسه روشهای آزمون را معین و استاندارد می كند).
IP: Institute of Petroleum (U.K.)
انستیتوی نفت (انگلستان). این مؤسسه نیز مثل ASTM است.
API: American Petroleum Institute
انستیتوی نفت آمریكا، این مؤسسه سطوح كیفیت Performance Levels مربوط به روغن موتورها و روغن دنده های اتومبیل را استاندارد می كند.
SAE: Society of Automotive Engineers
انجمن (آمریكائی) مهندسین وسائط نقلیه موتوری این انجمن روغنهای موتور و دنده اتومبیل را برحسب گرانروی آنها طبقه بندی می نماید.
CCMC: Comite des Constructerurs d’ Automobiles du Marche Commun
كمیته سازندگان اتومبیل بازار مشترك (اروپا). این كمیته سطوح كارآئی روغنهای موتور را (شبیه API) برای اتومبیلهای اروپائی، تعریف و استاندارد می كند.
 
CEC: Co-ordinating Europen Committee for the Development Preformance Tests for Lubricants and Engine Fuels
كمیته اروپائی هماهنگ كننده برای پیشبرد تستهای كارائی روغنها و سوختهای موتور.
این مؤسسه روشهای تست (موتوری) را برای سطوح كیفیت تعریف شده توسط CCMC، تعیین و استاندارد می كند.
AGMA: American Gear Manufacturers Association
اتحادیه امریكائی سازندگان دنده، این مؤسسه در زمینه طبقه بندی روغنهای دنده های ماشین الات صنعتی فعالیت دارد.
CRC: Co- ordinating Research Council (of the SAE)
انجمن پژوهشی هماهنگ كننده (SAE).
AFNOR: Association Francaise de Normalisation
مؤسسه استاندارد فرانسه (معادل ASTM)
DIN: Deustche Industrienorm
مؤسسه استاندارد آلمان غربی.
ISO: International organization of Standards
مؤسسه بین المللی استاندارد. این مؤسسه روغنهای صنعتی را از لحاظ گرانروی طبقه بندی می نمایندو …

باید توجه داشت كه وظایفی كه در لیست فوق به انها اشاره شد، فقط بخشی (آن بخش كه در رابطه با روغن، معروفتر است)، از فعالیتهای گسترده مؤسسات مورد بحث است. در واقع این مؤسسات با همكاری‌های ارزشمند، كوششهای پژوهشی و كاربردی وسیعی در زمینه‌های گوناگون، و ازجمله در رابطه با روغن دارند.
از آنجائیكه مؤسسات آمریكائی (و نیز انگلیسی) با سابقه ترین و معتبرترین سازمانها در این زمینه هستند، بقیه ارگانهای مشابه در كشورهای دیگر نیز به نحوی فعالیتهای خود را معادل با سازمانهای آمریكایی و انگلیسی ارائه می دهند.

 
-طبقه بندی ها و استانداردهای روغن:
همانطوری كه در بخشهای قبل گفته شد، سازمانها و مؤسسات علمی و دولتی و نیز سازندگان خودروها و ماشین آلات صنعتی و تولیدكنندگان مواد افزودنی و روغن، دست به دست هم داده و سیستم بسیار مؤثر و كارآمدی برای كنترل كیفیت روغنهای روان كننده به وجود آورده اند. یكی از پایه های این سیستم، طبقه بندی روغنها و تدوین و انتشار استانداردهای مربوطه است كه نقشی حیاتی در برقرار نمودن ارتباط صحیح بین تولیدكنندگان، آزمایش كنندگان و مصرف كنندگان روغن، دارد.
به طور كلی روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی را از دو لحاظ طبقه بندی می كنند:
1-طبقه بندی بر اساس گرانروی (ویسكوزیته).
2-طبقه بندی بر حسب كارائی (Performance)
طبقه بندی بر حسب ویسكوزیته، مصرف كنندگان را در انتخاب صحیح روغن، فقط از لحاظ ویسكوزیته مناسب، كمك می كند.
جداول طبقه بندی ویسكوزیته، عموماً روغنها را بر حسب ویسكوزیته در رابطه با درجه حرارت، دسته بندی می كنند. البته سازندگان وسائل، هنگام توصیه ویسكوزیته مناسب خود و یا ماشین ساخت خود، علاوه بر درجه حرارت، فاكتورهائی از قبیل بار، فشار، سرعت، اصطكاك و غیره را نیز درنظر می‌گیرند. اما توصیه آنها، عموماً فقط به همان ویسكوزیته بتنهائی یا در رابطه با دما، انجام می شود.
طبقه بندی روغنها بر حسب كارائی، در واقع اصلی ترین معیار برای انتخاب صحیح روغن را به دست می دهد. در این نوع دسته بندی، روغنها بر حسب مورد كاربرد معین، شدت كار آن مورد، نوع متالوژی و طراحی ماشین آلات كه روغن در آنها به كار می رود، نوع سوخت مصرفی این وسائل و سایر نكات جانبی، نوع كار یا وسائل، محیط كار آنها، عمر تعمیراتی مورد نظر و …، طبقه بندی می گردند. كاملاً روشن است كه انجام چنین طبقه بندی ظریفی، نیاز به تجربه و تستهای بسیار پیچیده دارد.
باید توجه كرد كه سازندگان خودروها و ماشین آلات صنعتی كه معتبرترین منابع برای توصیه روغن مورد استفاده هستند، روغنهای مورد نیاز خود را در كاتالوگهای ماشین آلات هم بر حسب ویسكوزیته و هم بر اساس كارائی معرفی می كنند، ولی در گذشته بسیار دیده شده است كه به علت عدم اشنائی مصرف كنندگاذن روغن، فقط به گرانروی روغنها توجه شده و به نوع و سطح كیفیت آنها كه در طبقه بندی كارائی مشخص می شود، اعتنایی نشده و لذا روغن به طور نامناسب، مورد استفاده قرار گرفته است.
به طور خلاصه باید گفت كه انتخاب روغن به كمك دو نوع طبقه بندی انجام می شود:
1-برحسب ویسكوزیته، كه دلیل خوبی و بدی روغن نیست و فقط به انتخاب گرانروی صحیح كمك می كند.
2-برحسب كارائی كه در واقع طبقه بندی كیفیت واقعی روغن است. در ذیل مهمترین نمونه این طبقه بندی ها ذكر می شوند.

الف) طبقه بندی روغنها بر حسب ویسكوزیته
در صفحات بعد، جداولی ذكر شده اند كه طبقه بندی روغنها را برحسب ویسكوزیته نشان می دهند. برای آشنائی و استفاده از این جداول، توجه به توضیحات ذیل مفید است:
جدول A1: این جدول، طبقه بندی، روغن موتورها را بر حسب ویسكوزیته نشان می دهد. در این جدول كه جدیدترین جدول طبقه بندی ویسكوزیته، SAE است، روغنها، 0Wو 5W و 25W نیز جدیداً تعریف شده اند. ضمناً، تعریف درجات SAE روغنها، فقط برحسب گرانروی در 0C100 و در سرما (كه در این جدول، برای هر درجه ای، دمای سرمای معینی درنظر گرفته شده است)، نیست، بلكه ماكزیمم دمای مرزی پمپ شدن روغن و نیز نقطه ریزش پایدار هم ملاك هستند.
جدول A2: در این جدول ISO (سازمان بین المللی استاندارد)، روغنها را بر حسب ویسكوزیته (سنتی استوك) در 0C40 تعریف كرده است. هم اكنون این طبقه بندی بیشتر برای روغنهای صنعتی كه در درجه ویسكوزیته آن – (ISO Viscosity Grade) ISO VG نامیده می شود، نشان دهنده گرانروی متوسط آن درجه است و ماكزیمم و مینیمم هر درجه حدوداً 10  درصد این مقدار متوسط است. مثلاً یك روغن با درجه ISO VG 68، روغنی است كه در  0C40، ویسكوزیته ای به طور متوسط 68 سنتی استوك دارا باشد. انتخاب
0C40 به عنوان مرجع، در رابطه با دمای معمول كار دستگاههای صنعتی است.
جداول A3: روغنهای دنده اتومبیل را برحسب ویسكوزیته در  0C100 و در سرما، تقسیم بندی می كنند، بالائی مربوط به SAE پائینی مربوط به ارتش آمریكاست. نكته مهمی كه باید بدان توجه شود، این است كه هیچ رابطه ای بین اعداد این طبقه بندی، و طبقه بندی روغنهای موتور وجود ندارد. مثلاً دیده می‌شود كه یك روغن دنده 90SAE، ویسكوزیته ای در حد یك روغن موتور
40SAE، تا بیش از 50 SAE دارد.
 
ب) طبقه بندی روغنها بر حسب كارائی
طبقه بندی روغنهای موتور و ماشین آلات صنعتی كه در واقع مهمترین ابزار شناختن و معرفی كیفیت روغنها هستند، بسیار متعدد هستند، زیرا مؤسسات گوناگونی در مورد این طبقه بندی اقدام كرده اند. ازجمله:
-انجمنهای علمی مثل API (انجمن نفت آمریكا) و CCMC (در اروپا)
-ارگانهای نظامی، Military
-و سازندگان اصلی وسائل (Orginal Equipment Manufactures). یا (OEM) كه این دسته خود بسیار متعدد هستند.
ولی با وجود تنوع مورد بحث، خوشبختانه كار شناخت این طبقه بندی ها آسان است، زیرا در مورد روغنهای خودروها، طبقه بندی های كارائی API و CCMC و ارتش آمریكا و نیز وزارت دفاع انگلستاذن مقبولیت عام یافته اند و استانداردهای دیگر نیز سعی می كنند، به نحوی معادل طبقه بندی های خود را از مراجع فوق الذكر تعیین و معرفی نمایند. سازندگان خودرو نیز، عموماً همان طبقه بندی API. و نظائر آن را به كار می برند و اگر نكاتی اضافه بر آنها مورد نظرشان باشند، ذكر می كنند.
در مورد روغنهای صنعتی، مراجع عمده، سازندگان معتبر ماشین الات مربوطه هستند كه در مواردی موسسات صنعتی بزرگ كشورهای پیشرفته مثل فولاد آمریكا و نظائر آن نیز به عنوان مرجع مورد توجه قرار می گیرند.
در صفحات بعد، نمونه هائی از مهمترین این طبقه بندی ها ارائه شده است:
جدول B1: در این جدول، API، روغنهای موتورهای بنزینی را از نظر كارائی طبقه بندی و تعریف كرده است. دیده می شود كه این روغنها، از SA تا SF تقسیم بندی شده اند. نكته مهم این است كه موتورهای جدید با شرائط سخت تر (سرعت، دما و فشار بیشتر) به بازار عرضه شده، روغنهای مورد نیاز آنها نیز تغییر كرده و نیز به روغنهائی با سطوح كیفیت بالاتر، ضرورت پیدا كرده است.
جدول B2: طبقه بندی API برای روغنهای دیزلی است. روغنهای دیزلی از CV تا CD تقسیم بندی شده اند.
جدول B3: در این طبقه بندی API و معادلهای نظامی و صنعتی ذكر شده‌اند. استانداردهای نظامی به صورت – MIL-L و یك شماره نشان داده می‌شوند. با توجه به تعاریف طبقه بندی API، و استفاده از این جدول معادلها، می‌توان دریافت كه هر یك از این استانداردها نظامی و یا صنعتی، معادل چه سطح كیفیت از روغن موتور هستند.
تولیدكنندگان روغن موتور موظفند، كیفیت تولیدی خود را به كمك علائم این جدول (API یا MIL-L) معرفی نمایند.
 
جدول A3

فصل دوم
مواد افزودنی به روغنهای روان كننده
 
با افزایش روزافزون نیاز به روغن به منظور روغنكاری و نیز جهت انتقال نیرو تحقیقات زیادی برای گسترش و بهبود عمل روغنها انجام می‌گیرد. نه فقط روغنهائی كه دارای پایه نفتی هستند بلكه به همان اندازه روغنهای مصنوعی مانند استرهای آلی و مایعات سیلیكونی و اترهای پلی فنیل نیز احتیاج به مواد افزودنی جهت بهبود عمل روغنكاری خود دارند از جمله:
بازدارنده های اكسیداسیون كه عمدتاً از تركیبات آلی شامل گوگرد، نیتروژن، فسفر و بعضی الكیل فنلها تشكیل شده اند. در عمل این تركیبات با هیدروپراكسیدهای تشكیل شده اولیه در اثر اكسید شدن روغن واكنش می‌دهند كه منجر به ایجاد یك واكنش زنجیری و تشكیل اسید آلی در موتور می‌شود بدین ترتیب می توان خورندگی بابیت Babbit و لوازم ساخته شده از روی و یاتاقانهای مسی را به حداقل میزان تقلیل داد.
تركیباتی نظیر دی – ترت بوتیل كرزول Di-Tert-butyl Cresol
و فنیل – 1 – نفتیل آمین Phenyl-l-naphthylamine
همراه با روغن پایه های خوب پالایش شده پارافینیكی برای روغنكاری توربینهای بخار و ماشین آلات هیدرولیكی بكار می روند.
برای شرایط كار دشوار موتورهای احتراق داخلی می توان تركیباتی از روی، باریم و كلسیم تیوفسفات را مورد استفاده قرار داد.
عوامل ضد سائیدگی با تشكیل یك فیلم سطحی به وسیله مكانیزم جذب فیزیكی و شیمیائی اصطكاك و سائیدگی را در حد روغنكاری به مینیمم
می‌رسانند.
انواع عوامل ضد سائیدگی دارای تركیباتی از اكسیژن، گوگرد، موم كلره شده، فسفر و تركیبات آلی سرب هستند. تری كرزیل فسفات TCP و زنیك دی اكلیل دی تیوفسفات ZDDP بطور وسیع به حداقل رساندن سائیدگی در پمپهای هیدرولیك، دنده ها و انتقال دهنده ها استفاده می شوند.
در مواردی كه فشار زیاد باشد و جائیكه فلز با فلز تماس دارد تركیبات سولفور فعال كلرین و سرب باید استفاده شود. این تركیبات با واكنش شیمیائی، تشكیل یك فیلم سطحی نسبتاً پایدار مانند سولفید سرب، كلرید آهن یا سولفید آهن را می دهند.
مواد پاك كننده در روغن از رسوب گذاری در روی قسمتهای موتورهای احتراقی جلوگیری می كنند و آنها را به صورت لجنهای معلق در روغن به شكل Varnish، Carbon و رسوبات سربی درمی‌آورند.
از تركیبات باریم و كلسیم سولفوناتها و فناتها به عنوان مواد پاك كننده در روغن موتورهای دیزلی و بنزینی استفاده می كنند.
بسیاری از پاك كننده های بدون خاكستر دارای پایه الكیل متااكریلات می باشد كه اكثراً شامل گروههای نیتروژن قطبی در زنجیرهای جانبی خود و یا مشتقات پلی آمینی اسید پلی بوتنیل سوكسینیك هستند. این نوع تركیبات علاوه بر خاصیت پاك كنندگی از زنگ زدگی نیز جلوگیری نموده و اندیس ویسكوزیته روغن و نقطه ریزش آن را بهبود می دهند.
از انوع رایج بهبود دهنده اندیس ویسكوزیته می توان پلی متا آكریلاتها، پلی ایزوبوتیلنها و پلی الكیل اسیترن ها را نام برد. كار این تركیبات در اصل بالا بردن ویسكوزیته روغنهای سبك می‌باشند. این مواد در تهیه روغن موتورهای مولتی گرید استفاده می شوند. كوششهای تحقیقاتی بسیار برای بهبود پایداری در مقابل شكستن مكانیكی این مواد انجام گرفته كه روغن برای مدت طولانی به حال ویسكوز باقی بماند.
 خصوصیات روغن های نفتی تابع نوع نفت خام و عملیات پالایش است. پس از انجام عملیات تقطیر، تصفیه با حلال و موم گیری هنوز روغن پایه مخلوطی از میلیونها تركیب شیمیائی با مشخصات متفاوت است كه در مجموع دارای خصوصیات مناسب برای استفاده در اغلب كاربردهای صنعتی و موتوری نمی‌باشد. تصفیه شدیدتر به منظور جداسازی مناسب ترین تركیبات برای روغن كاری در روغن پایه با توجه به اینكه فقط یك تركیب پارافینی با تعداد 20 كربن می تواند در حدود 20 میلیون ایزومر داشته باشد از لحاظ اقتصادی به علت پائین بودن مقدار محصول و از لحاظ عملی بعلت فقدان تكنولوژی امكان پذیر نیست و بنابر این در مجموع روغنهای نفتی تركیبات خالصی نیستند و مشخصات آنها متوسطی از مشخصات اجزاء تشكیل دهنده روغن پایه كه شامل تركیبات خوب، متوسط و بد برای روغن كاری است می‌باشد.
روغنهای سنتتیك یا مصنوعی با اینكه اغلب دارای پایه نفتی هستند ولی این روغنها از راه متصل كردن یك یا چند تركیب آلی با وزن مولكولی كم ساخته و یا سنتز می شوند و محصول نهائی شامل یك و یا تعداد محدودی تركیب شیمیائی با مشخصات فیزیكی و شیمیائی معین و خصوصیات مناسب و مطلوب برای روغن كاری می باشد. بنابراین برای روغن كاری در شرایط سخت و غیرمتعارف كه در آن روغنهای نفتی قادر به عملكرد مطلوب نیستند از روغنهای سنتتیك استفاده می شود. اثر كم درجه حرارت در روانی روغن، قابلیت امتزاج با آب، ثبات حرارتی بالا، عدم آتشگیری و عدم ایجاد صمغ در اثر اكسیداسیون ازجمله بعضی از خصوصیات روغنهای سنتتیك است كه محدوده كاربرد آنها را در مقایسه با روغنهای نفتی وسیع تر می نماید.
درحالیكه مصرف روغنهای سنتتیك در صنایع هواپیمائی و بعضی كاربردهای صنعتی سابقه طولانی دارد در چند سال اخیر به علت ایجاد زمینه كاربرد این روغنها در موتورها بنزینی این صنعت متحول گردیده است. درحالیكه مصرف روغنهای سنتتیك در صنایع هواپیمائی و در كاربردهای صنعتی رشدی محدود داشته است سرعت رشد مصرف روغنهای سنتتیك در رابطه با روغنكاری موتورهای بنزینی در بعضی از كشورها تا بیشتر از 15 درصد در سال گزارش شده است…

 

بخشی از فهرست منابع پروژه كاربرد مواد افزودنی در روغن های روان كننده و تولید آن در word
1-دكتر گیتی ابوالحمد (1381) مبانی پالایش نفت، انتشارات دانشگاه تهران
2-دكتر مرتضی خسروی (1376) شیمی نفت، انتشارات دانشگاه تهران
3-دكتر ابوالحسن خاكزاد (1350) تكنولوژی پالایش نفت، انتشارات دانشگاه تهران
4-جمعی از متخصصین نفت (1365) پالایش نفت، انتشارات انجمن نفت
5-جمعی از نویسندگان (1367) مجموعه مقالات سمینار شناخت و كاربرد روغن های روانساز صنعتی، شركت پالایش روغن تهران
6-جمعی از متخصصین (1368) روانكاری بلبرینگ، بخش تحقیقات و پژوهش شركت بلبرینگ ایران
7- Nelson, W.L., (1958). Petrolioum Refinery Engineering,
4th Edition. Ed. McGraw Hill.
8-سایت اینترنتی شبكه تحلیلگران تكنولوژی ایران به نشانی اینترنتی WWW.ITAN.ir
9- سایت اینترنتی    WWW.Parseek.com
10- سایت اینترنتی    WWW.Begardim.com
11- و ……

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

بررسی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد از مایع درآب و فاضلاب در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 بررسی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد از مایع درآب و فاضلاب در word دارای 100 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد از مایع درآب و فاضلاب در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد از مایع درآب و فاضلاب در word

پیشگفتار                                     
مقدمه                                         

فصل اول
اصول اندرکنش ذره – سیال                          
رفتارتعلیق ها                                    

فصل دوم
جریان سیال وحرکت ذره دریک هیدروسیکلون                
توزیع سرعت ها وفشارها                             

فصل سوم
انواع هیدروسیکلون های موجود                        
تغییرات درطرح اولیه                                 
سیکلون های مخصوص جدایش مایع ازمایع               
انواع روزنه های تخلیه                            
آرایش چند سیکلونی                             

فصل چهارم
نصب وعملیات هیدروسیکلون ها                         
عملیات وکنترل هیدروسیکلون                        
افت فشارودبی                                    
افت فشاردرغلظت های زیاد                            
تاثیرات کنترل ته ریز                                

فصل پنجم
تاثیرات متغیرهای طراحی                            
پرداخت درونی ،زبری دیوارها                        
تاثیرات قطردیافراگم                                
تاثیرات روی ستون هوا                            

فصل ششم
بازدهی جدایش                                    
بازدهی ابعادی کاهش یافته                                

فصل هفتم
انتخاب هیدروسیکلون                                
بهینه سازی بین شرایط عملیاتی وهزینه اقتصادی وبیان نظریه های موجود درمورد عوامل موثردرطراحی                                    
منابع وماخذ                                        
ضمائم
       

پیشگفتار                     
گرایشی به هیدروسیكلون ها، مخصوصا در مهندسی شیمی و صنعت نفت ، به وجود آمده است كه به چندین عامل بستگی دارد :
1-    اطلاعات مفیدی در مورد سودمند بودن هیدر.سیكلون ها در كاربردهای خارج از كانه آرایی در مهندسی شیمی و دیگر شاخه های مهندسی كسب شده است.
2-    احیاء مقوله ی هیدروسیكلون ضرورت جدیدی است كه در صنعت نفت، مخصوصا در دریای شمال، به وجود آمده است . صنعت نفت برای جدا كردن گاز، ماسه یا آب از نفت یا ترجیحا تمام این  مواد از هم  دیگر در مرحله ی جداسازی ، به یك دستگاه كوچك ، قابل اطمینان و ساده احتیاج دارد و به نظر می رسد هیدروسیكلون ها قدرت انجام این كار را داشته باشند و گفتنی است كه علاقه به هیدروسیكلون ها در این زمینه روبه افزایش است.
3-    توسعه ی روز افزون هیدروسیكلون و افزایش درك عمومی از آن ها موجب شده است كه امروزه این  دستگاه ها بیشتر از آنچه كه چنـــدین دهـــه قبل انجام می دادند كارآیی داشته باشند.

مقدمه
اصول و طراحی اساسی هیدروسیكلون های رایج بیش از 10 سال قدمت دارد. ولی بعد از جنگ جهانی دوم در صنعت كاربرد قابل توجهی یافتند . این دستگاه ها نخست، در كانه آرایی و معدن كاری مورد استفاده قرار گرفتند ولی اخیرا در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، تولید برقف صنعت نساجی ، صنعت فلز كاری و بسیاری صنایع دیگر به خوبی پذیرفته شده اند و كاربرد آن ها در حال گسترش است.
موارد كاربرد هیدروسیكلون عبارتند از: تصفیه ی مایع ، تغلیط گلاب ، شستشوی جامدات ، گاز زدایی مایعات ، طبقه بندی جامدات یا سنگجوری با توجه به چگالی یا شكل ذره.
هیدروسیكلون یك جدا كننده یثابت بر مبنای جدایش گریز از مركز كه در بدنه ی مخروطی ـ استوانه ای سیكلون تولید شده ، استواراست . جریان خوراك (باراولیه) كه معمولا به طور مماسی وارد سیكلون شده به ته ریز  و اكثر جامدات را حمل می كند یا حداقل بخش دانه درشت تر كه هنوز در مقداری مایع معلق می باشند و سرریز  كه اكثر مایع و بعضی از جامدات دانه ریز را داراست تقسیم بندی می شود.
قطر  سیكلون های انفرادی بین mm 10-5/2  متغیر است. حد جدایش اكثر جامدات بین um 250-2  متغیر است . دبی (ظرفیت) واحدهای انفرادی در بین   m3h-1 7200-1/0 می باشد . افت فشارهای عملیاتی بین bar 6-34/0 تغییر می كند .     
واحدهای كوچك تر معمولا نسبت به واحدهای بزرگ تر در فشار بالاتری عمل مــی كنند. غلظت جامدات ته ریــز كه توسط هیدروسیكلون ها حاصل مــی شود بندرت از 50-45% حجمی با توجه به اندازه و طراحی واحد، شرایط عملیاتی و ماهیت جامداتی كه جدا شده اند ، فزونی می یابد.

فصل اول:
اصول اندركنش ذره- سیال:
در این فصل به اصول دینامیك ذره كه با افزایش مقیاس هیدروسیكلون  درگیر می باشند پرداخته شده است.
در این فصل ، با توجه به غلظت جامدات ، به دو بخش تقسیم می شود:
الف-  هنگامی كه ذرات بسیار از هم دیگــر فاصله دارنــد و هــر كدام به تنهایی رفتار
می كنند.
ب- هنگامی كه غلظت بالاست اندركنش ذره مهم می شود.
اندركنش ذره- سیال در غلظت های كم
در غلظت های كم تر از حدود 5/0% حجمی ، ذرات انفرادی (مجزا) به طور متوسط به قدری از هم فاصله دارند كه در هنگام حركت از درون سیال ، روی هم دیگر تاثیر ندارند ؛ جدایش ذره با قرار دادن  نیرویی روی ذرات، حاصل خواهد شد؛ این نیرو باعث حركت ذرات به سطحی است كه در آن جا جدا خواهند شد؛
روش مرسوم بیان نیروی كششی ، FD  ، به وسیله ی فرمول نیون می باشد:
                                        

U         سرعت نسبی بین سیال و ذره ، p چگال سیال ،A مساحت نمایان   ذره( در جهت حركت ذره ) , CD ضریب كششی (مقاومت) می باشد . برای ذرات درشتی كه سریع حركت می كنند ، نیوری كششی عمدتا به دلیل اینرسی سیال بوده و سپس CD ثابت می ماند. ذرات ریز آهسته تر حركت می كنند و نیوری كششی به وسیله ی نیروهای ویسكوز تاثیر پذیر می شود . پس از ان ضریب كششی به عدد رینولدز ، Rep ، كه جریان در اطراف ذره را مشخص می كند بستگی داشته و به وسیله ی رابطه  ی  زیر بیان می شود:
(1-2)                                 
كه   گرانروی (ویسكوزیته) مایع و x قطر ذره می باشد.
وابسنگی ضریب كششی ، CD ، به عدد رینولدز ، Rep ، برای ذرات كروی توپر را دریك رسم تمام لگاریتمی نشان می دهد . در عدد رینولدز كم، تحت شرایط جریان آرام وقتی كه نیروهای ویسكوز غالب می شوند ، CD از نظر  تئوری با توجه به معادلات نویراستوكز محاسبه می شود و حل آن به قانون استوكز معروف می باشد:
                                       

معادلات 1-1،1-2و 1-3 با هم تركیب شده و شكل دیگری از قانون استوكز را به صورت زیر ، برای ، 2/0 < Rep ارائه می دهند:
                                                                 
كه به وسیله یك خط راست  در شكل 1-1 نشان داده شده است؛
در كاربرد هیدروسیكلون هایی كه با جدایش ذرات دانه ریز ، كه مشكل ترین ذرات برای جدا كردن می باشند، درگیر هستند، عددهای رینولدز اغلب كم تر از 2/0 به دلیل مقادیر كم u و x ، می باشند ، بنابراین فرض قانون استوكز در اینجا مناسب است.
سرعت سقوط شعاعی در یك هیدروسیكلون بر اثر شتاب گریز از مركز می باشد كه با توان دوم سرعت مماسی ذره متناسب بوده و به طور غیر مستقیم با شعاع  موقعیت ذره تناسب دارد. چون حركت مماسی ذره با مخالفت مواجه نمی شود ، سرعت مماسی ذره مساوی مولفه های مماسی سرعت سیال  در همان نقطه درنظر گرفته می شود .
Stk عدد استوكز می باشد كه نیروهای اینرسی (منهای غدطه وری) و نیروهای هیدرودینامیكــی روی ذره را با هم مرتبط مــی كند و به صورت زیــر تعریف می شود:

گروه بدون بعد مهم دیگری در مشخص كردن ویژگی های كارایی هیدروسیكلون ضریب مقاومت می باشد و به صورت زیر بیان می شود:
هنگامی كه جدایش به وسیله ی غلظت خوراك جامدات تاثیر پذیر می شود، غلظت به عنوان یك كسر حجمی گروه بدون بعد مهم دیگری تلقی شده و جدایش ممكن است به وسیله ی نسبت ته ریز ظرفیت تاثیر پذیر شود:

كه U دبی حجمی ته ریز و Q  دبی خوراك  میباشد . نهایتا گروه بدون بعدی كه نیروهای  ثقلی و اینرسی را به هم مرتبط می كند ، عدد فراد می باشد.

رفتار تعلیق ها
با افزایش غلظت جامدات در تعلیق ، فاصله بین ذرات كاهش می یابد  ذرات با هم برخورد می كنند . اگر ذرات به طور یكنواخت در تمام تعلیق پراكنده نشوند ، تاثیر كل ، ممكن است افزایش خالص سرعت ته نشینی  باشد؛ چون جریان  برگشتی  به ذلیل جا به جایی حجمی در نواحی ای كه ذرات پراكنده شده اند غالب خواهد شد، این به " تشكیل خوشه" معروف  است . در اكثر عملیات ، تعلیق هایی كه درات اندازه های مشابهی ندارند ، خوشه ها برای مدت  طولانی  دوام نمی آورند تا تاثیری بر رفتار ته نشینی داشته باشند و سرعت  ته نشینی به طور یكنواخت بع افرایش غلظت به دلیل این كه جریان برگشتی به طور یكنواخت  پراكنده شده است كاهش می یابد.
این رفتار "سقئط با مانع"  معروف بوده و به سه روش مختلف به دست می آید:
1-    به عنوان تصحیح قانون استوكز با وارد كردن یك ضریب افزایشی
2-    به وسیله اختیار كردن  خواص "ظاهری" كه از خواص مایع خالص متفاوت باشد.
3-    از طریق انبساط یك بستر ثابت از یك قسمت اصلاح شده ی معاله ی معروف كارمن – كوزنی .
بنابراین می توان گفت كه هر سه روش فوق نتایج اساسی مشابهی به شكل زیر ایجاد می نمایند:
                               
كه uh سرعت سقوط  با مانع ذره ، u1 سرعت سقوط آزاد ، سقوط بدون مانع ،   كسر حجمی سیال(تخلخل) و(  f( یك ضریب تخلخل است كه مــی تواند شكل های مختلفی داشته باشد. رایج ترین و وسیع ترین استفاده ی ضریب تخلخل معادله ی ریچاردسون و زكی به صورت زیر است.

 

بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد از مایع درآب و فاضلاب در word
1.    Hydrocyclones . L.S.varovsky
2.    E.Bretney(1981)U.S.Patent No.453,105
3.    A.Jowett(1963)Colliery Eng.40,423,427
4.    K.R.Gibson(1977)Powder Technol.18,165,170

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

گزارش کار آموزی مواد شوینده در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 گزارش کار آموزی مواد شوینده در word دارای 86 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد گزارش کار آموزی مواد شوینده در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه گزارش کار آموزی مواد شوینده در word

فصل اول
آشنایی با مکان کارآموزی 
فصل دوم
صابون ها 
فرمولاسیون تولید انواع صابون 
فصل سوم
مایع ظرفشویی 
مایع ظرفشویی چیست؟ 
طرز تهیه برخی از معرفهای شیمیایی در آزمایشگاه کنترل شوینده 
معرف اونیورسال 
محلول استاندارد آهن 
فرمولاسیون مایع ظرفشویی 
دانش فنی فرمولاسیون مایع ظرفشویی 
مواد فعال در سطح مصرفی  
پایداری کف 
مواد محافظ پوست 
مواد غلظت دهنده 
هیدروتروپها 
سازگاری زیست محیطی 
فصل چهارم
شامپو، پاک کننده ای سوال برانگیز 
آشنایی با شامپو 
انواع شامپو از نظر کاربرد 
آلودگی در شامپوها 
PH شامپوها 
نتیجه 
ساخت اصولی شامپو 
کنترل کیفیت و آزمونهای فیزیک و شیمیایی شامپو 
فرمولاسیون تهیه شامپوها 
فصل پنجم
مواد فعال کننده سطحی 
نگاهی به وضعیت تولید آلکیل بنزن خطی در ایران 
مقدمه 
بررسی بازار مصرف 

مواد ضروری برای تهیه پاک کننده ها را می توان به دو قسمت تقسیم نمود

1-  حلال ها یعنی موادی که چرک و کثافات را در خود حل می کند

2- ترکیباتی که عمل شیمیایی و فیزیکی را تواما در زدودن چربی ها و لکه ها و سایر آلودگی ها به انجام می رساند

در این فصل از انواع صابون ها ، لکه برها ، پودرها و مایعات پاک کننده سخن خواهیم داشت

صابون ها

صابون به طور کلی بر اثر واکنش مواد قلیایی بر مواد چرب حاصل می شود ، سابق بر این صابون را در منازل و از باقیمانده چربی های آشپزخانه تهیه می نمودند به این ترتیب که پیه و چربی های حیوانی زائد بر مصرف را بر روی هم انباشته و هر چند یک بار آنها را با قلیاب حرارت می دادند تا صابون به دست آید . قلیاب را هم از مخلوطی از آب و خاکستر به دست می آورند به این ترتیب که بر روی خاکستر آب اضافه کرده به هم می زدند و پس از آنکه کربنات پتاسیم موجود در آن در آب حل و بقیه مواد ته نشین می شد این مایع را صاف کرده به عنوان قلیاب مصرف می نمودند

اما امروزه صابون سازی هر چند که در بعضی نقاط کم و بیش به سبک سابق رواج دارد در کارخانه های عظیم و در دیگهایی به ظرفیت 120 تا 170 تن انجام می گیرد . به این ترتیب که ابتدا مواد روغنی را حرارت می دهند تا ذوب شود ، سپس ماده قلیائی را به آن اضافه می نمایند . در این جریان ابتدا اسیدهای چرب و گلیسیرین حاصل شده سپس اسید های چرب با مواد قلیائی تشکیل صابون می دهد که این عمل را صابونی شدن می گویند . در این طریقه صابون حاصل را چندین بار جوشانده و تصفیه می کنند که این کار معمولا یازده روز طول می کشد آنگاه صابون تصفیه شده را با همزن های قوی به هم زده و عطر و رنگ مناسب اضافه می نمایند و در قالب های مخصوص می ریزند

در سال 1948 این سیستم اصلاح و به جای آن شیوه خاصی ابداع گردید ، به این ترتیب که مخلوطی از چربی و ماده قلیائی به داخل دستگاه سانتریفیوژ هدایت می شود این دستگاه در هر دقیقه 15000 بار دور می زند و در نتیجه خاصیت گریز از مرکز عمل صابونی شدن با سرعت و در ظرف چند ساعت انجام می گیرد

صابونهای حمام و آرایش به همان ترتیب ولکن با مصرف روغن های مرغوب تری از قبیل روغن زیتون ، روغن نارگیل و امثال آن تولید می شود

صابونهای شفاف یا به حل کردن صابون معمولی در الکل یا بر اثر باقی گذاشتن مقداری گلیسیرین در صابون به دست می آید . صابون گلیسیرین شامل مقداری مساوی گلیسیرین و صابون معمولی است و اگر مقدار گلیسیرین بیش از حد لازم باشد صابون مایع تشکیل شود

صابونهای مخصوص ریش تراشی به صورت کرم تهیه می شوند به جای سودسوزآور از پتاس سوز آور و مقداری اسید ستاریک استفاده می شود که شرح آن خواهد آمد

فرمولهایی که در اینجا آمده است عبارتند از حلالهایی که برای منظورهای خاص تدارک شده و یا آنکه صابون در آنها قسمت بزرگی را تشکیل می دهد

صابون مایع

فرمول شماره یک

روغن بزرگ

300گرم

این روغن را در داخل یک بطری بزرگ و محکم بریزید و محلول زیر را به آهستگی به آن اضافه کنید

پتاس سوز آور

 61 گرم

الکل

100 گرم

آب مقطر

به مقدار کافی

بگذارید 24 ساعت بماند و در این مدت چند بار به هم بزنید تا عمل صابونی شدن محلول انجام شود . سپس مواد زیر را اضافه می کنید

الکل

200 گرم

آب مقطر

200 گرم

اسانس معطر

به مقدار کافی

 فرمول شماره دو

صابون مایع مخصوص سرویسش دستشویی

کاستیک سدا (سودسوزآور )

40 گرم

کاستیک پتاس (پتاس سوزآور)

40 گرم

روغن بزرک

500سانتی متر مکعب

الکل

250سانتی متر مکعب

آب مقطر تا

2500سانتیمتر مکعب

طرز تهیه – در یک شیشه دردار دهان گشاد سود و پتاس سوزآور را در 250 سانتیمتر مکعب آب مقطر حل کنید ، الکل را اضافه نمایید و روغن بزرک را به تدریج در سه یا چهار نوبت به فاصله های کم در آن بریزید و هر بار محتوای بطری را کاملا بهم بزنید تا عمل صابونی شدن انجام شود و در پایان بقیه آب مقطر را اضافه کنید

فرمول شماره

روغن بزرک

300سانتیمتر مکعب

سودسوز آور

45 گرم

الکل

200 سانتیمتر مکعب

آب مقطر

350 سانتیمتر مکعب

طرز تهیه – سود سوز آور را در 50 سانتیمتر مکعب آب مقطر حل کنید ، سپس تمامی روغن را باضافه 50 سانتیمتر مکعب الکل در آن اضافه نمائید و به شدت به هم بزنید تا عمل صابونی شدن انجام شود و بگذارید تا 15 دقیقه به حال خود باقی بماند ، آنگاه بقیه الکل را روی آن بریزید و کاملا به هم بزنید و بعدا بقیه آب مقطر را بر محلول بیافزایید

فرمول شماره

صابون مایع گلیسرین

صابون زیتون

50 گرم

این صابون را با حرارت غیر مستقیم ذوب کنید و مواد زیر را بر آن اضافه نمائید

گلیسرین

40 گرم

الکل 90 درصد

9 گرم

این مخلوط را از پارچه کتانی مرطوب صاف کنید و یک گرم اسانس معطر بر آن بیافزایید

فرمول شماره

سودسوز آور

16 گرم

پتاس سوزآور

16 گرم

روغن نارگیل

40 گرم

روغن بزرک

175 سانتیمتر مکعب

الکل 95 درصد

100 سانتیمتر مکعب

آب مقطر تا برسد به

1000 سانتیمتر مکعب

صابون زیتون

سود سوز آور

75 گرم

روغن زیتون

425 گرم

نمک طعام

125  گرم

آب مقطر

2500 گرم

 تهیه – ابتدا سود سوز آور را در 400 گرم آب مقطر حل نموده و بگذارید کاملا سرد شود . سپس روغن را در ظرف استوانه ای شکل از شیشه سخت (مثلا لیوان های نشکن ) ریخته و محصول سود را به تدریج به آن اضافه کنید و به آهستگی با یک میله آهنی با شیشه ای بهم بزنید تا اینکه مخلوط یک دست شود ، معمولا این عمل در حدود 10 دقیقه طول می کشد . اینک سرپوشی از کاغذ ضخیم روی استوانه شیشه ای بکشید به طوری که هوا در آن نفوذ نکند و آن را برای مدت 6 ساعت در جای گرمی بگذارید تا عمل صابونی شدن محلول انجام گیرد . اینک مایع را به ظرفی به گنجایش 3500 سانتیمتر مکعب منتقل نموده 1600 سانتیمتر مکعب آب مقطر اضافه کنید و حرارت دهید تا آنکه قشر سطحی صابون در آب حل شده و غلیظ شود . آنگاه ظرف را از روی آتش بردارید هم زمان با این عمل 500 گرم آب مقطر را در ظرف مناسبی بریزید و با سرعت آن را به حالت جوش کامل در آورده نمک طعام را فورا در آن حل کنید و بلا فاصله این آب نمک به محلول داغ صابون اضافه کنید و به هم بزنید تا گلیسیرین حاصل آزاد و آب اضافی از قشر سطحی جدا شود ( این عمل ظرف چند ثانیه انجام می گیرد ) اگر تشکیل صابون در این حالت بلافاصله انجام نشود (علامت تشکیل صابون آن است که محلول به رنگ شیر در می آید ) ظرف را مجددا روی آتش بگذارید و به طور ملایم حرارت دهید . سپس این محلول را مدت 20 ساعت به حال خود باقی بگذارید تا عمل صابونی شدن به طور کامل انجام و صابون به صورت توده  جامد در سطح مایع قرار بگیرد . در این حالت در جدار ظرف در قسمت پایین آن سوراخی ایجاد کنید تا مایع اضافی از آن خارج شود و صابون حاصل را در ظرف دیگری خالی نموده و به قطعات مخلوط تقسیم کنید . این صابون را با توجه به نوع ظرف معمولا از 35 تا 70 درصد آب در خود دارد باید با آب سرد چند بار شستشو داده و خشک کنید به طوری که تقریبا تمامی آب آن تیبخیر شود . این نکته فوق العاده شایان توجه است که محلول قلیاب باید ابتدا کاملا سرد شده و سپس به داخل ظرف محتوی روغن ریخته شود و نه بالعکس ، یعنی هیچوقت نباید روغن را به محلول سود سوزآور و سایر مواد قلیایی اضافه نمود و همواره به خاطر جلوگیری از تاثیر واکنشهای شیمیایی باید از به کار بردن ظروف شیشه ای عادی ، ظروف سفالی و چینی و امثال آن خودداری شود و علاوه بر اینها همه ظروف ، وسائل اندازه گیری وسیله بهم زنی باید کاملا تمیز و عاری از اکسیداسیون باشد اگر صابون را بخواهیم در هوای آزاد خشک کنیم پس از 30 روز 80 درصد آب خود را از دست می دهد لکن پس از سه ماه تقریبا وزن آن ثابت می ماند و فقط مقدار کمی رطوبت که شکل قالب را حفظ کند در آن باقی خواهد ماند

صابون کرچک

 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت در word دارای 159 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت در word

پیشگفتار
مقدمه
فصل اول:نفت خام
خواص فیزیکی نفت خام
فصل دوم: انواع سازنده های زمین شناسی
توصیف سازندها
فصل سوم: مهندسی مخزن
سنگ مخزن
انواع مخازن هیدروکربنی
پوش سنگ
فصل چهارم: اکتشاف
اکتشاف
فصل پنجم: حفاری 48 انواع روشهای حفاری
انواع مته
گل حفاری
تکمیل چاه
فصل ششم: استخراج نفت و روشهای EOR
بازیافت حرارتی
بازیافت شیمیایی
رانش میکروبی
بازیافت امتزاجی
تکنولوژی بهبود یافته حفاری
شکافت هیدرولیکی
فصل هفتم: بررسی تزریق گاز امتزاجی
رفتار فاز و خواص مایعات
آب در مهندسی نفت
نمودارهای فازی
اثرات فشار
اثرات دما
منابع

بخشی از منابع و مراجع پروژه گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت در word

 دانشیار، کمال- مهرانفر، رضا؛ تزریق گاز امتزاجی در مخازن نفتی ترک دار- امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی

رضایی، محمدرضا؛ زمین شناسی نفت- انتشارات علوی
امیری بختیاری، حسن؛ مبانی زمین شناسی عمومی- – امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی
امین زاده، علی- Jeo.R. Lindley  ؛ روشهای افزایش بازیافت نفت خام (ترجمه) – امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی
جزوه آموزشی زمین شناسی نفت، اداره کل زمین شناسی گسترش، اداره مطالعات
بلکه جانی، ویدا؛ اکتشاف و تولید نفت- گزارش کارآموزی

پیش گفتار

کشورما بر پایه صنعت نفت به پیشرفتهای اقتصادی فراوانی دست یافته است و آشنایی با دانش فنی این صنعت و روش ها و فعالیت هایی که برای استخراج و بهره برداری از این سرمایه ملی مورد استفاده می باشد برای ما از اهمیت فراوانی برخوردار است. به طور کلی این فعالیت ها به دو دسته پایین دستی و بالا دستی تقسیم می شود. فعالیت های بالا دستی شامل مراحل زمین شناسی، اکتشاف، مطالعه مخزن، حفاری و سایر تلاش هایی است که برای به بهره برداری رساندن یک میدان نفتی انجام می شود و فعالیت های پایین دستی  شامل استخراج، جداسازی، پالایش و سایر عملیات از این قبیل می باشد

در این پژوهش که در قالب 240 ساعت کار عملی تحت عنوان کارآموزی انجام شده است به شرح وظایف و فعالیت های بالا دستی صنعت نفت اشاره گردیده است که امیدوارم مورد توجه و استفاده علاقه مندان به این رشته قرار گیرد. 


مقدمه

پترولیوم[1] واژه ای لاتین است که در زبان فارسی معادل مناسبی ندارد. پترولیوم در واقع مواد هیدروکربنی است که به صورت طبیعی عمدتا در سنگ های رسوبی واقع می گردد. پترولیوم می تواند به صورت فازهای مختلف از جمله فاز گازی، نظیر گاز طبیعی[2]، فاز مایع، نظیر نفت خام[3] و فاز جامد مثل قیر[4] در خلل و فرج و شکستگی های سنگ ها تجمع یابد

انباشته شدن مواد هیدروکربنی در زیر سطح زمین در سنگ هایی صورت می گیرد که توانایی نگهداری و انتقال سیالات را داشته باشند. این سنگ ها، مخزن[5] نامیده می شوند. تجمع مواد هیدروکربنی به صورت اقتصادی در سنگ مخزن منوط به وجود عوامل متعددی است. به طور کلی وجود پنج عامل برای تجمع اقتصادی نفت و گاز لازم و ضروری است

این پنج عامل عبارتند از

1-    سنگ منشا بالغ[6]، که تولید هیدروکربن کرده باشد

2-    سنگ مخزن[7]، که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جای دهد

3-    مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشا و سنگ مخزن[8] عملی باشد

4-    پوش سنگ[9] ناتراوا که از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگیری کند

5-    تله نفتی[10] که در آن نفت به صورت اقتصادی متمرکز گردد

تاریخچه اکتشاف نفت

نفت و گاز از زمان های بسیار قدیم به صورت تراوشهای سطحی، شناخته شده و مورد استفاده بوده اند. برای مثال می توان شعله های آتش جاویدان را نام برد که از شیل های نفتی نزدیک باکو نشات می گرفت. اکتشاف نفت یک دانش بسیار قدیمی و کاربردی است که با جمع آوری قیر[11] از تراوش های طبیعی سطحی[12] به قلمرو علم وارد شد. در آن زمان ها، نفت برای مقاصد پزشکی، گرمایی و همچنین مصارف عایق کاری استفاده می شد

خلاصه ای از مراحل پیشرفت در اکتشاف نفت

اولین چاه اکتشاف نفت در سال 1745 در فرانسه حفر شد و اولین چاه استخراج نفت توسط کلنل دریک در پنسیلوانیا در سال 1859 حفاری شد. این آغازی برای اکتشافات زیر سطحی نفت بود که بعدها، خصوصا بعد از افزایش تقاضا برای استخراج نفت در طول جنگ جهانی اول، شدت گرفت

قدیمی ترین تئوری برای اکتشاف نفت، تئوری طاقدیس[13] بود ه به وسیله هانت[14] در سال 1861 معرفی شد. کاربرد این تئوری برای یافتن نفت در قله طاقدیس ها ابزار موفقی بود. این تئوری به عنوان تئوری اصلی برای اکتشافات مهم نفتی امریکا، ونزوئلا، آرژانتین، برمه و به خصوص در مسجد سلیمان ایران مورد استفاده قرار گرفت

بعد از پیدا شدن نفت در سال 1880 در رسوبات دریایی پنسیلوانیا که ارتباطی با ساختمان های طاقدیسی نداشت و شکل گیری نفتگیر صرفا ناشی از تغییر رخساره رسوبات بود، مشخص شد که ذخایر نفتی می توانند در حوضچه های غیر چین خورده هم وجود داشته باشند. در نتیجه مفهوم نفتگیرهای چینه ای[15] با این کشف فراگیر شد

تا اواسط دهه 1920، تهیه و استفاده از نقشه های سحطی طاقدیس ها ابزار اصلی اکتشافات نفتی بود و پیدا کردن نفتگیرهای چینه ای معمولا به صورت اتفاقی رخ می داد

تا سال 1925 فقط ماسه سنگ ها به عنوان مخازن هیدروکربنی مورد نظر و مطالعه بودند، اما اکتشاف مخازن عظیم هیدروکربنی در کربناتها در میدان هایی نظیر مسجد سلیمان ایران، کرکوک عراق، کرتاسه مکزیکی و  Smackover آمریکا نشان داد که نفت می تواند در سنگ های کربناته نیز یافت شود

بعد از اواسط دهه 1920 با روی کار آمدن روش های جدید نظیر مغناطیس سنجی[16]، ثقل سنجی[17] و مطالعات لرزه ای[18]، اکتشاف نفتی راه تازه ای برای پی بردن به آنومالی ها و ساختارهای زیر سطحی غیر قابل مشاهده از سطح پیدا نمود

این تکنولوژی به تشخیص موقعیت پی سنگ و آنومالی های دیاپیریک کمک می کنند و به طور کلی یک شمای عمومی از ساختارهای زیر سطحی را آشکار می سازند

در سال 1927 در فرانسه اولین نمودارهای ژئوفیزیکی برای اندازه گیری تخلخل[19] و آب اشباع شدگی[20] در چاه های حفاری شده، مورد استفاده قرار گرفت

پیشرفت در علوم زمین شناسی نظیر میکرو پالئونتولوژی[21] و ارائه مدل های رخساره ای[22] در دهه 1960 کمک شایان توجهی برای اکتشافات نفتی بود. تا دهه 1960 مطالعات فسیل شناسی، صرفا بر روی ماکرو فسیل ها متمرکز بود که کاربرد محدودی داشتند چرا که بسیاری از آنها در اثر حفاری به دلیل اندازه بزرگشان کاملا منهدم شده و قابل شناسایی نبودند. بنابراین گسترش میکروپالئونتولوژی و تعریف بسیاری از بیوزون ها بر پایه میکرو فسیل ها که به آسانی در مغزه ها[23] و خرده های[24] حاصل از حفاری یافت می شوند،

در این راه کمک موثری بود، زیرا تطابق ناحیه ای چینه ها بسیار آسانتر و دقیق تر صورت می گرفت

بعدها توسط مدل های رخساره ای و تفسیر جزییات محیط های رسوبی قدیمی[25] کمک موثری در تشخیص شکل هندسی مخازن[26] کردند و پیش بینی قابل اعتمادی از کیفیت مخازن از نظر تخلخل و تراوایی ارائه دادند

در دهه 1950 قانون دینامیک سیالات به طور موفقی توسط هوبرت وهیل[27] برای توصیف مهاجرت و ذخیره نفت به کار برده شد. در دهه 1970 پیشرفت در کسب و پردازش[28] اطلاعات لرزه ای و نیز استفاده از کامپیوترهای سریع برای این منظور توانست نیمرخ های لرزه ای بسیار دقیق را بدست دهد و لذا امروزه این مقاطع سیمای عمومی درون زمین را به خوبی مشخص می کنند

بعد از دهه 1980، تا کنون توسعه صرفا به صورت پیشرفته در تکنولوژیهای گذشته و نیز معرفی نرم افزار های مختلف کامپیوتری بوده که باعث شده است اکتشاف هیدروکربن ها آسانتر، سریعتر و مطمئن تر انجام شود


[1] Petroleum

[2] Natural gas

[3]Crude oil

[4] asphalt

[5] reservoir

[6] Mature source rock

[7] Reservoir rock

[8] Migration pathway

[9] Cap rock

[10] Oil trap

[11] asphalt

[12] Natural seepages

[13] Anticline theory

[14] Hunt

[15] Stratigraphic traps

[16] magnetometry

[17] gravimetry

[18] Seismic surveys

[19] Porosity

[20] Water saturation

[21] micropaleontology

[22] Facies models

[23] cores

[24] cuttings

[25] Paleo enviroments

[26] Reservoir geometry

[27] Hubbert & Hill

[28] Acquisition and processing

خواص فیزیکی نفت خام

خواص فیزیکی نفت خام، توسط ساختمان شیمیایی آن کنترل می شود

– رنگ

نفت به رنگ های مختلف از جمله زرد، سبز، قهوه ای تیره و یا سیاه دیده می شود. نفت های پارافینی معمولا دارای رنگ روشن تا قهوه ای در نور عبوری و به رنگ سبز در نور انعکاسی اند. نفت های آلفالتیک غالبا قهوه ای تا سیاه هستند که به عنوان نفت سیاه[1] شناخته می شوند. هیدروکربن ها وقتی در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند تحریک می شوند و از خود خاصیت فلورسانس نشان می دهند. رنگ فلورسانس ساطع شده با نوع نفت تغییر می کد

–        گرانروی[2]

ویسکوزیته یا گرانروی، اصطکاک درونی یک سیال است که در مقابل جریان یافتن آن سیال مقاومت می کند. گرانروی پارامتر مهمی است که برای پیش بینی جریان سیال در مخزن ودر سطح نیاز است. گرانروی نفت به دانسیته یا تعداد اتم های کربن و همچنین به گازهای حل شده در آن بستگی دارد. هر چه تعداد اتم های کربن نفت زیادتر شود، گرانروی آن بالاتر می رود وهر چه میزان گاز حل شده در نفت بیشتر شود گرانروی آن کمتر می شود. گرانروی نفت به طور معمول بین 50 – 2/0 سانتی پوآز است. نفت خام در سطح زمین گرانروی بالاتری نسبت به وقتی که در زیر زمین است نشان می دهد. گرانروی نفت با افزایش فشار تا رسیدن به نقطه جوش افزایش می یابد

–        نقطه ریزش[3]

نقطه ریزش یک راهنمای خوب برای تعیین گرانروی است. نقطه ریزش یک نفت کمترین دمایی است که نفت می تواند تحت شرایط استاندارد جریان پیدا کند. نقطه ریزش برای نفت خام با محتوای واکسی پارافینیک بالا در حدود 0 C 40 است

نقطه ریزش برای نفت های سبک خاورمیانه و آفریقا به 0 C 26- هم می رسد که پمپاژ آن را حتی در شرایط سرد قطبی نیز امکان پذیر می کند. نفت های خام با نقطه ریزش بالا به علت محتوای واکس زیاد ظاهری درخشنده دارند. این نوع نفت ها ممکن است محتوای واکس خود را در طی مهاجرت رسوب دهند و به تدریج سبک تر شود

–        چگالی[4]

چگالی نفت در سطح، به وسیله قراردادن نمونه در یک تنگ استوانه ای با استفاده از یک هیدرومتر اندازه گرفته می شود. چگالی نفت معمولا در واحد  API که به وسیله موسسه نفت امریکا[5] تعریف شده بیان می گردد

API نمونه نفت خام تحت تاثیر درجه حرارت است، چون انبساط حرارتی مایعات هیدروکربنی، به خصوص برای بیشتر نفت های فرار مهم می باشد. بنابراین ثبت درجه حرارت در نمونه ای که اندازه گرفته می شود، مهم است

درجه API نسبت معکوس با چگالی دارد. نفت های سبک درجه API بالا تا حدود 40 را دارند که معادل با وزن مخصوص 83/0 است، در حالی که نفت های سنگین دارای  API پایین نمی باشند. معمولا نفت های سنگین، نفت هایی می باشند که دارای API کمتر از 25 هستند که معادل با وزن مخصوص 9/0 است. وقتی که درجه API نفت به 10 برسد، دارای وزن مخصوص یک است که همان چگالی آب شیرین می باشد

نفت های با API بیشتر از 30 درجه به عنوان سبک، با API 30 – 22 درجه به عنوان نفت متوسط و با API کمتر از 22 درجه به عنوان نفت سنگین در نظر گرفته می شوند

نفت خام لزوما فقط هیدروکربن مایعی که ممکن است از یک مخزن زیرزمینی تولید شود، نیست. غالبا همراه با تولید گاز طبیعی، یک هیدروکربن سبک و روشن با API بالا بدست می آید که نفت میعانی[6] نامیده می شود

–        قابلیت تراکم پذیری نفت:[7]

قابلیت تراکم پذیری نفت، بستگی به مقدار گاز حل شده در آن دارد. تراکم پذیری نفت در حدود   می باشد و برای آب و گاز به ترتیب  است. نفت های با قابلیت تراکم کم که مقدار گاز محلول کمی دارند. در هنگام تولید فشار آن ها به زودی پایین می آید. اگر انبساط نفت، تنها عامل رانش نفت از مخزن به چاه باشد، تولید در سطح احتمالا به کمتر از 5% نفت اولیه خواهد رسید


[1] Black oil

[2]Viscosity

[3] Pour point

[4] Density

[5] Condensate

[6] condensate

[7]compressibility

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

چگونگی اكسایش بنزیل در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 چگونگی اكسایش بنزیل در word دارای 32 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد چگونگی اكسایش بنزیل در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

مقدمه

مواد شیمیایی و حلالهای بكار رفته از شركت مرك آلمان و فلوكای سوئیس تهیه شدند.
رزین تبادل آنیونی بازی قوی Dowexl –x8 بایون مخالف كلرید و 8% دی وینیل بنزین بعنوان عامل اتصال عرضی و ساختار ژلی بامش 50-20 از شركت فلوكا و بامش از شركت مرك آلمان  تهیه شد.
از آنجائیكه محصول واكنشها شناخته  شده می باشند. شناسایی  آنها از روی نقطه ذوب خود محصول یا مشتق 2 و 4  دی نیتروفنیل هیدرازون یا طیف زیر قرمز آنها صورت گرفت .
پیشرفت واكنشها توسط كروماتوگرافی لایه نازك بر روی سیلیكاژل با كمك صفحات TLC آماده (SILG/UV 254) دنبال شدند. بازده واكنشها از روی وزن محصول جدا شده یا وزن مشتق  2 و 4 دی نیتروفنیل هیدرازون محاسبه شد.
طیفهای IR توسط اسپكتروفوتومتر Shimadzu مدل 470 گرفته شده اند.
تهیه واكنشگر پرمنگنات تثبیت شده بر روی رزین تبادل آنیونی Dowex1-x8 و تعیین ظرفیت رزین نسبت به آنیون پرمنگنات :
به محلولی از  kMnO¬ ( g  474/0 و mmol 3 ) در آب (cc40) در حال هم خوردن به تدریج رزین تبادل آنیونی مرطوب (g5 رزین تبادل آنیونی كه به مدت 4 ساعت در آب مقطر خیس می خورد) اضافه كرده و مخلوط حاصله به مدت 3 ساعت توسط همزن مغناطیسی بهم می خورد. پس از این مدت مخلوط توسط كاغذ صافی صاف و توسط آب مقطر و سپس استون (cc40) كاملاً شسته می شود. وجود Clدر محلول زیر صافی و بی رنگ بودن كامل آن نشان می دهد كه تمامی پرمنگنات روی رزین تثبیت می شود. بنابراین مقدار یون پرمنگنات بر هر گرم رزین mmol6/0 (g0948/0) می‌باشد.برای تایید این مقدار ، ظرفیت ، زرین نبت به یون پرمنگنات توسط تیتراسیون برگشتی باواكنشگر فروآمونیوم سولفات در محیط اسیدسولفوریك نتیجه یاد شده را تایید نمود. سپس رزین به مدت 15 دقیقه در داخل آون در دمای  50 قرار می گیرد تا كاملاً خشك شود.
لازم به ذكر است كه روش ارائه شده در بالا برای تهیه واكنشگر چه از رزین دانه‌ای با مش  50-20 ومش           و چه از رزین كاملاً پودر شده استفاده شده باشد، یكسان است.
بر ای تعیین ظرفیت رزین نسبت به آنیون پرمنگنات مقدار شخصی مقدار رزین تثبیت شده در روش بالا در مقدار اضافی از اسید سولفوریك دو نرمال ( ml 60-40 ) بمدت یكساعت هم می خورد، مقدار مشخص و اضافی از محلول استاندارد آمونیم فروسولفات اضافه شده و تا زمانیكه رنگ تیره رزین كاملا از بین برود و تقریبا سفید شود هم می خورد. سپس محلول فروآمونیم سولفات واكنش نكرده با محلول استاندارد پتاسیم پرمنگنات  تیتر شده و یون پرمنگنات تثبیت شده بر روی رزین بدست می آید.

روش عمومی اكسایش الكلهای بنزیلیك و آلیفاتیك توسط 50-20 DMn  در حلال:
به محلولی از الكل مورد نظر (mmol6/0) در استونیتریل (ml10) واكنشگر Dowex1-x8 حامل یون پرمنگنات (تهیه شده از رزین دانه ای بامش 50-20 در قسمت 2-2 ) اضافه شده و مخلوط واكنش به مدت 15-1 ساعت رفلاكس می گردد. پیشرفت واكنش توسط TLC دنبال می شود. (تتراكلرید كربن /دی اتیل اتر: 1/4) بعد از كامل شدن واكنش واكنشگر تثبیت شده توسط كاغذ صافی جدا و  با استونیتریل (ml5*2) شسته می شود.سپس بازده واكنش باتوزین محصول جدا شده با كروماتوگرافی ستونی  یا مشتق 2 و4 دی نیتروفیل هیدارزین محاسبه می شود .
اكسایش بنزیل الكل بعنوان یك نمونه از الكلهای بنزیلیك توسط 50-20 DMn در حلال:
به محلول بنزیل الكل (g 065/0 و    mmol6/0) در استونیتریل (ml10) واكنشگر Dowex1-x8 حامل یون پرمنگنات (تهیه شده از رزین دانه ای بامش 50-20 در قسمت 2-2) اضافه شده و مخلوط واكنش رفلاكس شد، تعقیب پیشرفت واكنش توسط TLC (تتراكلرید كربن اتر: 1/4) نشان از اتمام واكنش پس از 1 ساعت بود. در ادامه واكنشگر تثبیت شده توسط كاغذ صافی جدا و با  استونیتریل (ml5*2) شسته شدبرای تعیین بازده بنزالدئید بدست آمده به محلول زیرصافی غلیظ شده محلول 2 و 4- دی نیتروفنیل هیدرازین اضافه شد. بعد از تشكیل مشتق مربوطه ، مشتق توسط كاغذ صافی جدا پس از شستشو با آب خشك شد . و از روی وزن آن بازده بنزالدئید محاسبه شد.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله پراکندگی هیدرودینامیک در تل ماسه اشباع نشده در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله پراکندگی هیدرودینامیک در تل ماسه اشباع نشده در word دارای 24 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله پراکندگی هیدرودینامیک در تل ماسه اشباع نشده در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله پراکندگی هیدرودینامیک در تل ماسه اشباع نشده در word

پراکندگی هیدرودینامیک درتل ماسه اشباع نشده :  
خلاصه :  
مواد و روشها :  
آزمایش جابه جایی :  
مدل های انتقال :  
نتایج و بحث :  
جریان آب اشباع نشده :  
منحنی های پیشرفت و تخمین پارامتر :  
پراکندگی هیدرودینامیک :  
معادله پراکندگی –همرفتی :  
مدل متحرک و غیر متحرک :  
جریان اشباع نشده و ترکیب محلول :  
نتیجه گیریها :  

خلاصه

گسترش محلول ها نسبت به وضعیت جابه جایی میانگین درطول جریان آب در خاکها درنتیجه پیچش ازطریق کمپلکس منفذ اشباع شده میباشد. گسترش باضریب پراکندگی هیدرودینامیک درمعادله پراکندگی همرفتی مشخص میشود. این ضریب به طور وسیعی برای خاکهای اشباع شده مطالعه شده است. دراین مطالعه ضریبهای پراکندگی هیدرودینامیک برای تل ماسه غیر انباشته به عنوان تابعی از ثابتهای آب حجمی تتا تعیین شد که تغییر حدودی از اشباع تا 008cm3cm-3 درستون های 5cm‌ قطری و طول 25 تا 40 سانتی متری دارند. آزمایشات جریان شیب واحد جهت اندازه گیری منحنی های پیشرفته محلول با به کارگیری ردیابهای شوری با 4 الکترود درچندین عمق ستونی انجام شدند. پارامترهای حمل برای معادله پراکندگی همرفتی و مدل متحرک –غیرمتحرک با بهینه سازی محلولهای تحلیلی با منحنی های پیشرفته محلول مشاهده شده تعیین شدند. یک پراکندگی حداکثر گاما 097 cm ‌ در تتا برابر است با 013 یافت شد درصورتیکه برای جریان اشباع شده گاما برابر با 01cm‌ صرف نظر از سرعت آب منفذ از208 تا 5878d-1‌ تغییر حدود دارد . برای مدل متحرک و غیر متحرک بخش آب متحرک به تدریج با وحدت دراشباع با یک حداقل 085 در تتا برابر با 015 به دنبال افزایش جزئی با اشباع دوباره بیشتر میباشد. زمان تبادل بین فازهای متحرک و غیرمتحرک یک دهم تا دو دهم برای تتا بزرگتر از پانزده صدم فرضا به علت جریان نسبتا همگن با ترکیب محلول همرفتی بود. برای تتای کمتر تبادل خیلی کند تر میشود ازآنجائیکه جریان غالبا به علت V  کوچکتر و لایه های نازکتر آب خیلی کندتر میشود درحالیکه مقاومت  برای تبادل محلول بین فازهای متحرک وغیر متحرک افزایش می یابد. این اثرات ترکیبی منجر به مقدار پراکندگی حداکثر درمحتویات آب میانیدرصورت تل ماسه غیر انباشته شده میشود

درطول جریان آب در محیط های منفذ دار مواد حل شده به علت پراکندگی هدرودینامیک گسترش میدهد که شامل پراکندگی مولکولی و پراکندگی مکانیکی میباشد. پراکندگی مکانیکی رخ میدهد زیرا جریان آب با بزرگی و جهت درمنافذ خاک درنتیجه پیچاب ازطریق ساختمان منفذ کمپلکس تغییر میکند. میزان گسترش به توزیع سرعت آب درمقیاس منفذ و میزان هم گرایی و واگرایی مسیرهای جریان و پراکندگی مولکولی مربوط میباشد. غالبا جیان محلول به علت پراکندگی مکانیکی با فرایند فیکیان توضیح داده میشود. شباهت درست بین پراکندگی وپراکندگی مکانیکی منجربه عملکرد مشترک ترکیب کردن این فرایندها با یک فرایندی از پراکندگی میگردد. این روش باید به دقت بررسی شود ومورد تحقیق قرار بگیرد زیرا معادله ریاضی ضرورتا شباهت فیزیکی را نشان نمیدهد. جریان محلول ممکن است با مجموع جریانهای پراکندگی همرفتی و هیدرودینامیک زیر تعریف شود. که c  حجم میانگین یا غلظت ماندگار و z وضعیت یا عمق و D  ضریب پراکندگی هیدرودینامیک و تتا مقدار آب حجمی و jw جریان آب دارسی است. درخاکهای اشباع شده ضریب پراکندگی با معادله زیر مشخص میشود. که دراولین جمله De یک ضریب پراکندگی موثر درحالیکه دومین جمله ضریب پراکندگی مکانیکی را توضیح میدهد درجایی که گاما به پراکندگی اشاره میکند و سرعت آب منفذ را مشخص میکند وn  یک ثابت تجربی است. نقش پراکندگی مولکولی میتواند  باتعداد پراکندگی مولکولی peclet ارزیابی شود.      درجایی که d اندازه میانگین ذره خاک یا بعضی از طول های مشخص با محیط پرمنفذ است. جمله طیفی پراکندگی مولکولی درمعادله 2 همان ترتیب بزرگی رابرای جمله طیفی پراکندگی مکانیکی رادارد. با ‌افزایش Pe کمک پراکندگی به پراکندگی مکانیکی نامحسوس میشود اما انتشارعرضی که به طور معکوسی با پراکندگی مکانیکی درمفهوم پراکندگی تایلور ارتباط دارد باید درنظرگرفته شود. مقادیر نمونه برای n درتغییر حدودی بین 1و 12 هستند در Pe بالاتر ضریب پراکندگی یک افزایش تقریبا خطی را با سرعت آب منفذ درمورد ماسه های غیر انباشته شده یا مهره های شیشه ای نشان میدهد. پراکنده کنندگی فرضا یک ویژگی ذاتی خاک برای جران اشباع شده میباشد. پراکندگی هیدرودینامیک درخاکهای اشباع نشده پیچیده تر از آن در خاکهای اشباع شده است. با کاهش مقدار آب سرعت آب منفذ کم میشود و هندسه فاز مایع درمنافذ انتقال دهنده آب با فرصت کمتری برای ترکیب کردن و و پیچ و خم افزایش یافته تغییر میکند. ضریب پراکندگی بستگی به مقدار آب و سرعت دارد که ممکن است شبیه به معادله 3 بیان شوند.  درمورد محیط های غیر انباشته شده ازقبیل مهره های شیشه ای و ماسه ها گسترش بیشتر محلول و پس مانده طولانی تر برای منحنی پیشرفت محلول در مقادیر آب کمتر مشاهده شده اند . ازاینرو مقادیر بزرگتر برای گاما برابر با D/V برای شرایط اشباع نشده نسبت به اشباع شده یافت شده اند. De smedt و wierenga  پراکندگی بیشتری را در مهره های شیشه ای با مدل متحرک و غیر متحرک توضیح دادند. این محققان دریافتند که مقدار آب متحرک به طور خطی با مقدار آب کلی افزایش می یابد درحالیکه ضریب انتقال جرم بین فازهای متحرک و غیر متحرک آلفا به طور متناسبی با سرعت آب منفذ افزایش یافتند ماراکاو دیگران پراکنده کنندگی بیشتری را برای خاکهای ماسه ای اشباع نشده دریافتند اما آنها دنباله منحنی پیشرفت محلول را مشاهده نکردند. پادیلا و دیگران ثابت کردند که برای یک ماسه اشباع نشده پارامترهای معادله پراکندگی همرفتی و مدل متحرک و غیر متحرک نه تنها تابعی ازویژگیهای خاک هستند بلکه تابعی از مقدار آب هستند. ماتسوبایاشی و دیگران طول مخلوط را برای پراکندگی اشباع نشده براساس انحراف معیار v برای تتای مختلف با به کارگیری مدل حفظ مویین اریابی کردند. علیرغم مطالعات مذکور ودیگر مطالعات جهت توضیح دادن پراکندگی اشباع نشده یک فقدان اطلاعات همسان و جامع وجود دارد . مشکل برای ایجاد کردن شرایط جریان یکنواخت اشباع نشده ممکن است منجربه تخمینات غیر دقیق پارمترهای حمل گردد. چند اطلاعات برای مقدار های کمتر آب وجود دارد زیرا میزان جریان کم پیوسته منجر به آزمایشات جابه جایی زمان بر میگردد. دراکثر مطالعات غلظتهای مجرای خروجی جهت تعیین کردن منحنی پیشرفت محلول مورد استفاده قرار گرفتند. پراکندگی القاء شده با دستگاه ممکن است منجر به پارامترهای حمل پیش قدردار میگردد. درحالیکه یک منحنی تکی پیشرفت محلول برای یک آزمایش برای ارزیابی کردن مدل حمل یک پایه ناقصی را فراهم میکند. هدف اصلی این مطالعه بررسی کردن پراکندگی با تغییرحدود وسیعی ازمقادیر آب تحت شرایط جریان شیب واحد دریک تل ماسه است . به این منظور ما درمحل منحنی پیشرفت محلول را با نتیجه گرفتن غلظتهای ماندگار کلی از قابلیت هدایت الکتریکی خاک انباشته اندازه گیری شده باردیابهای درجه شوری با 4 الکترود درچندین عمق درستون های پر شده با تل ماسه توتوری تعیین شدند. مقادیری برای پارامترهای معادله پراکندگی همرفتی و مدل متحرک و غیر متحرک با بهینه سازی محلولهای تحلیلی این مدل های حمل شده با منحنی پیشرقت محلول مشاهده شده تعیین شدند. مخلوط و ترکیب محلول درماسه اشباع نشده برحسب عملکرد پراکنده کنندگی به عنوان تابعی از مقدار آب بحث خواهند شد

مواد و روشها

 آزمایش جابه جایی

یک تل ماسه توتوری خوب جور شده به طور یکنواختی با تراکم توده خشک  پرمیشوند ، pb= 1.67g cm-3 درستون های5cm  قطر و طول 25 تا 40 سانتی متری . تل ماسه یک اندازه میانگین ذره با قطری بین 0149mm  تا 05mm داشت. جهت به حد اقل رساندن گرفتگی فیلتر درطول آزمایشات جابه جایی ما ذرات نرم را درماسه 25 تا 1 درصد با شستن ماسه با آب مقطر کاهش دادیم. قابلیت هدایت هیدرولیک اشباع شده 550cm d-1 بود. شکل یک منحنی بازداری آب را که با یک ستون آب پایین افتاده در حالت اشباع اندازه گیری شده اند را نشان میدهد. ازمنحنی آشکار میشود که ماسه مقدار ورودی هوای کمی دارد و تغییر حدود محدودی در اندازه های منفذ دارد. شرایط جریان اشباع شده و اشباع نشده در حالت ثابت با به کارگیری محلولهای CACL2 برقرار شدند. شکل دو ترتیب آزمایشی را برای آزمایشات جابه جایی نشان میدهد. جریان شیب واحد با به کارگیری یک ستون آب پایین افتاده برای شرایط اشباع نشده برقرار شد. ستون خاک درابتدا از پایین با به کارگیری یک بطری ماریوت اشباع شد. سرعتهای جریان jw  با تغییر حدود 4 تا 452 cmd-1  با استفاده کردن ازآب با سطح خاک پوشیده شده با کاغذ صافی ازیک سوزن متصل به یک پمپ موجی با به کارگیری بطری خیره ای ازنوع ماریوت برای محلول سیال ورودی به دست آمدند. ماتاییدکردیم که جریان آب به نسبت درسرتاسر نمونه برای دوتا سه متر خاک با به کارگیری محلول رنگی همگن بود. یک صافی شیشه ای ذوب شده با ضخامت 5میلی متر در ته خاک برای کنترل کردن ارتفاع فشاری قالبی مورد استفاده قرار گرفت. بسته به سرعت جریان ما یک صافی با یک قابلیت هدایت اشباع شده 12، 25 ‌یا  50cm d-1 و یک ارتفاع فشاری ورودی هوای متناظر -200, -150 , -70 cm‌ را برای به حداقل رساندن افت فشار درسرتاسر فیلتر پایین انتخاب کردیم. ارتفاع فشاری با تنظیم کردن وضعیت نقطه چکیدن ستون آب پایین افتاده تظیم شد. ازآنجائیکه به دقت پیش بینی کردن افت فشار درسرتاسر صافی به علت گرفتگی احتمالی مشکل بود ما مکش کاربردی خواندن رطوبت سنج خاک بالای فیلتر را تعیین کردیم. برای به حد اقل رساندن اثرات پسماند ما به تدریج ارتفاع فشاری ته برای رسیدن به جریان شیب واحد کاهش دادیم. یک ستون خاک مشابه برای جریان اشباع شده استفاده شد. یک توری شبکه ای ظریف در ته به جای صافی شیشه ای مورد استفاده قرار میگیرد. بعد از اشباع شدن ستون خاک ته سرعتهای جریان اشباع شده ثابت با تغییر حدود jw= 73 to 2059cm d-1  با تنظیم کردن ارتفاع آبی دربالای ستون با به کارگیری بطری ماریوت برقرار شدند. قابلیت هدایت الکتریکی با حسگرهای درجه شوری 4ردیابه اندازه گیری میشوند که به طور افقی درستون در سه تا پنج عمق جاگذاری میشوند. هرردیاب شامل 4 میله فولاد ضد زنگ با قطر 16 mm  و طول 20mm  میباشد. دومیله داخلی و خارجی فاصله های 8و 16 میلی متری دارند. نسبت شارش جریان برق ازطریق الکترودهای خارجی با اختلاف ولتاژ بین دوالکترود داخلی با به کارگیری ثبت کننده اطلاعات با یک تسهیمگر اندازه گیری شد. ارتفاع فشاری آب خاک با کشش سنج ریز با قطر 2میلی مترو طول 10میلی متر متصل به مبدل های فشاری کنترل شدند. بعد ازبرقراری جریان درحالت ثابت محلول سیال ورودی ازغلظت c0 به c1 برای تعیین کردن منحنی پیشرفت محلول تغییر کرد. جهت به حداقل رساندن اثرات غلظت درجریان آب اختلاف بین c0 و c1 نسبتا کم بود درحالیکه هنوز اجازه اندازه گیریهای دقیق منحنی پیشرفت محلول را با الکترودهای 4 ردیابه میدهند. ما به طور جزئی برای مقادیر کمتر آب ازغلظتهای بالاتر استفاده کردیم زمانی که خواندن های 4ردیاب کمتر میشود. خواندن های  Eca  4 ردیابه دریک مقدار آب خاص با قابلیت هدایت الکتریکی محلول خاک تناسب دارند .ازآنجائیکه رابطه ای خطی به طور کلی بین غلظت محلول باقی مانده آب خاک مشاهده میشود c و Eca با ثابت بودن تتا با Eca نیز متناسب است. درجایی که A و B ثابتهایی هستند و t‌ زمان است. زمانیکه ورودی پله ای دائمی به کارگرفته شوند دوثابت معادله 5 میتوانند با دومجموعه از مقادیر c و Eca متناظر با c0 و c1 میباشند. اگر مدت زمان کاربرد پالس به اندازه کافی طولانی نباشد که به یک مقدار ثابت Eca متناظر با c1 برسیم ، ما برای تعیین کردن ثابتها بازیابی کلی جرمی را میپذیریم یعنی 4ردیاب درعمق z برای تعیین کردن ثابتها کلیه جرم محلول ورودی را نشان میدهد

مدل های انتقال

 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

بررسی وضعیت نفت و گاز ایران در بازارهای جهانی در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 بررسی وضعیت نفت و گاز ایران در بازارهای جهانی در word دارای 171 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی وضعیت نفت و گاز ایران در بازارهای جهانی در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

 

بخشی از فهرست پروژه بررسی وضعیت نفت و گاز ایران در بازارهای جهانی در word

 مقدمه

میزان ذخایر بالفعل و بالقوه نفت خام کشور و تاثیر تزریق گاز بر آنها

 سیاستهای تزریق گاز و مقایسه­ای از ذخایر نفت و گاز ایران با ذخایر نفت عربستان

 فقدان سیاست روشن منطقه ای و جهانی در بخش نفت و گاز

 شرکت های عامل نفت

  ایجاد محیط استعماری

 چگونه می­توان سقف تولید فعلی را ثابت نگه داشت

 روش اجرایی سیاست افزایش تولید و توسعه ظرفیت

  پروژه­ سیری «A» و «E»

 میدان سروش ـ نوروز

موقعیت نفت و گاز کشور در بازارهای نفت و گاز جهان

 
1.    میزان ذخایر بالفعل و بالقوه نفت خام کشور و تاثیر تزریق گاز بر آنها
میزان ذخایر« نفت خام در جای» کشور حدود 450 میلیارد بشکه تخمین زده می شود. از این میزان، تا پایان سال 1380 جمعاً حدود 54 میلیارد بشکه از مناطق خشکی و دریایی برداشت شده است.
میزان ذخایر بالفعل نفت خام کشور با توجه به ذخایر کشف شده جدید، حدود 37 میلیارد بشکه است. این رقم بر اساس گزارش های ارائه شده از مناطق خشکی و اطلاعات نگارنده از مناطق دریایی است. ارقام رسمی ارائه شده  با توجه به حجم میعانات گازی و حجم نفت خام بالقوه از حدود 92 میلیارد بشکه تا 130 میلیارد بشکه بوده است.
میزان ذخایر بالقوه نفت خام ( برداشت ثانویه) کشور حدود 50 میلیارد بشکه است. این رقم، حدود 5 میلیارد بشکه نفت قابل بهره برداری- که در 50 تاقدیس شناخته شده کوچک، واقع شده است ـ را شامل می¬شود که هنوز حفاری اکتشافی در آنها شروع  نشده است؛ 45 میلیارد بشکه دیگر نیز در مخازن نفتی شناخته شده واقع شده است.
تنها راه بالفعل نمودن حدود 45 میلیارد بشکه نفت موجود در مخازن ایران، تزریق گاز به میزان لازم و کافی در آنهاست. میزان گاز مورد نیاز جهت تزریق در این مخازن به منظور بالفعل نمودن این ذخایر، حدود 20 میلیارد پای مکعب در روز است. چنین حجمی از گاز مورد نیاز را می توان از ذخایر پارس جنوبی، پارس شمالی ( مخازن گاز کشف شده G و F واقع در خلیج فارس)، گازهای همراه که قسمت اعظم آن سوخته می شود و سایر مخازن گاز ایران تامین نمود. بر اساس محسبات مهندسی مخازن انجام شده قبل و بعد از انقلاب، به ازای تزریق 5/2 تا 4 هزار پای مکعب گاز می توان یک بشکه نفت اضافی از مخازن نفتی ایران به دست آورد.
بنابراین اگر قیمت نفت را حدود 24 دلار برای هر بشکه فرض نماییم « قیمت سایه ای» هزار پای مکعب گاز، حدود 6 تا 10 دلار است. قیمت گاز صادراتی ایران به ترکیه بر اساس قیمت نفت 24 دلار، کمتر از 3 دلار برای هر هزار پای مکعب در نظر گرفته شده است، ضمن آنکه فاصله آن حدود 1000 کیلومتر دورتر از محل تزریق است. علاوه بر این، باید به این نکته توجه کرد که گاز تزریقی برای نسل های آینده باقی خواهد ماند.
ملاحظه می شود که تزریق گاز در مخازن نفتی، با صرفه ترین نحوه استفاده از آن است. در عین حال، این روش از نظر اصول، تنها راه صیانت از مخازن نفتی و تبدیل نفت بالقوه به نفت بالفعل برای نسل¬های آینده کشور است.

2.    سیاستهای تزریق گاز و مقایسه¬ای از ذخایر نفت و گاز ایران با ذخایر نفت عربستان
ذخایر واقعی نفت عربستان حدود 200 میلیارد بشکه است، در حالی که ذخایر نفت و گاز ایران 37 میلیارد بشکه نفت بالفعل و 50 میلیارد نفت بالقوه و حدود 800 تریلیون پای مکعب گاز را شامل می¬شود. در نتیجه، مجموع حجم نفت و گاز ایران حدود 220=133+37+50 میلیارد بشکه ( معادل نفت خام) است. در صورتی که فرض شود ایران روزانه به طور متوسط 5/3 میلیارد بشکه نفت و عربستان به طور متوسط روزانه حدود 10 میلیون بشکه نفت بهره¬برداری می کند در نتیجه در 15 سال آینده، ذخایر نفت ایران در حدود 201=19-220 میلیارد بشکه و ذخایر نفت عربستان حدود 145=55-200 میلیارد بشکه خواهد بود.
ملاحضه می شود که در 15 سال آینده، ایران در مقام اول و عربستان در مقام دوم از نظر ذخایر نفت و گاز در خاورمیانه خواهند بود. لازم به تذکر است ذخایر گازی که احتمالاً در عربستان در فرایند اکتشاف تولید خواهد شد، به مصارف داخلی، شامل تولید برق و تهیه آب آشامیدنی ( شیرین سازی آب) خواهد رسید. ایران نیز امکان کشف ذخایر گازی جدید را داراست.
اعتبار سیاسی در منطقه بدون امکانات و توانایی اقتصادی ممکن نیست. از طرف دیگر تقاضای گاز در جهان در 15 سال آینده به نحو شدیدی افزایش خواهد یافت علت این امر کمبود عرضه نفت در برابر تقاضا از یک طرف و بالا رفتن روند مصرف گاز در سال¬های آینده می¬باشد. بنابراین ارزش گاز در آن زمان به میزان بیشتری در مقایسه با ارزش فعلی آن  ـ یعنی هزار پای مکعب گاز معادل حرارتی یک ششم قیمت یک بشکه نفت ـ خواهد رسید. ضمن آنکه باید توجه داشت که ما نمی توانیم هم روزانه 20 میلیارد پای مکعب گاز در مخازن خود تزریق کنیم و هم حجم قابل ملاحظه ای از گاز را صادر نماییم.
در این جا لازم است توضیح داده شود که 800 تریلیون پای مکعب ذخایر گاز ایران، گازهای همراه نفت و کلاهک گازی مخازن نفتی و مخازن مستقل گازی را شامل می شود. حجم گازهای همراه با میزان نفت استخراجی متناسب است. بنابراین تنها از میدانهای مستقل گازی است که می توان با حجم بالایی گاز استخراج نمود.
باید توجه داشت که در کشورهای غربی از هم اکنون برنامه تامین انرژی مصرفی خود را 25 سال آتی، برنامه ریزی می کنند. بنابراین باید راه¬های موجود و مطمئن تامین آن را با کم ترین قیمت ممکن بررسی و برنامه ریزی نمایند. لذا تامین منابع گازی غرب از سال 2015 به بعد ایجاب می کند که ایران موضوع تزریق گاز را در مخازن خود فراموش نموده و از هم اکنون در راه صادرات گاز به کشورهای همسایه اقدام کند.
برنامه ریزی شرکت های خارجی در تزریق آب به مخازن سیری، درود، سروش، نوروز، سلمان و غیره به جای گاز، از نمونه های روشن در راستای چنین سیاستی است. این در حالی است که بالاتر بودن ضریب بازدهی نفت از طریق تزریق گاز در مخازن مختلف جهان در مقایسه با آب به اثبات رسیده است.متخصصان شرکت « توتال ـ فیناـ  الف» و « شل» در مقالات مختلف خود از طریق کارهای آزمایشگاهی و عملی نشان داده اند. که حتی تزریق هوا در مخازنی که شبیه مخازن  ایران است در مقایسه با تزریق آب از بازدهی به مراتب بیش تری برخوردار است. با وجود این، سیاست همین شرکت ها در تجویز تزریق آب به مخازن ایران در چارچوب قرارداد های بیع متقابل، موجب شده است که گاز آن مخازن سوزانده شود. مثلاً در حالی که شرکت نفت توتال در مخزن « ابوالبخوش» ابوظبی گاز تزریق می کند، با تزریق آب در میدان سلمان موافقت شده است، در حالی که این دو مخزن  (ابوالبخوش و سلمان) در واقع مخزنی مشترک و با موقعیتی کاملاً مشابه است. متاسفانه قرار است گاز طبقه خوف میدان سلمان جهت فروش به ناحیه عسولیه منتقل شود و در مقابل، آب به مخزن سلمان تزریق گردد! همچنین متاسفانه در حال حاضر میدان های سروش و نوروز از طریق آب روانی و تزریق آب، بهره¬برداری می شود و گاز آنها به جزیره خارک جهت فروش منتقل می گردد! سایر پروژهای بیع متقابل نیز عمدتاً چنین نقایصی دارند.

1. نفت و توسعه، گزارش اهم فعالیت¬های وزارت نفت (1379- 1376)، اداره کل روابط عمومی وزارت نفت، خرداد 1380، صفحه 8. در این مقاله هر جا از «گزارش وزارت نفت» نامبرده شده به منظور همین گزارش است.
2. Liquified Natural Gas
3. برای پیشنهاد طی گزارشی در تاریخ 30/5/1374 خدمت آقا یرفسنجانی رئیس جمهور  وقت ارسال شد و ایشان طی پی نوشتی به وزیر نفت، آقای آقازاده نوشتند که « بررسی کنید و توضیح دهید».
4. Department of Energy
5. Energy Information Administration
6. صفحه 20 گزارش وزارت نفت.
7. گزارش IEA تحت عنوان سناریو با قیمت 20- 15 دلار برای هر بشکه در ماه آوریل 1999 در لندن منتشر شد و نگارنده طی گزارشی مورخ 18/5/1378 آن را خدمت آقا یخاتمی رئیس جمهور محترم ارسال نموده است.
8. صفحه 20 گزارش وزارت نفت.
9. گزارش IEA تحت عنوان سناریو با قیمت 20- 15 دلار برای هر بشکه، آوریل 1999 ـ لندن.
10. اطلاعات و مذاکرات نگارنده با کارشناسان نفتی نروژ، انگلستان و مکزیک.
11. این مطلب به اطلاع مسئولان شرکت نفت آن کشور ( PEMEX) با اعداد و ارقام کامل رسیده است.
12. گزارشهای ارائه شده مناطق خشکی و اطلاعات نگارنده از مناطق دریایی و تاقدیس های کوچک موجود در کشور.
13. این مطلب طی گزارشهای متعد در سال 1371 خدمت آقای رفسنجانی رئیس جمهور وقت و سپس در تاریخ 1/8/1379 با تفصیل و بررسی کامل خدمات آقای خاتمی رئیس جمهور محترم ارسال شده است.
14. این موضوع را ضمن مشاهده برنامه طرح و مذاکره با مسئولان پروژه بالا بردن سقف تولید، حضوراً به استحضار متصدیان می¬رساندم.
15. این نکته طی نشست¬هایی در سال¬های 1376 در بخش مطالعات بین المللی وزارت امور خارجه و سپس در سال 1380 در موسسه مطالعات بین المللی انرژی ارائه شده است.
16.Gaslift
17. این موضوع طی گزارش مورخ 30/5/1374 خدمت آقای رفسنجانی رئیس جمهور وقت ارسال شد. در این گزارش عدم توانایی مخازن سیری E و A به میزانی که شرکت نفت توتال ادعا کرده بود نیز با استدلال فنی بحث شده است.
18. در حال حاضر که قرار است موضوع پایین تر بودن سطح تولید از میزان مقرر در قرارداد به حکم ارجاع شود، آیا معقول تر نیست که با سطح تولید پایین تریبه حکم مراجعه نماییم؟ ضمن این که در این صورت صدمه کم تری نیز به مخزن وارد می¬شود.
19. این موضوع طی گزارش¬های متعدد مورخ 1/4/1377 و 19/8/1378 و 25/2/1378 خدمت آقای زنگنه وزیر نفت ارسال شده است.
20. به نمودار شماره 2 در پایان مقاله مراجعه شود.
21. نفت استخراجی معمولاً دارای مقداری گاز محلول است. نقطه حباب (Bubbl Point) فشاری است که کم تر از آن، اولین حباب گاز از نفت خارج می¬شود.
22. این مطلب برای اولین بار طی گزارش مورخ 2/4/1373 خدمت آقای رفسنجانی رئیس جمهور وقت ارسال شد و ایشان طی پی نوشتی چنین اظهار کردند: « نکات قابل توجهی دارد. گرچه تازه نیست و قبلاً مطرح بوده و به خصوص در مورد سرعت عمل تزریق و الویت استخراج پارس جنوبی و عدم عجله در فروش گاز به مسافت دور دست و اولویت مصرف داخلی در شرایط فعلی قیمت گاز، توجه ویژه لازم است.»
23. این مطلب نیز طی گزارش مورخ 12/10/1373 خدمت آقای رفسنجانی رئیس جمهور وقت ارسال گردید.
24. این مطلب طی نشستی که در تابستان 1379 در موسسه مطالعات بین المللی انرژی برگزار گردید مطرح شد و گزارش مربوط به چاپ رسید.
25. Sofre Gas

 

منابع پروژه بررسی وضعیت نفت و گاز ایران در بازارهای جهانی در word
خوانندگان محترم می¬توانند برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مسائل فنی مندرج در دو مقاله به منابع زیر مراجه نمایند.
1.Madaoui, K. and Sakthkumar, S., "Lean Gas Injection in Water Flooded Oil Reservoir, a Systematic Investigation for Field Application", Presented at 7th European IOR Symposium, Moscow, Oct. 1993.
2 . Madaui, K., Sakthikumar, S., Thiebot, L., and BOUVIER, G.,
"Experimental and Numerical Investigation into the Feasibility of Gas Injection in Water Flooded Reservoirs",Presented at 21st Annual Convention of Indonesian Petroleum Association, Oct. 1992, Jakarta, Indonesia.
3. Onill N., "Fahud Field Review: A Switch from Water to Gas Injection in Fahud Field (Oman),"SPE Paper 15 691 Presented at Fifth SPE in the Middle East Held in Bahrain", March 7-10, 1987
4. Saidi, A. M., "Twenty Years of Gas Injection History into Well Fractured Haft Kel Field (Iran)," SPE paper 35 309, presented at SPE Meeting Held in Villahermosa, Mexico, March. 3-7, 1996

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

نانو لوله های کربنی و آنالیز و مدلسازی خواص مکانیکی آنها در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 نانو لوله های کربنی و آنالیز و مدلسازی خواص مکانیکی آنها در word دارای 240 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد نانو لوله های کربنی و آنالیز و مدلسازی خواص مکانیکی آنها در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه نانو لوله های کربنی و آنالیز و مدلسازی خواص مکانیکی آنها در word
چکیده    

فصل اول   
مقدمه نانو   
1-1 مقدمه    
   1-1-1 فناوری نانو    
1-2 معرفی نانولوله‌های كربنی    
   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های كربنی    
   1-2-2 كشف نانولوله   
1-3 تاریخچه    

فصل دوم   
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی  
2-1 مقدمه   
2-2 انواع نانولوله‌های كربنی   
   2-2-1 نانولوله‌ی كربنی تك دیواره (SWCNT)    
   2-2-2 نانولوله‌ی كربنی چند دیواره (MWNT)    
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی  
   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره    
   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره   
2-4 خواص نانو لوله های کربنی    
   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن    
       2-4-1-1 مدول الاستیسیته   
       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک    
       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها    
2-5 کاربردهای نانو فناوری    
   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های كربنی    
       2-5-1-1 كاربرد در ساختار مواد    
       2-5-1-2 كاربردهای الكتریكی و مغناطیسی    
       2-5-1-3 كاربردهای شیمیایی   
       2-5-1-4 كاربردهای مكانیكی    

فصل سوم   
روش های سنتز نانو لوله های کربنی    
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی    
   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی   
   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری   
   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)    
   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )    
   3-1-5 رشد فاز  بخار    
   3-1-6 الکترولیز    
   3-1-7 سنتز شعله    
   3-1-8 خالص سازی نانولوله های كربنی    
3-2 تجهیزات    
   3-2-1 میكروسكوپ های الكترونی    
   3-2-2 میكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM)    
   3-2-3 میكروسكوپ الكترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)    
   3-2-4 میكروسكوپ های پروب پیمایشگر (SPM)    
       3-2-4-1 میكروسكوپ های نیروی اتمی (AFM)    
       3-2-4-2 میكروسكوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)    

فصل چهارم   
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته    
4-1 مقدمه    
4-2 مواد در مقیاس نانو    
   4-2-1 مواد محاسباتی    
   4-2-2 مواد نانوساختار    
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو    
   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد    
       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد    
4-4 روش های شبیه سازی    
   4-4-1 روش دینامیک مولکولی    
   4-4-2 روش مونت کارلو    
   4-4-3 روش محیط پیوسته    
   4-4-4 مکانیک میکرو    
   4-4-5 روش المان محدود (FEM)    
   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر    
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی    
   4-5-1 مدلهای مولکولی    
       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)    
       4-5-1-2 روش اب انیشو    
       4-5-1-3 روش تایت باندینگ    
       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی    
   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها    
       4-5-2-1 مدل یاکوبسون    
       4-5-2-2 مدل کوشی بورن    
       4-5-2-3 مدل خرپایی    
       4-5-2-4 مدل  قاب فضایی    
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته    
   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته    
   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل    
   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    
   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    
   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته    
       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته    
       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته    
   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته      

فصل پنجم   
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی     
5-1 مقدمه    
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی    
   5-2-1 نیروهای بین اتمی    
       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی    
       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی    
   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو    
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته    
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی    
   5-4-1 مدل انرژی- معادل    
       5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره    
       5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره    
   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    
       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود    
       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS    
   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    
       5-4-3-1 مقدمه    
       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته    
       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی    
       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان    
       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی    
       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای    
       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن    
       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه    
       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه    

فصل ششم   
نتایج    
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل    
   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره    
   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره    
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    
   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [    
   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره    
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    

فصل هفتم   
نتیجه گیری و پیشنهادات     
7-1 نتیجه گیری    
7-2 پیشنهادات    
فهرست مراجع     

فهرست جداول

جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته 
جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر135
جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس 
جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS 
جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل 
جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS 
جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS 
جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده 
جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی 
جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ 
جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و   به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع 

فهرست اشکال

شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد 
شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن 6
شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد 
شکل 1-4 : تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM  nm 36/0 می باشد 
شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شده  از  نانوپیپاد 
شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991
شکل 2-2 : انواع نانولوله:  (الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12)  (ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10) 
شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن 
شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره 
شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs 
شکل 2-6 : نانو پیپاد 
شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله که  از  حلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است 
شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوط2
شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی 
شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطی  از  بردارهای پایه b , a 
شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها 
شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله 
شکل 2-13: مراحل  آزاد سازی نانو لوله کربن 
شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری 
شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششی  الف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی 
شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله 
شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM. 47
شکل2-18 : نانودنده ها 
شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس 
شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری 
شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD 60
شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTs  را که به روش PECVD رشد یافته  نشان می دهد 
شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف)   40–50 nmو (ب). 200–300 nm 
شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM 
شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی 
شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته 
شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول 
شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی 
شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش 
شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه 
شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله 
شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی 
شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل 
شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته 
شكل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف 
شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی 
شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی 
شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.
شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی 
شکل 4-16: وابستگی کرنش بحرانی نانولوله به شعاع با ضخامت های تخمینی متفاوت 
شکل 5-1: نمایش نیرو وپتانسیل لنارد-جونز برحسب فاصله بین اتمی r 
شکل 5-2 : نمایش نیرو وپتانسیل مورس برحسب فاصله بین اتمی r 
شکل 5-3 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه 
شکل5-4 : فعل و انفعالات بین اتمی در مکانیک مولکولی 
شکل5-5 : شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ 
شکل5-6 : شکل شماتیک یک نانولوله صندلی راحتی (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b 
شکل5-7 : شکل شماتیک یک نانولوله زیگزاگ (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b 
شکل5– 8 :  تصویر شماتیک توزیع نیروها برای یک نانولوله کربنی تک دیواره 
شکل 5-9 : تصویر شماتیک توزیع نیرو در یک نانولوله کربنی زیگزاگ 
شکل5- 10: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنی Armchair، (ب) مدل تحلیلی برای تراکم در جهت محیطی (ج) روابط هندسی 
شکل 5-11: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنیZigzag(ب)مدل تحلیلی برای فشار در جهت محیطی…
شکل 5-12: تعادل مکانیک مولکولی و مکانیک ساختاری برای تعاملات کووالانس و غیر کووالانس بین اتم های کربن (الف) مدل مکانیک مولکولی (ب) مدل مکانیک ساختاری 
شکل 5-13: منحنی پتانسیل لنارد-جونز و نیروی واندروالس نسبت به فاصله اتمی 
شکل5-14 : رابطه نیرو (بین پیوند کربن-کربن) و کرنش بر اساس پتانسیل بهبود یافته مورس 
شکل 5-15 :استفاده از المان میله خرپایی  برای شبیه سازی نیروهای واندروالس 
شکل5-16 : منحنی نیرو-جابجائی غیر خطی میله خرپایی 
شکل 5-17: تغییرات سختی فنر نسبت به جابجائی بین اتمی 
شکل 5-18: مدل های المان محدود ایجاد شده برای اشکال مختلف نانولوله (الف) :صندلی راحتی (7،7) (ب):زیگزاگ(7،0) (ج): نانولوله دودیواره (5،5) و (10،10) 
شکل5-19 : المان های نماینده برای مدل های شیمیایی ، خرپایی و محیط پیوسته 
شکل 5-20 : شبیه سازی  نانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان ساختار قاب فضایی 
شکل5-21 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی تک دیواره: (الف) زیگزاگ (7،0) ، (ب) صندلی راحتی (7،7) ، (ج) زیگزاگ (0،10) ، (د) صندلی راحتی (7،7) 
شکل5-22 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی چند دیواره: (الف) مجموعه 4 دیواره نانولوله زیگزاگ (5،0) (14،0) (23،0) (32،0) تحت کشش خالص ، (ب) مجموعه 4 دیواره نانولوله صندلی راحتی (5،5) (10،10) (15،15) (20،20) تحت پیچش خالص 
شکل5-23 : نانولوله تحت کشش 
شکل5-24 : یک نانولوله کربنی تک دیواره شبیه سازی شده به عنوان ساختار قاب فضایی 
شکل5-25 : شکل شماتیک اتمهای کربن و پیوند های کربن متصل کننده آنها در ورق گرافیت 
شکل 5-26 : نمودار Eωa بر حسب فاصله بین اتمی ρa 
شکل 5-27 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و پیوندهای کواالانس و واندروالس 
شکل5-28 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن که تنها پیوندهای کووالانس را نشان می دهد 
شکل5-29 : سه حالت بارگذاری برای معادل سازی انرژی کرنشی مدل ها 
شکل5-30 : شکل شماتیک از شش گوشه ای کربن و نیرو های غیر پیوندی 
شکل5-31 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن …
شکل5-32: یک مدل جزئی از ساختار شبکه ای رول نشده که نانولوله کربنی را شکل می دهد. شش ضلعی های متساوی الاضلاع نماینده حلقه های شش ضلعی پیوند های کووالانس کربن می باشد، که هر رأس آن محل قرار گیری اتم کربن می باشد 
شکل5-33 : شکل یک حلقه کربن به صورت یک شش ضلعی متساوی الاضلاع و هر اتم کربن به عنوان گره با نامگذاری قراردادی 
شکل 5-34 : شکل یک ذوزنقه متساوی الساقین از حلقه شش گوشه  ای کربن (الف) در فضای   x و y  (ب) شکل نگاشت یافته در فضای r و s 
شکل 5-35 : المان ذوزنقه ای هم اندازه و مشابه المان اصلی ABCF که در صفحه به اندازه زاویه θ چرخیده است 
شکل 5-36 : شش حالت ممکن ذوزنقه شکل گرفته در شش گوشه ای کربن ABCDEF. هر ذوزنقه یک شکل دوران یافته از دیگری است 
شکل 5-37 : حلقه شش گوشه ای کربن ABCDEF که تشکیل شده از دو ذوزنقه ABCD و DEFC، دراین شکل نشان داده شده که در این حالت تنها CF ایجاد شده است 
شکل 5-38 : شکل شماتیک حلقه کربن شش گوشه ای به عنوان المان پایه صفحه گرافیتی 
شکل 5-39 : پارامترهای هندسی ورق گرافیتی 
شکل 5-40 : مدل ورق گرافیتی زیگزاگ.ورق گرافیتی تک لایه a)تحت کشش b)تحت بار های مماسی..
شکل6-1: شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ 
شکل 6-2 : تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E173
شکل 6-3 : تغییرات مدول برشی G 
شکل 6-4 : تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E نانولوله های کربنی با قطر یکسان، نسبت به ضخامت دیواره t 
شکل 6-5 : تغییرات مدول برشی نانولوله های کربنی با قطر یکسان نسبت به ضخامت دیواره t
شکل 6-6 : تغییرات نسبت پواسون  
شکل 6-7 : تغییرات مدول یانگ در جهت محیطی( Eθ) 
شکل 6-8 : تغییرات مدول یانگ در جهت محیطی( Eθ) نانولوله های کربنی با قطر یکسان، نسبت به ضخامت دیواره t
شکل 6-9 : تغییرات نسبت پواسون(νθz) 
شکل 6-10: مقایسه تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E نسبت به قطر
شکل 6-11: مقایسه تغییرات مدول یانگ در جهت محیطی ( Eθ) نسبت به قطر
شكل 6-12: مقایسه  تغییرات مدول برشی نسبت به قطر
شکل 6-13: مقایسه تغییرات نسبت پواسون(νθz)  نانولوله های کربنی نسبت به قطر
شکل6-14: نمودار تنش-کرنش برای نانولوله کربنی صندلی راحتی
شکل6-15: شکل شماتیک شش گوشه ای کربن همرا با تنها 6 پیوند کووالانس
شکل6-16: شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و6 پیوند کواالانس و6پیوند واندروالس
شکل6-17: شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن
شکل6-18: مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره صندلی راحتی و زیگزاگ 83
شکل6-19: نانولوله های کربنی تک دیواره صندلی راحتی(12،12) و زیگزاگ(14،0) تحت تست کشش
شکل6-20 :کانتور تغییر شکل نانولوله های کربنی تک دیواره صندلی راحتی(12،12) تحت تست کشش
شکل6-21 : نانولوله های کربنی تک دیواره صندلی راحتی(12،12) تحت تست پیچش 
شکل6-22 : کانتور تغییر شکل نانولوله های کربنی تک دیواره صندلی راحتی(12،12) تحت تست پیچش 
شکل 6-23 : مقایسه تغییرات مدول یانگ  نانولوله تک دیواره صندلی راحتی نسبت به قطر برای هر سه مدل اجزاء محدود 
شکل 6-24 : مقایسه تغییرات مدول یانگ  نانولوله تک دیواره زیگزاگ نسبت به قطر برای هر سه مدل اجزاء محدود 
شکل 6-25 : مقایسه تغییرات مدول برشی  نانولوله تک دیواره صندلی راحتی نسبت به قطر برای هر سه مدل اجزاء محدود 
شکل 6-26 : مقایسه تغییرات مدول برشی  نانولوله تک دیواره زیگزاگ نسبت به قطر برای هر سه مدل اجزاء محدود 
شکل 6-27:مقایسه تغییرات نسبت پواسون  نانولوله تک دیواره نسبت به قطر برای هر سه مدل اجزاء محدود.
شکل 6-28 : مدل اجزاء محدود نانولوله تک دیواره (12و12) بعد از تست کشش 
شکل 6-29 : مدل اجزاء محدود نانولوله تک دیواره (12و12) بعد از تست پیچش 
شکل6-30 : شماتیک سه شکل نانولوله: مدل مولکولی، مدل ساختاری، و مدل معادل پیوسته 
شکل6-31 : فاصله بین لایه های ورق گرافیتی 
شکل 6-32 : مقایسه مدول یانگ برای نانولوله کربنی (8،8) در ضخامت های مختلف با نتایج موجود در مراجع 
شکل 6-33 : پارامترهای هندسی ورق گرافیتی 
شکل 6-34 : شکل شماتیک حلقه کربن شش گوشه ای به عنوان المان پایه صفحه گرافیتی
شکل 6-35 : مقایسه تغییرات مدول یانگ  صفحه گرافیتی تک دیواره صندلی راحتی نسبت n, t
شکل 6-36 : مقایسه تغییرات مدول یانگ  صفحه گرافیتی تک دیواره زیگزاگ نسبت n, t
شکل 6-37 : مقایسه تغییرات مدول برشی  صفحه گرافیتی تک دیواره صندلی راحتی  نسبت n, t 
شکل 6-38 : مقایسه تغییرات مدول برشی  صفحه گرافیتی تک دیواره زیگزاگ  نسبت n, t 
شکل 6-39 : مقایسه تغییرات نسبت پواسون  صفحه گرافیتی تک دیواره صندلی راحتی  نسبت n
شکل 6-40 : مقایسه تغییرات نسبت پواسون  صفحه گرافیتی تک دیواره زیگزاگ  نسبت n 

چکیده

از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری  مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و  محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند  بیشتر توسعه یافته اند.
پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.
در این پایان نامه از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاه  مختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:
1.    مدل انرژی- معادل
2.    مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS
3.    مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB
مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگ  در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.
در  مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی،  نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.
در  مدل اجزاء محدود سوم، كد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.
اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه  مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. همچنین منحنی  تنش-کرنش برای نانولوله تک دیواره صندلی راحتی پیش بینی و تغییرات رفتار آنها مقایسه شده است. نشان داده شده که خصوصیات صفحه ای در جهت محیطی و محوری برای هر دو نوع نانو لوله کربنی و همچنین اثرات قطر و ضخامت دیواره نانو لوله کربنی بر روی آنها یکسان می باشد. نتایج به دست آمده در مدل های مختلف یکدیگر را تایید می کنند، و نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله  افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.
نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده نشان می دهد.

فصل اول
مقدمه نانو
1-1 مقدمه
1-1-1 فناوری نانو 
    نانو فناوری عبارت ازآفرینش مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانو متر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس می باشد. به عبارت دیگر فناوری نانو، ایجاد چیدمانی دلخواه از اتم ها و مولکول ها و تولید مواد جدید با خواص مطلوب است. فناوری نانو، نقطه تلاقی اصول مهندسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی و شیمی است و به عنوان ابزاری برای کاربرد این علوم و غنی سازی آنها در جهت ساخت عناصر کاملاً جدید عمل می کند.

 

بخشی از مراجع پروژه نانو لوله های کربنی و آنالیز و مدلسازی خواص مکانیکی آنها در word

1-    http://www.irannano.org ستاد ویژه توسعه فناوری نانو
2-    S. Iijima, Nature 354 (1991) 56–58
3-    Sumio Iijima, “Carbon nanotubes: past, present, and future”, Physica B, 2002 , 323 1–5
4-    Dong Qian, Gregory J Wagner, and Wing Kam Liu, Mechanics of carbon nanotubes
5-    V.M. Harik, T.S. Gates and M.P. Nemeth, Applicability of the Continuum-shell Theories to the Mechanics of Carbon Nanotubes, NASA/CR-2002-211460 ICASE Report No. 2002-7
6-    H. Rafii-Tabar. Computational modeling of thermo-mechanical and transport properties of carbon nanotubes Physics Reports 390 (2004) 235.
7-    Deepak Srivastava, Chenyu Wei and Kyeongjae Cho, Nanomechanics of Carbon Nanotubes and Composites, Applied Mechanics Review Vol. 56,No. 2,2003.
8-    Ji Zang, Andrejs Trei bergs, Y. Han and Feng Liu, Geometric Constant Defining Shape Transition of a asingle Carbon Nanotube, Physical Review Letters, Vol.92, No. 10,2004.
9-    D.Y.Sun, D.J.Shu, M.Ji Feng Liu, M. wang and X.G.Gong, Pressure-induced Hard to soft Transition of a single Carbon Nanotube, Physical Review  B 70, 165417, 2004.
10-    Q. Wang and V.K. Varadan, Stability Analysis of Carbon Nanotubes Via Continuum Models, Smart Materials and Structures, 281-286, 2005.
 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید