چکیده موضوع تحقیق: یکی از ساده­ترین و ارزان­ترین روش­های بهبود تولید، سیلاب­زنی است. از جمله چالش­های مهم در این فرایند ناهمگونی در ساختار مخزن است که موجب افزایش تولید آب و کاهش بازیافت نفت می­شود. علاوه بر این، سیلاب زنی یا تزریق مواد شیمیایی در بلند مدت ممکن است به ناهمگونی­های بیشتری در مخزن منجر شود. برای افزایش بازده در فرایندهای ازدیاد برداشت، مسدودسازی انتخابی مناطق با نفوذپذیری بالا و در نتیجه بهبود بهره­وری جاروب در مناطق با نفوذپذیری پایین، اهمیت دارد. استفاده از هیدروژل­ در کنترل جریان تزریقی به ویژه در سال­های اخیر، با موفقیت­های میدانی مختلفی همراه بوده است که نشان دهنده کارایی بالای این روش می باشد. هیدروژل­ بعد از تزریق آب یا پلیمر مورد استفاده قرار می­گیرد و موجب هدایت سیال تزریقی به سمت مناطق کم­تراوا می­شوند.
روش تحقیق: در این مقاله فرایند آزمایشگاهی تزریق هیدروژل در میکرومدل شیشه ای با استفاده از نرم افزار کامسول و معادلات فازی-میدانی شبیه­سازی شده و عملکرد هیدروژل در بهبود ضریب بازیافت نواحی کم­تراوا مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین سیلابزنی قبل از تزریق هیدروژل که معمولا با آب یا پلیمر انجام می­گیرد، بررسی شده و با تعیین پارامترهای موثر بر ضریب بازیافت سعی شده است شرایط بهینه این فرایند بررسی شود. به این منظور پس از صحت­سنجی مدل تهیه شده، حساسیت سنجی پارامترهای موثر بر این فرایند روی ضریب بازیافت انجام شده و یک مدل ریاضی جهت تعیین آن ارائه شده است.
نتایج اصلی: فاکتور بازیافت نفت حاصل از مطالعات، به ترتیب با مقادیر خطای مطلق 29/2 و 06/4 درصد در فرایند تزریق آب و هیدروژل بدست آمد. چهار پارامتر نرخ تزریق، زاویه تماس، گرانروی نفت و گرانروی سیال تزریقی به عنوان پارامترهای موثر بر ضریب بازیافت در فرایند سیلابزنی درنظر گرفته شدند. از این میان، بیشترین تاثیر را زاویه تماس داشت. در مدل مربوط به پیش­بینی ضریب بازیافت در سیلابزنی، بیشترین اثر متقابل مربوط به گرانروی و زاویه تماس می باشد. در شبیه سازی سیلابزنی ضخامت سطح تماس معادل h_max/5بدست آمد که مقدار ، 230 میکرومتر است. در شبیه سازی تزریق هیدروژل، اندازه ضخامت سطح تماس terpf.ep_default/5.65 حاصل شد. terpf.ep_default ضخامت سطح تماس و معادل 631 میکرومتر است.

چکیده موضوع تحقیق: حلالیت ضعیف ترکیبات دارویی در محیط آبی بدن موجب افزایش تاثیرات جانبی نامطلوب، افزایش مقدار داروی مصرفی و کاهش اثربخشی آن می­شود. تولید میکرو/ نانوذرات ترکیبات دارویی با مرفولوژی و توزیع اندازه­ی یکنواخت یکی از روشهای تایید شده برای افزایش حلالیت این ترکیبات است. از این رو انتخاب وطراحی یک روش مناسب برای تولید میکرو/ نانوذرات ترکیبات دارویی یکی از مهمترین زمینه های تحقیقاتی در صنایع داروسازی است. در طول سه دهه گذشته، بکارگیری فرایندهای بر پایه دی­اکسیدکربن فوق بحرانی در زمینه های مختلف داروسازی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اما برای استفاده از این فناوری جهت تولید میکرو/نانوذرات دارویی و طراحی و توسعه­ی واحدهای عملیاتی موردنیاز، تعیین میزان حلالیت این ترکیبات در دی­اکسیدکربن فوق بحرانی الزامی است.
روش کار: در این پژوهش، از پنج مدل تجربی مختلف (آداچی و لو، چ و مادراس، هژبر و همکارانش، بیان و همکارانش و مدل مندز سانتیاگو تیجا) و همچنین شبکه­ی عصبی مصنوعی برای تعیین حلالیت شش ترکیب دارویی ضدسرطان (اپرپیتانت، 5-فلوروراسیل، ایماتینیب مسیلات، کاپسیتابین، لتروزول و داستاکسل) در دی‌اکسیدکربن فوق­بحرانی استفاده شده است. سپس با استفاده از داده­های تجربی موجود برای حلالیت این مواد و محاسبه­ی معیارهای آماری مانند میانگین قدر مطلق خطای نسبی (AARD%)، ضریب هم­بستگی تنظیم­شونده (R_adj) و مقدار پارامتر F ( F-value)، میزان دقت و صحت این مدل­ها در تخمین حلالیت ترکیبات دارویی مذکور بررسی شده است.
مهم­ترین نتایج حاصله: بر اساس نتایج حاصله، مدل آداچی و لو با مقدار AARD%معادل %12/12 و میانگین R_adj معادل 97/0 می­تواند پیش­بینی قابل قبولی از میزان حلالیت این ترکیبات دارویی در دی­اکسیدکربن فوق­بحرانی داشته‌ باشد. همچنین با مقایسه­ی نتایج به دست آمده از شبکه­ی عصبی مصنوعی و مدل­های تجربی، شبکه­ی عصبی مصنوعی با مقدار AARD% معادل %65/1 و میانگین R_adj معادل 9960/0 را می­توان به عنوان مناسب­ترین مدل برای پیش‌بینیمیزان حلالیت این داروهای ضدسرطان انتخاب نمود.

چکیده حلال‌ها ترکیباتی هستند که در صنایع صنایع شیمیایی، دارویی، نفت و گاز از جمله در فرآیندهای جداسازی کاربرد دارند. از جمله این حلال‌ها آلکانول آمین‌ها و مایعات یونی می‌باشد. مایعات یونی با نقطه ذوب زیر ^oC100 دسته جدیدی از ترکیبات شیمیایی هستند که خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی دارا می‌باشند. طراحی و بهینه‌سازی سامانه‌های حذف گازهای اسیدی از گاز طبیعی و همچنین جداسازی گاز دی‌اکسید کربن از جریان مخلوط گازها از جمله گاز دودکش نیازمند داده‌های آزمایشگاهی مربوط به خواص فیزیکی حلال می‌باشد. با این حال اغلب انجام آزمایش‌ها کاری وقت گیر و پرهزینه است. بنابراین، از مدل‎‌های ترمودینامیکی برای پیش بیتی خواص سیستم‌های خالص و مخلوط استفاده می‌شود. در این مطالغه ویسکوزیته 3 آلکانول‌آمین (مونواتانول‌آمین، متیل‌دی‌اتانول‌آمین، دی‌اتانول‌آمین) و 12 مایع یونی برپایه ایمیدازولیوم (تترافلورابورات، هگزافلورافسفات و بیس‌تری‌فلورومتیل‌سولفونیل‌آمید) توسط تئوری اصطکاک (FT) که بر اساس مفاهیم اصطکاک مکانیک کلاسیک می‌باشد همراه با معادلات حالت پنگ-رابینسون (PR) و سوآو-ردلیچ-وانگ (SRK) در محدوده وسیع دمایی و فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از داده های به دست آمده در قسمت قبل، ویسکوزیته مخلوط ‌های مختلف مایع یونی-مایع یونی و مایع یونی-آلکانول آمین‌ها در شرایط غلظتی و دمایی مختلف مدلسازی شد. نتایج حاصل از این مدلسازی نشان داده است که تئوری اصطکاک در پیش بینی ویسکوزیته مواد خالص عملکرد خوبی داشته است و مقدار انحراف نسبی میانگین مطلق (AARD%) با استفاده از معادله حالت پنگ-رابینسون برای مایعات یونی خالص و آلکانول آمین‌ها به ترتیب 71/4% و 66/1 % می‌باشد. در معادله حالت سوآور-ردلیچ-وانگ این مقادیر 70/4% و 99/1% است. در مخلوط‌ها مایع یونی-مایع یونی مقادیر ویسکوزیته پیش بینی شده با مقادیر تجربی تطابق خوبی داشته و در مورد مخلوط‌های مایع یونی-آلکانول آمین تئوری اصطکاک 5 و6 پارامتری کمترین میزان خطا را نشان می دهد.

چکیده موضوع تحقیق: در سال‌های اخیر مطالعات زیادی برای بهبود خواص چسبندگی چسب‌های فشار‌حساس (PSAهای) پلی‌یورتانی و اکریلیکی صورت گرفته است. به طور کلی، PSAهای پلی‌یورتانی از استحکام برشی بالاتر و PSAهای اکریلیکی از نوچی بالاتری برخوردارند. موضوع این پژوهش، امکان‌سنجی بهره‌برداری از خواص هر دوی این چسب‌ها از طریق روش ساده آمیخته‌سازی و ارزیابی دو خاصیت مذکور بود.
روش تحقیق: ابتدا کوپلیمر اکریلیکی (Ac) متشکل از 82 درصد حجمی بوتیل اکریلات و 18 درصد حجمی متیل متاکریلات به روش محلولی سنتز شد. از سوی دیگر، پلی‌یورتان گرمانرم (TPU) حاوی 5/17 درصد وزنی بخش سخت به روش توده تهیه شد. آمیخته‌سازی این دو پلیمر از طریق اختلاط محلول آن‌ها انجام شد. محلول پلیمرهای خالص و آمیخته‌های آن‌ها در ترکیب‌درصدهای متفاوت بر ‌لایه پلی‌اتیلن‌ترفتالات ریخته‌گری و در دمای محیط خشک شد. برای شناسایی پلیمرهای TPU و Ac از آزمون‌های طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل‌ فوریه، کروماتوگرافی ژل‌تراوایی و گرماسنجی‌ پویشی تفاضلی استفاده شد. نوچی حلقوی، استحکام برشی استاتیک، رفتار دینامیکی‌ مکانیکی، زاویه تماس قطره ایستا، ریخت‌شناسی (Morphology) و کدری PSAها مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج اصلی: نوچی PSA اکریلیکی از پلی‌یورتانی بالاتر بود. نوچی PSAهای آمیخته‌ای حاوی 20، 40 و 60 درصد وزنی TPU بالاتر از نوچی اجزای خالص و در آمیخته حاوی 40 درصد وزنی TPU بیشینه بود. این آمیخته نسبت به سایر آمیخته‌ها کمترین زاویه تماس آب و نسبت به پلیمرهای خالص کمترین زمان آسودگی را نشان داد که نتیجه آن تر‌شوندگی (Wetting) بهتر زیرآیند و نوچی بالاتر بود. استحکام‌ برشی PSA‌ها با افزایش مقدار TPU به بالاتر از 40 درصد وزنی در آمیخته‌ها نسبت به PSA اکریلیکی افزایش یافت؛ به طوری که TPU خالص با بالاترین مدول در بسامدهای مختلف و در نتیجه قرارگیری در منطقه PSA با استحکام برشی بالا در پنجره گرانروکشسانی چانگ، از بیشترین استحکام چسبندگی برخوردار بود. امتزاج‌ناپذیری آمیخته‌ها با آزمون کدری‌سنجی و محاسبه پارامتر حلالیت هنسن تأیید شد.

چکیده موضوع تحقیق: در ده­های اخیر روش­های بهینه‌سازی مبتنی بر پدیده­های طبیعی به دلیل عدم نیاز به انجام محاسبات سنگین ریاضی، عدم وابستگی به نقاط انتخابی اولیه و قابلیت بهینه­سازی نسبت به سایر روش­ها، در زمینه بهینه­سازی ترکیبی جایگاه ویژه­ای پیدا کرده­ است. علاوه بر این شبکه عصبی مصنوعی به‌عنوان یکی از ابزار قدرتمند هوش مصنوعی در شبیه­سازی فرایندها به‌کار برده می­شود. به­کارگیری شبکه عصبی برای مدل­سازی فرایند آلکیلاسیون متاکروزل با ایزوپروپانول و روش فرا ابتکاری در به دست آوردن شرایط بهینه برای کاتالیست و واکنش می­تواند گام موثری، در جهت انجام فرایند با بازده بالا فراهم ­سازد.
روش تحقیق: در این پژوهش شبکه عصبی برای پیش­بینی فرایند آلکیلاسیون متاکروزل با ایزوپروپانول و الگوریتم کلونی زنبورهای عسل به منظور بهینه‌سازی بازده فرایند به کار گرفته شد. شبکه عصبی طراحی شده دارای 5 نرون در لایه پنهان می­باشد. به منظور بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی تبدیل متاکروزل و گزینش پذیری آن به تیمول در فرایند آلکیلاسیون متاکروزل با ایزوپروپانول 120 داده استفاده شد. در این فرایند،‌ سرعت فضایی (WHSV)، فشار و دما، به‌عنوان متغیرهای ورودی و تبدیل متاکروزل و گزینش پذیری تیمول به‌عنوان متغیرهای خروجی شبکه عصبی در نظر گرفته شده است.
نتایج اصلی: سیستم شبیه­سازی طراحی شده با ضریب رگرسیون (R²) بالاتر از %97.5،‌ نشان‌دهنده دقت بالای شبکه عصبی طراحی شده برای این فرایند می­باشد. میزان بیشینه بازده این فرایند با استفاده از الگوریتم کلونی زنبورهای عسل 28.9% )با متغیرهای قابل تنظیم h^-10.062 WHSV=، فشار bar1.5 و دمای ^˚C 300( حاصل شد. هم­چنین برای دستیابی به کارایی بهتر الگوریتم بهینه سازی، مقادیر مطلوب ضریب شتاب و جمعیت زنبورها با آزمون سعی و خطا 100 و 10حاصل شد.

چکیده موضوع تحقیق: در میان کاتالیست‌های نرخ سوزش (BRCs) در کامپوزیت‌های پرانرژی، کاتالیست‌های بر پایه فروسنی عملکرد بهتری داشته ولی دارای مشکلاتی همچون فراریت است. از این رو استفاده از مشتقات فروسنی با هدف سازگارگردن با پیش‌پلیمر پلی­بوتادی­ان خاتمه­یافته با هیدروکسیل (HTPB) اخیراً در پژوهش‌های مرتبط با این حوزه مورد توجه قرار گرفته است.
روش تحقیق: در این پژوهش در بخش اول، مونومر وینیل فروسن (VFM) در سه شرایط مختلف با و بدون بنزوئیل پراُکساید (BPO) به عنوان آغازگر و با درصدهای مختلف مونومر وینیل فروسن) در حضور HTPB، به صورت درجا پلیمریزه شده تا پلی­(وینیل فروسن) (PVF) تهیه گردد. سپس، آلیاژهای PVF/HTPB حاصل با استفاده از آزمون‌های FT-IR، ¹H NMR و GPC شناسایی شدند. در بخش دوم این پژوهش، کامپوزیت­های‌ پرانرژی حاوی آلیاژ PVF/HTPB تهیه و خواص حرارتی آن‌ها توسط آزمون TGA با کامپوزیت­های‌ پرانرژی حاوی کاتالیست­های رایج مقایسه شد.
نتایج اصلی: نتایج GPC نشان داد که پیک اصلی بزرگ‌تر و پهن‌تر شده است که به علت افزایش میزان متوسط وزن‌ مولکولی در آلیاژ PVF/HTPB­ باشد. نتایج حاصل از مقایسه حرارتی نشان داد که کامپوزیت‌های پرانرژی برپایه آلیاژ PVF/HTPB نسبت به کاتالیست‌های مرسوم عملکرد بهتری داشته و دمای تجزیه آمونیوم پرکلرات (AP) را بیشتر کاهش داده است. آلیاژ PVF/HTPB به عنوان یک کاتالیست نرخ سوزش در کامپوزیت‌های پرانرژی عمل می‌کند به نحوی که به رفع مشکل مهاجرت نیز به سبب آلیاژسازی درجا VFM به HTPB کمک نماید.

چکیده موضوع: هیدروژن زیستی یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که استفاده از آن به عنوان سوخت، مزایای اقتصادی و محیط‌زیستی زیادی دارد. کنترل غلظت سوبسترا در واکنشگاه، تاثیر چشم‌گیری بر میزان تولید هیدروژن دارد. فرایند تولید هیدروژن زیستی یک فرایند پیچیده و غیرخطی است که کنترل آن مستلزم به کارگیری روش‌های کنترل غیرخطی است. در این مقاله، به کنترل غلظت سوبسترا در یک واکنشگاه بی‌هوازی تولید هیدروژن با استفاده از روش خطی‌سازی پسخور پرداخته شده است.
روش تحقیق: مدل مورد استفاده برای شبیه‌سازی، یک مدل شناخته شده متشکل از سه متغیر حالت است. کنترل‌کننده پیشنهادی، یک کنترل‌کننده خطی‌سازی‌شده کلی (GLC) است که بر اساس روش خطی‌سازی پسخور (Feedback linearization) طراحی می‌شود. در این روش، سیستم غیرخطی از طریق انتقال دستگاه مختصات، به طور دقیق خطی‌سازی می‌شود. بنابراین، می‌توان سیستم خطی‌سازی شده را با استفاده از یک کنترل‌کننده خطی کنترل کرد. به منظور خطی‌سازی سیستم، با استفاده از مدل ارایه‌شده برای این فرایند و با به کارگیری مفاهیم هندسه دیفرانسیلی یک جبران‌کننده غیرخطی طراحی شده است. در صورت به کارگیری جبران‌کننده غیرخطی، می‌توان از کنترل‌کننده تناسبی-انتگرالی (PI) به عنوان کنترل‌کننده خطی استفاده کرد. عملکرد کنترل‌کننده GLC+PI در کنترل فرایند مذکور، در مقایسه با یک کنترل‌کننده غیرخطی (NC) و یک کنترل‌کننده PI، مورد سنجش قرار گرفته است. عملکرد کنترل‌کننده‌های مذکور با شبیه‎سازی عددی و بر اساس شاخص انتگرال زمان در مربع خطا (ITSE) مطالعه شده است.
نتایج اصلی: نتایج شبیه‌سازی حاکی از این هستند که کنترل غلظت سوبسترا در این فرایند، به طور کلی، باعث افزایش مقدار تولید هیدروژن می‌شود. روش پیشنهادی در این مقاله (GLC+PI) برای کنترل غلظت سوبسترا در واکنشگاه زیستی تولید هیدروژن، در مقایسه با کنترل‌کننده‌های NC و PI، عملکرد بهتری در تعقیب مقدار مقرر دارد. در صورت تغییر 25 درصدی پارامترهای سینتیکی، عملکرد NC مختل می‌شود، اما روش های PI و GLC+PI در برابر این مقدار عدم قطعیت مقاوم هستند. عملکرد مناسب کنترل‌کننده می‌تواند تولید پایدار هیدروژن را تضمین کند. مقایسه نتایج شبیه‌سازی در حالت حلقه‌باز و حلقه‌بسته نشان می‌دهد که کنترل غلظت سوبسترا باعث افزایش 90 درصدی تولید هیدروژن می‌شود.

چکیده موضوع تحقیق: امروزه و بدلیل شیوع ویروس کرونا و افزایش استفاده از محلولها و ژل‌های ضدعفونی، استفاده از گلیسرین نیز به شدت افزایش یافته است. ترانس‌استریفیکاسیون یکی از فرایندهای مهم در صنعت است که طی آن روغن خوراکی یا غیر خوراکی به بیودیزل و گلیسرین تبدیل می‌شود. تحقیقات زیادی در این زمینه به منظور بهبود این فرایند به منظور تولید بیشتر بیودیزل انجام شده است اما در هیچکدامیک بهینه سازی فرایند به منظور تولید بیشتر گلیسرین انجام نشده است.
روش تحقیق: در این مقاله به بررسی و شبیه سازی و بهینه سازی روش ترانس‌استریفیکاسیون پرداخته می‌شود. بدین منظور یک واحد تولید بیودیزل و گلیسرول با دبی خوراک 5.5 متر مکعب بر دقیقه ابتدا در نرم افزار Hysys شبیه سازی شد و سپس بدلیل اهمیت تجهیز راکتور ترانس‌استریفیکاسیون، با ورود اطلاعات فرایندی لازم، این تجهیز در نرم افزار Comsol MultiPhysics تحلیل عددی شده و پارامترهای موثر بر آن به منظور بهینه سازی درصد تبدیل محصول، با دو دیدگاه یک پارامتر در لحظه و طراحی آزمایش مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج اصلی: در نهایت مشاهده شد که پارامترهایی مثل دمای خوراک ورودی به راکتور استریفیکاسیون و هم چنین زمان ماند خوراک، تاثیر بسزایی بر کمیت و کیفیت محصول تولیدی دارد. بطوریکه در دمای 500 کلوین مقدار درصد تبدیل محصول به 100 درصد میرسد و در دمای 420 کلوین با افزایش دبی خوراک از 0.2 تا 0.4 مترمکعب برساعت مقدار درصد تبدیل محصول از 65 درصد به 25 درصد میرسد. همچنین ضمن ارائه یک مدل برای محاسبه میزان محصول گلیسرین تولیدی در واحد انرژی مصرف شده، پارامترهای تاثیرگذار مذکور نیز با روش سطح پاسخ بهینه سازی شده‌اند. که در شرایط بهینه مقدار تولید محصول به مقدار مصرف انرژی مقدار دما برابر 470.7 کلوین و مقدار دبی خوراک برابر 0.586 مترمکعب بر ثانیه شد همچنین با توجه به نتایج بدست آمده میتوان دریافت با تنظیم دبی در مقدار بهینه، استفاده از یک مبدل یا یک پیش‌گرم کن در فرایندهای تولید بیودیزل و گلیسرین میتواند تاثیر بسزایی در میزان محصولات تولید شده داشته باشد بطوریکه دمای بهینه برای خروجی این پیش گرمکن حداقل 470.7 کلوین درنظر گرفته شود.