مقاله استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیة میوه ای هسته ای (مثل توت) در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیة میوه ای هسته ای (مثل توت) در word دارای 12 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیة میوه ای هسته ای (مثل توت) 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیة میوه ای هسته ای (مثل توت) در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیة میوه ای هسته ای (مثل توت) در word :

استخراج آب زیر بحرانی آنتوسیانین ها از مواد اولیه میوه ای هسته ای (مثل توت)
خلاصه

استخراج رنگدانه ها بر مبنای آنتوسیانین از میوه های هسته ای و انگور معمولاً با استفاده از محلول های اتانول یا اتانول بر مبنای آبی و اكثراً با استفاده از اتیل استات، استون یا كلرید میتلن صورت می گیرد. هر چند اتانول به عنوان یك حلال GRAS (به طور كلی شناخته شده) طبقه بندی می شود. استفاده از آن باید تحت وضعیت قانونی باشد.

آب زیر بحرانی در تواكم متوسط بالاتر از نقطه جوش آب معمولی یك محیط جایگزین برای اتانول ثابت دی الكتریك وابسته به دمای آن و تراكم انرژی چسبندگی آن، می باشد. در این تحقیق آب زیر بحرانی تحت فشار و در دمای بین حفظ شده، برای جدا كردن رنگدانه های بر مبنای آنتوسیانین از میوه های هسته ای (خشك و مرطوب) مثل تمشك، زغال اخته، bilberry ،elderbery و ساقه، پوست و هسته آنها به كار رفته است.

آزمایش های نمایش و استخراج با استفاده از سیستم استخراج خانگی و جریان دار انجام گرفتند كه در آن محلول آب اسیدی شده با سرعت بالا و به كمك پمپ فشارافزا در اتاقك واحد سرعت وارد شدند. آزمایش های اضافی نمایش به وسیله دستگاه ASE (استخراج حلال تسریع شده) دیونكس مدل 300 صورت گرفتند كه در ان مقدار انحراف بردای راه اندازی نرمال ASE از طریق كنترل كننده زیر پردازشگر برای سهولت بخشیدن به استخراج در شرایط بالا تغییر یافت. نمونه های میوه های بدون هسته انواع هسته دار آن در محفظه استخراج قرار گرفتند و تا دمای گرم گردید.

آب خالص دیونیزه و خالص شده Milli-Q- و آب اسیدی شده با سرعت با فشار ثابت وارد شدند. به طور مشابه استخراج سریع در سیستم ASE با استفاده از آب خالص، تركیب آب – اتانول و آب اسدی شده هدایت شد. استخراج به شكل بعدی طیف نوربینی و از طریق تجزیه HPLC نمایش داده شد. بازده استخراج H2O – زیر بحرانی با نتایج بدست آمده از عصاره اتانولی %70 مقایسه شد.

نتایج آزمایش های استخراج كننده جریان نشان می دهد كه حجم آب زیر بحرانی مورد نیاز برای انجام استخراج همسان آنتوسیانین نسبت به اتاوول كمتر است و به همین ترتیب فقط %90 از آنتولسیانین موجود استخراج شده است. كاهش استفاده از حلال بین 2 تا 4 برابر بوده كه باعث ایجاد عصاره غلیظ تر و استخراج سریعتر شده است. این نتایج تا حدودی به دلیل سرعت بالای فوق سیال در بستر استخراج كننده اینگونه هستند.

نتایج ASE نشان می دهند كه عصاره ایی با قدرت رنگی بالاتر زمانی بدست می آید كه آب اسیدی شده مورد استفاده قرار می گیرد و زمانیكه فرآیند استخراج در بهینه سازی شده و تخریب رنگدانه كاهش یافته است.

تفسیر چند جانبه نتایج بالا با توجه به عوامل ترمودینامیك و انتقال جرم پشتیبانی می شود كه بر استخراج بر مبنای آب زیر بحرانی اثر می گذارد. محاسبات با استفاده از روش تجربی كلیفرود برای برآورد كسر مولی ماده حل شونده (آنتوسیانین) در آب زیر بحرانی، افزایش انحلال پذیری آنتوسیانین را تایید كرده و روند ثابت دی الكتریك حلال و پارامتر پذیری نیز این مساله را تایید می كنند. ثابت دی الكتریك برای آب زیر بحرانی در دمای بالای كمتر از 50 است كه به مقادیر مربوط به حلال های قطبی آلی در دمای محیط نزدیك است.

همچنین از بین رفتن ساختمان مرتبه سوم در آب در دمای بالاتر و پارامتر انحلال پذیری پایین آن از روند كاهش ثابت دی الكتریك پیروی و پشتیبانی می كند. قابلیت نفوذ ماده حل شونده كمتر از برآورده شده و محاسبه سرعت استخراج را ممكن می سازد.

به طور خلاصه یا بهتر از موارد به دست آمده از طریق استخراج بر مبنای اتانول در خصوص تركیب، ارزش تغذیه ای و فعالیت آنتی اكسیدان هستند. علاوه بر این استفاده از آب در بالاتر از نقطه جوش آن استریل كردن در جای عصاره را سهولت می بخشد شبیه روش تصفیه فرعی گرمایی. مقالاتنی كه فرآیند بالا را تحت پوشش قرار می دهند اخیراً جمع آور شده اند.

مقدمه:
غذاهای طبیعی و مكمل های رژیمی بیش از 9/13 میلیارد دلار از 480 میلیارد دلار فروش غذا در سال 1998 در آمریكا را به خود اختصاص داده اند. این مقدار نسبت به سال گذشته %23 افزایش داشته است. تخمین زده شده كه 1 میلیون از مكمل های رژیمی استفاده می كنند و بر این عقیده اند كه این مكمل ها سلامت عمومی آنها را بهبود می بخشیده و از بیماریها جلوگیری می كنند.

از بسیاری از مكمل های به دلیل قانون آموزش و سلامت مكمل های رژیمی در سال 1994، با قوانین اندك یا ارزیابی علمی اندكی در بازار موجود هستند. در بسیاری از مكمل های هایی كه منبع گیاهی دارند حاوی تركیبات گیا شیمیایی هستند كه كمی سازی و حتی شناسایی نشده اند. بخش های دیگر صنایع مكمل های رژیمی نیز تركیبات پلی فنولی را از میوه ها و سبزیجات جدا می كنند.

عصاره های پلی فنولی تمشك، زغال اخته، boiiberry , elderberry انگور و سویا از بازار تهیه می كنند. قیمت عصاره ای پلی فنولی بسته به غلظت مولفه های فعال بسیار متفاوت بوده و گاهی به صدها دلار در هر كیلوگرم می رسد. محصول Novasy (ایزوفلاوون) كه از شستشوی اتانولی دانه سویا بدست آمده و Grape Max (پروسیانیونن، كاتچین و آنتوسیانیدین) كه با استفاده از اتانول و استات جدا و تغلیظ شده است،

دو محصول موجود در بازار هستند كه تركیب آنها ناشناخته شده است. به عنوان مثالی از پیچیدگی این عصاره های جدول 1 تركیب پلی فنولی برخی عصاره های میوه های هسته ای را نشان می دهد كه در بازار موجود هستند.

جداسازی تركیبات پلی فنولی می تواند گران تمام شود. مقدار زیادی ماده خام، كه مقدار كمی ماده فعال دارد برای جدا كردن مقدار كمی ماده مورد نیاز است. محتوای آنتوسیانین (ANC) زغال اخته بین mg/g3/6-1/3 (وزن خشك) گزارش شده است. سطح اسید لاجیك در گونه های مختلف توت فرنگی بین mg/g64/4-83/0 (وزن خشك) است.

مولفه های دیگر مثل پروسیانین و فلاوانول ها نیز بسته به شرایط رشد و محل كشف سطح پایینی دارند. بیشتر میوه برداشت شده در فرآیند پردازش محصولات آب میوه (به طور كلی و جزیی) وارد می شوند بنابراین در دسترس ترین منبع این تركیبات از تفاله میوه ها (مثل پوست، ساقه، ؟؟؟) پس از فرآیند عصاره گیری است كه درصد بالایی از جرم آن فرآوری شده است.

با در دسترس بودن عصاره گیری است كه درصد بالایی از جرم آن فرآوری شده است.
با در دسترس بودن این محصولات فرعی غنی از مواد مغزی (تفاله ها) ابزار موثری برای جداكردن حداقل بخشی از این تركیبات بدست آمده است. با قیمت kg/200-50 دلار عصاره میوه ها و یا بیشتر، ارزش بالقوه تجاری آنها میلیونها دلار است. استخراج آب زیر بحرانی (SWE) ابزاری بالقوه ارزان كارآمد و دوست خریدار برای جدا كردن این مواد پلی فنولی ارزشمند فراهم می كند.

پلی فنولیك ها و به طور خاص تر ANCS اغلب توسط حلال های اتانولی یا اتانولی آبی جدا می شوند. و این كار باید به دلیل حساسیت بسیار، بالاتر از نقطه جوش نرمال آن تحت فشار بستگی دارد، در حالیكه ثابت دی الكتریك آب و قدرت انحلال سیال را تغییر می دهد. استفاده از SWE برای استخراج محصولات طبیعی برای kava-kava، تمشك و Saworg انعناع مستندسازی شده است همچنین برای Wost ؟؟

جان و اخیراً به خوبی توسط كلیفورد و هالوژن خلاصه شده است. همانطور كه توسط كینگ اعلام شده بود، SWE با استفاده از برای فرآوری «سبز» مولفه های سازنده مغزی SEE را تكمیل می كند. در این تحقیق ما قابلیت كاربرد SWE را برای جدا كردن پلی فنولیك ها از میوه های بسته ای و محصولات مرغی باقیمانده آنها، گسترش می دهیم.

مواد و روش ها
دستگاه تجربی استفاده شده برای هدایت SWES در شكل یك نشان داده شده است. این دستگاه حاوی پمپاژ سرعتی جداسازی كاربری بر روی ورود آب به مخزن استخراج (اتاقك) است كه در یك فر تنظیم گرمایی شده قرار گرفته است. محفظه استخراح یك SS316، “Od1، “id16/9 با حجم تقریبی ml55 بوده است. همانطور كه در شكل هم نشان داده شده،

آب از طریق یك فنر تعادیل در فر پمپاژ می شود تا در دمای بالاتر از نقطه جوش خود تحت فشار به حد زیر بحرانی برسد و سپس قبل از خارج شدن از فر از طریق محفظه استخراج به مخزن حمام خنك كننده وارد شود. فشار برگشتی به كمك دریچه ویزمتری در سیستم حفظ شده است كه تنظیم سرعت جریان آب را ممكن می سازد

. عصاره های آبی پس از خارج شدن از دریچه ریزمتری جمع آوری شده اند. اولین ترموكوپل در شكل 1 به كنترل كننده دما متصل شده كه دمای فر را تنظیم می كرد. در حالیكه ترموكوبل های دیگر به یك دستگاه سنجش دیجیتالی متصل بودند تا خواصش دقیق دمامی آب قبل و پس از محفظه استخراج بدست آید.

نمونه های میوه های بسته ای مختلف و محصولات فرعی (تفاله) آنها در محفظه استخراج قرار گرفته و فر تا دمای بین با سرعت ml/min24 و فشار ثابت Mpa40 وارد شدند. این فشار بیشتر از حد مورد نیاز بود تا از تشكیل كار در محفظه استخراج جلوگیری كند. نمونه های اضافی در هر g80-60 از محلول آبی بدست آمده از استخراج كننده در فاصله زمانی 40 دقیقه ای بدست آمدند. اما تا زمانیكه محفظه به دما و فشار مطلوب استخراج رسید برداشته شده به صورت بصری با اكی ولان تقریبی ppm20 از سیانین

3 – گلوكوزید (مدل خاص ANC) نمایش داده شد. نمونه های استخراج شده به روش HPLC توصیف شده توسط اسكرد و همكاران تجزیه و تحلیل شدند. بازده استخراج SWE با نتایح به دست آمده از عصاره اتانولی %70 مقایسه گردید.

نمونه كنترل با اتانول %70 در آب به مدت 40 دقیقه و با استفادئه از صوتی سازی استخراج شده و با اتانول اضافی شسته شد تا هر گونه رنگ باقی مانده از ماده اولیه میوه بسته ای جدا شود، به دلیل حساسیت بالای ANC ها به نور، گرما و اكسیژن تمامی نمونه ها پس از استخراج فوراً برای تزریق به HPLC همانطور كه گفته شد آماده شدند.

شكل 2 سیستم ASE مدل 300 را نشان می دهد كه برای تضمین سریع اثر SWE بر روی تفاله elderbery، با استفاده از آب بدون گاز خالص، آب اسیدی شده و تركیب آب/ اتانول، مورد استفاده قرار گرفت.

دمای استخراج بین متغیر بود. شرایط استخراج كلی یعنی همان 13 مورد استفاده شدند تا بهینه سازی SWE ممكن شود. هر چند ASE (استخراج حلال تسریع شده) از فشار برگشتی N2 برای جلوگیری از جوشیدن استخراج استفاده می كند، اثر آن بسیار شبیه اثر استفاده از وسیله تنظیم كننده فشار برگشتی برای، استخراج كننده مداوم خانگی است كه قبلاً در مورد آن توضیح داده شد.

استفاده از سیستم لسیتم ASE یك رویكرد تجربی «تركیبی» برای بررسی SWE پلی فنولیك ها از مواد اولیه بدست آمده از میوه های بسته ای ایجاد می كند. این سیستم پس از تحلیل آماری، انتخاب پروتوكل استخراج كه بیشترین غلظت/گرم ANC از عصاره را ممكن ساخته است برای آزمایش سیستم جریان مداوم SWE در مقیاس بزرگتر.

نتایج و بحث
جدول 2 نتایج و با استفاده از SWE در دستگاه استخراج خانگی برای elderberry خشك شده، نور رسانه های آن و تفاله تمشك سیاه ارایه داده است. هر كدام از این مواد اولیه تحت شرایط توصیف شده در بخش آزمایش با اتانول، آب زیر بحرانی، در زمان و شرایط كافی برای استخراج تقریباً %90 از ANC های موجود همانطور كه در عصاره گیری اتانولی تعیین شده، استخراج شدند. بازده از نظر mgANclg- ماده اولیه در ماده خشك و مرطوب – برای هر نوع استخراج و ماده اولیه در جدول 2 ارایه شده است

. بر اساس اشكال وزن خشك درصد ANC استخراج شده و نسبت به استخراج اتانولی محاسبه شده وارنستون پنجم جدول 2 ارایه شده است. در اغلب موارد، بدون توجه به ماده اولیه، بازده %90 بیشتر برای ANC ها با استفاده از SWE بدست آمد.

بازده ANC با SWE كمی بیشتر از %100 برای عصاره elderberry خشك بود، اما علت آن ممكن است كسب بازده بهتر استخراج ANC با SWE باشد، یا به دلیل خطای آزمایش نتایج نسبتاً پایین تر برای SWE برای تفاله مرطوب تمشك به دست آمد. اما حتی در این مورد بازده 80 درصد ANC از طریق SWE به دست آمد.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله شیمی رنگ در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله شیمی رنگ در word دارای 5 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله شیمی رنگ 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله شیمی رنگ در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله شیمی رنگ در word :

شیمی رنگ

بررسی مواد رنگی از نظر شیمیایی ،. بخش جالبی از شیمی كاربردی را تشكیل میدهد به شیمی رنگ معروف است . در این قسمت انواع تقسیم بندی مواد رنگی ، مواد اولیه ( Primaries ) مواد حد واسط (‌ Intermediates ) بررسی میگردد .

1 – طبقه بندی مواد رنگی
علاوه بر تقسیم بندیهای قدیمی این مواد را به مصنوعی و طبیعی ، گیاهی و غیر گیاهی ، معدنی و آلی و غیره طبقه بندی میكردند در تقسیم بندی جدید كه بر اساس كاربرد رنگها متكی است این مواد بطور كلی به دو بخش عمده زییر تقسسیم بندی شده است:

I – بیگمانها ( رنگدانه ها )‌ یا بیگمنت ها ( PIGMENTS )
II – رنگها ( DYES )
اغلب رنگها موارد استفاده شان در صنایع رنگرزی نساجی اهمیت دارند در صورتی كه بیگمانها در موارد غیر رنگرزی نساجی كاربرد بیشتری دارند . هر چند كه بعضی مواقع آنچنان مرز مشخص بین ایندو بخش رنگ نمیتوان تقسیم نمود .

بیگمانها ( Pigments )
بیگمانها مواد جامد تزئینی هستند كه در شكل و اندازه های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه و بكار میروند . بیگمان مشتمل بر مواد سیاه ، سفید و رنگی بوده كه موارد استعمال زیادی از جمله رویه زدن ، پوشش دادن ( Surface Coating ) ، رنگرزی انبوه ( Mass Coloration ) و دیسپرسیون در هوا میباشد . برای رویه زدن از محلواهای آبی حاوی مواد سفت كننده مثل چسب و سایر رزین ها ، روغنهای خشك كننده ( معمولا به همراه یك یا چند حلال آلی ) تركیبات نرم كننده ( Plastici zers ) و غیره استفاده میشود . در رنگرزی انبوه مواد پلاستیكی گوناگون ، پلاستیكها و الیاف مصنوعی گوناگون را بكار میبرند .

از آنجا كه بیگمانها به صورت دیسپرس مصرف میتواند از استكل و ابعاد ذرات آنها حائز اهمیت میباشند . اغلب بیگمانها بصورت پلی مرفیك ( یعنی برای ساختن و ظاهر كردن آنها باید از مراحل مختلف گذشت ) بوده و شرایط تهیه شان باید طوری انتخاب گردد كه فرمهای كریستالی با اندازه ذرات ( Partical size ) كوچك حاصل شوند در غیر اینصورت اشكالاتی در فرایند رنگ زدن به وجود خواهد آمد .
بیگمانهای اولیه و قدیمی غالبا تركیبات معدنی بوده كه منشا طبیعی داشته اند ولی چون كیفیت و خواص جالبی از خود نشان نمیدادند لذا به مرور زمان جای خود را به بیگمانهای مصنوعی و آلی دادند . نمونه هایی از بیگمانهای عمده معدنی را بصورت زیر میتوان طبقه بندی كرد :

بیگمانهای سفید :
بیگمانهای قرمز : گل آخری ( ) سرنج ، ( pdo ) ، شنگرف ( Hgs ) و كرئمات بازی سرب
بیگمانهای زرد و نارنجی :
بیگمانهای آبی : و اولترامارین ( لاجورد )
بیگمانهای سبز : مخلوط سبز و

موارد استفاده عمود : بیگمانهای یاد شده در بالا عبارتند از : لاكها ، رنگهای روغنی ، ورنی ، رنگهای سلولوزی ، پلاستیكی ، وكب های چاپ ، رنگرزی كاغذ ، رنگ زدن سطوح آلات و ادوات ، بنا ها ، ساختمانهای فلزی ، آهنی و وسایل نقلیه ، پلهای آهنی ، كشتی ها ، راه آهن و ماشینهای كارخانجات .
از مهمترین بیگمانهای معدنی كه امروزه به مقادیر فراوان تهیه و مصرف میشود ، اكسید دوتبتان ( Tio2 ) است كه توسط دوروش موسوم به فرایند های كلریید و سولفات از سنگهای معدنی روتایل ( RUTied ) ، لومینیت ( Lumenite ) كه دارای %72 Tio2 هستند تهیه میگردد .

دراینجا مختصری در مورد رنگهایی كه در صنایع پوشش سطوح به كار میروند اشاره میگردد
مواد خام لازم برای تهیه اینگونه رنگها عبارتند از :
بیگمانهای معدنی و آلی ) صمغهای طبلیعی و مصنوعی ، روغنها ،. حلالها ،‌ مواد خشك كننده ( سیكاتید ) و مواد نرم كننده . ذیلا در مورد هر یك از مواد مذكور شرح كوتاهی بیان میگردد .

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله تبلور شناسی در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله تبلور شناسی در word دارای 22 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تبلور شناسی 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله تبلور شناسی در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله تبلور شناسی در word :

تبلور

یک ماده ، عبارتست از جهت یافتگی ذره‌ای و آرایش مولکولی و تثبیت این نظم در فضای ماده.
تاریخچه بلورشناسی
علم بلورشناسی یا کریستالوگرافی درباره نحوه تشکیل و رشد بلورها و شکل ظاهری و ساختمان داخلی آنها و نیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد متبلور بحث می‌نماید. کلمه کریستال (Crystal) اصل یونانی دارد که از دو کلمه (سرد= Kryos) و (سخت شدن= Stellesual) تشکیل شده که مجموعا معنی سخت شدن در اثر سرما را می‌دهد.

فلاسفه قدیم نیز منشاء بلورهای یک سنگ را بلورهای یخ می‌دانستند که بر اثر تحمل سرمای بسیار شدید در طول مدت مدید ، طوری سخت و مقاوم شده است که می‌تواند حرارتهای بالاتر از صفر را هم تحمل نماید. در سال 1690 ، “Huyghens” دریافت که بلورها از اجتماع ذرات کوچکتر بوجود آمده‌اند و در سال 1912 ، “M.V.Laue” توانست تئوری ساختمان شبکه‌ای در بلورها را با استفاده از اشعه ایکس به اثبات برساند.

تبلور و نمو بلورها
برای اینکه یک بلور بتواند تشکیل گردد، باید در وحله اول نطفه آن بسته شود، پس از تشکیل ، نطفه شروع به نمو می‌کند تا بالاخره بلوری که بوسیله سطوح احاطه شده است، بوجود آید.

نطفه‌های بلور عبارتند از بلورهای ریزی با قطر تقریبی 40 تا 180 آنگستروم که بطور ناگهانی در بخارات و مایعات اشباع شده و یا مواد مذاب سرد شده تشکیل می‌شوند. در اجسام جامد تشکیل بلور ، نقش مهمی را بازی می‌کند، مثلا تشکیل بلور که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی یا نارسائی‌های حرارتی در شیشه ایجاد می‌گردد، باعث از بین رفتن شفافیت شیشه خواهد شد.

تبلور معمولا در موقع تبدیل یک حالت فیزیکی به حالت فیزیکی دیگر صورت می‌گیرد. این تبدیل به سه صورت زیر انجام می‌شود:
تبلور در هنگام تبدیل حالت مایع به جامد
این نوع تبلور به دو صورت انجماد مواد مذاب و تبلور مواد محلول انجام می‌گیرد:

• انجماد مواد مذاب
اگر ماده مذاب به سرعت سرد شود، اتمها یا مولکولها با هر موقعیتی که دارند، متراکم و بی‌حرکت می‌شوند و ماده منجمد می‌گردد. در این صورت جسمی جامد و ایزوتوپ بدون داشتن نظم ذره‌ای تشکیل می‌شود. اگر سرد شدن با آرامی و کند انجام شود، اتمها و مولکولها با توجه به نیروی جاذبه خود و اطاعت از شبکه تبلور کنار هم چیده شده و نطفه بلور را تشکیل می‌دهند. سپس در نتیجه اتصال سایر مولکولهای منزوی و معلق در ماده مذاب به نطفه بلور ، حجم آن افزایش می‌یابد تا اینکه به بلوری درشت تبدیل می‌گردد.

• تبلور مواد محلول
در این نوع تبلور باید محلول به حال فوق اشباع باشد. در چنین محلولهایی بلورها تشکیل و ته‌نشین می‌شوند. این بلورها ابتدا به صورت نطفه‌های متحرک می‌باشند، علت تحرک آنها حرکات قبلی یونها و مولکولهای سازنده آنها است. در محلولها نیز مانند انجماد مواد مذاب ، رشد بلورها از طریق اتصال منظم یونها ، اتمها و مولکولهای معلق در محلول به نطفه‌های بلور صورت می‌گیرد.

تبلور در هنگام تبدیل حالت بخار به جامد سوبلیماسیون
در این حالت تبلور ، بلورها مستقیما از تبدیل بخار به جامد حاصل می‌شوند. این بلورها معمولا کوچک و دارای طرح اولیه می‌باشند که اصطلاحا اسکلت بلور گفته می‌شود. در طبیعت ، سوبلیماسیون در گازهای خشک آتشفشانی دیده می‌شود. در این حالت مواد گازی آتشفشانی در شکافهای توده آذرین مستقیما به بلور تبدیل می‌گردند. مثال بسیار روشن برای پدیده سوبلیمانسیون ، تشکیل قشرهای بلور یخ ناشی از انجماد مستقیم بخار آب اطاقها بر روی شیشه پنجره‌ها در سرمای زمستان می‌باشد.

تبلور مواد جامد
حالت سوم تبلور که خوب شناخته نشده و در طبیعت فراوان دیده می‌شود، تبلور در محیط جامد است. در این حالت رشد بلورها بخرج بلورهای کوچکتر و تحت تاثیر فشار و حرارت و در مدت زمان طولانی صورت می‌گیرد. برای مثال امروزه سنگهای شیشه‌ای آتشفشانی خیلی قدیمی را متبلور می‌بینیم. بنابراین معلوم می‌شود که این گونه سنگها به تدریج در طول زمان متبلور شده‌اند. سنگهای آهکی دانه ریز که از بلورهای ریز کربنات کلسیم تشکیل شده‌اند، تحت تاثیر عوامل دگرگونی (فشار و حرارت) به مرمر که دارای بلورهای دانه درشت کلسیت است، تبدیل می‌گردد.

تاثیر عوامل خارجی در نمو بلورها
شرایط زیر سبب بوجود آمدن اختلاف در اندازه بلورها می‌گردد:
1 سرعت انجماد
افزایش طول مدت انجماد یک ماده مذاب امکان تغذیه شیمیایی بیشتر بلورها از ماده مذاب را فراهم می‌سازد. بنابراین کم شدن سرعت انجماد ، موجب تشکیل بلورهای درشت و تسریع در انجماد سبب تشکیل بلورهای کوچک و ریز می‌گردد.
2 وجود مواد فرار
وجود بخار آب و گازها در یک ماده مذاب ، نقطه انجماد را پایین آورده و سرعت انجماد را کند می‌سازد. بنابراین باعث افزایش رشد بلورهای آن ماده می‌شود. به عنوان مثال در رگه‌های پگماتیت به علت وجود بخار آب و گازهای فراوان در ماده مذاب پگماتیتی ، بلورها به مراتب درشت‌تر از بلورهای توده آذرین اصلی است، حال آنکه سرعت انجماد در رگه‌های پگماتیت از سرعت انجماد توده آذرین اصلی بیشتر بوده است.

3 تراکم محلول

اندازه بلورها در یک محلول بستگی به درجه اشباع شدگی آن محلول دارد. در محلولهای فوق اشباع تعداد مراکز تبلور فراوان می‌باشد و در نتیجه اندازه بلورها کوچک خواهد شد. برعکس در محلولهائی با درجه اشباع شدگی کمتر تعداد مراکز تبلور کم بوده و بنابراین اندازه بلورها درشت‌تر خواهد بود.

میانبار یا ادخال در بلورها
در حین رشد بلور ممکن است موادی به صورت جامد ، مایع و یا گاز به سطح بلور بچسبد. ادامه رشد بلور باعث می‌شود که این مواد در درون بلور قرار گرفته، موجب تشکیل ادخال در داخل بلور گردد، حبابهایی خیلی کوچک گاز کربنیک همراه با آب در داخل بلور کوارتز و یا قطرات خیلی کوچک آب در بلورهای نمک طعام و نیز قطرات مواد مذاب غیر متبلور (شیشه) در درون بلورهای فلدسپات ادخالهائی می‌باشند که همزمان با تبلور بلور در داخل آن قرار می‌گیرند.

اجتماع بلورها
اجتماع بلورها به دو صورت اجتماع منظم و نامنظم مشاهده می‌شود:

• اجتماع نامنظم
در این نوع ، اجتماع بلورها در جهات مختلف بدون رعایت نظم و ترتیب صورت می‌گیرد. مثلا در یک توده نبات یا در اختلاط گچ زنده با آب می‌بینیم که گچ می‌بندد. سخت و یکپارچه شدن این ماده به علت تبلور مجدد بلورهای ژیپس و چسبیدن آنها به یکدیگر صورت می‌گیرد.

• اجتماع منظم
هرگاه در زمان تشکیل و نمو بلورها ، شرایط مناسب باشد، نطفه‌های بلور بطور اتفاقی در کنار هم نمی‌گیرند، بلکه طبق قواعد معین با نظم و ترتیب خاصی با یکدیگر ، رشد و نمو خواهند نمود. صورتهای مختلف اجتماع منظم بلورها عبارتند از:
o اجتماع کروی (اسفرولیتی(

اگر تبلور ماده مذاب سریع صورت بگیرد و تعداد مراکز تبلور کم باشد، بلورها به شکل سوزنهای باریک و به صورت دستجات کروی و جدا از هم تشکیل می‌شوند، مانند بلورهای سوزنی شکل طلا و کلرور پتاسیم که در سیستم کوپیک متبلور می‌شوند.

o اجتماع موازی

در این گونه تجمع ، بلورها بطور موازی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و دارای سطوح مشترکی می‌باشند. در اجتماع موازی بلورها معمولا بلورهای هم‌جنس شرکت دارند، مانند بلور کوارتز.
o اجتماع بلورهای غیرهم‌جنس

علاوه بر بلور هم‌جنس ، بلورهای غیرهم‌جنس نیز به نوبه خود تشکیل اجتماع منظم و یا جهت‌دار می‌دهند. این نوع اجتماعات بر پایه تشکیل نطفه بلوری بر روی بلور دیگری قرار دارد، به نحوی که سطح مشترک بین دو بلور از نظر ساختمان شبکه‌ای مشابه باشند. برای مثال ، اغلب بر روی بلورهای ورقه‌ای هماتیت بلورهای سوزنی شکل روتیل نمو نموده‌اند و در پگماتیتها بلورهای کوارتز در داخل بلور ارتوز به صورت اجتماع موازی دیده می‌شود.

اختصاصات مواد متبلور
اجسام متبلور به خاطر داشتن شکل مخصوص ، سختی ، خاصیت ارتجاعی ، مقاومت محدود در مقابل حرارت و فشار و نقطه ذوب از مایعات و گازها متمایز می‌شوند. بعضی از مواد متبلور مانند پارافین نرم هستند و اجسامی مانند شیشه و پلاستیک هرچند که جامدند، ولی متبلور نمی‌باشند. بلورها اجسامی همگن و ان‌ایزوتوپ هستند. ان‌ایزوتوپ بودن بلور به این علت است که اختصاصات فیزیکی مانند سرعت انتشار حرارت و نور یا درجه سختی و غیره در جهات موازی آنها برابر می‌باشد و در جهات مختلف نابرابر می‌باشد.

رنگ بلورها
هرگاه بخش اعظم نور از بلور عبور کند و فقط مقدار کمی از آن جذب گردد، بلور شفاف دیده می‌شود و چنانچه مقدار نور جذب شده و نوری که از بلور عبور می‌کند، تقریبا برابر باشد، بلور نیمه شفاف به نظر می‌رسد. در صورتی که اگر تمام نور وارده جذب گردد، بلور تیره دیده می‌شود. هرگاه جذب نور برای طول موجهای مختلف متفاوت باشد، بلور رنگی بنظر می‌رسد.

بعضی از بلورها دارای رنگهای مشخص هستند، مثلا مالاکیت دارای رنگ سبز و ازوریت دارای رنگ آبی آسمانی می‌باشد. تعدادی از بلورها در اصل بی‌رنگ می‌باشند، ولی در اثر وجود ناخالصی و یا پیگمان به رنگهای مختلفی دیده می‌شوند. مثلا کوارتز بی‌رنگ بوده، ولی در اثر ناخالص دارای رنگهای سفید ، بنفش ، دودی ، زرد ، صورتی و سیاه می‌باشد و یا وجود کروم به صورت پیگمان در کروندوم باعث رنگ قرمز آن می‌شود.

برخی از کاربردهای بلورها
• بلورهای و نظایر آنها در ساختن وسایل نوری بکار می‌روند.
• بلورهائی با خاصیت پیروالکتریسته مثل در صنعت الکترونیک کاربرد دارند.
• بلورهای SiC در تهیه ترانزیستور و روبین یا یاقوت در تهیه اشعه لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بلورها برحسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگه دارنده این ذرات به چهار نوع بلورهای یونی ، مولکولی ، کووالانسی (مشبک) ، فلزی گروه بندی می‌شوند.

مباحث مرتبط با عنوان
• انجماد
• جامد فلزی
• جامد کووالانسی
• جامد مولکولی
• جامد یونی
• حالات ماده
• رشد بلور
• سوبلیماسیون

• کریستالوگرافی
انجماد

دید کلی
ماده از سه حالت جامد ، مایع ، گاز تشکیل شده است که این سه حالت ، تحت شرایط خاصی قابل تبدیل به یکدیگر هستند. آب به‌عنوان یک مایع در صورت حرارت دادن تا بالاتر از نقطه جوش تبخیر شده ، به حالت گاز در می‌آید و اگر آنرا تا زیر صفر سرد کنیم، منجمد شده ، یخ تشکیل می‌دهد. هر مایعی نقطه انجماد مخصوص خود را دارد آب در صفر درجه شروع به انجماد می‌کند.

برخی از مواد در دماها پایینتر و برخی دیگر در دماهای بالاتر منجمد می‌شوند. یخ بستن آب ، شناخته شده ترین فرایند انجماد است که همه ما با آن آشنا هستیم. اما در این بحث سعی می‌شود با روش علمی آنچه را که هنگام انجماد یک مایع رخ می‌دهد، توضیح دهیم.

تئوری انجماد
خواص حالت مایع حد واسط بین بی‌نظمی کامل مولکولی در حالت گاز و آرایش منظم مولکولی در حالت جامد است. در مایعات ، مولکولها به قدری آهسته حرکت می‌کنند که نیروهای جاذبه بین مولکولی می توانند آنها را در حجم معینی نگه دارند. با این حال ، جنبش مولکولها هنوز آنقدر سریع است که نیروهای جاذبه بین مولکولی بتوانند آنها را در مواضع مشخصی از شبکه بلوری ثابت نگه دارند

با سرد شدن مایع ، حرکت مولکولهای آن بیش از پیش کند می‌شود و سرانجام در دمای معینی انرژی جنبشی تعدادی از مولکولها به قدری کم می‌شوند که نیروهای بین مولکولی می‌توانند آنها را در یک شبکه بلوری نگه دارند. در این حال انجماد آغاز می‌شود و مولکولهای کم‌انرژی به‌تدریج در نقاطی از شبکه بلوری قرار می‌گیرند.

نقطه انجماد نرمال
نقطه انجماد نرمال یک مایع ، دمایی است که در آن ، مایع و جامد تحت فشار کل 1atm در حال تعادل هستند. در نقطه انجماد ، دمای سیستم مایع – جامد ثابت می‌ماند تا تمام مایع منجمد شود. مقدار گرمایی که بایستی از مواد در نقطه انجماد گرفته شود تا یک مول آن منجمد گردد، گرمای مولی تبلور نامیده می‌شود. این مقدار برابر با تفاوت محتوای گرمایی (H) مایع و جامد است.

مایع زیر انجماد
گاهی مولکولهای یک مایع به هنگام سرد شدن به دمایی پایینتر از نقطه انجماد می‌رسند، ولی حرکات نامنظمی را که مخصوص حالت مایع است، از دست می‌دهند در این حال گفته می‌شود که مایع زیر انجماد می‌باشد در این حالت اگر یک میله همزن را از درون به دیواره ظرف محتوی مایع بکشیم یا یک دانه کوچک بلور جامد در درون محلول بیندازیم، تبلور در اطراف آن صورت گرفته و دمای محلول به نقطه انجماد باز می‌گردد و تعادل پایدار مایع – جامد برقرار می‌باشد. این فرآیند تبلور ، گرما تولید می‌کند تا دما به نقطه انجماد باز گردد.

جامدات شیشه‌ای
برخی از مایعات می‌توانند حالت زیر انجماد خود را به مدت طولانی حفظ کنند. مولکولهای این مایعات به هنگام سرد شدن به جای اینکه شکل هندسی منظم بلوری به خود بگیرند، با آرایش نامنظمی که خاص حالت مایع است، جامد می‌شوند. اینگونه مواد ویسکوزیته نسبتا زیادی دارند و معمولا شکل مولکولی آنها پیچیده است، به همین علت به‌سختی متبلور می‌شوند. این مواد را معمولا جامدات بی‌شکل یا شیشه‌مانند می‌نامند.

شیشه ، قیر و برخی پلاستیکها از این نوع هستند. برخی از این مواد را می‌توان با سرد کردن تدریجی رقیق و با تغییرات بسیار کند در حالت زیر انجماد متبلور کرد.

مباحث مرتبط با عنوان
• انواع تقطیر
• تبخیر
• تبلور
• تقطیر
• جوش
• ذوب
• فشار بخار
• گرانروی
• گرمای نهان ذوب
• میعان
• نقطه جوش
• نقطه سه گانه آب

جامد مولکولی
نگاه کلی
جامدات مولکولی زیر گروه جامدات بلورین می‌باشند. شبکه بلور این جامدات از مولکول تشکیل شده است. تمام مواد گازی شکل در دمای اتاق و تمام مایعات ماهیت مولکولی دارند. در صورت بالا بودن وزن مولکولی ممکن است ماده در دمای معمولی به صورت مولکولی باشد (مانند نفتالن) ، این دسته از جامدات فراریت بیشتری دارند و نقاط ذوب و جوش آنها پائین است. گونه‌های مولکولی معمولا چه در حالت مایع و یا در محلول نارسانا یا رساناهای ضعیف جریان الکتریسیته هستند.

خواص و ساختمان جامدات مولکولی
نیروهای بین مولکولی که مولکولها را در شبکه بلور کنار هم نگه می‌دارند در مولکولهای قطبی نیروهای پراکندگی و دو قطبی – دوقطبی و در مولکولهای غیرقطبی فقط نیروهای پراکتدگی (نیروی لاندن) هستند. بدیهی است که این نیروها چندان قوی نیستند و پایین بودن نقاط ذوب و جوش و همچنین نرم بودن جامدات مولکولی ناشی از ضعیف بودن این نیروها می‌باشد.

نیروهای لاندن مولکولهای غیرقطبی را در شبکه بلورین کنار هم نگه می‌دارد. این نیروها در مولکولهای قطبی توسط نیروهای دوقطبی – دوقطبی تقویت می‌شوند. نقاط ذوب و جوش ترکیبات قطبی معمولا ، اندکی از نقاط ذوب و جوش ترکیبات غیرقطبی با اندازه و شکل مشابه بالاتر است.

البته استثناهایی هم در این رابطه وجود دارد. به عنوان مثال برای برخی از ترکیبات نیروهای لاندن قویتر از نیروهای دوقطبی – دوقطبی می‌باشد. به عنوان مثال HCL که به مراتب قطبی‌تر از HI است و نیروهای دوقطبی – دوقطبی آن قویتر از نیروهای دوقطبی – دوقطبی HI می‌باشد. اما نقطه جوش آن پائین‌تر از HI است، زیرا نیروهای لاندن در بین مولکولهای HI قویتر است تا بین مولکولهای HCL.

دلیل نارسانا بودن جامدات مولکولی
بطور کلی مواد کووالانسی مایع رسانای الکتریسیته نیستند. جامدات مولکولی از مولکولهای قطبی یا غیر قطبی تشکیل شده است. مولکولهای غیر قطبی دارای بار الکتریکی نیستند تا بر میدان الکتریکی تاثیر متقابل داشته باشند.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن در word دارای 18 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن در word :

مواد به كار رفته در روش سل–ژن

– مواد اولیه كه پیش از این در بر شمردن مزایای روش سل – ژن گفته شد، مواد اولیه مورد استفاده در این روش، در طبیعت جهان تحت شرایطی پیچیده و خاص سنتز شده و با درجه خلوص بسیار بالایی در اختیار متقاضیان قرار می گیرد. ما از الكوكسیدهای فلزی یكی از بهترین و رایج ترین گزینه ها در فرآیند ساخت سل ژل pzt تا كنون (یعنی تا سال 2006) می باشد.

1 – 1-تیتانیوم تترا ایزوپروكساید :
این تركیب با فرمول شیمیایی شفاف، با ویسكوزیته 211cp، وزن مولكولی 28425 g/h و چگالی بین 0965 تا 0967 kg/L می باشد. این تركیب با خلوص بالا و جهت كار آزمایشگاهی از شركت Merck تهیه شد. در برخی مقالات بجای این تركیب از تیتانیوم دی ایزو پرو پوكساید استفاده شده است. [p . 6,5] كه نوع این تركیب تنها در انتخاب نوع حلال دخالت دارد، و با توجه به اینكه نتیجه نهایی یكسان است، ما تركیب تترا را انتخاب كردیم كه قیمت آن مناسب تر و تهیه آن راحتتر بود.

1-2 زیركونیوم ان پروپوكساید
این تركیب با فرمول شیمیایی با ویسكوزیته بالا، چگالی 1044kg/lit و جرم اتمی نسبی 3275729 g\mol با درصد وزنی 70% در ران پروپانول حل شده است. شركت Aldrich آنرا جهت استفاده در مراكز تحقیق و توسعه، منتشر نموده است. این تركیب در مجاورت با هوا بسرعت لخته شده و خواص اساسی خود را از دست می دهد. بنابراین بدقت خاصی در حین كار با آن نیاز است.

1 – 3 – اسیتل استون
حلالی بسیار مفید و پركاربرد با فرمول شیمیایی می باشد. نام خلاصه آن acach می باشد و شركت Aldrich با خلوص 99+% در اختیار ما قرار دارد. این حلال جلوی تشیكل زود هنگام ژل را گرفته و به هم خوردن محلول كمك می كند. البته نوع حلال مورد استفاده بستگی به نوع الكوكسید فلزی انتخاب شده دارد. ایزوپروپانول نیز از حلالهایی است كه در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد.

1-4- استات ؟؟؟ آبر

این تركیب بصورت پودری سفید رنگ با فرمول شیمیایی با خلوص 989+% و محصول شركت Merck می باشد، و جزو مواد اصلی در ساخت ژل PZT است.

1-5 – تریز هیدروكسی متیل اتان
طبق مطالعاتی كه بعمل آمد، این تركیب به انعقاد سریعتر سل كمك می كند [p.5] از آنجا كه سه واحد متانول در این تركیب به چشم می خورد، روشی كه در آن از این تركیب استفاده می شود، به روش تریل معروف است. مزین آن نسبت به روش دیول (شیوه ای كه در آن از پروپاندول استفاده می شود) كاهش زمان ژل شدگی است. شكل ظاهری این تركیب بصورت گلوله های سفید رنگ بود كه با فرمول شیمیایی بسته و خلوص 99% از شركت Merck تهیه شد.

1-6- متوكسی اتانول
یك حلال قوی و موثر جهت حل نمودن ژل نهایی می باشد. فرمول شیمیایی آن و نام مختصر آن MOE می باشد. شركت Merck آنرا با خلوص 995% در اختیار ما قرار داد و در لیست ویژگی ها تركیبات شیمیای، آنرا مضر و خطرناك اعلام نمود. بكار بردن این حلال، پایداری ژل نهایی را بطور چشمگیری افزایش می دهد.

2 – شرایط آزمایشگاهی
جهت انجام فرآیند سل – ژل ما نیاز به به یك آزمایشگاه شیمی با تجهیزات كامل داریم تمام مراحل كار بایستی در محیط نیتروژن انجام پذیرد.
بدین منظور جریان گاز از یك سمت بالن سه دهانه وارد محلول شده و از دریچه بالایی بالن خارج می گردد. جهت پیشگیری از استنشاق گازهای حاصل از واكنش تمام مراحل كار بایستی زیر هود انجام شود. ما سیستم همزن مغناطیسی و گرم كن آنرا به یك ترموكوپل دیجیتال دقیقی متصل نمودیم و آنرا درون ظرف آبی كه بالن محتوای درون آن ثابت شده بود، قرار دادیم. بدین ترتیب دمای محلول با دقت بسیار بالایی در دمای دلخواه ما تنظیم می گردد. توزین پودرها بكمك ترازوی دیجیتال در محفظه بسته شیشه ای و با دقت 0001 g و توزین مایعات توسط سرنگ پلاستیكی با حجم های 25ml , 25ml و و هر یك با دقتهای انجام پذیرفت.

3 – ساخت سل – ژل
1-3- مخلوط كردن
مقدار 1488gr استیل استون می افزاییم و اجاره می دهیم بمدت 2 ساعت در دمای هم بخورد، در همین مراحل اولیه م شاهد یك مایه خمیری رنگ و چسبانك هستیم كه برای همزدن آن با مشكل مواجه می شویم. در این مرحله طی واكنش هایی كه هنوز شناخته شده نیست، استیل استون كمك می كند كه گروههای پروپیل از زیر كونیوم جدا شوند. شبیه آنچه در فصل قبل دیدیم، آب به الكوكسید سیلیكن حمله می كند و طی عملیات هیدورلیز، گروههای الكلی شكل می گیرد. حاصل واكنش هیدرولیز، گروههای الكی شكل می گیرد. حاصل واكنش هیدرولیز، هیدروكسی های سیلیكن است. موازات هیدرولیز واكنش های تغلیظ بصورت زنجیره ای رخ می دهد. یعنی گروههای سیلیكن هیدوركسی در كنار یكدیگر قرار گرفته و با دیگری از آن پیوندهای شكل می گیرد. [20] .

بهمین شكل، آب حاصل از هیدرولیز به پیوندها دو گانه كربن – اكسیژن در استیل استونه حمله برده و آنها را می شكند، آب به الكوكسیدهای فلزی نیز یورش برده و طی عملیات هیدرولیز گروههای الكلی، از جمله پروپانول شكل می گیرد. بموازات این واكنش ها، هیدروكسی های فلزی در كنار هم قرار گرفته و با هم واكنش می دهند. حاصل این واكنش ها تشكیل آب بعلاوه گروههایی شامل پیوندهای فلز – اكسیژن فلز می باشد. این سری واكنش ها ادامه می یابد و در اثر تكرار واكنش های هیدرولیز و تغلیظ، الكیل ها جدا شده و پلها M-O-M ایجاد می شوند. [p-5].

با افزودن سایر مواد، این واكنش ها بطور زنجیره ای پیش می روند كه در نهایت شبكه شكل می گیرد كه البته پس از حرارت دهی اتمها در ساختار پروسكایت متبلور می شوند.
واكنش هایی هیدورنیز تغلیظ مكانهای شیمیایی را رد سل ایجاد می كنند بتدریج كه بشكه M-O-M شكل می گیرد، آب و الكل خارج شده اند واكنش در حفره های شبكه باقی می ماند.
پس از گذشت 2 ساعت از آغاز واكنش، دما را تا پایین آورده و سایر مواد را شامل 2617gr استات سدب سرابه كه 1456gr و تریز هیدروكسی متیل اتان و 137gr تیتانیوم پروپوكساید (75 درصد وزنی محلول در اسیكل استون) به محلول طلایی رنگ اولیه می افزاییم.

2-3 – ژل شدگی
ژل در همان آنگونه كه ما دائم مجبور به حل آنیم. ویسكوزیته ژل در پایان كار بقدری بالا بود كه نمی شد آنرا از ظرف (بالن) خارج كرد. ما آنرا با محلول 075 مولار MOE,0.75M رقیق نمودیم و به ظرفی مناسب جهت خشك كردن منتقل كردیم.

3 – 3 – خشك كردن
این مرحله بر حسب نوع استفاه ما از ژل می تواند جزء مراحلی اصلی كار نباشد، مثلاً در كشیدن فیبر یا ساخت لایه و یا ساندویچ كردن ژل مابین دو صفحه، خشك كردن حذف یا تعدیل می شود. جزئیات فرآیند خشك شدن در فصل قبل آمده است. ژل در دمای بمدت 24h (24 ساعت) در خشك كن، خشك شد. از آنجا كه ما هیچ تصویر و پیش زمینه ای از ژل خشك شده نداشتیم، آنرا 16 ساعت دیگر در این دما نگه داشتیم. در نهایت آنچه بدست آمد، خمیری قهوه ای رنگ و چسبناك شبیه چسب آهن بود. در حین خشك شدن قسمت اعظم آب و مواد الكی از حفره های ژل خارج شد. گر چه این حرارت برای خشك كردن كامل ژل و تبدیل آن به پودر كافی نبود. ما مواد بدست آمده را برای مراحل بعد به دو قسمت تقسیم كرده و در دو بوته از جنس آلومینا قرار دادیم.

كلسینه كردن از جمله مراحل اساسی در ساخت سد امیك PZT می باشد. می توان گفت مهمترین مرحله در فرآیند ساختع این مرحله می باشد چرا كه ساختار اصلی سرامیك در این مرحله شكل می گیرد. در حین كلسینه كردن همزمان با خروج كامل آب و الكل از حفره های ژل، اتمها در ساختار پروسكایت متبلور می شوند.

1-4- زمان كلسینه كردن
در مقالات مختلف زمانی كلسینه كردن در حدود كیساعت ذكر شده است. [P.4-P.2]. این زمان برای مواردی است كه ژل PZT از تركیباتی كه متفاوت از آنچه ما بكار بردیم، ساخته شده است.
ما نیز بدلیل اینكه هیچ گزینه دیگری در دست نداشتیم، این زمان را ملاك قرار دادیم. با اولین بار آزمایش، نتیجه رضایتبخش بود. بطور قطعی می توان اعلام نمود: یكساعت زمانی مناسب جهت كلسینه كردن ژل PZT ساخته شده بروش تریل می باشد.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله چرخه سوخت هسته اى در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله چرخه سوخت هسته اى در word دارای 88 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله چرخه سوخت هسته اى 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله چرخه سوخت هسته اى در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله چرخه سوخت هسته اى در word :

مقدمه
سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ 235U به مقدار 07 درصد و 238U ‏به مقدار 399 درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و ‏بعد از تخلیص فلز ، اورانیوم را بصورت ترکیب با اتم فلوئور (9F ) و بصورت مولکول ‏اورانیوم هگزا فلوراید تبدیل می‌کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط ‏مولکولهای گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد.

غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی
گراهان در سال 1864 پدیده‌ای را کشف کرد که در آن سرعت متوسط مولکولهای ‏گاز با معکوس جرم مولکولی گاز متناسب بود. از این پدیده که به نام دیفوزیون ‏گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می‌کنند. در عمل اورانیوم ‏هگزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستونهایی که جدار آنها از اجسام متخلخل ‏‏(خلل و فرج دار) درست شده است عبور می‌دهند. سوراخهای موجود در جسم ‏متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود 25 آنگسترم (7-‏25×10 سانتیمتر) باشد

ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکولها است. روش غنی سازی ‏اورانیوم تقریبا مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این ‏می‌توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین ‏مرحله غنی سازی ایزوتوپها است، زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ‏‏140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی بدست می‌آید که فقط یک کیلوگرم 235U ‏خالص در آن وجود دارد. ‏

غنی سازی اورانیم از طریق میدان مغناطیسی
یکی از روشهای غنی سازی اورانیوم استفاده از میدان مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد. در این روش ابتدا اورانیوم هگزا فلوئورید را حرارت می‌دهند تا تبخیر شود. از طریق تبخیر ، اتمهای اورانیوم و فلوئورید از هم تفکیک می‌شوند. در این حالت ، اتمهای اورانیوم را به میدان مغناطیسی بسیار قوی هدایت می‌کنند. میدان مغناطیسی بر هسته‌های باردار اورانیم نیرو وارد می کند ( این نیرو به نیروی لورنتس معروف می باشد) و اتمهای اورانیوم را از مسیر مستقیم خود منحرف می‌کند. اما هسته‌های سنگین اورانیم (238U ) نسبت به هسته‌های سبکتر (235U ) انحراف کمتری دارند و درنتیجه از این طریق می‌توان 235U را از اورانیوم طبیعی تفکیک کرد.

کاربردهای اورانیوم غنی شده
• شرایطی ایجاد کرده اند که نسبت 235U به 238U را به 5 درصد می‌‏رساند. برای این کار و تخلیص کامل اورانیوم از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده ‏می‌کنند.
• برای ساختن نیروگاه اتمی ، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین 1 تا 5 ‏درصد کافی است.
• برای تهیه بمب اتمی حداقل 5 تا 6 کیلوگرم 235U صد درصد خالص نیاز ‏است. در صنایع نظامی از این روش استفاده نمی‌شود و بمبهای اتمی را از 239Pu که سنتز و تخلیص شیمیایی آن بسیار ساده‌تر است تهیه ‏می‌کنند.

نحوه تولید سوخت پلوتونیوم رادیو اکتیو
این عنصر ناپایدار را در نیروگاههای بسیار قوی می‌سازند که تعداد نوترونهای ‏موجود در آنها از صدها هزار میلیارد نوترون در ثانیه در سانتیمتر مربع تجاوز ‏می‌کند. عملا کلیه بمبهای اتمی موجود در زراد خانه‌های جهان از این عنصر ‏درست می‌شود.‏ روش ساخت این عنصر در داخل نیروگاههای هسته‌ای به این صورت که ‏ایزوتوپهای 238U شکست پذیر نیستند، ولی جاذب نوترون کم انرژی هستند.

تعدادی از نوترونهای حاصل از شکست 235U را ‏جذب می‌کنند و تبدیل به 239U می‌شوند. این ایزوتوپ از اورانیوم بسیار ‏ناپایدار است و در کمتر از ده ساعت تمام اتمهای بوجود آمده تخریب ‏می‌شوند. در درون هسته پایدار 239U یکی از نوترونها خود به خود به ‏پروتون و یک الکترون تبدیل می‌شود. بنابراین تعداد پروتونها یکی اضافه شده و عنصر جدید را که 93 پروتون دارد ‏نپتونیوم می‌نامند که این عنصر نیز ناپایدار است و یکی از نوترونهای آن خود به ‏خود به پروتون تبدیل شده و در نتیجه به تعداد پروتونها یکی اضافه شده و عنصر ‏جدید پلوتونیم را که 94 پروتون دارد ایجاد می‌کنند. این کار حدودا در مدت یک هفته ‏صورت می‌گیرد.

دید کلی
خواص منحصر به فرد برهمکنش ذرات و تشعشات مختلف منجر به تخریب فیزیولوژیکی سیستم‌های حیاتی در هنگام پرتوگیری می‌شود. بسیاری از کاربردهای مواد رادیواکتیو در زمینه‌های داروسازی و پزشکی نیز نیاز به دانستن مکانیسم‌های برهمکنش نور با ماده را دارند.

حالتهای برهمکنش
تابش با ماده به پنج حالت اساسی برهمکنش می‌دهد: یونیزاسیون ، انتقال انرژی جنبشی ، برانگیختگی مولکولی و اتمی ، ‌واکنش‌های هسته ای و فرآیندهای تشعشعی.

یونیزاسیون:
یونیزاسیون عبارت است از جدا نمودن یک الکترون اتمی ‌از یک اتم جذب کننده برای تشکیل یک جفت یون حاوی یک الکترون منفی و یک یون مثبت با جرم بالاتر. یونیزاسیون اولیه مستقیما بوسیله تشعشع فرودی شروع می‌شود. یونیزاسیون ثانویه متعاقبا بوسیله یونهای تولید شده در پدیده یونیزاسیون اولیه بوجود می‌آیند. مقدار انرژی مورد نیاز برای تشکیل یک جفت یون بسته به نوع ماده جذب کننده تغییر می‌کند.

انتقال انرژی جنبشی:
انتقالات انرژی جنبشی برهمکنش‌هایی هستند که انرژی را بیشتر از مقدار مورد نیاز برای تشکیل جفت به جفت یون می‌رسانند. انتقالات انرژی جنبشی همچنین ممکن است به دلیل برخوردهای الاستیک بین تشعشع ورودی و هسته‌های جذب‌کننده رخ دهد.

برانگیختگی مولکولی و اتمی:
برانگیختگی مولکولی و برانگیختگی اتمی‌ حالتهای برهمکنشی هستند که ممکن است حتی زمانی که انرژی انتقال یافته کمتر از انرژی یونیزاسیون جذب کننده باشد، نیز رخ دهد. با برگشتن الکترونهای اتمی ‌به ترازهای انرژی پایین‌‌تر ، اشعه ایکس و الکترونهای اوژه منتشر می‌شوند.
برانگیختگی مولکولی در حین فرآیندهای انتقالی ، چرخشی و ارتعاشی و نیز در حین برانگیختگی الکترونی رخ می‌دهد. انرژی برانگیختگی مولکولی در حقیقت بوسیله شکستن پیوند ، لومینسانس یا ایجاد حرارت پراکنده می‌شود.

واکنش‌های هسته‌ای:
واکنش‌های هسته‌ای تشعشعات ورودی ، هسته‌های اتم‌های جذب‌کننده می‌توانند حالتهای مهمی ‌از برهمکنش باشد. این امر مخصوصا برای ذرات باردار و نوترونهای با انرژی بالا صحیح است.

فرآیندهای تشعشعی:
فرآیندهای تشعشعی ، فرآیندهایی هستند که در آنها انرژی الکترومغناطیسی از طریق کند شدن ذرات با انرژی بالا آزاد می‌شود. این فرآیندهای مورد نظر عبارتند از: تولید تشعشع چرنکو و تولید تابش ترمزی.

تشعشعات باردار:
تشعشعات باردار ابتدا با الکترونهای اتم در ماده جذب کننده و از طریق یک سری از پدیده‌های متعدد با اتلاف انرژی کم برهمکنش می‌دهند. این پدیده‌ها منجر به تشکیل جفت یونها ، انتقالات انرژی جنبشی و برانگیختگی اتمی‌ یا مولکولی می‌شوند. بنابراین این تشعشعات به یک شیوه افزایشی و نسبتا قابل پیش‌بینی انرژی از دست می‌دهند.

تشعشعات بدون بار:
برعکس تشعشعات باردار ، تشعشعات بدون بار هنگام از دست دادن انرژی بندرت با الکترونهای جذب کننده برهمکنش می‌دهند و یا اصلا واکنش نمی‌دهند. بجای یک سری برهمکنش‌های پی‌در‌پی کوچک ، تشعشعات بدون بار غالبا و یا حتی فقط متحمل برهمکنش‌هایی می‌گردند که در آنها انرژی خود را کلا از دست می‌دهند
این برهمکنش‌ها به اندازه حالت تشعشعات باردار ، قابل پیش بینی نیستند. ممکن است تشعشعات بدون بار با احتمال کم برهمکنش از میان مقدار زیادی از ماده عبور نمایند. این حالت برای ذرات باردار وجود ندارد. خلاصه تشعشعات بدون بار دارای نفوذ بیشتری نسبت به ذرات باردار با انرژی یکسان هستند.

چگونه یك بمب هسته ای بسازیم ؟

بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند كه این نیروها هسته یك اتم را به ویژه اتم هایی كه هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یك اتم وجود دارد:

1- شكافت هسته ای: می توان هسته یك اتم را با یك نوترون به دو جزء كوچك تر تقسیم كرد. این همان شیوه ای است كه در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به كار می رود.

– همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم كوچك تر كه معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یك اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشكیل داد. این همان شیوه ای است كه در خورشید برای تولید انرژی به كار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.

برای تولید یك بمب اتمی موارد زیر نیاز است:
– یك منبع سوخت كه قابلیت شكافت یا همجوشی را داشته باشد.
– دستگاهی كه همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.
– راهی كه به كمك آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنكه انفجار رخ دهد دچار شكافت یا همجوشی كرد.

در اولین بمب های اتمی از روش شكافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می كنند.
بمب های شكافتی (فیزیونی): یك بمب شكافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یك انفجار هسته ای استفاده می كند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد كه آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می كند. اورانیوم 235 یكی از نادر موادی است كه می تواند زیر شكافت القایی قرار بگیرد.اگر یك نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب كرده و بی ثبات شده در یك چشم به هم زدن شكسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبك تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود كه تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شكسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینكه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می كنند. درباره این نحوه شكافت القایی سه نكته وجود دارد كه موضوع را جالب می كند.

– احتمال اینكه اتم اورانیوم 235 نوترونی را كه به سمتش است، جذب كند، بسیار بالا است. در بمبی كه به خوبی كار می كند، بیش از یك نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید كه خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شكافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.
2 – فرآیند جذب نوترون و شكسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیكو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.
3 – حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شكسته شدن هسته آزاد می شود.

انرژی آزاد شده از یك فرآیند شكافت به این علت است كه محصولات شكافت و نوترون ها وزن كمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است كه به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه می شود. حدود نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده به كار رفته در یك بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یك توپ تنیس دارد. در حالی كه یك میلیون گالن بنزین در مكعبی كه هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یك ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار كمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینكه این ویژگی های اروانیوم 235 به كار آید باید اورانیوم را غنی كرد. اورانیوم به كار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یك بمب شكافتی، سوخت به كار رفته را باید در توده هایی كه وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این كار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای كه در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یك ماده با قابلیت شكافت كه برای رسیدن به واكنش شكافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشكلات زیادی را برای طراحی یك بمب شكافتی با خود به همراه می آورد كه باید حل شود.

1 – دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشكیل توده «ورای آستانه بحران» باید در كنار هم آورده شوند كه در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه كه هست برای رسیدن به یك واكنش شكافتی، نیاز پیدا خواهد شد.

2 – نوترون های آزاد باید در یك توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شكافت آغاز شود.

3 – برای جلوگیری از ناكامی بمب باید هر مقدار ماده كه ممكن است پیش از انفجار وارد مرحله شكافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تكنیك «چكاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تكنیك «چكاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت كه یك تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیك می كند. یك كره تشكیل شده از اورانیوم 235 به دور یك مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم 235 در یك انتهای تیوپ درازی كه پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.كره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یك حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:

1 – انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیك گلوله در تیوپ
2 – برخورد گلوله به كره و مولد و در نتیجه آغاز واكنش شكافت
3- انفجار بمب

در «پسر بچه» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر هیروشیما انداخته شد، تكنیك «چكاندن ماشه» به كار رفته بود. این بمب 5/14 كیلو تن برابر با 500/14 تن TNT بازده و 5/1 درصد كارآیی داشت. یعنی پیش از انفجار تنها 5/1 درصد ازماده مورد نظر شكافت پیدا كرد.

در همان ابتدای «پروژه منهتن»، برنامه سری آمریكا در تولید بمب اتمی، دانشمندان فهمیدند كه فشردن توده ها به همدیگر و به یك كره با استفاده از انفجار درونی می تواند راه مناسبی برای رسیدن به توده «ورای آستانه بحران» باشد. البته این تفكر مشكلات زیادی به همراه داشت. به خصوص این مسئله مطرح شد كه چگونه می توان یك موج شوك را به طور یكنواخت، مستقیما طی كره مورد نظر، هدایت و كنترل كرد؟افراد تیم پروژه «منهتن» این مشكلات را حل كردند. بدین صورت، تكنیك «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار درونی شامل یك كره از جنس اورانیوم 235 و یك بخش به عنوان هسته است كه از پولوتونیوم 239 تشكیل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتی چاشنی بمب به كار بیفتد حوادث زیر رخ می دهند:

– نفجار مواد منفجره موج شوك ایجاد می كند.
2 – موج شوك بخش هسته را فشرده می كند.
3 – فرآیند شكافت شروع می شود.
4 – بمب منفجر می شود.

در «مرد گنده» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر ناكازاكی انداخته شد، تكنیك «انفجار از درون» به كار رفته بود. بازده این بمب 23 كیلو تن و كارآیی آن 17درصد بود.شكافت معمولا در 560 میلیاردم ثانیه رخ می دهد.
بمب های همجوشی: بمب های همجوشی كار می كردند ولی كارآیی بالایی نداشتند. بمب های همجوشی كه بمب های «ترمونوكلئار» هم نامیده می شوند، بازده و كارآیی به مراتب بالاتری دارند. برای تولید بمب همجوشی باید مشكلات زیر حل شود:دوتریوم و تریتیوم مواد به كار رفته در سوخت همجوشی هر دو گازند و ذخیره كردنشان دشوار است. تریتیوم هم كمیاب است و هم نیمه عمر كوتاهی دارد بنابراین سوخت بمب باید همواره تكمیل و پر شود.دوتریوم و تریتیوم باید به شدت در دمای بالا برای آغاز واكنش همجوشی فشرده شوند. در نهایت «استانسیلا اولام» دریافت كه بیشتر پرتو به دست آمده از یك واكنش فیزیون، اشعه X است كه این اشعه X می تواند با ایجاد درجه حرارت بالا و فشار زیاد مقدمات همجوشی را آماده كند.

بنابراین با به كارگیری بمب شكافتی در بمب همجوشی مشكلات بسیاری حل شد. در یك بمب همجوشی حوادث زیر رخ می دهند:
1 – بمب شكافتی با انفجار درونی ایجاد اشعه X می كند.
2 – اشعه X درون بمب و در نتیجه سپر جلوگیری كننده از انفجار نارس را گرم می كند.
3 – گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن می شود. این كار باعث ورود فشار به درون لیتیوم – دوتریوم می شود.
4 – لیتیوم – دوتریوم 30 برابر بیشتر از قبل تحت فشار قرار می گیرند.

5 – امواج شوك فشاری واكنش شكافتی را در میله پولوتونیومی آغاز می كند.
6 – میله در حال شكافت از خود پرتو، گرما و نوترون می دهد.
7 – نوترون ها به سوی لیتیوم – دوتریوم رفته و با چسبیدن به لیتیوم ایجاد تریتیوم می كند.
8 – تركیبی از دما و فشار برای وقوع واكنش همجوشی تریتیوم – دوتریوم ودوتریوم – دوتریوم و ایجاد پرتو، گرما و نوترون بیشتر، بسیار مناسب است.
9 – نوترون های آزاد شده از واكنش های همجوشی باعث القای شكافت در قطعات اورانیوم 238 كه در سپر مورد نظر به كار رفته بود، می شود.
10 – شكافت قطعات اروانیومی ایجاد گرما و پرتو بیشتر می كند.
11 – بمب منفجر شود.

نگاه اجمالی:
دانش تبدیل اورانیوم طبیعی که در طبیعت وجود دارد از طریق شکافت اتمها به اورانیوم غنی شده که دارای انرژی بسیار زیاد است، فناوری هسته ای نام دارد. فرآیند تهیه سوخت هسته ای از اورانیوم ، فرآیند بسیار پیچیده و ظریفی است و دانش انجام این کار از دانشهای پیشرفته بشری است. تبدیل اورانیوم به اورانیوم غنی شده ، راههای مختلفی دارد که دو نوع رایج آن از طریق دستگاههای سانتریوفوژ و از طریق لیزر می باشد.
کشورهای قدرتمند جهان دانش هسته ای را انحصاری خود کرده اند. به راحتی اجازه دسترسی دیگران به این دانش را نمی دهند. در مقطع کنونی حدود 10 کشور این دانش را در اختیار دارند. انرژی هسته ای دارای کاربردهای فراوان است. در یک تقسیم بندی کلی می توان کاربردهای انرژی هسته ای را در دو بخش نظامی و غیر نظامی یا صلح جویانه قرار داد.

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.
ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:
علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی ، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها
تهیه و تولید کیتهای هورمونی
تشخیص و درمان سرطان پروستات

تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه
تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی
تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی
موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ;
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی :
از انرژی هسته ای در حوزههای کشاورزی و صنایع غذایی استفاده های بسیار فراوانی صورت می گیرد. موارد عمده استفاده در این بخش عبارت است از :
جلوگیری از جوانه زدن محصولات غذایی
کنترل و از بین بردن حشرات
به تاخیر انداختن زمان رسیدن محصولات
افزایش زمان نگهداری
کاهش میزان آلودگی میکروبی
از بین بردن ویروسهای گیاهی و غذایی
طرح باردهی و جهش گیاهانی چون گندم و برنج و پنبه
آنچه باید بدانیم:
تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

اورانیوم
اورانیوم عنصر فلزی، با علامت اختصاری U و عدد اتمی 92 است كه می‌تواند هم به عنوان سوخت برای نیروگاه‌های هسته‌ای و هم برای بمب اتم بكار برود

اورانیوم در سال 1982 توسط كلاپروت، شیمیدان آلمانی در معدن سنگ پجیلند از معدن ساكوتی كشف شده است. پرتوزایی در سال 1896 توسط فیزیكدان فرانسوی به نام هنری بكرل كشف گردید. اما توسط خواهران كوری زمانی كه آنان رادیوم و پلوتونیوم همراه اورانیوم را شناسایی كردند فرمول‌بندی شد. استحصال اورانیوم از معدن سنگ در سال 1914 انجام گرفت و در سال 1939 داینگ پدیده فیسیون طبیعی را برای عناصر پرتوزایی معرفی كرد. در سال 1942 با كشف پدیده تبدیل ساده به انرژی (E=MCR) اورانیوم به عنوان ماده قدرتمند برای تولید انرژی وارد میدان گردید و از آن زمان به بعد انرژی هسته‌ای یكی از اقلام مهم انرژی مطرح شد.
امروزه حدود 582 معدن اورانیوم با ذخیره 680، 810، 4 تن در رده RAR و EAR كره زمین كشف شده است اورانیومی كه از معدن به دست می‌آید یك دست نیستند. به عبارت دیگر همه اتم‌های اورانیوم دارای یك وزن نیستند. بعضی از آنها سنگین‌تر و بعضی از آنها سبك‌ترند.

همه اتم‌های اورانیوم، یعنی چه اورانیوم سنگین و چه اورانیوم نیمه سنگین و چه اورانیوم سبك، در درون هسته خود دارای 92 پروتون می‌باشند، اما تعداد نوترون‌های آنها متفاوت است. اورانیوم سنگین، در هسته خود تعداد 146 نوترون دارد. در حالی كه اورانیوم نیمه سنگین تعداد 143 نوترون و اورانیوم سبك تعداد 142 نوترون دارد. برای نام‌گذاری این سه نوع اورانیوم، دانشمندان تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آنها را به اسم اورانیوم اضافه می‌كنند. به عنوان مثال، اورانیوم سنگین را به نام اورانیوم 238 یا U238، اورانیوم نیمه سنگین را به نام اورانیوم 235 یا U235 و اورانیوم سبك را به نام اورانیوم 234 یا U234 می‌نامند. برای سوخت راكتورهای هسته‌ای و بمب اتم، اورانیوم نیمه سنگین از همه مناسب‌تر است، اما درصد آن در سنگ معدن اورانیوم چیزی كمتر از یك درصد است. به طور كلی، اورانیوم سنگین به مقدار زیاد یعنی حدود نود و نه و سه دهم درصد و اورانیوم نیمه سنگین به مقدار بسیار كم یعنی حدود هفت دهم درصد و اورانیوم سبك به مقدار فوق‌العاده جزیی یعنی به مقدار یك صدم درصد به طور طبیعی، در معدن اورانیوم وجود دارد

اورانیوم نیمه سنگین یا U235، عنصر اصلی برای راه انداختن و ادامه یافتن چرخه سوخت در راكتور اتمی است. اما مقدار طبیعی آن، یعنی مقدار هفت دهم درصد، كافی نیست و باید غلظت اورانیوم نیمه سنگین از هفت دهم درصد به پنج درصد افزایش یابد. عملیات مربوط به افزایش غلظت اورانیوم نیمه سنگین از هفت دهم درصد به پنج درصد را، اصطلاحاً، عمل غنی‌سازی اورانیوم می‌نامند. برای این كار از دستگاهی به نام «سانتریفیوژ» استفاده می‌كنند. میزان مصرف سالانه اورانیوم در كشورهای مختلف بالغ بر 6500 تن می‌شود. انتظار می‌رود مقدار مصرف تا سال 2020 میلادی به 75000 تن در سال فزونی یابد.
مهمترین كشورهای دارای منابع اورانیوم عبارتند از: كانادا، استرالیا، آفریقای جنوبی، برزیل، قزاقستان، ازبكستان، روسیه، نیجریه، نامیبیا. معدن‌های اورانیوم دارای 10 هزار تن از بزرگترین معدن‌ها و كوچكترین آن با ذخیره حدود 500 تن به شمار می‌رود.

گرچه انواع مختلفی از معادن اورانیوم كشف گردیده و در دست بهره‌برداری است اما معادن جای گرفته در ماسه سنگی كه مناسب استحصال هستند. از انواع ارزان و اقتصادی در بازار جهان تلقی می‌شوند.

از بمب اتم بیشتر بدانیم

هانری بكرل نخستین كسی بود كه متوجه پرتودهی عجیب سنگ معدن اورانیم گردید پس از ان در سال 1909 میلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را كشف كرد. وی همچنین نشان دادكه پرتوهای رادیواكتیو در میدان مغناطیسی به سه دسته تقیسیم می شود( پرتوهای الفا و بتا وگاما) بعدها دانشمندان دریافتند كه منشاء این پرتوها درون هسته اتم اورانیم می باشددر سال 1938 با انجام ازمایشاتی توسط دو دانشمند المانی بنامهای اتوهان و فریتس شتراسمن فیزیك هسته ای پای به مرحله تازه ای نهاد این فیزیكدانان با بمباران هسته اتم اورانیم بوسیله نوترونها به عناصر رادیواكتیوی دست یافتند كه جرم اتمی كوچكتری نسبت به اورانیم داشت و در اینجا بود كه نا قوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در امد. زیرا هر فروپاشی هسته اورانیم میتوانست تا 200 مگاولت انرژی ازاد كند وبدیهی بود اگر هسته های بیشتری فرو پاشیده می شد انرژی فراوانی حاصل می گردید.

بعدها فیزیكدانان دیگری نیز در این محدوده به تحقیق می پرداختند یكی از انان انریكو فرمی بود( 1954 – 1901) كه بخاطر تحقیقاتش در سال 1938 موفق به دریافت جایزه نوبل گردید.در سال 1939 یعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بین فیزیكدانان این بیم وجود داشت كه المانیهابه كمك فیزیكدانان نابغه ای مانند هایزنبرگ ودستیارانش بتوانند با استفاده از دانش شكافت هسته ای بمب اتمی بسازندبه همین دلیل از البرت انیشتین خواستند كه نامه ای به فرانكلین روزولت رئیس جمهور وقت امریكا بنویسد در ان نامه تاریخی از امكان ساخت بمبی صحبت شد كه هر گز هایزنبرگ ان را نساخت.چنین شدكه دولتمردان امریكا برای پیشدستی برالمان پروژه مانهتن را براه انداختندو از انریكو فرمی دعوت به عمل اوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد سه سال بعددر دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستین راكتور اتمی دنیا در دانشگاه شیكاگو امریكا ساخته شد.سپس در 16 ژوئیه 1945 نخستین ازمایش بمب اتمی در صحرای الامو گرودو نیو مكزیكو انجام شد.سه هفته بعد هیروشیما درساعت 8:15 صبح در تاریخ 6 اگوست 1945 بوسیله بمب اورانیمی بمباران گردیید و ناكازاكی در 9 اگوست سال 1945 بمباران شدند كه طی ان صدها هزار نفر فورا جان باختند. 

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله توزیع غلظت درجریان آشفته در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله توزیع غلظت درجریان آشفته در word دارای 13 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله توزیع غلظت درجریان آشفته 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله توزیع غلظت درجریان آشفته در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله توزیع غلظت درجریان آشفته در word :

توزیع غلظت درجریان آشفته

1-21 نوسانات غلظت و غلظت هموارشده زمانی
2-21 هموار سازی زمانی معادله تداوم A
3-21 حالات نیمه تجربی سیلان جرم آشفته
4-21 تقویت انتقال جرم بوسیله یك واكنش مرتبه اول در جریان آشفته
5-21 تركیب آشفته و جریان آشفته با واكنش مرتبه دوم

در فصلهای پیشین ما معادلاتی را برای پخش در یك مایع یا جامد استنباط كرده ایم و نشان داده ایم كه چگونه حالات توزیع غلظت مشوط بر عدم وجود آشفتگی مایع بدست خواهند آمد بعد از آن ما توجهخود را به انتقال جرم در جریان آشفته منعطف خواهیم نمود .

مبحث كنونی كاملاُ شبیه فصل 13 است و بیشتر مطالب با قیاس قابل دستیابی هستند بخصوص موارد 4-13 ، 5-13 ، 6 –13 با جایگزینی مقادیر انتقال حجم به طور كاملتری آزمایش شده اند . چرا كه گستره اعداد اثمیت كه به طور آزمایشی قابل دسترسی هستند به طور گسترده ای از اعداد prandtl بیشتر است .
ما خودمان را به سبستمهای بایزی ایزوترمان محدود كرده و تراكم جرم و پراكندگی را ثابت فرضمی نمائیم بنابر این معادله تمایزی جرمی توصیف كنندهپخش در یك مایع سیال ( معادله 16 – 1901 ) به همان شكلی است كه برای هدایت گرما در یك مایع سیال ( معادله 9 – 1102 ) به كار رفته است ، به جز مورد واكنش شیمیایی در حالت قبلی .

1 – 21 نوسانات غلظت و غلظت هموار شده زمانی.

مبحث 1 – 13 در باره نوسانات دما و هموار سازی زمانی برای غلظت مولار C A قابل قیاس می باشد . در یك جریان آشفته C A یك تابع سرعت نوسان كننده ای است كه بعنوان مجموع مقدار هموار شده زمانی C A و نوسان غلظت آشفته C A بدست می آید .

C A= C A+ C A` كه مشابه معادله 1 – 1301 برای دما است . با كمك تعریف ما می بینیم كه C A مساوی صفر است . اما مقادیری همچون C A VY, Vx C A , Vz C A صفر نیستند چرا كه نوسانات محلی در غلظت و شدت مستقل از یكدیگر نیستند .

پروفایلهای غلظت همواره شده زمانی ( , Y ,Z ,Y X ) C A مواردی هستند كه برای مثال بوسیله كسب نمونه هایی از جریان مایع در نقاط و زمان های گوناگون اندازه گیری می شوند و در جریان لوله با انتقال جرم در دیواره قابل انتظار است كه غلظت هموار شده زمانی C A فقط بطور اندكی با وضعیت در مركز آشفته تقاوت داشته باشد ، جائیكه انتقال بوسیله جریان های مخالف آشفته غالب هستند . در منطقه حركت آهسته نزدیك سطح محدوده از طرف دیگر ، غلظت C A در فاصله اندكی از مقدار مركز آشفته به مقدار دیواره ، تغییر می كند . گرادیان غلظت شیب ، سپس همراه می شود با پروسه كند پخش مولكولی در لایه دور باطل در مقابل انتقال سریع جریان مخالف در مركز آشفته .

2102 هموار سازی زمانی معادله تداوم A
ما با معادله تداوم برای نوع A شروع می كنیم كه فرض می نمائیم با یك واكنش شیمیا یی مرتبه
حذف می شود . سپس معادله 16 – 1901 ، در تناسب مستطیلی ارائه میدهد (معادله 1 – 2102 ) در اینجا K ضریب نرخ واكنش برای شیمیایی مرتبه است و میتقل از وضعیت فرض می سود . در معادلات بعدی ما در نظر خواهیم گرفت كه N = 1 و N = 2 برای تأ كید بر تفاوت بین واكنش های مرتبه اول و با لاتر .

هنگامیكه C A بوسیله C A+ C A و VI بوسیله VI+ VI جایگزین می شود ، ما بعد از حد وسط زمانی خواهیم داشت ( معادله 2 – 2102 )
مقایسه این معادله با معادله 1 – 2102 بیان می كند كه معادله هموار شده زمانی در حضور برخی عبارات اضافی كه در اینجا با خط زیرین نقطه چین مشخص شده است تفاوت خواهد داشت .
این عبارت حاوی است كه انتقال جرم آشفته را توصیف می كند و ما آنها را بعنوان
YAعنصر ith بردار جریان مولار آشفته تعیین می كنیم ، ما اكنون جریانهای آشفته سوم را دیده ایم و اجزاءآنها را به قرار ذیل خلاصه می نماییم . ( معادلات 5 -/ 4 – / 3 – 2102 ) همه این معادلات در ارتباط با شدت میانگین جرم ، بعنوان جریانی تعریف می شوند.

لازم به ذكر است كه بین رفتارهای واكنش های شیمیایی در مراتب مختلف یك اختلاف ضروری وجود دارد . واكنش مرتبه اول در دعادله هموار شده زمانی همانند معادله اولیه دارای شكل مشابهی است . از طرف دیگر واكنش مرتبه دوم یك عبارت اضافی C A -K2 رابه هموار سازی زمانی منتسب می سازد ، این امر تظاهر تعامل بین سینتكس شیمیایی و نوسانات آشفته است .
ما اكنون هر سه معادله هموار شده زمانی تغییر را برای جریان آشفته یك مخلوط مایع ایزوترمال ، بایزی با مقدار ثابت C A AB P 1 و به قرار ذیل خلاصه می نمائیم .
( معادله 6 – 2102 تداوم 7 – 2102 حركت 8- 2102 تداوم A )

در اینجا JA = – DAB و فهمیده می شود كه اپراتور D/ Dt با شدت هموار شده زمانی V در آن نوشته می شود .
حالتهای نیمه تجربی برای جریان جرم آشفته
در بخش قبلی نشان دادیم كه هموار سازی زمانی معادله تداوم A منجر به جریان جرم آشفته با اجزاء Ui = yAi می شود ، برای حل شد مشكلات انتقال جرم در جریان آشفته ، فرض یك رابطه بین yAi و گرادیان غلظت هموار شده زمانی ممكن است مفید باشد . تعدادی از مهمترین آنها را ارائه می دهیم .

پراكندگی جریان مخالف ( eddy )
با قیاس اولین قانون پخش Fick ما ممكن است بنویسیم ( معدله 1 – 2103 ) بعنوان معادله تعریف كننده برای پراكندگی آشفته DAB كه هم چنین پراكندگی جریان مخالف نامیده می شود همچون مورد چسبانكی جریان مخالف و هدایت پذیری گرمایی جریان مخالف ، پراكندگی آن . یك مشخصه فیزیكی مایع نیست بلكه به وضعیت جهت و ماهیت میدان جریان بستگی دارد .

پراكندگی جریان مخالف DAB چسبانكی و جنبشی جریان مخالف V = M P دارای همان ابعاد است ینی جزر طول تقسیم شده بوسیله زمان نسبت آنها ( معدله 2 – 2103 ) یك مقدار بدون بعد است كه بعنوان عدد اسمیت آشفته شناخته می شود . همچون مورد عدد آشفته Prandti ، عددآشفته اسمیت ، ترتیب وحدت است ( به مبحث 1303 مراجعه نمایید ) . از اینرو پراكندگی جریان مخالف ،ممكن است با جایگزین ساختن آن بوسیله چسبانكی جنبشی آشفته بر آورد می شود كه در باره آن یك مقدار میانه شناخته می شود . این امر در 2104 انجام می شود كه بعداُ بحث می شود .

حالت طول تركیب prandtl و Taylor
برطبق تئوری طول تركیب Prand+l ، مقدار حركت ، انرژی و جرم همگی بوسیله مكانیسم مشابه منتقل میشوند ، بنابر این با قیاس معادله 4 – 504 و 3 – 1303 ما خواهیم داشت .
( معادله 3 – 2103 ) جائیكه L طول تركیب P randtl است كه در فصل 5 ممعرفی شده است .
مقدار در اینجا دلالت بر D AB از معادله 1 – 2103 دارد و همچنین دلالت دارد بر حالت های V و A كه بوسیله معادلات 4 – 504 و 3 – 1303 بیان شده اند . از اینرو ، تئوری طول تركیب ، قیاس راینولدز را D AB V =a = یا P = S = 1 قانع می كند .

4 . تقویت انتقال جرم بوسیله یك مرتبه اول در جریان آشفته
ما اكنون تاً ثیر عبارت واكنش شیمیایی را در معادله پخش آشفته برسی می كنیم . بخصوص ما تاُ ثیر واكنش را بر میزان انتقال جرم در دیواره رابرای جریان آشفته پیوسته را در یك لوله بررسی می كنیم ، جائیكه دیواره ( ازماده A ) بطور اندكی در مایع ( یك مایع B ) جاری از لوله ، قابل حل است . ماده a در مایع تجزیه می شود و سپس بوسیله یك واكنش مرتبه اول محو می شود . ما بخصوص در رفتار با اعداد بالای اسمیت و میزان واكمش سریع ، علاقمند خواهیم بود .

برای جریان لوله با تقارن محوری و با مستقل از زمان ، معادله 210 ، می شود ، (معادله 4 – 2103 )
در اینجا ما این فرض متعارف را انجام داده ایم كه انتقال محوری بوسیاله هر دو بخش مولار آشفته قابل چشم پوشی است . ما می خواهیم میزان انتقال جرم در دیواره رابدست آوریم (معادله 5 – 3 – 21 ) جائیكه غلظتهای A در دیواره حفر است و متعاقباً در معدله 2 – 2104 ظاهر نمی شود مقدار یك ضریب انتقال جرم است كه شبیه ضریب انتفال گرما H . ضریب H در فصل 5 بحث شد و در فصل 9 در ارتباط با قانون سرمایی نیوتن ذكر گردید . بعنوان اولین قدم ما صفر در نظر گرفته و فرض می كنیم كه این واكنش به اندازه كافی تنظیم شده است كه انواع پراكنده هرگز به محور لوله نرسند سپس باید در محور لوله صفر باشد. بعد تحلیل سیستم براساس این فرضیه مفروض محاسباتی را برای گستره وسیعتری از فرضهای واكنشی ارائه

می دهیم .
ما اكنون غلظت واكنش كننده بدون بعد را تعریف می كنیم سپس بر اساس فرض دیگری كه برای Z غلظت مستقل خواهد بود معادله 1 – 2104 می شود ( معادله 6 –3 – 21 ) این معادله اكنون بوسیله 2 ضرب شده و از یك وضعیت اجباری دیواره لوله مجتمع شده و معادله ( 7 – 3 21 ) را ارائه می دهد . در اینجا شرایط محدوده ای در r = 0 به كار رفته است بعلاوه تعریف ضریب انتقال جرم سپس یك اجتماع دومی r = 0 به r = R معادله 8 – 3 – 21 را ارائه میدهیم در ما شرایط محدوده ای را به كار برده ایم C = 0 در r = 0 و c = 1 در r = R سپس ما متغیر

Y = R – r را معرفی كرده ایم چراكه منطقه مورد علاقه كاملاُ نزدیك دیواره است . سپس ما داریم معادله 9 – 3 – 21 كه درآن تابع مشابه نیست همانطور كه تابع هست . برای تابع زیر انتگرال كه مورد مهم در منطقه است جائیكه بنابر این ممكن است به طور ایمنی بوسیله r نزدیك شود بعلاوه ما می توانیم از این حقیقت استفاده كنیم كه پراكندگی آشفته در همسایگی دیواره به نسبت توان سوم فاصله از دیواره می باشد . هنگامیكه انتگرالها به حسب
نوشته می شود . ما معادله بدون بعد ( 7 – 4 – 21 ) بدست می آوریم . این معادله مبادی چندین دسته بندی بدون بعد است : عدد اشمیت یك پارا متر نرخ واكنش بدون بعد و یك ضریب انتقال جرم بدون بعد كه بعنوان عدد شررد شناخته می شود ( D شعاع لوله می باشد ) .

در محدوده ای كه راه حل معادله 3 – 4 –21 در شرایط محدوده ای معلوم این است جانشین این راه حل در معادله 7 – 4 – 21 بعد از انتگرال گیری مستقیم معادله 8 – 4 – 21 را ارائه می دهد كه در آن معادلات 9 – 4 – 21 و 10 – 4 –21 .وجود دارد . این امر با ارائه SH به عنوان تابعی از قابل حل است .
راه حل سابق الذكر معادله 3 – 4 – 21 هنگامی كه به اندازه كافی بزرگ هستند منطقی است و نسبت به نتیجه ارائه شده بوسیله دیت ، پور تر ، شرود پیشرفت داشته است اما در نبود واكنش شیمیایی معادله 3 – 4 – 21 نمی تواند پایین دست C را توصیف كند كه بوسیله انتقال انواع A

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی در word دارای 7 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی در word :

تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی
فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.
فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی

خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.

جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی

برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.

پوششهای رنگها و جلاها
ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها بصورت آستر و رویه ، می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ‌دهی ، می‌‌توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.
آخرین پدیده در صنایع رنگ سازی ساخت ر الکترواستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می‌‌دهند و به ‌این ترتیب می‌توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.

پوششهای فسفاتی و کروماتی
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

پوششهای اکسید فلزات
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

 

همچنین با پدیده ‌الکترولیز ، آهن را به اکسید آهن‌ سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن “سیاه‌کاری آهن یا فولاد” می‌‌گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می‌‌شود.
پوششهای گالوانیزه
گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می‌‌گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه‌ای که می‌‌خواهیم گالوانیزه کنیم، کاتد الکترولیز را تشکیل می‌‌دهد و فلز روی در آند قرار می‌‌گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده ‌از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می‌‌دهند و با استفاده ‌از غوطه‌ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه‌ای از روی در سطح فلز تشکیل می‌‌شود که به ‌این پدیده ، غوطه‌وری داغ (Hot dip galvanizing) می‌گویند. لوله‌های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ; مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.

پوششهای قلع
قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ; بخوبی پایداری می‌‌کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می‌‌باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می‌‌دهند.

پوششهای کادمیوم
این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می‌‌گیرد. معمولا پیچ و مهره‌های فولادی با این فلز ، روکش داده می‌‌شوند.
فولاد زنگ‌نزن
این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیرآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می‌‌باشد و گاهی نیکل نیز به ‌این آلیاژ اضافه می‌‌شود

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله آزمایشگاه كنترل فرآیند در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله آزمایشگاه كنترل فرآیند در word دارای 44 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله آزمایشگاه كنترل فرآیند 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله آزمایشگاه كنترل فرآیند در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله آزمایشگاه كنترل فرآیند در word :

-1كنترل و اتوماسیون
در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد كه این بهبود هم در كمیت و میزان تولید موثر است و هم در كیفیت محصولات. هدف از اتوماسیون این است كه بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودكار واگذار گردد. بسیاری از كارخانه ها كارگران خود را برای كنترل تجهیزات می گمارند و كارهای اصلی را به عهده ماشین می گذارند. كارگران برای اینكه كنترل ماشینها را به نحو مناسب انجام دهند لازم است كه شناخت كافی از فرآیند كارخانه و ورودیهای لازم برای عملكرد صحیح ماشینها داشته باشند. یك سیستم كنترل باید قادر باشد فرآیند را با دخالت اندك یا حتی بدون دخالت اپراتورها كنترل نماید. در یك سیستم اتوماتیك عملیات شروع، تنظیم و توقف فرآیند با توجه به متغیر های موجود توسط كنترل كننده سیستم انجام می گیرد.

2-1مشخصات سیستمهای كنترل
هر سیستم كنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی . بخش ورودی وضعیت فرآیندو ورودیهای كنترلی اپراتور را تعیین كرده و می خواند بخش پردازش با توجه به ورودیها، پاسخهاو خروجیهای لازم را می سازد و بخش خروجی فرمانهای تولید شده را به فرآیند اعمال می كند. در كارخانه غیر اتوماتیك بخش پردازش رااپراتورها انجام می دهند.
اپراتور با مشاهده وضعیت فرآیند، به طور دستی فرامین لازم را به فرآیند اعمال می كند.

ورودیها
در قسمت ورودیها، مبدلهای موجود در سیستم، كمیتهای فیزیكی را به سیگنالهای الكتریكی تبدیل می كند. در صنعت مبدلهای زیادی نظیر دما ، فشار، مكان، سرعت،
شتاب و غیره وجود دارند. خروجی یك مبدل ممكن است گسسته یا پیوسته باشد.

خروجیها
در یك كارخانه عملگرهایی وجود دارند كه فرامین داده شده به آنها را به فرآیند منتقل می كنند. پمپها، موتورها و رله ها از جمله این عملگرها هستند. این وسایل فرامینی را كه از بخش پردازش آمده است(این فرامین معمولا الكتریكی هستند)به كمیتهای فیزیكی دیگر تبدیل می كنند. مثلا یك موتور، سیگنال الكتریكی را به حركت دوار تبدیل می كند. ادوات خروجی نیز می توانند عملكرد گسسته ویا پیوسته داشته باشند.

پردازش
در یك فرآیند غیر اتوماتیك اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خود و با توجه به سیگنالهای ورودی، فرامین لازم را به فرآیند اعمال می كنند. اما در یك سیستم اتوماتیك، قسمت پردازش كنترل كه طراحان در آن قرار داده اند، فرامین كنترل را تولید می كنند. طرح كنترل به دو صورت ممكن است ایجاد شود. یكی كنترل سخت افزاری و دوم كنترل برنامه پذیر.
در یك سیستم با كنترل سخت افزاری، بعد از نصب سیستم، طرح كنترل ثابت و غیر قابل تغییر است. اما در سیستمهای كنترل برنامه پذیر. طرح كنترلی در یك حافظه قرار داده می شود و هر گاه لازم باشد، بدون تغییر سخت افزار و فقط برنامه درون حافظه، طرح كنترل را می توان تغییر داد.

3-1 انواع فرآیند های صنعتی
در صنایع امروز طیف متنوعی از فرآیندهای تولید وجود دارند. از نظر نوع عملیاتی كه در فرآیند انجام می شود، فرآیند ها را می توان به سه گروه تقسیم كرد:
• تولید پیوسته
• تولید انبوه
• تولید اجزای جدا
سیستم كنترلی كه برای یك فرآیند بكار گرفته می شود باید با توجه به نوع آن باشد.

فرآیند تولید پیوسته
در یك تولید پیوسته مواد در یك ردیف و بطور پیوسته وارد فرآیند شده و در سمت دیگر، محصول تولیدی خارج می گردد. فرآیند تولید، ممكن است در یك مدت طولانی به طور پیوسته در حال انجام باشد. تولید ورق فولاد نمونه ای از فرآیند است. در خط تولید ورقه فولاد. بلوكهای گداخته فولاد ازبین چندین غلتك عبور می كند و تحت فشار قرار می گیرد.
در اثر فشار ضخامت قطعه فولاد رفته رفته كم شده و در انتهای خط تولید ورقه فولاد تولید می گردد. بسته به طول فولاد چندین دقیقه طول می كشد تا تولید یك ورقه، كامل گردد.

فرآیند تولید انبوه
در چنین فرآیندی میزان مشخصی از مواد اولیه وارد خط شده و پس از طی مراحل تولید مقدار مشخصی محصول به وجود می آید.
فرآیند تولید اقلام مجزا
در این نوع فرآیند، هر محصول در طول خط تولید از قسمتهای مختلفی می گذرد و در هر بخش، عملیات مختلفی روی آن انجام می گیرد. در هر قسمت ممكن است اجزایی به محصول اضافه شود تا در انتهای خط تولید، محصول كامل ساخته شود.

4-1 استراتژی كنترل
كنترل حلقه باز
ایده اصلی در این كنترل این است كه سیستم تا حد ممكن دقیق طراحی شود. به طوری كه خروجیهای دلخواه را تولید كند و هیچ اطلاعاتی را از خروجی فرآیند به كنترل كننده برگردانده نشود تا كنترل كننده تشخیص دهد آیا خروجی در حد مطلوب است یا خیر. بدین خاطر ممكن است خطای خروجی در بعضی مواقع خیلی زیاد باشد. در یك سیستم با كنترل حلقه باز تا وقتی كه اختلال و جود نداشته باشد فرآیند به خوبی عمل می كند، اما اگر اختلال نا خواسته ای باعث شود، خروجیها از حد مطلوب خارج شوند در این صورت ممكن است سیستم كلی از كنترل خارج شود.

كنترل پیشرو
درموقعی كه اختلالات خارجی كه بر عملكرد سیستم تاثیر می گذارد شناخته شده باشند می توان با مشاهده و اندازه گیری میزان اختلال تا حد امكان اثر اختلال را جبران نمود. این نوع كنترل را كنترل پیشرو می گویند. این نحوه كنترل هنگامی كه میزان اختلال كم باشد و بتوان به طور دقیق آن را اندازه گرفت مناسب است. اما اگر اختلال خیلی زیاد باشد شیوه مناسبی نیست. همچنین در مواقعی كه اندازه گیری خروجی به طور مستقیم امكان پذیر نباشد، این نوع كنترل مناسب نیست.

كنترل حلقه بسته (Field back) :
در این كنترل برای جبران اثر اختلال ، خروجی سیستم اندازه گیری می شودو در صورتی كه خروجی از مقدار مطلوب فاصله داشته باشد، تدابیر كنترلی مناسب برای جبران آن اعمال می شود. به این صورت كه خروجی سیستم اندازه گیری شده و تفاوت آن با مقدار مطلوب محاسبه می گردد. تفاوت بین این دو كمیت به كنترل كننده داده شده و كنترل كننده با توجه به میزان این خطا فرآیندرا كنترل می نماید.

سیگنال خطا=نقطه تنظیم – میزان اندازه گیری شده E=SP-MV
باید توجه كرد كه صفر نمودن خطا در عمل امكان پذیر نیست ودر هر سیستم كنترلی همیشه تفاوت ناچیزی بین خروجی مطلوب و خروجی واقعی وجود خواهد داشت، اما تا وقتی كه این خطا تا حد قابل قبول باشد از آن چشم پوشی می گردد.

5-1 انواع كنترلر ها
كنترلر مغز متفكر یك پردازش صنعتی است و تمامی فرامینی را كه یك متخصص در نظر دارد اعمال كند تا پروسه، جریان استاندارد خود را در پیش گیرد و نهایتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طریق كنترلر به سیستم فهمانده می شود. در واقع هرگاه پروسه های صنعتی به تنهایی و بدون استفاده از كنترل كننده در حلقه كنترل قرار گیرند معمولا پاسخهای مطلوبی را به لحاظ ویژگیهای گذرا یا ماندگار نخواهند داشت. بنابراین انتخاب و برنامه ریزی یك كنترلر مناسب از مهمترین مراحل یك پروسه صنعتی است. انتخاب كنترلر با توجه به درجه اهمیت پاسخ گذرا یا ماندگار و یا هر دو و همچنین ملاحظات اقتصادی ویژه صورت می پذیرد.

یك كنترلر چگونه عمل می كند؟ در ابتدا سیگنال خروجی از سنسور وارد كنترلر می شود و با مقدار مبنا مقایسه می گردد و نتیجه مقایسه كه همان سیگنال خطا می باشد، معمولا در داخل كنترلر هم تقویت شده و هم بسته به نوع كنترلر و پارامترهای مورد نظر، عملیاتی خاص روی ان انجام می گیرد سپس حاصل این عملیات به عنوان سیگنال خروجی كنترل كننده به بلوك بعدی وارد می شود.

مقایسه سیگنالها و تقویت اولیه در همه كنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام می گیرد ، در واقع این عملیات بعدی است كه نوع كنترلر را مشخص می كند.
كنترلر ها از نظر نوع عملكرد به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:
1-5- 1كنترلر های ناپیوسته (گسسته)
• كنترلر های دو وضعیتی: این نوع كنترلرها ساختمانی ساده و كم حجم دارند و به نسبت ارزانتر از دیگر كنترلرهای پیچیده هستند به همین خاطر كاربردهای فروانی در صنعت و در مكانهایی كه كنترل تركیبی ، پیوسته و پیچیده مورد نظر نیست دارند.
• كنترلر های سه وضعیتی
• كنترلرهای چند وضعیتی

انواع كنترلرها
2-5-1 كنترلر های پیوسته:
كنترلر تناسبی: (Proportional)
در این نوع كنترلر بین خروجی و ورودی یك نسبت مستقیم وجود دارد با یك ضریب مشخص كه آنراگین یا بهره كنترل كننده می نامند.
سیگنال خطا *Kp = خروجی
البته كنترلر تناسبی به تنهایی كافی نیست . زیرا وقتی خروجی سیستم بسمت مقدار مطلوب پیش می رود، خطا كاهش یافته و در نتیجه خروجی كنترلی نیز كم می گردد.
بنابراین همواره یك خطای ماندگار بین مقدار مطلوب و خروجی واقعی وجود دارد.
این خطا را می توان با افزایش بهره كنترل كننده كاهش داد اما باعث ناپایداری سیستم و نوسان خروجی می شود. برای حل این مشكلات معمولا كنترلر تناسبی را همراه كنترلرهای مشتق و انتگرال بكار می برند.

كنترلر انتگرالی(Integral):
همانطور كه از نامش پیداست بین ورودی و خروجی یك رابطه انتگرالی برقرار است
این كنترلر برای جبران خطای ماندگار به كار می رود، زیرا تا وقتی كه خطایی در خروجی وجود داشته باشد، جمله انتگرال تغییر پیدا می كند و در نتیجه خطای خروجی رفته رفته كاهش می یابد.

كنترلر تناسبی – انتگرالی (PI) :
كنترلر PIتركیبی از كنترلر انتگرالی و تناسبی است كه به صورت موازی بهم وصل شده اند. (شكل2-5) این كنترلر اگر بطور صحیح طراحی شود مزایای هر دو نوع كنترل انتگرالی و تناسبی را خواهد داشت . پایداری ، سرعت و نداشتن خطای حالت ماندگار از ویژگیهای این كنترلر است.

شكل 2-5 : كنترلر PI

كنترلر تناسبی – مشتق گیر(PD):
كنترلر PDاز تركیب موازی دو نوع كنترلر مشتق گیر و انتگرالی ایجاد می شود.
كنترلر مشتق گیر دارای این مشخصه است كه خود را سریعا با تغییرات ورودی هماهنگ می كنند
لذا در مواردی كه پاسخ سریع خروجی مد نظر است می توان از این نوع كنترلر ها استفاده كرد اما از انحایی كه عمل مشتق گیری باعث تقویت نویزهای موجود در محیط پروسه می شوند و به علاوه مشتق گیرها تنها نسبت به تغییرات ورودی حساسیت نشان می دهند بنابراین مشتق گیرها به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرند بلكه هرگاه نیاز به خاصیت مشتق گیری در یك پروسه باشد ، كنترلر آن را به صورت مشتق گیر- تناسبی یا مشتق گیر- انتگرالی یا مشتق گیر- تناسبی – انتگرالی می سازند.
كنترلرPID:

این نوع كنترلر از تركیب موازی سه كنترلر تناسبی ، انتگرالی و مشتق گیر ایجاد می شود و متداولترین نوع كنترلر در صنایع می باشد.

شكل3-5 : كنترلرPID
انواع دیگری از كنترلرها كه از نظر منبع تغذیه مورد استفاده ، ساختمان داخلی و انواع كاربردها با كنترلر های ذكرشده در بالا اندكی متفاوت هستند.
• كنترلر های نیوماتیكی(Pneumatic): این نوع كنترلر از باد و هوای فشرده بعنوان منبع تغذیه استفاده می كند. بدلیل ساختمان ساده، راحتی تعمیر و نگهداری ، ایمنی در برابر انفجار و اتش سوزی و ارزانی انها كاربردهای فراوانی در صنعت داشته اند و امروزه بدلیل جایگزین شدن سیستمهای پیچیده الكترونیكی و نرم افزارهای كنترلی قابل تغییر و پیاده سازی بر روی سیستمهای الكترونیكی ، كمتر از كنترلر های نیوماتیكی استفاده می شود.

• كنترلر های هیدرولیكی(Hydraulic): این نوع كنترل كننده ها از نیروی روغن هیدرولیك تحت فشار به عنوان منبع تغذیه استفاده می كنند، مزایای زیادی كه اینگونه سیستمها دارند، باعث شده تا جای خوبی برای خودشان در صنعت باز كنند و در جاهایی كه حركات تحت فشار و وزن بالا انجام می پذیرد سیستمهای هیدرولیك بهترین و دقیق ترین عملكرد را از خود نشان می دهند كنترلر های هیدرولیك علاوه بر قابلیت انجام حركت سنگین بطور پیوسته دارای دقت و سرعت عمل بسیار خوبی نیز می باشند. امروزه با وجود جایگزینی مدلهای الكترونیكی پیچیده تر و كارامد تر هنوز هم نمی توان كارایی های بالا و منحصر به فرد سیستمهای هیدرولیكی را نادیده گرفت.
• كنترلرهای الكترونیكی (Electronic): كنترلرهای الكترونیكی ، كنترلرهایی هستند كه از نیروی الكتریسیته جهت كنترل، هدایت و فرمان دادن استفاده می كنند .
6-1 سیر تكاملی كنترل كننده ها

در سال 1940 برای نماسازی دستگاههای كنترلی از سیگنال فشار 3psi تا 15psi استفاده می شده است . در سال 1960سیگنالهای استاندارد انالوگ 4mA-20mA برای كنترل ابزار دقیق مورد استفاده قرار گرفته است در همان زمان برخی از استانداردهای دیگر نیز بوجود آمد. توسعه پردازنده دیجیتال در دهه 70میلادی ، استفاده از كامپیوترهای رابرای نماسازی و كنترل یك سیستم ابزار دقیق از یك نقطه مركزی توسعه داد. در دهه 90 برای بهینه سازی اجرای سیستم های كنترل و فشردگی بیشتر سیستها فیلدباس ایجاد گردید كه به تدریج استاندارد شد. انچه تصویرزیربیان می كند این است كه سیر پیشرفت علم كنترل از اتوماسیون مكانیكی اغاز گردیده و سپس با اتوماسیون پنوماتیك ادامه یافته و پس ازآن بسمت الكتریكی شدن پیش رفته است . پس از ایجاد كنترل كننده های قابل برنامه ریزی ، انفور ماتیك و الكترونیك رشد كرده و به شیوه الكترونیكی در حجم گسترده تری بوجود آمده است.

آزمایش کنترل سطح مایع
مقدمه
فرآیند های كنترل سطح و دبی مایع موارد استفاده زیادی دارد . به طور یكه می توان گفت
كلیه ی واحد های عملیاتی در صنعت ازجمله رآكتورهای شیمیایی ، مخازن نگهداری ، سیستم خطوط لوله ، مبدلهای حرارتی و بسیاری از موارد دیگر نیاز به این سیستم كنترل دارند . کنترل سطح مایع در صنایع مختلف ازجمله پالایشگاه نقش حیاتی و عمده ای دارند.
تئوری آزمایش
جهت كنترل سطح مایع روشهای كنترلی زیادی وجود دارد
1 كنترل دستی
2 كنترل ON/of
3. استفاده از كنترلر ها

كنترلر ها انواع مختلفی دارند كه ما در این آزمایش سه نوع كنترلر را مورد بحث قرار
می دهیم : 1)كنترلر تناسبی 2)كنترلر تناسبی انتگرالیPI 3) كنترلر تناسبی- انتگرالی -مشتقی كه در این آزمایش هدف ما طراحی یك كنترلر جهت كنترل سطح مایع می باشد.
كنترلر تناسبی :
در این عمل رابطه ای خطی بین خروجی و ورودی كنترل كننده وجود دارد.
كنترلر تناسبی انتگرالیPI
خروجی از این كنترل كننده ها به طور خطی متناسب با مجموع خطا و انتگرال خطاست.
كنترلر تناسبی- انتگرالی- مشتقی:

در این كنترل كننده ها خروجی به طور خطی متناسب با مجموع خطا و مشتق خطا و انتگرال خطاست.
طراحی كنترلر ها
دو روش كلاسیك جهت تنظیم كنترل كننده های PID توسط زیگلر- نیكولز در سال 1942 ارائه شده است كه هنوز به صورت گسترده در صنعت استفاده می شوند . در این روش مدل تخمین زده شده جداولی در اختیار در قرار می گیرند كه ضرایب كنترل كننده را مشخص می سازد . این ضرایب بایستی در عمل با مشاهده رفتار حلقه بسته سیستم تنظیم گردند لذا به این روشها روشهای زیگلر نیكولز گفته می شود. زیگلر نیكولز دو روش را پیشنهاد كرده اند كه این دو روش عبارتند از : 1)روش پاسخ پله2)روش پاسخ فركانسی ما در این آزمایش از روش پاسخ فركانسی استفاده می كنیم پس به بررسی روش پاسخ فركانسی می پردازیم.

روش پاسخ فركانسی:
نقطه نهایی ارتباط مستقیمی با ناپایداری سیستم دارد . به تجربه مشاهده شده است كه بسیاری از سیستم های مدار بسته با كنترل كننده تناسبی با فركانسی كه بهره كنترل كننده افزایش می یابد . ناپایدار می گردد . زمانی كه مقدار بهره به میزانی تنظیم گردد كه سیستم در مرز
ناپایداری قرار گیرد رابطه بین ورودی و خروجی فرآیند حتماً 180- اختلاف فاز خواهد داشت . زمانی كه به مرز ناپایداری برسیم مقدار حلقه بایستی به 1- رسیده باشد. یعنی : لذا اگر به حالت مرز ناپایداری نزدیك شویم مقدار نهایی در پاسخ فركانسی از رابطه زیر تعیین می شود . لذا فركانس نهایی همان فركانس نوسانات در مرز ناپایداری بوده و مقدار بهره فراید از رابطه زیر تعیین خواهد شد.

تعیین PB
میزان PB از آزمایش پاسخ فركانسی یا بر حسب میزان كنترل كننده تناسبی و یا از روی دامنه رله در فیدبك محاسبه می شود . كه در این آزمایش ما با استفاده از كنترل كننده تناسبی ضرایب را به دست آوردیم. در این روش PB های مختلف را برای سیستم امتحان می نیم تا سیستم به نوسانات منظم دست یابد در این حالت به PB مطلوب دست یافته ایم و با استفاده از جدول زیگلر نیكولز ضرایب مورد نیاز جهت طراحی كنترلر PI,PID مشخص می شوند.

شرح دستگاه:
این دستگاه متشكل از دو مخزن می باشد كه هدف ما در این آزمایش كنترل سطح مایع در مخزن بالایی می باشد . مخزن پایینی آبی را كه به واسطه ی كنترل سطح مایع از مخزن بالایی خارج میشود جمع می كند.
پمپ: كه با خاموش و روشن كردن آن می توان جریان آب را برقرار یا قطع كرد .
شیر مغناطیسی : این شیر كه به تانك بالایی متصل است اجازه می دهد كه جریان آب از تانك بالایی به تانك پایینی جریان یابد .
شیر مغناطیسی : كه اجازه می دهد آب به تانك بالایی جریان یابد با باز بودن ارتفاع از در تانك بالایی افزایش و با بسته شدن آن ارتفاع كاهش می یابد.
شیر های دستی : شیر MV3 در زیر تانك بالایی به طوری كه وقتی شیر MV2 به طور كامل بسته باشد و شیر MV1 به طور كامل باز باشد جریان از
می گذرد .
یك شمای كلی از سیستم كنترل سطح مایع در یك مخزن را می توان به صورت زیر در نظر گرفت :

شرح آزمایش
كنترل دستی سطح با استفاده از یك سیستم مدار باز
با استفاده از این روش سطح مایع داخل تانك را می توان از طریق یك سیستم مدار باز و به صورت دستی تنظیم كرد. جهت انجام این آزمایش مدار سیم كشی مربوط به آن را می بندیم. (به دستور كار آزمایشگاه كنترل فرآیند مراجعه شود. ) جهت كنترل سطح باید آنقدر با دست شدت جریان را تغییر دهیم تا به مقدار set point برسیم. اگر در این حالت اغتشاشی به سیستم وارد كنیم مثلاً مقدار دبی ورودی را به میزان مشخصی زیاد كنیم سیستم قادر به كنترل سطح نمی باشد تا وقتی كه خودمان با دست دبی را كم كنیم .

كنترل on/off سیستم
یكی از ساده ترین روشهای كنترل كردن سیستم كنترل مدار باز است این روش یك روش كنترل محسوب نمی شود زیرا سیستم بدین طریق كنترل نمی شود . اگرچه برای كنترل دستی یك سیستم باز ترتیب داده می شود ولی نمیتوان به آن كنترل مدار باز اطلاق نمود زیرا در این صورت از طرف كسی كه سیستم را on/off می كند یك فیدبك به سیستم داده می شود در صورتی كه در مدار نباید هیچ گونه فید بكی وجود داشته باشد. وقتی از روش on/off استفاده می كنیم وسایل مورد نیاز به طور كلی بسته و یا باز هستند و هیچ حد وسطی وجود ندارد. به سه طریق زیر می توان ارتفاع داخل تانك را كنترل كرد :

1 كنترل سیستم از طریق on/off كردن پمپ
2 كنترل سیستم از طریق on/off شیر مغناطیسی SV2
3. كنترل سیستم از طریق on/off نمودن شیر مغناطیسی SV1

این آزمایش از طریق on/off نمودن پمپ قابل انجام می باشد ولی از آنجا كه در این آزمایش پمپ مكرراً خاموش و روشن می شود تا مقدار آب را داخل تانك كنترل كند و بدین طریق عمر پمپ كوتاه می شود بنابر این روش ، روش مناسبی جهت كنترل نمودن ارتفاع جریان نمی باشد.
كنترل سیستم از طریق نمودن on/off شیر مغناطیسی SV2

در این مرحله جهت كنترل ارتفاع از شیر مغناطیسی استفاده می شود كه به تانك بالایی متصل است و اجازه می دهد كه جریان آب از تانك بالایی به تانك پایینی جریان پیدا می كند . در این صورت موقعی كه ارتفاع واقعی بالای مقدار مطلوب باشد شیر بایستی باز شود تا مقدار آب بیشتری بتواند خارج شود و زمانی كه مقدار واقعی زیر مقدار مطلوب باشد كلید آن بایستی خاموش شده و شیر بسته شود و در نتیجه ارتفاع آب می تواند افزایش یابد. جهت انجام این آزمایش موارد زیر را انجام می دهیم:

دیاگرام سیم كشی مربوطه را كامل می كنیم. (به دستور كار آزمایشگاه مراجعه شود). سپس شیر MV2 را به طور كامل باز كرده و شیر دستی MV3 را تا 50% باز می نماییم. وقتی hystresis را روی مقدار مینیمم قرار دیم چون حساسیت روی مینیمم است با كوچكترین تغییری باز و بسته می شود تا سطح را كنترل كند و این امر سبب كاهش عمر دستگاه می شود بنابراین سعی می كنیم hystresis را روی مقدار ی میانی قرار داده در این حالت حساسیت نسبت به تغییر ارتفاع كمتر بوده و تعداد باز وابسته شدن كاهش می یابد.
كنترل سیستم از طریق on/off نمودن شیر مغناطیسی SV1

سیم كشی مربوط به این حالت را با توجه به دستور كار آزمایشگاه بسته شیر MV3 در زیر تانك اصلی را در حدود 50% باز كرده و شیر MV2 را به طور كامل می بندیم و شیر MV1 را به طور كامل باز نموده این امر سبب می شود كه جریان ازSV1 بگذرد. چنانچه hysterises را در وضعیت مینیمم قرار دهیم سرعت خاموش و روشن شدن SV1 بسیار زیاد می باشد طوری كه به محض اینكه ارتفاع سطح در مخزن افزایش می یابد 1SV بسته شده و وقتی ارتفاع مایع كم شود شیر باز می شود.
كنترل سطح با استفاده از سیستم مدار بسته تناسبی

مدار مربوطه را با مراجعه به گزارش كار آزمایشگاه بسته و مراحل زیر را انجام می دهیم:
1 شیر MV3 را بسته و MV2 وSV2 را باز می كنیم .
2 اتصال PI را با كامپیوتر برقرار می كنیم.
هدف در این قسمت تعیین ضرایب زیگلر نیكولز برای كنترل كننده ها می باشد كه برای اینكار با توجه به آنچه در تئوری گفته شود عمل می كنیم.

PB=7. 5

PB=6. 5

PB=5. 5

مشاهده می شود كه نوسانات نامنظم است PB را كاهش می دهیم تا به نوسانات منظم دست یابیم.

PB=4. 5

PB=3. 5

نوسانات منظم است، زمان یک نوسان کامل را اندازه می گیریم. Tu=14 PB*2=7 PI: PB*2. 2=7. 7 Tr=Tu/1. 2=14/1. 2=11
PB=7

PB=8

PID: PB*1. 2=6 Tr=7 Tu=2

کنترلر P بهترین کنترلر برای کنترل سطح است.
بحث و بررسی نتایج حاصله
آنچه كه مهم است در فرآیند های شیمیایی سطح مایع نباید روی میزان دقیقی كنترل شود بلكه این میزان دارای حداقل و حداكثر می باشد . در نتیجه استفاده از یك كنترل كننده ی تناسبی با افت كنترل مناسب جوابگوی نیاز خواهد بود . این امر سبب می شود كه جریان خروجی از سیستم سطح مایع دارای نوسان شدید نباشد. با افزایش شدت جریان ورودی ارتفاع ورودی مایع سریعاً افزایش و با كاهش آن كاهش می یابد كنترل كننده ی تناسبی به آرامی تغییرات سطح مایع را كنترل كرده و مانع از فرا رفت زیاد در جریان خروجی از سیستم (كه معمولاً در فرآیند ها این جریان خروجی از سیستم كه معمولاً در فرآیند ها این جریان خروجی به سیستم بعد خواهد رفت) می گردد و معمولاً چون از مخازن سطح مایع به عنوان جزء واسطه استفاده می نماییم هدف این است كه جریان خروجی از این مخازن جریان های پیوسته و با تغییرات كم باشد و اگر كنترل كننده ای استفاده شود كه تغییرات سطح مایع یا تغییرات در شدت مایع ورودی به مخزن را خیلی سریع در شدت جریان خروجی اثر دهد دیگر استفاده از این مخازن بی معنی خواهد بود .

یعنی مثل این است كه به جای مخازن لوله ای قرار داده ایم كه تغییرات میزان جریان ورودی عیناً در خروجی ظاهر می شود. به همین علت استفاده از كنترل كننده ی PI در سیستم های كنترل سطح مایع توصیه نمی شود. زیرا عمل انتگرال برگشت دادن سریع سطح مایع در مخزن توسط تغییرات شدید شدت جریان خروجی از آن خواهد بود و این تغییرات روی عملكرد سیستم هایی كه از این مخزن به طور سری تغذیه می شوند تاثیر نامطلوبی خواهد گذارد .

در سیستم هایی كه كنترل دقیق سطح مایع مورد نیاز است مثل راكتور هایی كه زمان اقامت مواد در آن حائز اهمیت باشد استفاده از كنترل كننده ی PI اجتناب ناپذیر است.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله از قند چه می دانید؟ در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله از قند چه می دانید؟ در word دارای 11 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله از قند چه می دانید؟ 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 : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله از قند چه می دانید؟ در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله از قند چه می دانید؟ در word :

از قند چه می دانید؟

از پوسیدگی دندان و افزایش اندازه دور كمر تا دیابت ، عاملی كه به عنوان مقصر اصلی شناخته می شود قند است.
با این وجود اكنون قند در صف مقدم یك علم جدید به نام تغذیه قندی به عنوان ماده ای
شفابخش در نظر گرفته می شود.
بیش از 200 تركیب قندی كه از لحاظ علمی ساكارید نام دارند به طور طبیعی در گیاهان
هستند و 8 مورد آنها برای سلامت انسان ضروری اند.
دو نوع از این ساكاریدها به نام گالاكتوز و گلوكز ، معمولا در غذاهایی كه می خوریم
یافت می شوند.

گالاكتوز قند شیر است و گلوكز قندی است كه روی میز می گذارید و همچنین از تركیبات موجود در میوه ها و دانه هاست.
هر دو قند گالاكتوز و گلوكز در بدن شكسته شده و به عنوان سوخت مصرف می شوند.
در حالی كه بدن از دیگر مواد مغذی ، عمدتا چربی ها ، می تواند به عنوان منبع انرژی
مصرف كند ، مغز تقریبا منحصرا بر گلوكز برای تقویت فعالیت متابولیك روده تكیه دارد.

شش قند ضروری دیگر در دوره ای از تاریخ زندگی بشر بخشی از رژیم غذایی روزانه او
محسوب می شده چرا كه پیشینیان ما از گیاهان تغذیه می كردند.99 درصد رژیم غذایی نوع انسان متشكل از سبزیجات ، میوه ها ، جوانه ها ، دانه ها و
لگوم ها بوده است.اما امروزه بسیاری از انواع قندها از غذای ما حذف شده كه علت آن روی آوری ما به غذاهای فرآیند شده ای است كه با قند تصفیه شده تولید می شوند (ماده ای كه چای و قهوه را شیرین می كند و در نوشیدنی ها آب میوه ها ، كیك ها و نان موجود است).
مشكل تنها این نیست كه این قند جایگزین دیگر قندهای ضروری شده بلكه از منبع گیاهی
اش جدا شده و همراه با آن ارزش غذایی اش نیز گرفته شده است.

بدن نیازمند قندهایی است كه بدن به قندهایی كه از رژیم غذایی حذف می شوند برای
كاربردهای خیلی استراتژیك مثلا پوشش تقریبا همه سلول های بدن نیازمند است.
این قندها در بدن به هم تبدیل نمی شوند. به محض هضم شدن با پروتئین ها و چربی ها
تركیب می شوند تا تركیباتی را به وجود آورند كه به سلول ها اجازه می دهند با یكدیگر
ارتباط برقرار كنند و هیچ یك از انواع سلول ها به اندازه سلول های مغز با یكدیگر

ارتباط ندارند.برای مثال گلیكوپروتئین ها گیرنده هایی را می سازند كه نوروترنس میتورهایی مانند سروتونین را به سطح سلول های عصبی متصل می كنند.
مواد غذایی قندی نیز نقش مهمی در حالت های استرس زا دارند. بیش فعالی پاسخ استرس به نظر می رسد مكانیسم اصلی افسردگی باشد.
گیرنده فاكتور رهاكننده هورمون كورتیكوتروپین كه یك فعال كننده كلیدی پاسخ استرس در سراسر بدن است ، یك گلیكوپروتئین است.
عملكرد نامناسب گیرنده فوق به عقیده بسیاری از محققان نقص اصلی است كه در افسردگی و اختلالات اضطرابی دخالت دارد.

گالاكتوز به ویژه در آرایش گالاكتولیپیدها شركت می كند و گالاكتولیپیدها اجزای اصلی غشای سلول های عصبی هستند. همچنین بر سیاست غشا و تسهیل نقل و انتقالات غشایی نقش دارند.پیشگامان علم پزشكی اكنون در حال آزمایش كاربردهای درمانی مواد غذایی قندی مختلف هستند كه از رژیم غذایی روزانه ما حذف می شوند.مطالعات اولیه نشان داده اند استفاده از مكمل های غذایی قندی در افزایش حافظه ، عملكرد بهتر مغز و كمك به كنترل پاسخ استرس مفیدند.این غذاها همچنین آلرژی ها را كاهش می دهند و علایم آرتریت ، دیابت ، لوپوس و
بیماری كلیه (در حیوانات) را فرو می نشانند.برخی آزمایشگاه ها در صددند روش هایی برای استفاده از تركیبات قندی در بهبود تاثیر داروهای مورد مصرف بر علیه آنمی ، ایدز و سرطان بیابند.منابع طبیعی مواد مغذی قندی در اطراف ما موجودند اما این قندهای مغذی ممكن است

شیرین نباشند و اكثرا بی مزه هستند.مانوز یكی از هشت ساكارید ضروری است و در كلم ، بروكلی و جوانه ها موجود است. به نظر می رسد این قند در ساختار سلول های عصبی نقش داشته باشد.فوكوز قند دیگری است كه به ویژه در اتصالات سیناپسی بین سلول های عصبی فعال است.

این ماده در قارچ و جوانه ها یافت می شود. گزیلوز نیز مخمر ، جو و گندم سیاه وجود دارد.تا زمانی كه بهتر دریابیم چگونه خود را با انتخاب مناسب آنچه می خوریم درمان كنیم ، این داروهای شیرین را می توان در مكمل های پودری گرفته شده از منابع گیاهی یافت. به هر حال بهترین انتخاب شما همواره مصرف انواع غذاهای فرآیند نشده است.

قندهای شناخته شده:
قندها در طبیعت انواع بسیاری دارندو هرفردی باید از ارزشهای غذایی واقعی گروههای قندی مطلع بوده و اثرات مهم این گروه مواد را بر متابولیسم بدن خود بداند. قند معمولی سکوروز نام دارد.قند شیر لاکتوز و قند میوه ها فروکتوز است. ما می توانیم نام بسیاری از قند ها را بدانیم و به راحتی به خاطر اوریم زیرا نام شیمیایی قندها اصولا به پسوند ((اوز))ختم می شود.این قندها شامل:گلوکز(دکستروز),فروکتوز(لوولوز),لاکتوز و مالتوز می باشند. قندها و یا کربو هیدراتها انواع دیگری نیز دارند ,در واقع اینها الکل های قندی مانند سوربیتول,زایلیتول و مانیتول می باشند.فروکتوز و الکلهای قندی در مقابل سوکروز و یا سایر کربوهیدراتها تاثیر کمتری روی سطح گلوکز خون دارند.استفاده بالای فروکتوز می تواند باعث افزایش سطح چربی خون شود.سوکروز بسته به فرم و نحوه تولید ان نامهای متفاوت دارد:مولاسز,قند چغندر, قند قهوه ای, قند نیشکر, قند قنادی ,قند پودر شده ,قند خام و قند توربیناد;همه اساسا قند معمولی می باشند و تاثیر یکسانی بر سطح گلوکز خون می گذارند.نکته ای که در این رابطه مهم است اینکه بسیاری از مردم دنیا در اثر مصرف بالا و بی رویه قند به بیماری (دیابت)یا مرض قند مبتلا هستند بنابراین به ناچار مجبورند که از قند استفاده نکنند.اما امروزه این مشکل نیز با بوجود امدن شیرین کننده های کم کالری نیز حل شده است و دیابتی ها نیز می توانند از قند استفاده کنند.

شیرین کننده های کم کالری:
این مواد جزو مواد غذایی مجاز می باشندو باعث می شوند که غذا طعم شیرین داشته باشد و در عین حال فاقد کالری بوده و سطح قند خون را افزایش نمی دهد.اداره کل غذا و دارو(FDA)و انجمن دیابت امریکا( A.D.A)استفاده از این نوع شیرین کننده ها را مفید و مطمئن اعلام کرده است.
1)ساخارین(saccharin):از این شیرین کننده می توان برای شیرین کردن غذاهای سرد و گرم استفاده نمود.مقادیر بالای این شیرین کننده می تواند سبب بروز سرطان در موش های صحرایی شود اما مطالعات و تحقیقات نشان می دهد که این قند در انسان باعث بوجود امدن سرطان نمی شود.

2)اسپارتام(aspartame):این شیرین کننده بسیار شیرین است و امروزه در نوشابه های رژیمی از اسپارتام استفاده می شود.افرادی که مبتلا به بیماری فنیل کتونوری(PKV)می باشند از موادی که حاوی فنیل الانین است نباید استفاده کنند و چون در اسپارتام فنیل الانین وجود دارد این گونه افراد مجاز به خوردن این شیرین کننده نیستند.لازم به ذکر است که حرارت بالا می تواند از شیرینی اسپارتام بکاهد.
3)ساکرالوز(sucralose):جدیدترین شیرین کننده کم کالری است که جایگزین مناسبی برای شکر است.همچنین در بسیاری از شیرینی ها و مواد غذایی به کار می رود.
این مواد در افراد دیابتی و کسانی که وزن بالایی دارند سبب می شود تا انان کالری مصرفی خود را کاهش دهندو بدنی سالم را همراه با یک برنامه غذایی مناسب پرورش دهند

کربوهیدراتها ، منبع مهم غذایی
بدین ترتیب کربوهیدراتها ، منبع مهم غذایی‌اند. کربوهیدراتها همچنین به عنوان واحدهای سازنده چربیها و نوکلئیک اسیدها عمل می‌کنند. سلولز ، نشاسته و قند معمولی ، کربوهیدرات می‌باشند. از آنجا که این ترکیبات چندین گروه عاملی دارند به چند عاملی موسومند. مانند گلوکز و بسیاری از اجزا سازنده ساده ، کربوهیدراتهای پیچیده دارای فرمول عمومی هستند.

نام و ساختار کربوهیدراتها
ساده‌ترین کربوهیدراتها ، قندها یا ساکاریدها هستند. با افزایش طول زنجیر ، تعداد کربنهای با مراکز فضایی افزایش می‌یابند و بدین ترتیب تعداد زیادی دیاسترومر امکانپذیر می‌شوند. خوشبختانه برای شیمیدانها عمدتا یکی از چند انانیتومر امکانپذیر ، اهمیت دارد. قندها ترکیبات پلی هیدروکسی کربونیل‌اند، از این رو می‌توانند همی استالهای حلقوی پایداری ایجاد کنند ، بدین ترتیب ساختارهای اضافی و تنوع شیمیایی برای این ترکیبات پدید می‌آید.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب در word دارای 23 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب 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

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب در word :

بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب
نگاه کلی
فاضلاب یا پالایشگاه نفت دارای زیادی روغن و چربی به صورت ذرات معلق ، هیدروکربن‌های سبک و سنگین ، فنل و مواد آلی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه در محیط تخلیه شود، خطر آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ، ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و به دنبال آن ، از یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آلی باقیمانده ، استفاده می‌کنند که شامل دو بخش است:

مخزن هوادهی: که در این مخزن ، فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌تواند از 4 تا بیش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار می‌گیرد. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط هم‌زن دائم انجام می‌گیرد.
1 مخزن ته نشینی: که مایع و ذرات جامد لجن فعال را از هم جدا می‌کند.

عوامل بازدارنده
اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکروارگانیسم‌ها داشته باشد یا به هر دلیل عملکرد آنها را دچار توقف نماید، « عامل بازدارنده » نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است بدلیل یکی از عوامل زیر باشد:
وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربنها ، H2S و مواد آروماتیک
• حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل یونهای سرب ، نیکل و کروم.
• غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول

بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال دارند و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب ، افزایش یافته ، زمان ماند فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.
مواد و روشها

ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل ، آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:
در شش ارلن ، هر کدام 100 میلی‌لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه‌خانه پالایشگاه و 150ml از فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه‌خانه ، ریخته شد. به ارلن‌ها به‌ترتیب 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 پی‌پی‌ام (ppm) فنل اضافه کردند و عمل هوادهی توسط همزدن در شٍیکر (shaker) با 270 دور در دقیقه به مدت 65 ساعت انجام شد و دمای آزمایشگاه در حدود 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد بود.

سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی ماند و پس از ته‌نشینی میزان COD و کدورت طبق روشهای استاندارد تعیین گردید. مقدار COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه ، اندازه‌گیری و با هم مقایسه گردید.

• در قسمت دوم ، اثر گلیسیرین ، به‌عنوان یک ماده تسریع کننده ، مورد آزمایش قرار گرفت. در شش ارلن 100 میلی‌لیتر از لجن فعال و 150 میلی‌لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شد و به هر ارلن ، مقدار مشخص بین 0 تا 400 ppm گلیسیرین اضافه گردید و عمل هوازدهی توسط شِیکر در مدت زمان 48 ساعت ،

در دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد انجام گرفت. سپس عمل ته‌نشینی به مدت 2 ساعت صورت گرفت و مقادیر COD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه‌گیری شد. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسیرین نیز قبلا اندازه‌گیری شده بود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد COD قبل از تصفیه ، با COD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسیرین با هم مورد ارزیابی قرار گرفتند.

• در سری سوم آزمایشها ، اثر یک عامل تسریع کننده ، یعنی مالتوز ، روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی شد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسیرین و فنل انجام شد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 تا 400 ppm بکار رفت. شرایط شامل دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شِیکر 225 دور و زمان ته‌نشینی 2 ساعت بود، در انتها مقادیر COD و کدورت بعد از تصفیه اندازه‌گیری شد و با مقادیر COD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه گردید.

نتایج و بحث
با افزایش غلظت فنل از 0 تا 100 ppm ، مقدار حذف COD افزایش می‌یابد. این افزایش از 40% به 59% است، ولی از این غلظت به بعد ، میزان حذف COD کاهش می‌یابد، بطوری‌که در 200ppm به 46% می‌رسد.

این مطلب نشان می‌دهد که با افزایش غلظت فنل تا 100ppm یا به عبارتی افزایش COD اولیه درصد حذف توسط میکروارگانیسم‌ها بالا می‌رود، اما در غلظتهای بالاتر بدلیل تاثیر سمیّت فنل روی فعالیت توده میکروبی ، درصد حذف COD کاهش می‌یابد. این نتایج ، نشانگر این است که فاضلابهای آلوده به فنل تا غلظت 100ppm در زمانهای کوتاه ماند ، تغییر زیادی روی روند تصفیه بیولوژیکی ایجاد نمی‌کنند، ولی از این غلظت بیشتر درصد حذف COD کم می‌شود.

با افزایش غلظت فنل از 20ppm ، کدورت فاضلاب تصفیه شده به‌شدت افزایش می‌یابد. علت این امر این است که افزایش غلظت فنل باعث جلوگیری از عمل انعقاد و لخته‌سازی ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها شده است و ذرات معلق همراه با فاضلاب تصفیه شده خارج می‌شوند و کدورت را افزایش می‌دهند. اثر کدورت از غلظت 50ppm به بالا تقریبا ثابت می‌ماند.

با افزایش غلظت 100 تا 200 ppm گلیسرین ، COD فاضلاب تصفیه شده حدود 12% افزایش می‌یابد، اما درصد حذف COD نیز به شدت افزایش می‌یابد، بطوریکه درصد حذف COD از 57% در غلظت صفر به 79% در غلظت 200ppm می‌رسد که نشانگر افزایش راندمان حذف COD با افزایش مقدار بار آلودگی است.

کدورت فاضلاب خروجی از غلظت 0 تا 400 ppmگلیسرین ، پیوسته در حال کاهش است، بطوری که در غلظت 200ppm به حدود 032NTU می‌رسد که در مقایسه با غلظت صفر که دارای 075NTU می‌باشد، حدود 50% کاهش نشان می‌دهد. جالب آنکه در همین زمان کدورت آب لوله کشی (آب چاه) 06NTV و کدورت آب مقطر 02NTU بدست آمده که نشان می‌دهد کدورت آب فاضلاب تصفیه شده ، کمتر از ذرات معلق آب چاه می‌باشد. بنابراین اضافه کردن گلیسرین به فاضلاب باعث حذف مواد جامد معلق گردیده است.

با افزایش غلظت مالتوز درصد حذف COD تا غلظت 200ppm پیوسته افزایش می‌یابد. با وجودیکه بدلیل افزوده شدن مالتوز به فاضلاب اولیه ، COD فاضلاب بالا می‌رود، لیکن COD فاضلاب تصفیه شده تا غلظت 200ppm یک مقدار ثابت است و درصد حذف COD از 487% به 74% در 200ppm افزایش می‌یابد.
بیشترین کاهش کدورت در غلظت 20ppm اتفاق می‌افتد، اما بطور کلی تا غلظت 200ppm کدورت نسبت به مقدار کدورت در غلظت عنصر کاهش چشمگیری دارد. بنابراین می‌توان با توجه به درصد حذف COD در غلظتهای متفاوت حدود 0 تا 100 ppm و به ویژه 20ppm را «غلظت بهینه» برای اضافه کردن مالتوز به فاضلاب اولیه دانست.

بهینه سازی میکروارگانیسم‌ها در تصفیه بیولوژیکی فاضلابهای صنعتی
نگاه کلی
فاضلاب پالایشگاه نفت دارای مقدار زیادی روغن و چربی به‌صورت ذرات معلق ، هیدروکربنهای سبک و سنگین ، فنل و مواد آلی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه به محیط تخلیه شود، خطر آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و چربی و به دنبال آن ، یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آلی باقیمانده استفاده می‌کنند که شامل دو بخش زیر است.

مخزن هوا دهی
در این مخزن ، فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌تواند از 4 تا بش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار می‌گیرند. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی ، مورد نیاز فعالیت توده میکروبی ( لجن فعال ) توسط همزن دائم انجام می‌گیرد.
مخزن ته نشینی
مخزن ته نشینی مایع و ذرات جامد ، لجن فعال را از هم جدا می‌کند.

عوامل بازدارنده
اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکرو ارگانیسم‌ها داشته باشد یا به هر دلیلی عملکرد آنها را دچار توقف نماید، عامل بازدارنده نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است به دلیل یکی از عوامل زیر باشد:
وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربنها ، H2S و مواد آروماتیک.

• حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل Cr+3 ، Ni+2 و یا pb+2
• غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول.
بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال داشته و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب افزایش یافته ، زمان ماندن فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.
مواد و روشها
ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل ، آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:

در شش ارلن ، هر کدام 100 میلی لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه خانه پالایشگاه و 150 میلی‌لیتر فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه خانه ریخته ، به ارلن‌ها به ترتیب 200 , 100 , 50 , 20 , 10 , 0 پی‌پی‌ام (ppm) فنل اضافه می‌کنند و عمل هوا دهی توسط همزدن در شِیکِر با 270 دور در دقیقه به مدت 65 ساعت انجام می‌شود و دمای آزمایشگاه در حدود 18-20 درجه سانتی‌گراد است. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی می‌ماند و پس از ته نشینی میزان CoD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه اندازه گیری و با هم مقایسه می‌گردد.

 

در قسمت دوم ، اثر گلیسیرین به‌عنوان یک ماده تسریع کننده مورد آزمایش قرار می‌گیرد. در شش ارلن 100 میلی‌لیتری از لجن فعال و 150 میلی‌لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شده ،

به هر ارلن مقدار مشخص بین 0 الی 400PPM گلیسیرین اضافه می‌گردد و عمل هوادهی توسط شِیکِر درمدت زمان 48 ساعت در دمای 18-20سانتی گراد انجام می‌گیرد. پس عمل ته نشینی به مدت 2 ساعت صورت می‌گیرد و مقادیر CoD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه گیری می‌شود. CoD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسیرین نیز قبلا اندازه گیری می‌شود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد CoD قبل از تصفیه با CoD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسیرین باهم مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.

در سری سوم آزمایشها ، اثر یک عامل تسریع کننده یعنی مالتوز روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی می‌گردد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسیرین و فنل انجام می‌گردد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 الی 400 PPM بکار می‌رود. شرایطی شامل دمای 18-20 درجه سانتی گراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شیکر 225 دور و زمان ته نشینی دو ساعت در انتها مقادیر CoD و کدورت بعد از تصفیه اندازه گیری شده با مقادیر CoD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه می‌گردد.

تصفیه آب در داخل زمین
دید کلی
آب که بر زمین می‌ریزد و در آن نفوذ می‌کند، از طرفی با تولید نیترات در فرایندهای زیست شناختی و از طرف دیگر بدلیل صاف شدت طبیعی در اثر دخالت پدیده‌های فیزیکی و مکانیکی در داخل زمین مورد تصفیه قرار می‌گیرد.
تولید نیترات
مواد آلی که بوسیله آب حمل می‌شوند، بتدریج که در زمین نفوذ می‌کنند، در اثر کاهش و اکسایش پی در پی متلاشی می‌شوند. مجموع پدیده‌هایی که طی آنها مواد آلی اولیه به نیترات‌های حل پذیر و مستقیما قابل جذب برای گیاه تبدیل می‌شوند، تولید نیترات است. نقش تفکیک مولکول آلبومینوئید مربوط به میکروب‌های هوازی و ناهوازی‌ ای است که در خاک ، زندگی و در اولین مرحله این مولکول را به سوی تبدیل به نمکهای آمونیاکی هدایت می‌کنند.

سپس تحت تاثیر باکتری‌های ویژه ، این نمکها ابتدا به نیتریت و بعد به نیترات تبدیل می‌شوند. بنابراین ، نیتروژن به شکل نیترات بوسیله گیاهان جذب می‌شود. گیاهان نیز مانند فرایند تولید نیترات به شرایطی مانند دما ، رطوبت و اکسایش نیاز دارند، اما حضور آهک نیز بسیار مهم است. به این دلیل است که توانایی تولید نیترات در سازنده‌های رخنه‌دار و سنگ آهک زیاد است، در حالی‌که در زمینهای سیلیسی و از لحاظ آهک ، فقیر این توانایی اندک است.

بطور خلاصه ، تولید نیترات عبارت است از نقطه پایان تبدیل محیط آبی به محیط معدنی شده ای که در آن ، میکروبهایی که احتمالا از ابتدا در ماده آلی گفته شده وجود داشته اند، دیگر چندان زنده نمانند. به‌علاوه ، این میکروبها با گونه‌های دیگری که با محیط کاملا سازش یافته‌اند، رقابت حیاتی پیدا می‌کنند و در این مبارزه بیشتر گونه‌های بیماری‌زا از بین می‌روند.

صاف شدن طبیعی
از طریق صاف شدن طبیعی ، میکروبهایی که بوسیله مواد آلی حمل می‌شوند، بدلیلی مکانیکی که نتیجه در هم بر هم بودن دانه‌های تشکیل دهنده سازند تراواست، متوقف می‌شوند. مبنای این فرایند تصفیه ، پدیده جذب سطحی است. منظور از پدیده جذب سطحی ، خاصیت بعضی اجسام جامد است که می‌توانند اجسام محلول ، معلق یا کلوئیدی را در سطح خود نگهدارند. پدیده جذب سطحی ، پدیده ای کاملا فیزیکی دارای ماهیت الکتروستاتیک است.

از طرفی ، چون در خاکهای ماسه‌ای ، این دیواره جذب کننده از سطح گسترده دانه‌های ماسه تشکیل می‌شود، فوق العاده وسیع است. بنابراین ، تصفیه در مسافت که متغیری تابع قطر و نظم دانه‌ها و نیز نحوه آرایش درونی لایه است، انجام می‌شود.

یادآور می‌شویم که صاف شدن طبیعی در زمینهایی که نمونه بزرگ آنها تراواست، نیز بر اساس پدیده جذب سطحی امکان‌پذیر است، مشروط بر اینکه رخنه‌های سنگهای تشکیل دهنده این زمینها بسیار باریک باشند یا رخنه‌های پهن آنها با مواد ریز پر شده باشند. در این زمینها ، مدت تماس با جداره‌ها نقش عمده ای دارد. بنابراین ، عمل صاف شدن آبهایی که از گل سفید یا سنگ آهک سرچشمه می‌گیرند، در صورتی خوب انجام می‌شود که آب در آنها به آرامی حرکتند.
همچنین اگر رگه آبدار دارای زمینهای پوششی با ضخامت کافی باشد، اطمینان بیشتر خواهد بود.

سرعت گردش آب در زمین
بعلت متغیر بودن سرعت گردش آب در زمین ، فقط ارقام تقریبی می‌توان ذکر کرد. سرعت نفوذ در زمینهای رخنه‌دار در سنگ آهکها 40m و در دیگران 10km در 24 ساعت اندازه‌گیری شده است.
“دینر” (Diener) اطلاعات زیر را برای آبرفتهای منطقه وال دولوار ارائه داده است:
نزدیک تپه در حوالی منطقه دخول آبهای سطحی: بطور متوسط ، 0,04 متر در ساعت یا یک متر در 24 ساعت.
• نزدیک رود: بطور متوسط 0,2 متر یا 5 متر در 24 ساعت.

در جریان پمپاژها ، سرعت زیاد می‌شود و بین 5 متر تا 20 متر در 24 ساعت تغییر می‌کند. در آبرفتهای ریزتر ، سرعت کمتر است. در فرانکفورت ، سرعتهایی در حدود 0,02 متر در ساعت یا 0,5 متر در 24 ساعت دیده شده است.
تصفیه آبهای سطحی
دید کلی

آب رودخانه‌ها را نیز نمی‌توان نظیر آب سدهای مخزنی یا دریاچه‌ها مستقیما برای مصرف عموم بکار برد. در این مقاله به بررسی روشهای صحیحی قابل شرب کردن چنین آبهایی نیز می‌پردازیم. برای استفاده از هر آب سطحی لازم است قبل از برداشت ، مطالعه دقیقی در مواقع مختالف سال روی آن انجام گیرد. ترکیب آب بویژه از لحاظ تیرگی ، قدرت رسوبگذاری و درجه هیدروتیمتری ، PH ، مقدار ماده آلی و مقدار اشریشیاکولی باید بدقت مورد بررسی قرار گیرد.

این مطالعات باید روی ریزابه‌های بالا دست که رودخانه ، سد یا دریاچه از آن تغذیه می‌کنند، نیز انجام شود. مطالعه باید حداقل در یک دوره اقلیمی کامل و همچنین برای سالهای زیاد انجام شود. این مشاهدات برای تعیین صحیح روش تصفیه‌ای که باید انجام شود، لازم است. در آخر ، این مطالعات باید با بررسی دبی‌ها ، ارتفاعهای حداکثر آب رودخانه در مواقع طغیان ، طبیعت مناطق بهره برداری صنعتی بالا دست و خطر آلودگی از پسابهای صنعتی در داخل رودخانه و غیره تکمیل شود. آلودگی‌های آبادی‌ها و صنایع ساحلی با فاصله 10 کیلومتری بالا دست آبگیر مورد بررسی قرار خواهد گرفت. مسائلی که در زلال کردن آبها مطرح می‌شود، در این مقاله بررسی می‌شوند.

ترکیب فیزیکی آب خام
ترکیب فیزیکی آب بر حسب جنس زمین‌هایی که از آنها عبور می‌کند و فصلهای سال ، متغیر است. املاح آبی که از مناطق گرانیتی یا شیستی سرچشمه می‌گیرد، از املاح آبی که از مناطق سنگ آهک عبور می‌کند، کمتر است.

طغیان ، موجب افزایش تیرگی آب می‌شود. گاهی پلانکتون‌ها وارد آْب می‌شوند و ترکیب آن را کاملا تغییر می‌دهند. اجسام موجود در آب را می‌توان به‌صورت زیر طبقه‌بندی کرد:
اجسام محلول
• اجسام کلوئیدی
• اجسام معلق
هدف تصفیه
در تصفیه یک آب خام ، دو هدف دنبال می‌شود:
زلال کردن آب

• خالص کردن آب از باکتری و آلوده کننده‌های ریز
در عمل زلال کردن ، سعی بر این است که ذرات کلوئیدی و معلق از اّن حذف شود. برای این کار ، آب خاک پس از تصفیه مناسب از یک توده صاف کننده عبور داده می‌شود. به منظور خالص کردن آب از لحاظ باکتریولوژی ، آب بوسیله اکسید کننده هایی نظیر کلر و اوزون به کمک دستگاههایی ، سترون می‌شود.

در آخر ، برای حذف آلوده کننده‌های ریز که در گروه اجسام محلول قرار می‌گیرند، تصفیه ای به نام تلطیف یا گوارا کردن انجام می‌شود. در نتیجه ، تصفیه ، شامل مراحل زیر است:

• زلال کردن
• سترون کردن
• تلطیف یا گوارا کردن در آخر
مشکلات نگهداری بعضی ذرات: انعقاد ، هماوری

پس از عبور آب از توده شنی ، مواد معلق آن براحتی متوقف می‌شوند. اما در مورد ذرات کلوئیدی چنین نیست. با این حال ، اگر آبی که با ضخامت معین در بالای توده شنی پخش شده است، با سرعت کم از شن عبور کند، تحت تاثیر دیاستازهایی که میکروارگانیسم‌ها تشریح می‌کنند، یک انعقاد زیستی در سطح شن انجام می‌شود و به این ترتیب ، ذرات کلوئیدی با جذب سطحی متوقف می‌شوند.

این پدیده با تشکیل پوسته ای به نام غشای زیستی در اطراف دانه‌های شن مشخص می‌شود. ولی به محض اینکه سرعت عبور آب از میزان معینی تجاوز کند، عمل زیست شناختی به صفر می‌رسد و لازم است برای حذف مواد کلوئیدی ، آب ، تحت عملیات آماده‌سازی مقدماتی قرار گیرد. این عمیات ، شامل وارد کردن یک عامل شیمیایی به نام منعقد کننده در آب است.

در نتیجه آزاد کردن یونهای فلزی دارای بار الکتریکی مثبت ، حالت کلوئیدی از بین می‌رود. در حقیقت ، بار الکتریکی در حالت کلوئیدی منفی است. با وارد کردن منعقد کننده ، این بار خنثی و رسوب ته‌نشین شونده ای تشکیل می‌شود. این عمل ، تقریبا فوری انجام می‌شود و از علایم آن ، شکیل فولکولهای بسیار ریز است که ذرات کلوئیدی آزاد شده و اجسام معلق در آب را با عمل جذب سطحی در سطح خود جمع می‌کنند.

با انعقاد ، رنگ آب که ناشی از مواد آلی ، محلولی کلوئیدی است و همچنینی تعداد زیادی از آلوده کننده‌ها از بین می‌روند. اتصال این فولیکول‌ها به یکدیگر و تشکیل تلهای بزرگتری که به علت حجم و چگالی خود به‌سرعت سقوط می‌کنند، عملیات را کامل می‌کنند. به تلهای تشکیل شده ، فلوک گفته می‌شود. تشکیل فلوک برخلاف تشکیل فلکول‌ها به‌آرامی انجام می‌شود و حدود 20 تا 40 دقیقه طول می‌کشد. این عمل ، هماوردی نامیده می‌شود.

مشکلات ویژه ناشی از پلانکتونها
آبهای سطحی ، محل مناسبی برای انواع ارگانیسم‌های شناور و بسیار کوچکی است که پلانکتون نامیده می‌شوند. نمایندگان انواع گروههای جانوری و گیاهی در آب سطحی دیده می‌شوند. گروههای جانوری عبارتند از: آنلیدها (کرمهای حلقوی) ، سخت پوستان ، نرم‌تنان ، لاروهای مختلف ، تخمها و غیره (پلانکتون‌های جانوری). گروههای گیاهی ، عبارتند از: جلبک‌ها ، دیاتومه‌ها و غیره (پلانکتون‌های گیاهی).

اگر بعضی شرایط محیطی (بویژه دما) در یک جا جمع شود، پلانکتون‌های زیاد تولید می‌شوند که یک یا چند گونه آنها غالبند و با تکثیر ناگهانی ، مشکلات جدی و زیادی در تاسیسات تصفیه بوجود می‌آورند.

دیاتومه‌ها ، بویژه به‌سرعت یک غشای ژلاتینی روی شن صافی ایجاد و عملا عبور آب را متوقف می‌کنند. با وسایل مکانیکی می‌توان تا حدی قسمت عمده ای از پلانکتون‌های گیاهی را حذف کرد. برای این کار ، می‌توان از توده صاف کننده که ذرات تشکیل دهنده آن ، درشت‌تر از ماسه ای است که در صافی‌ها بکار می‌رود (اولین صافی در تاسیسات تصفیه آهسته) و یا از اَلکلهای بسیاری ریزی کمک گرفت. این وسایل ، برای پلانکتون‌های جانوری کمتر موثرند.

وسایل شیمیایی که با توجه به ترکیب شیمیایی آب انتخاب می‌شوند، نتیجه بهتری ارائه می‌دهند. به این ترتیب است که پیش کلرزنی مربوط به تصفیه ذرات ریز ، موجب از بین بردن کامل پلانکتون می‌شود و نابودی جلبکهایی که در حوضچه‌های روباز ظاهر می‌شوند، با استفاده از مس سولفاتی که به منعقد کننده افزوده می‌شود امکانپذیر است. در هر حال ، دخالت آزمایشگاه برای بررسی این مساله ضروری است.

مشکلات ناشی از آلوده کننده کوچک
آلوده کننده‌های کوچک ، اجسامی هستند که متاسفانه حضور آنها به حالت محلول در آبهای سطحی ، به‌علت ریختن زباله‌های فعالیتهای مختلف خانگی ، کشاورزی و صنعتی فراوان شده است. این زباله‌ها را جهان نو وارد چرخه طبیعی آبها کرده است و بعضی از آنها در دراز مدت برای انسان اثر سمی دارند.
از این آلوده کننده‌ها تمیز کننده ها ، فنل‌ها ، هیدروکربن ، زباله‌های صنایع شیمیایی و دارویی و تمام مشتقات آب کلردار ناشی از صنایع کلر ، حلالهای کلردار ، ساخت و استفاده از آفت کشها ، علف کشها ، ساخت مواد پلاستیکی ، روغن‌های جلا ، رنگها و غیره را می‌توان نام برد.

به‌علاوه ، گاهی ممکن است که سترون کردن با کلر ، موجب ایجاد مشتقات آلی کلردار شود. چنین مشتقاتی هنگامی ظاهر می‌شود که محل برداشت آب خام در رودخانه و در پایین‌دست ایستگاه تصفیه آبهای مستعمل که در آنجا عمل کلرزنی قبل از ریختن زباله‌ها صورت گرفته است، باشد.
طراح بهره بردار ، باید متوجه اهمیت آلوده کننده‌های کوچک باشند و تاسیسات لازم را برای مقابله با این اجسام ، در صورت مشاهده آنها ، در اختیار داشته باشند یا اگر احتمال ظهور این آلوده کننده‌های کوچک در آینده وجود دارد، باید زمینه‌های لازم را برای تصفیه تکمیلی پیش‌بینی کند.

تصفیه پساب‌های صنعت آبکاری
نگاه کلی
محلولهایی که در صنعت آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند با اندک تفاوتی مثل یک زهر خطرناک در مورد موجودات عمل می‌کنند. پساب‌های تولید شده در این کارگاه‌ها معمولا سمی هستند. آنها به قدری زهرآگین اند که تزریق مستقیم آنها داخل فاضلاب‌ها و کانال‌های شهری سبب صدمات جدی می‌شوند. بنابراین هدف از تصفیه پساب‌ها این است که پساب طوری دور ریخته شود که زندگی حیوانات و یا گیاهان را تحت تاثیر قرار ندهد و طبیعت حفظ شود بدین منظور باید بعد از استفاده از آب‌ها ، آنها را تصفیه نموده به طوری که تمام احتیاجات صنعتی و انسانی را رفع کند.

احیای کلی پسابها
اگر انجام کار به وجه مطلوب مورد نظر باشد، استفاده از آب برای آبکشی قطعات به حداقل خود می‌رسد. به موازات صرفه جویی در آب و اقتصادی نمودن آن از هدر رفتن مقدار مواد شیمیایی مهم جلوگیری می‌شود و بدین ترتیب مسمومیت زدایی نیز به عمل می‌آید. به طرق زیر می‌توان مقدار پساب‌ها را در صنعت پوشش‌کاری کاهش داد:
• طولانی نمودن دوره سیکل

• استفاده از حمامهای آبکشی ساکن ، لوله کشی مدار بسته (پمپاژ آب در مدار بسته) و استفاده از آبکشی به طور آبشاری.
• استفاده از مونتاژهای صحیح
• استفاده از مواد ترکننده
روش های سم زدایی
سم زدایی به روش ناپیوسته (ایستا)

در این روش از طریق انبارکردن ، پساب‌ها مدت زمان کوتاهی (یک روز یا یک هفته) در منابع جمع می‌شود و در این توقفگاه ، عملیات سم زدایی انجام می‌گیرد. این روش برای پساب‌هایی با مقادیر کوچک، روش کاملا مناسبی است و برای سم زدایی پساب‌های غلیظ و رزین های مبادله کننده یونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش را می‌توان به صورت خودکار درآورد.

سم زدایی مستقیم
در این روش قطعاتی که از وان عملیات خارج می‌شوند ابتدا در حمام آبکشی ثابت (آبکشی- جمع آوری) وارد شده، سپس وارد یک وان حاوی محلول رفع سمیت می‌شوند. محاسن اصلی این روش سم زدایی حتی در مورد کمپلکس های سیانیدی می‌باشد که به سختی منهدم می‌شوند. زیرا زمان انجام واکنش عملا نامحدود است و می‌توان با مقدار زیادی هیپوکلریت که در این روش از بین نرفته و در فرآیند باقی مانده استفاده نمود.
سم زدایی پیوسته

در این حالت کنترل (آنالیز) به روش الکترومتریک صورت می‌گیرد. تعیین مقدار اسیدیته و قلیایی ، همچنین تعیین مقدار سیانید و اسید کرومیک توسط الکترودهای مخصوص و به کمک پتانسیومتری صورت می‌گیرد. نتایج چنین عملیات اندازه گیری می‌تواند توسط یک سیستم چاپگر به طور پیوسته تعیین و همچنین مراقبت مداوم سم زدایی ، انجام گیرد. مراحل بعدی با استفاده از امپولسیون های برقی که توسط دستگاههایی که جهت دور اثر مواد به کار گرفته شده اند، می‌باشد. در تمام این حالات قبل از دور ریختن آب ، تمام مراحل به طور اتوماتیک کنترل می‌شوند. در پایان هر مرحله ، در صورتی که محلول مورد نظر طبق استاندارد نباشد توسط آژیر خبر داده شده و جریان آب قطع می‌شود.
مسمومیت زدایی سیانیدها

بین مواد سمی، سیانیدها خطرناک ترین آنها می‌باشند. برای از بین بردن و یا حذف آنها عملا از دو روش استفاده می‌شود:
• رسوب دادن آنها به شکل سیانید آهن (کمپلکس قابل حل سخت)
• از بین بردن به طریق اکسیداسیون.

اکسیداسیون توسط کلر و یا هیپوکلریت (آب ژاول ، کلرید آهک) صورت می‌گیرد. شرایط اساسی برای انجام اکسیداسیون مطلوب وجود محیط قلیایی قوی است که نباید pH زیر 9 باشد (ترجیحا باید بین 11-10 یا بیشتر باشد). با استفاده از اکسید کننده های قوی ، سیانیدها سریعا به سیانات‌ها تبدیل می‌شوند. در صورتی که ماده اکسید کننده زیاد باشد، اکسیداسیون سیانات تا تشکیل اسیدکربنیک و ازت ادامه می‌یابد. با این روش اکسیداسیون کامل سبب مسمومیت زدایی کلی پساب‌ها می‌شود.

مسمومیت زدایی اکسید کروم (VI)
خنثی‌سازی ساده اکسید کروم (VI) توسط مواد قلیایی کافی نیست، زیرا کرومات‌های قلیایی تشکیل یافته قابل حل در آب بوده و مسمومیت کننده هستند، حتی به مقدار اندک نیز (محلول در آب) برای تندرستی خطرناک است بدین علت حتما لازم است که قبلا اکسید کروم (VI) را به اکسید کروم (III) تبدیل و سپس خنثی نمود. از احیا کننده هایی مانند دی اکسید گوگرد ، سولفیت سدیم ، بی سولفیت سدیم ، سولفات آهن (II) و کلرید آهن (II) برای احیای کروم (VI) به کروم (III) استفاده می‌شود.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید