دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

چکیده این رساله که به راهنمایی دکتر محمدرضا دهقانی انجام شده است به شرح زیراست. ضمنا این جلسه دفاعیه ساعت 11 در کلاس 130 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز برگزار می شود.

چکیده

 در این تحقیق با توسعه معادلات حالت بر پایه سیالات مجتمع آماری به سیستم¬های حاوی ذرات باردار، علاوه بر خواص ترمودینامیکی مشتقی مرتبه اول و رفتار فازی آن¬ها، خواص ترمودینامیکی مشتقی مرتبه دوم مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات صورت گرفته در این تحقیق در دو فاز قابل تقسیم بندی است، فاز اول، اصلاح معادلات حالت موجود و فاز دوم، توسعه معادله حالت جدید. با توجه به اهمیت  برهمکنش بین مولکولی برد بلند و حلال¬پوشی در تخمین خواص ترمودینامیکی مشتقی مرتبه دوم، در فاز اول این تحقیق با استفاده از تئوری Onsager-Kirkwood-Frohlich، سهم برهمکنش برد بلند و حلال¬پوشی معادله حالت ePC-SAFT اصلاح شد. نتایج نشان داد که با بکارگیری تئوری مذکور و اعمال آن در معادله حالت PC-SAFT، خواص ترمودینامیکی استاندارد الکترولیت¬ها نظیر ظرفیت گرمای ویژه، انرژی آزاد گیبس حلال¬پوشی و آنتالپی انحلال در دامنه وسیعی از فشار و دما قابل پیش¬بینی است. با استفاده از خواص استاندارد سیستم¬های الکترولیتی، ظرفیت گرمایی ویژه در دماها و غلظت¬های مختلف نمک با دقت قابل قبول پیش¬بینی شده است. در ادامه کار بمنظور ارتقا عملکرد مدل، با توجه به اهمیت سهم برهمکنش بین بین ذرات باردار و حلال، سهم برهمکنش بردکوتاه معادله PC-SAFT اصلاح شد ولیکن نتایج مدل توسعه یافته نشان داد سهم برهمکنش برد کوتاه بین ذرات باردار و حلال موجود در معادله حالت PC-SAFT کارایی لازم را ندارد و جهت تخمین تعادلات فازی جامد – مایع نیاز به استفاده از داده¬های تجربی تعادلی مخلوط است. از این رو در فاز دوم این تحقیق با استفاده از تابع پتانسیل بین مولکولی برد متغیر Morse، معادله حالت جدیدی تحت عنوان SAFT-VRE Morse توسعه و به سیستم¬های حاوی ذرات باردار بسط داده شد. معادله حالت جدید علاوه بر خواص مشتقی مرتبه دوم، قادر است رفتار فازی سیستم¬های مخلوط الکترولیتی را بخوبی پیش¬بینی نماید. معادله حالت مذکور با استفاده از شبیه سازی مولکولی مونت – کارلو و حل عددی بسط اغتشاش بارکر و هندرسون توسعه یافته است. همچنین با استفاده از حل دقیق معادله انتگرال Percus-Yevick برای تابع توزیع شعاعی کرات سخت و اعمال آن در بسط اغتشاش بارکر و هندرسون، سهم برهمکنش پراکندگی بهبود یافته است. برازش پارامتر برد تابع پتانسیل (λ) بین ذرات باردار و حلال در سیستم¬های دوتایی آب – نمک منجر به پیش¬بینی دقیق رفتار فازی سیستم¬های حاوی مخلوط الکترولیتی می¬گردد. در مقایسه با معادله حالت PC-SAFT، مدل مذکور قادر به پیش¬بینی تعادلات فازی سیستم¬های الکترولیتی مخلوط در دامنه وسیعی از دما و فشار است. با استفاده از مدل SAFT-VRE Morse، علاوه بر تعادلات فازی جامد – مایع مخلوط الکترولیت¬ها، ظرفیت حرارتی ویژه، آنتالپی فزرونی و انرژی آزاد گیبس سسیتم¬های حاوی ذرات باردار با دقت مناسبی پیش¬بینی شده است.

 واژه‌های کلیدی: معادله حالت، الکترولیت، تعادلات فازی، آنتالپی، ظرفیت حرارتی ویژه.

آدرس کانال تلگرام رسمی دانشگاه: https://telegram.me/IUST_Official