%36تخفیف

دانلود پروژه: توسعه معادله حالت چاه مربعي براي محاسبات تعادل فازي مايع-مايع براي محلول‌هاي پليمر

تعداد133صفحه در فایل word

كارشناسی ارشد مهندسی شيمی-ترموسينتيک

 توسعه معادله حالت چاه مربعي براي محاسبات تعادل فازي مايع-مايع براي محلول‌هاي پليمر

چكيده

پليمرهااغلببهصورتمحلولتهيهمي‌شوندوبرايخالصسازينيازبهجداسازيپليمراز حلالمي‌باشدكهفرآيندجداسازيپليمرازحلالبهكمكتغيراتدرخصوصيات ترموديناميكي(دما / فشار)انجامميشود. دانستنرفتارفازي محلول‌هايپليمرياز اهميت خاصي برخورداراستزيراجدايي فازيرويريزساختارپليمراثرمي‌گذارد.امروز معادلات حالت و مدل‌هاي ضريب فعاليت‌ زيادي که قابليت توضيح تعادل فاز‌ها (مايع- مايع) را در محلول‌هاي پليمري دارند، وجود دارد. ولي تعداد محدودي از از اين مدل‌ها برايسامانه­هاي مختلف استفاده مي‌شود. بنابراين پژوهش در زمينه کاربرد و توسعه مدل‌هاي ترموديناميکي براي محلول‌هاي پليمري، کاري مفيد خواهد بود.

در اين پژوهش معادله حالت چاه مربعيبا استفاده از تئوري اغتشاش به­منظور پيش­بيني رفتار محلول­هاي پليمري در تعادلات مايع-مايع توسعه داده شده است.معادله حالتCSW-PHSC توسعه داده شده ابتدا براي پيش­بيني فشار­بخار 21 حلال خالص استفاده گرديد و پارامتر­هاي معادله حالت محاسبه شد و درصد انحراف کلي مطلق براي اين سامانه­ها 859/0 به­دست آمد، سپس معادله حالت مذکور براي محاسبه حجم ويژه 19 سيال پليمري خالص و پارامتر­هاي تنظيمي اين پليمر­ها استفاده شد و درصد انحراف کلي 77/0 حاصل گرديد. هم­چنين از شکل توسعه يافته اين معادله حالت براي پيش­بيني فعاليت حلال در 5 محلول پليمري دو جزئي شامل حلال-پليمر استفاده و ميزان درصد خطا 0565/0 حاصل شد. کسر­هاي وزني اجزاء در 6 محلول پليمري سه جزئيمتشکل از حلال-پليمر-حلال با استفاده از معادله CSW-PHSCبراي هر دو فاز محاسبه شد و درصد انحراف کلي براي اين سامانه­ها برابر با 003/9 (فاز I) و 328/6 (فاز II) حاصل گرديد.

كليد واژه:محلول­هاي پليمري، تعادل مايع-مايع، معادله حالت CSW-PHSC.

فهرست مطالب

عنوان                    صفحه

فهرستعلايمونشانه‌ها ‌ج

فهرستجدول‌ها ‌و

فهرستشكل‌‌ها ‌ز

فصل 1   مقدمه 2

1-1    پيشگفتار 2

1-2    محلول­هايپليمري 4

1-3    مروريبرترموديناميکمحلول­هايپليمري 6

1-3-1    تعادلدرمحلول­هايپليمري 6

1-3-2    روش­هايبررسيتعادلاتفازيدرمحلول­هايپليمري 7

1-4    اهدافوساختارپايان­نامه 9

فصل 2   مروريبرپژوهش­هايانجامشده 12

2-1    مقدمه 12

2-2    معادلاتحالتجهتبررسيترموديناميکيسامانه­هايپليمري 14

2-2-1    معادلهحالتفلوري 14

2-2-2    معادلهحالتSRK 15

2-2-3    معادلهحالتSL 17

2-2-4    معادلهحالتPV 19

2-2-5    معادلهSAFT 21

2-2-6    معادلهحالتPC-SAFT 23

2-2-7    معادلهحالتPRSV 27

2-2-8    معادلهحالتSHT 30

2-2-9    معادلهحالتPHSC 31

2-2-10  معادلهحالتجديدPHSCبرايسامانه­هايپليمريبرمبنايمدلعددکئورديناسيونSW 34

2-3    جمع­بندي 36

فصل 3   توسعهمعادلهحالتچاهمربعي 38

3-1    مقدمه 38

3-2    توسعهمعادلهحالتچاهمربعي 39

3-2-1    معادلهحالتاغتشاشچاهمربعيبرايسيالاتغيرپليمري 39

3-2-2    معادلهحالتاغتشاشچاهمربعيبرايسيالاتپليمري 42

3-2-3    توسعهمعادلهحالتاغتشاشچاهمربعيبرايمحلول­هايپليمري 43

3-3    توضيحاتيدرموردنمودارهايUCSTوLCSTدرمحلول­هايپليمري 45

فصل 4   نتايجوبحث 52

4-1    مقدمه 52

4-2    تعادلبخار-مايع 52

4-3    تعادلمايع-مايع 53

4-4    محاسباتفشاربخاربرايسامانه­هايسيالاتغيرپليمري 54

4-5    محاسباتحجمويژهسيالاتپليمري 63

4-6    محاسباتبرايمحلولهايپليمري 71

4-6-1    محلولهايدوجزئيپليمري 71

4-6-2    محلولهايسهجزئيپليمري 76

4-6-2-1 محاسباتتعادليدرسامانه­هايمايع-مايعبااستفادهازمعادلهحالتCSW-PHSC 78

فصل 5   نتيجه­گيريوپيشنهادها 96

5-1    نتيجه­گيري 96

5-2    پيشنهادها 97

مراجع    100

واژهنامهفارسيبهانگليسي 102

واژهنامهانگليسيبهفارسي 103

ضميمه ‌أ –       نام­گذاريپليمرها 104

فهرست علايم و نشانه‌ها

عنوانعلامت اختصاري

انرژي هلمهولتز

متغير قسمت کرات سخت معادله حالت CSW توسعه يافته

ثابت جهاني براي معادلهSAFT

متغير قسمت کرات سخت معادله حالت CSW توسعه يافته

متغير قسمت کرات سخت معادله حالت CSW توسعه يافته

توابع جهاني معادله حالت PHSC

متغير معادله NRTL

ثابت بولتزمن

کسر توزيع جزء

جرم مولي عددي پليمر

وزن مولکولي هر سگمنت

وزن مولکولي

تعداد سايت­هاي خالي

عدد آووگادرو

تعداد کل سايت­هاي شبکه

تابع پارتيشن

تقريب گوگنهيم براي فاکتور ترکيبييک مخلوط تصادفي

سهم فاکتور ترکيبي طبق اختلاط غير­تصادفي

ثابت جهاني گاز­ها

دما

دماي کاهش­يافته

دماي مشخصه هسته سخت ماده

دماي بحراني

حجم

حجم آزاد

عدد کئورديناسيون شبکه

بيش­ترين عدد کئورديناسيون

کسر مولي جزء  در مخلوط

فعاليت ماده

انرژي هلمهولتز کاهش­يافته

متغير مربوط به درجه آزادي خارجي در معادله حالت فلوري

قطر مؤثر کره سخت

فوگاسيته ماده

انرژي آزاد گيبس فزوني

انرژي آزاد گيبس فزوني بدون بعد

تابع توزيع شعاعي براي کرات سخت

تابع توزيع شعاعي در تماس

متغير تنظيمي در اکثر معادلات حالت

متغير جهت­گيري معادله CSW

تعداد مول­هاي ماده

فشار

فشار کاهش­يافته

فشار مشخصه هسته سخت ماده

فشار بحراني

فشار بخار

تابع تقسيم الکتروني

تابع تقسيم چرخشي

تابع تقسيم ارتعاشي

تعداد سگمنت­ها

متوسط تعداد سگمنت­ها

تعداد سايت­هاي در تماس باهم براي هر سگمنت

حجم مولي

حجم کاهش­يافته

حجم مشخصه هسته سخت ماده (يا حجم يک تک مر)

کسر جرمي ماده

کسر مولي ماده

ضريب تراکم­پذيري

ضريب تراکم­پذيري حالت ايده­آل

ضريب تراکم­پذيري زنجيره

ضريب تراکم­پذيري کرات سخت

ضريب تراکم­پذيري اغتشاش

فاکتور غير­تصادفي

قدرت پيوند سايت  از مولکول  و سايت  از مولکول

طول موج دوبروي

کسر جدايي فاز­ها

ضريب فعاليت ماده

متغير انعطاف­پذيري𝑟–مر­ها

انرژي آزاد بر­هم­کنش و عمق چاه پتانسيل

انرژي مشخصه هر سگمنت

انرژي برهم­کنش بين اجزاء

دانسيته کاهش­يافته

حد بالاي دانسيته کاهش­يافته

کسر سطحي𝑟–مر­ها

متغير مربوط به انرژي بين مولکولي در هر تماس

پهناي چاه پتانسيل

متغير قابل تنظيم معادله NRTL-NRF

پتانسيل شيميايي ماده

عدد پي و تعداد فاز در معادله درجه آزادي

چگالي

چگالي کاهش يافته

عدد تقارن

قطر مؤثر کره سخت يا هر سگمنت

متغير معادله NRTL

ضريب فوگاسيته ماده

ضريب فوگاسيته براي ماده خالص

انرژي پتانسيل متوسط

فهرست جدول‌ها

عنوانصفحه

جدول‏4‑1 پارامترهايتنظيميوخطايمحاسبهشدهبرايسيالاتغيرپليمريخالص. 58

جدول‏4‑2 پارامترهايتنظيميوخطايمحاسبهشدهبرايسيالاتپليمريخالص. 66

جدول‏4‑3نمونهايازجدولداده­هاياکتيويتهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهBenzene-PVAcدردماي 15/303 کلوين. 71

جدول‏4‑4 مشخصاتسامانه­هايدوتاييمورداستفادهدراينپژوهش. 72

جدول‏4‑5 پارامترتنظيميمعادلهحالتCSW-PHSCبرايسامانه­هايدوتاييوميزانخطادرهرسامانه. 72

جدول‏4‑6 داده­هايتجربيسامانه­هايسهتاييمورداستفادهدراينپژوهش. 80

جدول‏4‑7 پارامترهايبرهم­کنشدوتاييبرايسامانه­هايسهتايي. 80

جدول‏4‑8 درصدخطايبهدستآمدهبرايکسرهايوزنياجزاءدرهردوفازبرايسامانه­هايسه­تايي. 94

فهرست شكل‌‌ها

عنوانصفحه

شکل‏2‑1 طرحيازمدلشبکه. 13

شکل‏2‑2  پتانسيلچاهمربعي. 35

شکل‏3‑1 نماييازچگونگيقرارگيريانواعUCSTوLCSTدرتکفازودوفاز. 46

شکل‏3‑2منحنيهايبينودالواسپينودال. 47

شکل‏4‑1 روندنمايتعادلمايع-بخاربرايمحاسبهفشاربخارسيالاتغيرپليمريخالص. 57

شکل‏4‑2تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايمتان،اتان،پروپانوبوتانومقايسهباداده­هايتجربي. 59

شکل‏4‑3تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايپنتان،هگزانوهپتانومقايسهباداده­هايتجربي. 59

شکل‏4‑4تغييراتفشاربخاربرحسبدمابراياکتانومقايسهباداده­هايتجربي. 60

شکل‏4‑5تغييراتفشاربخاربرحسبدمابراينونانومقايسهباداده­هايتجربي. 60

شکل‏4‑6تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايدکانومقايسهباداده­هايتجربي. 61

شکل‏4‑7تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايسيکلوپنتانوسيکلوهگزانومقايسهباداده­هايتجربي. 61

شکل‏4‑8تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايايزوبوتان،بنزنوتولوئنومقايسهباداده­هايتجربي. 62

شکل‏4‑9تغييراتفشاربخاربرحسبدمابرايآبوآمونياکومقايسهباداده­هايتجربي. 62

شکل‏4‑10 نمودارp-Vبه­دستآمدهبرايپلياستايرنبااستفادهازمعادلهTait. 64

شکل‏4‑11 روندنمايمحاسبهپارامترهايتنظيميوحجمبرايسيالاتپليمريخالص. 65

شکل‏4‑12 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPBدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 67

شکل‏4‑13 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPCدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 67

شکل‏4‑14 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايHDPEدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 68

شکل‏4‑15 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPPدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 68

شکل‏4‑16 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPPGدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 69

شکل‏4‑17 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPSدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 69

شکل‏4‑18 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPVCدرفشارهاي 1، 100 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 70

شکل‏4‑19 تغييراتحجمموليفازمايعبرحسبدمابرايPVMEدرفشارهاي 1 و 200 بارومقايسهباداده­هايتجربي. 70

شکل‏4‑20 تغييراتفعاليتمحاسبهشدهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهWater-PEGدردماي 25 درجهسانتيگرادومقايسهباداده­هايتجربي. 73

شکل‏4‑21 تغييراتفعاليتمحاسبهشدهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهChloroform-PSدردماي 25 درجهسانتيگرادومقايسهباداده­هايتجربي. 74

شکل‏4‑22 تغييراتفعاليتمحاسبهشدهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهBenzene-PVAcدردماي 30 درجهسانتيگرادومقايسهباداده­هايتجربي. 74

شکل‏4‑23 تغييراتفعاليتمحاسبهشدهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهBenzene-PEGدردماي 25 درجهسانتيگرادومقايسهباداده­هايتجربي. 75

شکل‏4‑24 تغييراتفعاليتمحاسبهشدهحلالبرحسبکسروزنيپليمربرايسامانهWater-DEXدردماي 25 درجهسانتيگرادومقايسهباداده­هايتجربي. 75

شکل‏4‑25روندنمايمحاسبهدمابرايرسمنمودارهايفازيسامانه­هايدوتايي. 75

شکل‏4‑26انواعسامانه­هايسهجزئيمايع-مايع. 76

شکل‏4‑27 روندنمايمحاسباتتعادلمايع-مايعبرايمحلول­هايپليمريچندتايي. 81

شکل‏4‑28 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييWater-PPG-Benzeneدردماي 15/293 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيدرهردوفاز. 82

شکل‏4‑29 منحنيتوزيعPPGدردوفازبرايسامانهسهتاييWater-PPG-Benzeneدردماي 15/293 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 82

شکل‏4‑30نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييWater-PPG-Benzeneدردماي 15/293کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 83

شکل‏4‑31 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييn-hexane-PE-Chloroformدردماي 15/334 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيموجوددرهردوفاز. 84

شکل‏4‑32 منحنيتوزيعPEدردوفازبرايسامانهسهتاييn-hexane-PE-Chloroformدردماي 15/334 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 84

شکل‏4‑33نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييn-hexane-PE-Chloroformدردماي 15/334 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 85

شکل‏4‑34 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييWater-PS-n-pentaneدردماي 15/295 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيموجوددرهردوفاز. 86

شکل‏4‑35 منحنيتوزيعPSدردوفازبرايسامانهسهتاييWater-PS-n-pentaneدردماي 15/295 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 86

شکل‏4‑36نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييWater-PS-n-hexaneدردماي 15/295 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 87

شکل‏4‑37 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييWater-PIB-Tolueneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيموجوددرهردوفاز. 88

شکل‏4‑38 منحنيتوزيعPIBدردوفازبرايسامانهسهتاييWater-PIB-Tolueneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 88

شکل‏4‑39نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييWater-PIB-Tolueneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 89

شکل‏4‑40 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييn-hexane-PEG-Benzeneدردماي 15/321 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيموجوددرهردوفاز. 90

شکل‏4‑41 منحنيتوزيعPEGدردوفازبرايسامانهسهتاييn-hexane-PEG-Benzeneدردماي 15/321 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 90

شکل‏4‑42نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييn-hexane-PEG-Benzeneدردماي 15/321 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 91

شکل‏4‑43 نمودارفازيبرايتعادلمايع-مايعسامانهسهتاييn-pentane-PE-n-hexaneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربيموجوددرهردوفاز. 92

شکل‏4‑44 منحنيتوزيعPEبرايسامانهسهتاييn-pentane-PE-n-hexaneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 92

شکل‏4‑45نموداربينودالبرايحلال­هايسامانهسهتاييn-pentane-PE-n-hexaneدردماي 15/298 کلوينومقايسهباداده­هايتجربي. 93

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo