پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی با عنوان سیالات انتقال گرمایی

مهندسی نفت و شیمی
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی با عنوان سیالات انتقال گرمایی مقدمه: سیالات انتقال گرمایی كه به نام نمك‌های مذاب شناخته می‌شوند عبارتند از آن دسته از نمك‌های شیمیایی جامدی كه به بالاتر از نقطه مذاب گرم می‌شوند و دارای دامنة دمایی مایع گسترده‌ای بوده و دارای سایر ویژگیهای مفید برای جابه‌جایی و ذخیره‌سازی گرما هستند. از دهة 1930 به بعد مخلوط‌‌های متنوعی بدین نوع مورداستفاده قرار گرفته است و مخلوطی از نیترات پتاسیم، نیترات سدیم، نیتریت سدیم، به صورت مخلوط تا دمای ذوب شده و می‌توان از ‌آن‌ها تا دمای استفاده كرد. این مخلوط دارای پایین‌ترین فرمولاسیون ذوب از بین نمك ها می‌باشد و به نام Hitec معروف می‌باشد كه یك مارك تجاری معروف برای محصولات شیمیایی ساحلی است. (Hitec به وسیله دوپونت ایجاد شد و اخیراً در اختیار مالكیت شركت اُلین می‌باشد. این تركیب وتركیبات مشابه به نام نمك‌های انتقال گرمایی خوانده می‌شوند (HTS). طراحی HTS به نحوی است كه می‌تواند با سایر فرمولاسیون‌ها استفاده شود، حتی با فرمولاسیون‌هایی كه از نظر تركیب شیمیایی با Hitec ناسازگار هستند. با این وجود Hitec اشاره به فرمولاسیون نوع Hitec در بقیة تركیبات دارد. مخلوط نمكی 60/40 درصد وزنی نیترات سدیم و نیترات پتاسیم می‌تواند در صورتی كه نقطه ذوب پایین‌تری از HTS را بتواند احیاء كند مورد استفاده قرار گیرد. و برای به‌دست آوردن پایداری گرمایی بالاتر و هزینه پایین‌تر مورد استفاده قرار گیرد. نقطه ذوب آن» از 432 درجه به افزایش یافته است و می‌تواند تا مورد استفاده قرار گیرد. این نمك دارای آزمون‌های گسترده‌ای برای بكارگیری در نیروگاه‌های خورشیدی می‌باشد. مخلوط‌های نمكی دارای نقطه ذوب گسترده‌ای تا می‌باشند و اغلب به نام مخلوط‌های نمكی كششی خوانده می‌شوند كه ما در اینجا به آن‌ها مخلوط‌های نمكی كششی اوتكتیكی می‌گوییم. کلمات کلیدی: سیالات نمك‌های مذاب محیط انتقال گرما سیالات انتقال گرمایی سیستم‌های مبدل گرمایی سیالات انتقال گرمای ارگانیك (آلی) فهرست مطالب فصل اول :آب و آب نمک به عنوان محیط انتقال گرما 5 1-1- آب 6 مزیت‌ها: 6 ویژگیهای فیزیکی 7 جدول 1-1: دماها و فشارهای اشباع برای بخار 10 محددیت‌ها 11 جدول 2-1: مشكلات عمومی ایجاد شده به وسیله ناخالصی‌ها در آب 12 جدول 3-1: عوامل ایجاد رسوب برای آب‌ها با كیفیت‌های مختلف 13 ویژگیهای فیزیکی: 16 شكل 2-1: ویژگی‌های فیزیكی آب محلول 17 رفتار ترمودینامیک 17 شكل 5-1: گرمای ویژة آب و بخارشكل 6-1 قابلیت هدایت گرمایی آب و بخار 19 جدول 7-1: ویسكوزیته آب و بخار 20 سیستم‌های یک طرفه: 21 سیستم‌های سیرکوله مجدد باز (تبخیری): 22 سیستم سیرکوله مجدد بسته (غیر تبخیری) 23 سیستم‌های گرمایشی بخار 25 جدول 10-1: ویژگی‌های شورآب 33 شور آبهای «طبیعی»: 36 فصل 2: تصفیه آب در سیستم‌های مبدل گرمایی 38 1-2- انواع سیستم‌های مبدل گرمای آبی 38 2-2 خوردگی و رسوب گذاری 40 شكل 1-2: سیستم‌هی آب خنك (a) یك طرفه؛ (b) گردش مجدد باز؛ (c) گردش مجدد بسته 41 واکنش خوردگی: 41 خوردگی عمومی و حمله یکنواخت: 43 خوردگی گالوانیکی: 43 شكل 3-2: اثر غلظت كلسیم بر خوردگی كلی فولاد كربنه 45 عوامل دخیر در خوردگی 46 اثر دما 49 جامدات معلق 50 اثر PH 51 اثر نمك‌های محلول 52 رسوب پولكی 55 كربنات كلسیم 56 سولفات كلسیم 58 شكل 4-2: انحلال‌پذیری سولفات كلسیم 59 ارتوفسفات كلسیم 60 پولك‌های سیلیكاته 61 رسوبات بیولوژیكی 63 جدول 2-2: راهنمای انتخاب آفت‌كش‌ها 68 جدول 3-2: بازدارنده‌ها برای كنترل خوردگی 72 جدول 3-2: بازدارنده‌ها برای كنترل خوردگی 73 فصل 3:گاز‌های متداول به عنوان سیالات انتقال گرمایی 74 1-3 ویژگی‌های گازهای متداول در فشار اتمسفری 75 2-3 روابط عملكردی ویژگی‌های گاز با دما در فشار اتمسفری 75 جدول 1-3: ویژگی‌های گرمایی هوادر فشار اتمسفری 77 جدول 2-3: ویژگی‌های گرمایی آمونیاك در فشار اتمسفری 77 دانسیته 78 گرمای خاص در فشار ثابت 78 3-3 اثر فشار بر ویژگی‌های گرمایی 78 جدول 4-3: ویژگی‌های گرمایی دی‌اكسید كربن در فشار اتمسفری 79 ویسكوزیته 80 دانسیته: 80 جدول5-3: ویژگی‌های گرمایی هلیوم در فشار اتمسفری 82 جدول 6-3: ویژگی‌های گرمایی هیدروژن در فشار اتمسفری 82 قابلیت هدایت گرمایی 83 میزان شارش ثابت ظرفیت گرمایی 84 اتنقال گرمای هم‌رفت طبیعی 88 6-3 ویژگی‌‌های هوای مرطوب 90 ویژگی‌های ترمودینامیكی 93 ویژگی‌های جابه‌جایی 94 فصل 4:سیالات انتقال گرمای ارگانیك (آلی) 100 مقایسه سیالات مختلف انتقال گرما 100 دامنه دمایی فرایند 101 فشار بخار 104 اشتعال‌پذیری 105 مسائل زیست‌محیطی و سمیّت 106 قابلیت پمپ‌شدن و راندمان مهندسی 106 ویژگی‌‌های مهندسی 108 2-4 پایداری گرمایی سیال 109 دلایل تجزیه 109 111 چگونه شرایط كاری بر پایداری گرمایی تأثیرمی‌گذارد؟ 112 چگونه پایداری گرمایی اندازه‌گیری می‌شود؟ 113 آزمون آمپول استاتیك 113 آزمون حلقة گردش تحمیلی 115 اعتبار آزمون 116 118 ارزیابی میزان تجزیه سیستم و هزینه‌های كاری سیال 119 120 اثرات آلودگی بر پایداری گرمایی 121 اكسیژن 121 عوامل اكسیدكننده 121 سایر مواد ارگانیك 122 3-4 ارزیابی مهندسی 122 ضرایب ورقه‌ای نسبی 122 مسائل ویژة مبدل گرمایی برای دماهای پایین فرایند 123 افت فشار سیال 124 4-4 مسائل كلی در رابطه با انتخاب سیال 124 فصل 5:نمك‌های مذاب 126 هشدار: 128 1-5 ویژگی‌های فیزیكی 129 2-5 ویژگی‌های شیمیایی 131 3-5 سازگاری مواد 135 4-5 طراحی و ساخت 136 5-5 بار نمكی 138 6-5 نگهداری نمك 139 ترجمه جداول و شكل‌ها (از فصل 1 تا فصل 5) 140 شیمیایی 140 فیزیكی 141