مقاله كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی دارای 36 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی :

– مقدمه
امروزه صنعت راهسازی یكی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد كه به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبكه راهها، افزایش ترافیك و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود كیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن كیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.
تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاكی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تكنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.

در این میان مناسبترین ماده ای كه برای روسازی راه به كار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به كار برد.
تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به كار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:
آسفالت با مشكلاتی نظیر ترك خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمكها، جمع شدن بر اثر گرما یا شكننده شدن بر اثر سرما و … روبروست.

توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد كه اصطكاك لازم را ایجاد كرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.
طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی كه تا كنون برای این منظور به كار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.
در این مقاله سعی شده است به دو كاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:
1- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.
2- استفاده از شبكه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.
3- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2

قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به كار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشكیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یك ماده ویسكو الاستیك عمل می‌كند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد. با این همه، برخی از مشكلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، كنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و … مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.
یكی از راههای اصلاح یك ماده اضافه كردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.

پلیمرها از اولین مواد اصلاح كننده ای بودند كه برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:
منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.
با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه كرد (تنوع).
پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).

اواسط دهه 70 میلادی یك شركت نفتی توانسته با اضافه كردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد كمی‌بعد با كشف 4SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.
EVA ها پلاستیك5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.
اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

2-1 بهبود خواص قیر با اضافه كردن پلیمر
قیر خوب قیر است كه حساسیت حرارتی آن كم بوده، چسبندگی مناسب داشته باشد و در دمای پایین شكننده نشود. مواد پلیمری حساسیت حرارتی قیر را، مخصوصا در دمای بالا كه قیر جاری می‌شود، كاهش می‌دهند یعنی دمای نرم شدن (Softening Point) را افزایش می‌دهند تا قیر دیرتر روان شود.
این مواد همچنین مقاومت در برابر خستگی را بالا می‌برند (زیرا باعث می‌شوند قیر در دمای پایین هم، همچنان انعطاف پذیری خود را حفظ كند.) و نیز چسبندگی قیر را به میزان زیاد افزایش می‌دهند.
شكل 1 حساسیت حرارتی واقعی قیر و حساسیت حرارتی ایده آل آن را نشان می‌دهد.

یك چسبنده (Binder) ایده آل باید در دمای معمولی رفتاری ثابت داشته باشد. سپس در دمای اختلاط به ماده ای ویسكوز تبدیل شود. قیر در طبیعت رفتار ایده آلی نشان نمی‌دهد و در برابر تغییرات دما دچار تغییرات پیوسته می‌شود. با اضافه كردن پلیمر مناسب، منحنی حساسیت حرارتی قیر می‌تواند به شكل 2 تغییر یابد.

استفاده از پلیمر بهبود شایانی در رفتار ویسكو الاستیك قیر پدید می‌آورد. این مواد خاصیت الاستیكی قیر را در دماهای بالاتر حفظ می‌نمایند.
باید توجه داشت لازمه تغییرات ذكر شده پدید آمدن یك شبكه پلیمری در داخل قیر می‌باشد یعنی تا زمانی كه این شبكه بوجود نیامده است بهبودی در خاصیت قیر مشاهده نمی‌شود.

2-2 مواردی از كاربرد آسفالت پلیمری
2-2-1 با افزایش ترافیك و بار محوری ناشی از آن مشاهده می‌شود كه سطح بسیاری از جاده ها (مخصوصا در هوای گرم) شیار، شیار و ناهموار می‌شود. قبلا برای جبران این نقیصه از آسفالت سفت تر استفاده می‌شد كه این امر باعث شكنندگی آسفالت (مخصوصا در هوای سرد) می‌شد. ولی اكنون با استفاده از PMB می‌توان از نرم شدن آسفالت در دمای بالا و در نتیجه از ایجاد شیار بر روی آن و همچنین از شكنندگی آسفالت در دمای پایین جلوگیری كرد.پیشگیری از شكنندگی نتیجه حفظ الاستیسیته PMB ها در دمای پایینتر می‌باشد.

2-2-2 از بین بردن آبهای سطحی در روزهای بارانی ایمنی جاده ها را افزایش می‌دهد. آسفالت زهكشی یا متخلخل آسفالتی است دارای دانه بندی منقطع و درشت. آب از بین این دانه ها رد می‌شود و به كانالهای آبی انتقال می‌یابد. این نوع آسفالت چند مشكل عمده دارد:
سنگدانه های آن به علت درشتی خیلی زود كنده می‌شوند.
بر اثر فشارهای ترافیكی ممكن است روی آسفالت شیار ایجاد شود (به علت فضای خالی بین سنگدانه ها).
آب نیز سنگدانه ها را كنده، با خود می‌برد.
اضافه كردن پلیمر به قیر هر سه مشكل را حل می‌كند. زیرا با استفاده از پلیمر از یك سو می‌توان از قیر نرمتر استفاده كرد. با مصرف پلیمر و كم كردن حساسیت حرارتی قیر از جاری شدن آن در دمای بالا جلوگیری می‌شود و با این كار می‌توان غشا ضخیمتری از قیر دور سنگدانه ایجاد كرد و باعث چسبندگی سنگدانه ها به هم شد. و از سوی دیگر با استفاده از پلیمر چسبندگی قیر بالا رفته، سنگدانه ها بهتر به هم چسبیده وهر سه نقیصه بر طرف می‌شود.
2-2-3 در بسیاری جاها از آسفالت كم ضخامت برای پوشاندن جاده های خاكی استفاده می‌شود دلایل این استفاده، بهبود كیفیت رانندگی و افزایش مقاومت در برابر لیز خوردن ماشینها است.
لایه نازك آسفالت با چند اشكال عمده روبروست.
سنگدانه های آن خیلی زود بر اثر خستگی (معمولا در هوای سرد) كنده می‌شوند. با استفاده از پلیمرها می‌توان قیری انعطاف پذیر تر كه در دمای سرد خاصیت ارتجاعی را حفظ می‌كند به كار گرفت و از ترد شدن آسفالت و كنده شدن سنگدانه های آن جلوگیری كرد.
لایه نازك آسفالت در هوای گرم شل می‌شود و بر اثر تنشهای برشی وارده مثل ترمز ماشینها به سرعت جمع می‌شود كه با استفاده از پلیمر دمای روانی قیر را می‌توان طوری بالا برد كه در هوای گرم جاری نشود.

مشكل لایه های نازك آسفالت این است كه چنانچه در لایه های زیرین (Pavement) آنها تركی رخ دهد. این ترك به سرعت به آسفالت منتقل شده و سطح آنرا می‌شكافد. چسبندگی زیاد PMB ها این نقیصه را نیز بر طرف می‌سازد.
همچنین در مورد جاهایی كه سطح جاده را با سنگدانه (Chipping) می‌پوشانند، برای چسباندن سنگها به جاده، به آستری از قیر احتیاج داریم كه PMB ها به علت چسبندگی زیاد می‌توانند آستر مناسبی برای این كار باشند.
2-2-4 در مورد آسفالت گرم كه لایه ای كلفت از آسفالت فشرده می‌باشد و در برابر خستگی مقاومت زیادی دارد مساله مطرح كار آیی كم آسفالت هنگام بخش كردن، مخصوصا در هوای سرد است. PMB با استفاده از قیر انعطاف پذیرتر این مشكل را بر طرف می‌كند همچنین از ایجاد شیار جلوگیری كرده، مقاومت در برابر خستگی را افزایش می‌دهد.

2-3 مشكلات استفاده از قیر پلیمری
2-3-1 چسبندگی PMB ها از قیر معمولی بسیار بیشتر است. این ماده به هر سطحی كه با آن تماس پیدا كند مانند مخزن ذخیره قیر، كامیون حمل مواد و … می‌چسبد به طوری كه تمیز كردن این سطوح پس از استفاده كاری بس دشوار است. ولی اگر خوشبینانه نگاه كنیم می‌بینیم همین چسبندگی زیاد مواد پلیمری، منشا ایجاد خواص مطلوب در قیر می‌باشد.
2-3-2 هنگامی‌كه پلیمر و قیر باهم مخلوط می‌شوند و برای استفاده بعدی نگهداری می‌شوند، مخلوط قیر و پلیمر گرایش دارند از یكدیگر جدا شوند. بنابراین یكی از مشكلات واقعی نگهداری و ذخیره PMB به صورت یك مخلوط هموژن است. برخی پلیمرها گرایش به ته نشین شدن دارند ولی در بیشتر موارد قیر ته نشین می‌شود و مواد پلیمری روی آن قرار می‌گیرند.

اخیرا در صنعت تانكرهایی عمومی‌ساخته شده اند كه به مخلوط كنهای مخصوصی مجهزند و برای نگهداری PMB به كار می‌روند.
2-3-3 قابلیت پمپ شدن مواد نیز می‌تواند به یك معضل تبدیل شود. زیرا غیر از موارد استثنائی كه از قیر نر متر استفاده می‌كنیم با استفاده از پلیمر در قیر معمولی نقطه نرمی‌قیر افزایش می‌یابد و در نتیجه قیر در دمای معمولی سخت می‌گردد. بنابراین یك پیمانكار ماهر باید بتواند مخلوط را داغ نگهدارد و به موقع به مكان مورد نظر رسانده. پخش كند و قبل از سرد شدن مواد، آسفالت را متراكم و هموار سازد.

3 – استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت
از دیگر موارد استفاده مواد پلیمری در آسفالت به كار گیری مشهای مسلح كننده آسفالت است می‌دانیم یكی از مشكلات متداول آسفالت پدید آمدن تركهای عمیق در لایه های زیرین و انعكاس آن به لایه های رویی می‌باشد.
تركهای انعكاسی به دو علت به وجود می‌آیند.
بر اثر حركات افقی صفحات بتنی زیرین به خاطر تنشهای حرارتی و انبساط و انقباض صفحات كه به دلیل تغییرات دمای روزانه و فصلی به وقوع می‌پیوندد، روكش آسفالت در محل درز این صفحات بر اثر حركات آنها ترك خورده و این ترك گسترش می‌یابد (شكل 3)
بر اثر حركت چرخ ماشینها از روی درز بین دو صفحه بتنی تنش برشی شدیدی در آسفالت به وجود می‌آید كه باعث ترك خوردن آن می‌شود (شكل 4)

علت اصلی ترك خوردن آسفالت، مقاومت كششی ناچیز آن می‌باشد. به همین خاطر مقاومت آسفالت در برابر كرنشهای زیاد نیز كم است و زود ترك می‌خورد. بهترین راه جلوگیری از ترك خوردن مسلح كردن آسفالت توسط مشهای انعطاف پذیر می‌باشد.
3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترك خوردن آسفالت جلوگیری می‌كنند؟
این شبكه های مسلح كننده یا دو عملكرد مهم از ترك خوردن آسفالت جلوگیری می‌كنند.
مقاومت كشی آسفالت را افزایش می‌دهند.

قسمت مهمی‌از تنش وارد بر آسفالت را جذب كرده، آن را در محیط وسیعی پراكنده می‌سازند. به همین خاطر با استفاده از این شبكه ها به جای یك ترك طولانی باز، تعداد زیادی ترك ریز و پراكنده خواهیم داشت.
آزمایشها نشان می‌دهند كه تنش و كرنش كسیختگی در نمونه های مسلح شده توسط شبكه های تسلیح تا حدود 50% افزایش می‌یابند (شكل 5)

علاوه بر جلوگیری از ترك خوردن، این شبكه ها از ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر بار ترافیكی زیاد جلوگیری كرده مقاومت در برابر خستگی را نیز افزایش می‌دهند.
اثر دیگر این شبكه ها كاهش نرخ ایجاد ترك می‌باشد. زیرا یكی از عوامل موثر بر سرعت ایجاد ترك، بزرگی تنش موجود می‌باشد و این شبكه ها با كاستن تنش سرعت ایجاد ترك را نیز كاهش می‌دهند.

3-2 مشخصات فیزیكی مشهای تسیلح
شبكه های تسلیح عمدتا از رشته های الاستیك پلی استر ساخته می‌شوند كه طی فرآیند بخصوصی به صورت یك مش عریض به هم متصل می‌گردند. برای چسبندگی بهتر مش به آسفالت، آن را با لایه ای از قیر می‌پوشانند.
انتخاب پلی استر در ساختن مشا به خاط هماهنگی خوب بین مدول الاستیسیته و سایر خواص مكانیكی آسفالت و پلی استر می‌باشد.
اندازه چشمه این شبكه ها متغیر است و در جاهای مختلف بنا به اندازه بزرگترین دانه مش مناسب انتخاب می‌شود (اندازه چشمه باید از قطر بزرگترین دانه بزرگتر باشد) مقاومت كششی این شبكه ها عموما KN/m 50 می‌باشد ولی برخی از آنها تا KN/m 90 نیز در مقابل كشش مقاومت می‌كنند.

3-3- موارد استفاده
3-3-1 در فرودگاهها به خاطر حجم ترافیكی بالا و تردد زیاد فرصت تعمیر تاكسی روها (Taxi Way) و باند پرواز (Run Way) بسیار كم است . در بیشتر موارد، استفاده از مشهای تسلیح باعث به تعویق افتادن خرابیها و نیاز به تعمیر، همچنین در صورت لزوم تعمیر راحت آنها می‌باشد.
3-3-2 اكثر جاده ها پس از سالها استفاده به خاطر افزایش بار ترافیكی و بار محوری ناشی از آن نیاز به تعمیر وتقویت پیدا می‌كنند برای تعمیر این جاده ها به یك روش ساده و ارزان قیمت نیاز داریم.

همچنین استفاده از شبكه های تسلیح بعد از تعمیر، احتیاج به تعمیر مجدد را تا 3 برابر به تعویض می‌اندازد. همچنین با استفاده از آنها می‌توان ضخامت آسفالت را كاهش داد.
3-3-3 استفاده از آسفالت سرد دو لایه های نازكی شیوه متداولی برای تعمیر راهها و نگهداری آنها محسوب می‌شود. آسفالت سرد معمولا برای تعمیر چاله ها، پاره شدگیها، شیارها، و ; به كار می‌رود. عمر لایه های نازك آسفالت از این شبكه ها می‌تواند تا حدود زیادی افزایش یابد.
3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح

برای مسلح كردن جاده ها ابتدا سطح جاده را كاملا تمیز و خشك می‌نمایند سپس كف جاده را با اسپری كردن امولسیون قیر می‌پوشانند. مش پلیمری را پهن كرده و با كشیدن، از چند طرف تا خوردگیهای آن را بر طرف می‌سازند. سپس آسفالت گرم را روی آن پخش و متراكم می‌كنند. ضخامت آسفالت روكش حداقل باید 5 سانتیمتر باشد كه پس از تراكم به حدود 4 سانتیمتر می‌رسد.

4- نتیجه گیری
استفاده از پلیمر در اصلاح خواص قیر، همچنین تسلیح آسفالت نه تنها كیفیت جاده ها و خیابانها را بهبود می‌بخشد بلكه با به تاخیر انداختن دوره تعمیر، كم كردن ضخامت لایه آسفالت و ; كاری مقرون به صرفه واقتصادی می‌باشد. در ایران به خاطر وجود مناطق مختلف آب و هوایی همچنین تنوع شرایط جوی در یك مكان ثابت در طول سال جاده ها و خیابانهای آسفالته با مشكلات متعددی مثل ترك خوردن، ایجاد شیار و ; روبرو هستند. مثلا مشاهده می‌شود آسفالت سر چهار راهها بر اثر ایستادن ماشینها در پشت چراغ قرمز در تابستانها شیار شیار می‌شود یا پستی و بلندیهایی كه بر اثر تعمیرات در خیابانها پدید می‌آیند و باعث كاهش ایمنی راهها می‌شوند. با توجه به مطالب گفته شده استفاده از پلیمر در ساخت جاده های ایران بسیار مناسب و اقتصادی به نظر می‌رسد كه امید است این مساله بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

مراجع
1-polymer for Bitumen Modifcation ” FXXON Chemical.
2- :A better bind “(1993)، World Highways/ Routes du monde Feb.
3-“PMB’S. An objective look at the state of paly :”(1997)، Australian Asphalt Pavement association
4-“Vestoplast, for the roads of the future”.
5- “Mediflex، Very thin asphalt concrete.
6- “Hatclit، roads witbout cracks “IIuesker (engineering with Geosynthetics)

پی نویس
2- polymer modified Bituminus
3- اتیل ونیل استات
4- استایرن بوتیدین استایرن
5- مواد پلاستیكی، دسته ای از پلیمرها می‌باشند كه دارای TG (دمای شیشه ای شدن) بالا می‌باشند.
6- الاستومر ها بسته ای از پلیمرها می‌باشند كه دارای TG (دمای شیشه ای شدن ) پایین می‌باشند.

ژوتكستایل
1- مقدمه
یكی از انواع گوناگون تركیبات پلیمری كه در بین ژئوسینتیكها بیشترین كاربری را دارد. ژئوتكستایل می‌باشد. ژئوتكستایلها در واقع منسوجات مصنوعی از جنس مواد پلی اتیلن و یا پروپیلن هستند كه بر اساس طرز تهیه آنها از الیاف پلیمری به گونه ای مختلف نظیر بافته شده (woven) و بافته نشده (nonwoven) یا بدون تار و پود تقسیم می‌شوند. ژئوتكستایلهای بافته شده و بافته نشده نیز بر اساس نحوه ارتباط بین رشته های تشكیل دهنده آنها همچنین شكل ظاهری رشته ها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
تك رشته ای (monofilament)
چند رشته ای (multifilament)
ورقه ای چاك خورده (slitfilm)
اتصال حرارتی یافته (melt- bonded)
سوزن كوبی شده (needle- punched)
اتصال یافته به وسیله رزین (resin- bended)

شكل ظاهری ژئوتكستایها به صورت پارچه می‌باشد كه در اندازه های مختلف و متنوع تهیه شده، و به بازار عرضه می‌گردد.
خواص فیزیكی و مكانیكی این مواد نظیر استحكام نفوذ پذیری مناسب، مقاومت در مقابل سوراخ شدگی و از همه مهمتر مقاومت كششی بالای آنها نسبت به وزنشان باعث به وجود آمدن گروه وسیعی از كاربرد این مواد در طرحهای عمرانی شده است. به طوری كه می‌توان بیش از هشتاد زمینه كاربردی مختلف را برای استفاده در شاخه های مختلف عمرانی نظیر راهسازی، مهندسی ژئوتكنیك (سدهای خاكی) طرح سازه های هیدرولیكی، طراحی فرودگاهها،پی سازی، طراحی راه آهن و نام برد.
این كاربردها را می‌توان در غالب عملكردهای اصلی زیر خلاصه نمود:
جداسازی لایه های خاك
تسلیح خاك
زهكشی
فیلتراسیون
در ادامه ضمن اشاره به خواص مكانیكی و فیزیكی ‍‍ژئوتكستایلها به بیان عملكرد های گوناگون این مواد می‌پردازیم.
از بین خوصیات مختلف ژئوتكستایلها، استاندارد های مربوط به خواص فیزیكی ومكانیكی آنها كاملتر و دقیقتر است این در حالی است كه خواص هیدرولیكی، آبگذارانی و زیست محیطی این مواد هنوز هم در استانداردهای مختلف به صورتهای متفاوتی بیان می‌شود چرا كه در واقع روشهای تولید ژئوتكستایل مشابه هستند، اما كاربردهای مختلف این ماده استانداردها متفاوتی را به وجود آورده است.

یكی از خصوصیات فیزیكی ژئوتكستایها جرم واحد سطح آنها می‌باشد كه برای انواع مختلف آن بین 135 تا 680 گرم بر متر مربع متغیر است ضخامت این مواد معمولا تحت فشار معین kpa2 اندازه گیری می‌شود و در اكثر موارد از 1/0 تا 3/0 اینچ می‌باشد. از بین خصوصیات مكانیكی ژئوتكستایلها مقاومت كششی و تراكم پذیری از اهمیت بیشتری برخوردار است. منظور از تراكم پذیری در ژئوتكستایلها ضخامت آن در تنشهای قائم متفاوت است. تراكم پذیری برای ژئوتكستایلهای نبافته بیشتر از انواع بافته است و استفاده از عملیات حرارتی در تولید ژئوتكستایل نبافته باعث كاهش تراكم پذیری آن می‌شود.

ایده اصلی تعیین مقاومت كششی، قرار دادن ژئوتكستایل در بین مجموعه ای از گیره ها و كشیدن ژئوتكستایل تا حد گسیختگی است. از انجام این آزمایش می‌توان نمودار تنش – كرنش را رسم كرد و از روی آن علاوه بر مقاومت كششی می‌توان كرنش نظیر خرابی، طاقت (toughness) ومدول الاستیسیته ژئوتكستایل را به دست آورد. ]شكل 1 این منحنی را برای چند نوع متفاوت ژئوتكستایل نمایش می‌دهد چنانچه مشاهده می‌شود مقدار كشش برای واحد عرض در نظر گرفته شده است. و لذا واحد بر حسب km/m بدست می‌آید.[.

غالبا نمونه ژئوتكستایل همراه با خاك و به عنوان جزئی از آن كاربرد دارد بنابراین ضروری است كه مقاومت كششی آن در حالت محصور شده نیز اندازه گیری شود. برای این كار معمولا نمونه ژئوتكستایل بین غشاء روغن كاری شده ولایه های نازك خاك توسط فشار هوا احاطه می‌شود. این شرایط می‌تواند وضعیت واقعی ژئوتكستایل را در خاك مشابه سازی نماید.
همانطور كه اشاره شد كاربردهای اصلی ژئوتكستایلها در جداسازی بین لایه های خاك، تسلیح خاك، فیلتراسیون و زهكشی می‌باشد كه در ادامه به تشریح آنها می‌پردازیم.

2- كاربرد ژئوتكستایلها در جداسازی لایه های خاك (separation)
منظور از جداسازی، ایجاد مرزی بین مصالح برای جلوگیری از ورود دانه های خاك از یك لایه به لایه دیگر است. كه منجر به محفوظ ماندن خواص آنها به صورت مجزا می‌گردد. اغلب اتفاق می‌افتد كه لایه های خاك با دانه بندی متفاوت در كنار یكدیگر اجرا می‌شوند وتداخل آنها می‌تواند باعث بروز مشكلاتی در كاربرد آنها می‌گردد. بدین معنی كه ممكن است ورود ذات ریز دانه در لایه درشت دانه خاك باعث مسدود شدن منافذ خاك گشته، خاصیت زهكشی لایه درشت دانه را كاهش دهد یا اینكه بر عكس حالت قبل ممكن است دانه های درشت خاك در اثر تماس با لایه ریز دانه در آن فرو روند و خاصیت استحكام لایه درشت دانه با پراكندگی دانه های آن كاهش می‌یابد. حالت دوم بیشتر در زیر جاده هایی كه بر روی خاكهای اشباع احداث می‌شوند اتفاق می‌افتد و در اثر كوبیدن لانه خاكریزی شده مقداری از مصالح جاده به مرور زمان در زمین شل و باتلاقی فرور رفته، استحكام خود را از دست می‌دهد و باعث اعوجاج سطح جاده می‌گردد (شكل 2) بنابراین لایه های ژئوتكستایل به كار رفته و در زیر سازی جاده ها، می‌توانند علاوه بر بهبود خواص مقاومتی و توزیع تنش مناسب بار وارده بر خاك زیر اساس به عنوان جدا كننده از پراكندگی مصالح به كار رفته در جاده ها نیز جلوگیری كنند.

3- كاربرد ژئوتكستایلها در تسلیح خاك
ایده خاك مسلح به شیوه جدید، نخستین بار به وسیله هانری و ایدال در دهه 1960 مطرح گردید. این ایده بر اندر كنش بین خاك و مسلح كننده به كار رفته است. ابتدایی ترین شكل اندر كنش بین این دو جزء عبارت است از نیروی اصطكاك بین آنها چنین حالتی هنگامی‌به كار می‌رود كه خاك دارای خواص اصطكاكی قوی باشد و لذا در خاكهای غیر چسبنده (ماسه ای) می‌توان از این نوع تسلیح استفاده كرد. اما در حالتی كه خاك چسبنده (رسی) باشد. انتقال نیرو بین خاك و مسلح كننده به وسیله اصطكاك ناچیز بین آنها تامین نمی‌شود. در چنین صورتی انتقال نیرو بین مسلح كننده و خاك از طریق اتكای فشاری تامین می‌شود و لذا سیستم تسلیح پیچیده تر است. در این حالت مسلح كننده ها در دو انتها روی خاك تكیه می‌كنند.

جهت افزایش مقاومت كششی خاك می‌توان از ژئوتكستایل یا ژئوگرید استفاده كرد. البته در این ضمن، مقاومت برشی و پیچشی خاك هم بهبود می‌یابد. آزمایشهای انجام شده نشان داده است كه مسلح كردن خاك بدین طریق، ظرفیت باربری آن را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. نقش ژئوتكستایلها در تسلیح خاك را می‌توان به نقش آرماتورهای فولادی و تسلیح بتن تشبیه كرد. در بتن مسلح نیروی فشاری را بتن و نیروی كششی ایجاد شده را آرماتور تحمل می‌كنند. در خاك مسلح نیز تركیب لایه های ژئوتكستایل به عنوان ماده مقاوم در مقابل كشش و توده خاك به عنوان ماده مقاوم درمقابل فشار می‌تواند مجموعه ای مناسب برای تحمل بارهای وارد شده را ایجاد كند مقدار آرماتور (مسلح كننده) مصرفی در هر مورد بستگی به شرایط طرح دارد. با توجه به اینكه امروزه ژئوتكستایلهای با مقاومت كششی KN/m 2000 (در واحد عرض ژئوسنتیك) موجود هستند، در هر حال حجم مصالح مصرفی پایین خواهد بود. چندین مورد از كاربرد ژئوتكستایلها به عنوان مسلح كننده به شرح زیر است.

3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتكستایل
یكی از موارد كاربرد ایده خاكی مسلح استفاده از ژئوتكستایل در ساخت دیوار حائل می‌باشد. مراحل اجرای ساخت یك دیوار حائل مسلح شده به وسیله ژئوتكستایل در شكل 3 نشان داده شده است.

]همانطور كه در شكل مشاهده می‌شود[ ابتدا لایه ژئوتكستایل گسترده می‌شود و بر روی آن تا ارتفاع حدود نصف لایه خاكریزی می‌شود. سپس انتهای ژئوتكستایل روی لایه برگردانده می‌شود و در شیار ایجاد شده در خاك نزدیك قالب قرار می‌گیرد و در مرحله بعد خاكریزی لایه، كامل می‌گردد و قالب قرار می‌گیرد و در مرحله بعد خاكریزی لایه: كامل می‌گردد و قالب برای ایجاد لایه بعدی بر روی لایه اول قرار می‌گیرد و تمام مراحل فوق تكرار می‌گردد.

در طراحی به این روش علاوه بر بررسی علاوه بر بررسی پایداری خارجی در مقابل واژگونی،لغزش و گسیختگی پی، پایداری داخلی دیوار نیز بر اساس تعیین فاصله ژئوتكستایلها، طول لازم جهت مهار كامل و نیز همپوشانی لایه های ژئوتكستایل مورد تامل قرار می‌گیرد. كلیات كنترل پایداری خارجی مشابه سایر دیواره های حائل می‌باشد برای تعیین فاصله لایه ها فرض می‌شود كه فشار جانبی به صورت خطی و بر اساس توزیع حالت محرك رانكین (kn) وارد می‌شود. برای توزیع بارهای زنده نیز از تئوری الاستیك بوسینسك استفاده می‌شود. در نهایت تنش افقی نهایی از مجموع تنشهای ناشی از بارهای زنده اضافه بار و وزن خاك به دست می‌آید با داشتن تنش افقی در اعماق مختلف و اعمال ضریب اطمینان لازم می‌توان نیروی كششی لایه های مختلف ژئوتكستایل را بدست آورد و ژئوتكستایل با ضخامت مناسب را انتخاب نمود برای به دست آوردن طول باربر لایه های ژئوتكتسایل (Le) نیروی كششی لایه های ژئوتكستایل را با نیروی برشی كه از اصطكاك و چسبندگی بین لایه وخاك به وجود می‌آید. بدست می‌آورند و البته باید طول خارج از سطح گسیختگی (LR) را نیز به آن اضافه كرد. طول همپوشانی لایه ها نیز به طریق مشابه قابل محاسبه است.

در پایان كار باید روی سطح ژئوتكستایل مجاور با هوا پوشش مناسبی اجرا گردد تا از اثر اشعه ماورا بنفش خورشید روی آن جلوگیری گردد. این پوشش می‌تواند از تركیبات امولسیون قیر و یا تركیبات مشابه تشكیل گردد. در صورت امكان از بتن پاشیدنی نیز می‌توان بعنوان روكش
استفاده كرد.

3-2 پایداری شیروانیهای خاكی توسط ژئوتكستایل
به هنگام احداث خاكریز سیل پندها یا زیر سازی جاده ها احتمال ریزش و ناپایداری خاكریز وجود دارد. در این صورت می‌توان از یك یا چند لایه ژئوتكستایل مطابق شكل 5 استفاده كرد برای طراحی خاكریزها و شیروانیها مسلح می‌توان از تئوری تعادل حدی با اعمال تغییراتی استفاده كرد. در این تئوری از سطح گسیختگی فرضی دایروی استفاده می‌شود و نسبت لنگر مقاوم به لنگر محرك به عنوان پارامتر ضریب ایمنی تعریف می‌گردد. چنانچه در شكل مشاهده می‌شود، اثر ژئوتكستایل را می‌توان به صورت نیروهای افقی (Ti) كه توسط لایه های مختلف آن اعمال می‌شود، در نظر گرفت. این نیروهای افقی باعث ایجاد لنگر مقاوم (Mr) حول مركز دایره گسیختگی می‌شود كه به همراه لنگر مقاوم ناشی از وزن قطعات، در مقابل لنگر محرك واژگونی شیروانی مقاومت می‌كنند. لازم به ذكر است در صورتی كه لایه های ژئوتكستایل به صورت مماس بر دایره گسیختگی به كار می‌رود می‌تواند لنگر مقاوم بیشتری ایجاد كند. ولی تحقیقات نشان می‌دهد كه این كار می‌تواند تاثیر بسزایی در افزایش ضریب ایمنی داشته باشد. مضاف بر اینكه مشكلات اجرایی خاص خود را به همراه خواهد داشت.

و بنابراین معمولا لایه ها به صورت افقی به كار می‌روند. نكته حائز اهمیت دیگر در مورد نقش ژئوتكستایل در تسیلح خاكریزها، اختلاف موجود بین مقاومت كششی ژئوتكستایل در محاسبه و واقعیت می‌باشد. بدین معنی كه آنچه به عنوان مقاومت كشی مجاز ژئوتكستایل در محسبات به كار می‌رود بامقاومتی كه ژئوتكستایل در عمل در حالت گسیختگی از خود نشان می‌دهد، متفاوت است كه این امر می‌تواند به دلیل عدم توزیع یكنواخت T در ارتفاع خاكریز باشد همچنین عدم تطبیق نرخ كرنش آزمایشگاهی در تعیین با نرخ كرنشی كه درعمل برای نمونه های بزرگتر ژئوتكستایل اتفاق می‌افتد نیز عامل موثری است. بنابراین اگر نسبت بعد بزرگتر به بعد كوچكتر در ژئوتكستایل در حدود 10 باشد، استفاده از مقاومت كششی مجاز، خطای ناچیزی به همراه خواهد داشت.

3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتكستایل
تركیب خاك به عنوان ماده ای با قابلیت تحمل فشار و ژئوتكستایل به عنوان ماده ای با قابلیت تحمل كشش گسترده تازه ای را از كاربرد ژئوتكستایل در ساخت جاده ها و زیر سازی آنها به وجود آورده است.
هزاران كیلومتر جاده های شوسه كه به صورت موقت برای دسترسی یا به عنوان مسیرهای ثانویه ساخته می‌شوند. توجه خاص به طراحی راههای شوسه را ضروری می‌سازند. البته در مورد راههای روكش دار نیز می‌توان از ژئوتكستایل استفاده كرد. نكته حائز اهمیت این است كه روكش آسفالته یا بتنی را نمی‌توان روی خاك ضعیف اجرا كرد. زیرا در این صورت به آسانی ترك می‌خورد. بنابراین یكی از راههای رفع این محدودیت، استفاده از ژئوتكستایل می‌باشد. اصول طراحی ژئوتكستایل بر اساس رسیدن به حدی از تغییر شكل است كه مقاومت كششی ژئوتكستایل به قابلیت باربری مجموعه كمك كند.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه آب و فاضلاب 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  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


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

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.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله شکل‌دهی فلزات

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله شکل‌دهی فلزات دارای 13 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله شکل‌دهی فلزات  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 شکل‌دهی فلزات،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله شکل‌دهی فلزات :

شکل‌دهی فلزات

در فرآیند شکل دهی با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده می‌شود.

• شکل دادن
• در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به‌صورت شکل نهایی بکار برده می‌شوند. این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرس‌کاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی و غیره می‌باشند که برخی از مهمترین این روشها در زیر بررسی می‌گردند.

نورد کاری (غلتک کاری)
قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل می‌شود. دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوانه‌ای که روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.

در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل می‌شود. با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه‌ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل‌تر خواهد شد. محصولات نورد شامل میل گرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه‌های فولادی با ضخامت‌های متفاوت ، لوله‌های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره‌ای ، بیضی و چندضلعی می‌باشند.

آهنگری (پتک‌کاری(
عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می‌پذیرد. این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش‌کاری یا پرس‌کاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است. چکش‌کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش‌های ماشینی بکار گرفته می‌شوند. این چکش‌ها با بخار یا هوای فشرده کار می‌کنند و با اعمال ضربه‌های سنگین ، چکش‌کاری قطعات را انجام می‌دهند.

برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی‌ها ، میل‌لنگ‌ها ، لوله‌های توپ ، دیگ‌های بخار و غیره توسط پرس‌کاری تهیه می‌گردند. امروزه برای خم کردن وشکل دادن ورق در صنایع کشتی‌سازی و ماشین‌سازی نیز از پرس استفاده می‌شود.

اکستروژن (حدیده کاری(
اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن می‌توان قطعات و اشکالی را تولید نمود که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن می‌باشد. در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می‌آورند. آلومینیوم ، سرب ، روی ، قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار می‌گیرند.

کشیدن
کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف. در این روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله‌های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه‌های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهی‌تابه‌ها به این روش تهیه می‌شوند.

ماشین کاری
فرآیند ماشین‌کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش می‌باشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشین‌های تراوش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته می‌شود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می‌نامند. به‌منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور باید حداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه‌های تراشکاری کاهش یابد.

در برش‌کاری )قیچی‌کاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده می‌شود. این نیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال می‌شوند که با نیروی کافی موجب از هم‌گسیختگی و شکسته شدن فلز می‌گردند. در ماشین‌کاری قطعات ، بر حسب نوع کار از ماشین‌های تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله‌زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ‌کن استفاده می‌شود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌باشند.

ماشین‌کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآِیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته می‌شود. این روش ، برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌هادی‌ها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌رود.

پرسکاری
اجزای فرز CNC: ابزار کار( تیغه فرزها ومته ها و یا ساعتهای اندازه گیری جهت کالبیره کردن قطعه کار نسبت به دستگاه و;) شلنگی برای هدایت مایع سرد کننده ( آب وصابون محلول Z1 ویا آب وگازوییل و;) به سمت قطع کار وابزار . فیکسچری جهت نگهداری قطعه (روبند فنری و;)سیستمی برای نوشتن برنامه های که ابزار را به سمت قطعه کار می کند. ریلهای که در آنقطعه ساپورت شده و حرکات طولی وعرضی وجانبی انجام میدهد .مورس ودرن که برای نگهداری ابزار کار استفاده می شود .

جهت کالبیره کردن قطعه کار نسبت به دستگاه و;) شلنگی برای هدایت مایع سرد کننده ( آب وصابون محلول Z1 ویا آب وگازوییل و;) به سمت قطع کار وابزار . فیکسچری جهت نگهداری قطعه (روبند فنری و;)سیستمی برای نوشتن برنامه های که ابزار را به سمت قطعه کار می کند. ریلهای که در آنقطعه ساپورت شده و حرکات طولی وعرضی وجانبی انجام میدهد .
لوله هایی که برای تنظیم دما مورد نیاز دستگاه نصب می شوند زیرا که این دستگاهها به سرما یا گرما حساس می باشند.

روش کار با دستگاه CNC :
ابتدا قطعه کار را نسبت به دستگاه fix کرده و وارد برنامه ء اصلی می شویم در محیط برنامهء اصلی زیر شاخه های موجود می باشد که هر زیر شاخهء برنامه عملیاتی مانند سوراخکاری و; انجام می دهد .برنامه نویس اجزای قطعه را به زبان برنامه ترجمه مکند . دراین ماشین دو روش برای تنضیم قطعه کار نسبت به ابزار داریم یکی صفر مطلق مباشد یکی دیگر صفر نسبی ، در صفر مطلق ماشین به وسیله ء برنامه نوشه شده نقطه ایی را به عنوان نقطهء مرجع؛ که برنامه نویس فاصله های موجود در عملیات را نسبت به آن می سنجد

مزایای دستگاه فرز CNC نسبت به دیگر ماشینها:
در این دستگاه به خاطر اینکه وظیفه ء اصلی را برنامه نویس انجام می دهد به کارگر ماهری نیاز نمی باشد . سرعت کار و دقت بالا تری نسبت به دیگر ماشینها دارد . قطعاتی که نیاز به تلرانس بالا تری نیاز دارند می توان با دستگاه CNC عمل نمود . منحنی ها ویا قوسها را میتوان به وسیله ءاین دستگاه به وجود آورد .
در حین عملیات میتوان به برنامه اصلی رفته و عملکرد زیر مجموعه های دیگر را تغییر داد . انتخاب زیر مجموعه ها به دست کارگر میباشد . در این دستگاه که عمل نگهداری ابزارکار مورس و دورن به عهده دارند ،تعویض ابزار کار را راحتر کرده اند.

تفاوت اصلی فرز CNC با دیگر ماشین این است که قطعه ثابت و ابزار کار دوران دارد ، بنابر این در جایی که لازم باشد از این دستگاه استفاده می کنیم .

اجزای دستگاه پرس :
بدنه که وظیفهء نگهداری اسکلت کلی پرس را دارد ، که عمدتاً از ریخته گیری حاصل می شود زیرا که قطعات ریخته گری دارند لرزش کمتر دارند ، فلایول ؛ که به میل لنگ متصل می باشد که فلایول همیشه باید در گردش باشد زیرا که به عنوان یک منبع زخیزهء انرژی عمل نموده و وقتی که ضربه زننده عمل می کند انرژی را به ما پس می دهد .میل لنگ که برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی به کار برده می شود .نگهدارندها که عنوان نقاطی که سنبه (ضربه زننده ) به آنها بسته می شود .

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله بیوگاز

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله بیوگاز دارای 50 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بیوگاز  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 بیوگاز،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله بیوگاز :

بیوگاز

. امروزه با افزایش جمعیت و گسترش دائمی شهرها, نیاز انسان به مواد مصرفی روز به روز بیشتر می شود و زیاد شدن مواد مصرفی موجب افزایش زباله می گردد كه انسانها به نحو فزاینده ای آنها را به محیط زیست تحمیل می نمایند. باید توجه داشت كه این زباله ها از عوامل آلودگی به شمار می رود و نه تنها زندگی حیوانات و گیاهان را به خطر می اندازند بلكه به آلودگی خاك, آبهای زیر زمینی و در برخی موارد مرگ و میر آبزیان منجر می شود. بطور مثال در ایران فقط طی سالهای 65- 1335 بمدت 30 سال جمعیت شهرها از حدود 6 میلیون به 26 میلیون افزایش یافته و این در حالی است كه جمعیت روستاها از 13 به 22 میلیون رسیده است و این ارقام گویای رشد نامتناسب شهرها و تولید زباله بیشتر را در پی خواهد داشت.

اخیراً در جهان در رابطه با طرح تبدیل و استفاده از گاز حاصل از مواد دفعی () موج جدیدی ایجاد شده است. مثلاً در آمریكا این موج بیشتر ناشی از بندهای مربوط به نیروگاههای كوچك در قانون معروف به بوده است.
گاز متان كه خود 60% از را تشكیل میدهد یكی از گازهای گلخانه ای است كه از لحاظ پتانسیل ایجاد پدیده گلخانه ای, هم ارزش است و در ضمن علاوه بر اینكه این ماده قابل انفجار است در صورت عدم كنترل صحیح می تواند باعث آلودگی آبهای زیر زمینی شود.

گروهی از افراد عادی فكر می كنند كه چون این گاز از زباله ها و مواد دفعی حیوانات بدست آمده است گازی خطرناك است و سوختن آن نیز نا مطمئن است ولی باید گفت موضوع بر عكس است در واقع باید متذكر شد كه از لحاظ مواد حاصل از احتراق () گاز متان دارای آلودگی كمی باشد و چون دمای شعله آن پائین است میزان آن حدود 60 درصد كمتر از احتراق گاز طبیعی خواهد بود و از لحاظ علمی این گاز از انجام مجموعه ای از واكنشهای زیست شیمیایی بر روی مواد آلی تجزیه پذیر موجود در مواد دفعی طی شرایط بی هوازی تولید می گردد.

طی سالیان اخیر در اروپا نیز تكنولوژی بیوگاز بسیار مورد توجه قرار گرفته و بزرگترین مركز بیوگاز اروپا بنام مركز در وین پایتخت اتریش قرار دارد كه در آن از گاز حاصل از دفن زباله ها برای تولید 8 مگاوات الكتریسیته استفاده می شود و گروه دیگری از كشورها حتی از این هم فراتر رفته اند و بدنبال آن هستند كه از این گاز حاصله در تكنولوژی پیل سوختی خود استفاده نمایند تا بدین وسیله ارزش افزوده محصول تولیدی را بالاتر برند.
محل مصرف بیوگاز از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است و از كوره یك آبگرمكن ساده تا یك پیل سوختی را شامل می ود.
طبق اطلاعات بدست آمده پتانسیل استانهای مختلف كشور جهت تولید گاز (بیوگاز) در تحقیقی بعنوان “برآورد قابلیت گاز از محلهای دفن زباله شهری برای استانهای ایران” مورد مطالعه قرار گرفته است. این نتایج بیانگر آن است كه بر اساس آنالیز زباله شهرهای مختلف امكان استحصال حجم قابل توجیهی از بیوگاز در كشور وجود دارد و البته حجم گازهای تولیدی از مراكز دفن را می توان افزایش داد.

2 تاریخچه بیوگاز :
1-2 بیوگاز چیست؟
مجموعه گازهای تولید شده از تجزیه و تخمیر فضولات حیوانی و انسانی و گیاهی در نتیجه فقدان اكسیژن و فعالیت باكتری های غیر هوازی متان كه در یك محفظه هضم () تخمیر به وجود می آید كه اصطلاحاً بیوگاز نام دارد. این اصطلاح در هندوستان به گبار گاز در چین مارش گاز در آلمان به بی هوگاز و درزبان فارسی به گاز ؟؟؟ مشهور است.

قسمت اعظم این گاز عموماًاز متان و گاز كربنیك تشكیل شده است و تركیبات مختلف به نوع مواد اولیه بستگی دارد كه برای تولید گاز مصرف می شود حجم و فرم ساختمانی دستگاه تولید كننده به میزان حرارت و زمان ماند مواد در مخزن تجزیه بستگی كامل دارد.
این دستگاه ها وسیله ای هستند كه می توان تحت شرایط ویژه مواد فساد پذیر حیوانی و; را در محوظه مربوطه تجزیه نمود و در نتیجه یك سلسله عملیات شیشمیایی و بیو شیمیایی قسمتی از مواد آنرا كه كاملاً تحت تأثیر عكس العملهای بیولوژیكی واقع می شوند به بیوگاز تبدیل نماید.

2-2 تاریخچه بیوگاز :
قدیمی ترین توضیحات در مورد خروج گاه به گاه گاز از طبقات زیرین زمین و استعمال ناقص آن توسط پیلینیوس () انجام گرفته است. شناسائی بیشتر گازهای قابل استعمال در سال 1360 میلادی توسط وان هلمونت () بوقوع پیوست. در آن زمان 15 نوع گاز قابل اشتعال بوسیله نامبرده شناسایی گردیده كه یكی از آنها گازی است كه از مواد قابل تجزیه یا مواد غذایی تخمیر شده در داخل دستگاه گوارش بوجود می آید از سوی دیگر دانشمندی بنام شرلی گاز مرداب () را در سال 1667 كشف نموده است.

در هر صورت به نظر می رسد اصولی ترین تاریخ علمی گاز متان كه اساسی ترین تركیب بیوگاز می باشد حاصل از مواد قابل تخمیر توسط ولتا () در سال 1776 شروع شده است. او پس از مطالعات زیاد دریافت كه :
الف) مقدار گاز متان تولید شده به مقدار خاك و برگ پوسیده گیاهان بسیار وابسته است كه در طبقات زیرین و رسوبی خاك بوجود آمده و خارج می شود.
ب) نسبت معینی از گاز متان در صورتی كه با هوا تركیب شود تولید انفجار می كند. ضمناً اولین تجزیه گاز متان بوسیله نامبرده صورت گرفته است.

گاین شاگرد لوئی پاستور در سال 1884 میلادی از نتیجه تخمیر یك متر مكعب كود در 35 درجه سانتی گراد, 100 لیتر متان تهیه كرد. شروع تحقیقات در زمینه تخمیر غیر هوازی و كاربرد آن در كشاورزی مربوط به شخصی بنام دیوی () است او در سال 1808 از طریق تخمیر كود گاوی و با استفاده از تقطیر در خلاء 3/0 لیتر متان تولید نمود در سال 1897 در شهر بمبعی دستگاه بیوگاز ساخته شده كه گاز متان حاصل از آن به مصرف روشنائی می رسیده و در سال 1907 اولین موتور گازسوز با استفاده از این روش به بهره برداری رسیده و این روند ادامه پیدا كرد تا امروزه و در هر مرحله این كشورها به پیشرفتهای قابل توجه رسیدند.

در كشور ما ایران گفته می شود كه احتمالاً حمام شیخ كه ساختمان آن مربوط به قرن سوم هجری است بوسیله گاز متان گرم شده بطوریكه شعله ای از این گاز جهت گرم نمودن آب مستقیماً مورد استفاده قرار می گرفته است, در سالهای اخیر با توسعه این تحقیقات در نقاط مختلف كشور مطالعات پراكندی ای در زمینه بیوگاز به عمل آمده است كه امید می رود با توجه به پیشنهادات ارائه شده هر چه بیشتر و بهتر مورد بررسی قرار گیرد. در كشور ما طبق یك بررسی كلی تا كنون حدود 60 دستگاه آزمایشی بیوگاز به شكلهای مخلف (چینی, هندی) ساخته شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است . (شكل 1)

شكل 1: نمای كلی از یك دستگاه بیوگاز و اجزاء مختلف آن
3- بیوگاز و مكانیزمهای اصلی تولید
1-3 تولید شدن متان از تجزیه كنندگان بی هوازی: گازمتان از مولكولهای متان تشكیل شده است و هر ملكول متان شامل یك اتم كربن و چهار اتم هیروژن است. () انرژی حاصل از یك فوت مكعب آن برابر با انرژی معادل 250 كیلو كالری است. این گاز طبیعی یك سوخت فسیلی است كه قرنها پیش توسط () میكرواورگانیزمهای بی هوازی كه روی مواد ألی تأثیر گذاشته اند تولید شده است و بعد از یافتن معادن و ذخائر نفتی و زغال سنگ پیدا شده است.
همان باكتری هایی كه گاز طبیعی را تولید كرده اند امروزه متان را تولید می كنند (بی هوازی ها) و آنها همان باكتری هایی هستند كه سالها پیش روی كره زمین زندگی می كردند. این باكتری ها با تجزیه و فسا مواد آلی در غیاب اكسیژن تولید بیوگاز كرده كه یك محصول اضافی و فرعی است ،كه گاز متان هم جزء این گاز به حساب می آید.

تجزیه كنندگان بی هوازی كه در طبیعت وجود دارند را می توان در باتلاقها و زمینهای غرقاب یا زمینهای كشت برنج و در گل ولای عمق دریاچه ها و نیز در سیستم هضم و گوارش حیوانات بزرگ جثه نیز پیدا كرد.

(تجزیه هوازی یا كمپوست شدن به مقدار زیادی اكسیژن نیاز دارد و گرما تولید می كند).
فرآیند تخمیر بی هوازی می تواند به یك محفظه در بسته هدایت شده و در آنجا قرار گیرد و یا با پوشش ایجاد شده بر روی مواد مردابی و یا كود فضولات حیوانی و یا شهری در یك محفظه حوض مانند عمل تخمیر صورت گرفته و گاز جمع آوری شود.

بیوگاز تولید شده در این روند 50 تا 80 درصد متان و 50-20 درصدی اكسیدكربن و گونه های دیگری از گازها را تشكیل میدهد.
3-2 عملیات تخمیر و هضم بی هوازی توسط باكتری ها: اصول عمل هضم در تانك تخمیر یا مخزن تجمع مواد در دستگاه های بیوگاز شامل 2 مرحله اصلی و اساسی است كه هر مرحله توسط دسته خاص از اورگانیزم ها انجام می گیرد.
مرحله اول: تجزیه مواد پیچیده آلی به تركیبات ساده توسط باكتری های اسید ساز در این مرحله چند نوع از این باكتری ها با سرعت رشد و تولید مثل می نمایند درجه حساسیت این نوع باكتری ها نسبت به محیط چندان زیاد نیست.

باكتری هایی اسید زا هستند مواد پیچیده آلی را تجزیه كرده و در درجه اول مواد را به اسید استیك () و اسید پروبیوتیك () تبدیل كرده و در این مرحله آمونیاك و تولید می شود.
مرحله دوم: اورگانیزمهای متان ساز اسیدها را به و متان تجزیه می نمایند. رشد و نمو و تولید مثل این گروه از باكتری ها به كندی صورت گرفته و نسبت به محیط خود بسیار حساس هستند و آنچه مسلم است در مخزن تخمیر بیوگازی باید تعادل این گروه از باكتری ها به صورتی باشد كه متان سازها فقط اسیدهایی را كه اسید سازها تولید می كنند به مصرف برسانند.
لازم به ذكر است زمانیكه اسید سازها فعالیت بیشتری نسبت به متان سازها داشته باشند محلول كاهش یافته و جلوی رشد باكتری های متان ساز گرفته می شود تا سر انجام عمل هضم متوقف گردد

انواع تخمیر :

معمولاً تخمیر را می توان بر مبنای شرایط محیطی تقسیم بندی كرد:
1 تخمیر پسیكروفیلی (زمان اقامت پیش از 100 روز و دمای واكنش 20-10 درجه سانتی گراد)
2 تخمیر مزوفیلی (زمان اقامت بیش از 20 روز و دمای واكنش 35-20 درجه سانتی گراد.)
3 تخمیر ترموفیلی ( زمان اقامت آن 8 روز و دمای واكنش 60-50 درجه سانتی گراد است.)
نوع سوم روش مورد نظر در واحدهای ساده بیوگاز مورد استفاده قرار نمی گیرد و مورد نظر 8-7 و در همان محدوده باید قرار گیرد و تغییر نكند یعنی نه اسیدی و نه قلیائی شود.

4- موارد مورد استفاده در واحدهای بیوگاز:
اصولاً بیوگاز را می توان از هر ماده آلی بدست آورد ماده اولیه شامل موادی مثل ساقه غلات كه ابتدا باید قبل از هضم بصورت كمپوست باشد و كاملاً خرد شده باشد (كوتاه) دوره كمپوست پیش بینی شده برای مواد لیگنن زمانی است كه آب بنفش متمایل به آبی از آن بدست آید كه تقریباً باید بیش از 10 روز پوسیدگی بطول انجامد. لازم به ذكر است كه تولید بیوگاز با اضافه شدن زمان پوسیدگی به 20 روز خیلی بهتر می شود. در عمل هضم مواد آلی و در جریان آن مواد معدنی و فلزات موجود در آن بعنوان عاملی برای بهتر انجام شدن عمل تخمیر محسوب می گردند.

5- میكرو ارگانیزم های تولید كننده متان :
اركئو باكترها نسبت به دیگر باكتری ها متفاوت بوده و از چندین لحاظ قابل تمایز از باكتریهای دیگر هستند. از نظر محیط زندگی اغلب در محیطی اشباع زندگی می كنند.
یكی از گونه های مختلف اركئوباكترها هالوباكترها هستند اغلب در محیطی با غلظت نمك () بالاتر از زندگی كرده و در غلظت كمتر از قادر به رشد نیستند. لازم بذكر است كه آب دریا تنها دارای است.

سولفولوبوسها یكی از انواع آركئوباكترها بوده و مناسب برای ادامه حیات و زندگی 2 الی 3 بوده و درجه مناسب زندگی 80-70 درجه سانتی گراد است, عموماً در محیطهایی بنام زندگی می كنند. سولفوریا اسید سولفوریك را اكسید كرده و دارای انواع مختلفی هستند كه از روی تأتیر های متفاوتی كه روی سولفورها دارند و روشهای خاص مورد استفاده به انواع مختلف تقسیم بندی می شوند و. فاقد دیواره سلولی اند و بدون تروبوپلاسما هستند دمای اپتبم آنها 55 درجه سانتی گراد و متوسط برای ادامه حیات حدود 2 است.

در راستای معرفی گونه های اركئوباكتریا می توان متانوژنزها را نیز نام برد كه در بحث مورد نظر ما دارای اهمیت بیشتری هستند.
متانوژنزها : باكتری های بی هوازی هستند كه معمولاً باید در محیطی وجود داشته باشند كه یك ماده اكسید شونده با قدرت 200 در آن محیط باشد و از طرفی در عین حال بی هوازی بودن محیط زندگی مهم است. و از طرفی وجود الكترون پذیرهایی مانند نیتروژن بسیار مهمتر از غیاب اكسیژن در مورد بقاء این باكتریها است.

در ادامه نیز باكتریهای سولفات ردوكتاز و سولفیت ودوكتاز نیز جزء این دسته از باكتری ها هستند كه از هیدروژن محیط استفاده نموده و محیط رشد و تكثیر ساده تری دارند. اما بطور كلی باكتری های تولید كننده متان از و برای تولید انرژی استفاده می كنند.
1-5 تولید متان و میكرواورگا نیز مهایی كه در آن درگیر هستند.
تخمیر متان یك تكنولوژی منحصر به فرد است كه قادر است تمام پلی مرهای موجود در مواد را به متان و تبدیل كند. این عمل توسط میكرواورگانیزمها در شرایط بی هوازی انجام می شود.

از میكرواورگانیزمهایی كه در جریان این عمل فعالیت دارند می توان: اسید وژنزها- تولید كننده های هیدروژن – استوژنزها و متانونزها را نام برد.
1-1-5 هیدرولیز كننده ها و تخمیر كننده های متان از جمله استرژنزها :
عمل تخمیر حاصل از برخورد متابولیكی گونه های مختلف میكرواورگانیزمها است.
این میكرواورگانیزمها و درجه اول برپایه یك آنزیم مخفی مواد پلی مریك را هیدرولیز كرده و بر مونومرهاشیان تبدیل می كنند. بطور مثال در مرحله اول گلوكوز و اسید آمینو كه هر كدام از آنها در نهایت به اسیدهای چرب, و اسید استیك تبدیل می شوند و در درجه دوم هیدروژن و اسیدهای چرب تولید شده بواسطه باكتریهای استرژیتك به پروپیون و اسید بوتریك تبدیل شده و سپس به و و اسید استیك تبدیل می كنند.

لیپدها و پروتئینها كه مواد پلی مریك هستند در درجه اول توسط یك آنزیم خارج سلولی در باكتریهای حاضر در مرحله اول بنام هیدرولاز, هیدرولیزی می شوند.
آنزیم های هیدرولیز كننده (لپیاز, پروتئاز, سلولاز, آمیلاز و;) مواد پلی مریك را تبدیل به مولكولهای مونومر تشكیل دهنده كوچكتر كرده و سپس باكتریها با بلعین این مواد به كار خود ادامه می دهند.

در جریان تخمیر متان یك سری پلی مرهای آلی وجود دارند كه دارای فعالیتهای هیدرولیكی هستند كه در این راستا اهمیت به سزایی دارند.
لیپاز: لیپیدها را به زنجیره ای از اسیدهای چرب تبدیل می كند در این مرحله در یك میلی لیتر ساده مورد نظر جمعیتی حدود 105 – 104 تجزیه كننده وجود دارد.
از باكتری هایی كه عامل تولید آنزیم لیپاز خارج سلولی هستند. و را میتوان نام برد.
زنجیره ای اسید چرب تولید شده اضافی توسط تنزل پیدا كرده و به تولید استبل كوآنزیم هدایت می شوند.
پروتئین : معمولاً به اسیدهای آمینه تبدیل شده كه این عمل توسط پروتوآزها انجام می شود كه از تولید كننده های این آنزیم می توان :

نام برد.
اسیدهای آمینه تولید شده می توانند به اسیدهای چرب از جمله به استات, پروپیونات و بوتیرات و آمونیاك تبدیل شوند كه باكتریهای تولید كننده و اسیدهای چرب به شرح زیر هستند.

پلی مرهایی از تبدیل نشاسته- سلولز- پكتین بوسیله سلولاز- آمیلاز و پكتینار هیدرولیز شده كه سلولازهای میكروبی متشكل از سه گونه است و این سه آنزیم دارای ساختمانی كربستالی بوده و در تولید گلوكز هر سه با هم همكاری دارند.

a)
b)
c)

قند ها و اسید های چرب و اسیدهای آمینه تولید شده بواسطه باكتریهای تجزیه كننده دارای متابولیزم پی در پی هستند كه این باكتری ها عموماً مواد را به استات, پروپیونات, بوتریتات لاكتات اتانول و هیدروژن تخمیر می كنند.
2-1-5 استوجنزها و دهیدروژنزها :
اگر در یك محیط مقدار 20 درصد استات و 4 درصد را با هم مخلوط كنیم توسط باكتریهای استوجنیك به قند و اسید آمینه تبدیل می شوند كه این مواد تولید شده توسط این باكتری در شرایط بهتر به اسیدهای چرب تبدیل می شوند.
باكتریهای استوجنیك تولید كننده ناچار به تولید استات و هیدروژن از اسیدهای چرب هستند باكتریهای و در تجزیه اسیدهای چرب دخالت دارند.
روند تجزیه اسیدهای چرب توسط باكتری

ششش

3-1-5
به مجموعه بیولوژیكی از تولید كننده های بی هوازی متان اتلاق می گردد.
متانوجنزها كه ناچاراً بی هوازی هستند به یك پتاسیل كاهش كمتر از 300 برای رشد و نمو نیاز دارند استات و نسبت با هم به عنوان عامل مهم و لازم برای تبدیل فرمات, متانول, متیل آمینها و به در محیط طبیعی به حساب می آید.
تقسیم بندی متانوجنزها : متانوجیزها به 2 گره تبدیل می شوند 1- محتاج به استات
2- محتاج به
استات بواسطه 2 باكتری و استفاده می شود كه هر كدام دارای اشكال مختلف هستند:

انرژی لازم برای تولید متان :
سسس
6 ـ اصولی از ساختمان دستگاههای بیوگاز:
ساختمان یك دستگاه بیوگاز عموماً به طور كلّی از دو حوضچه ورودی و خروجی، یك محفظه تخمیر و یك محفظه گاز تشكیل می‌شود كه با توجه به شرایط خاص اقلیمی و امكانات فنی و مالی به شكلهای مختلف ساخته شده و بهره‌برداری می‌شود.
آنچه مسلم است در همه روشهای دستگاهی بیوگاز سعی بر این است تا مواد اولیه با آب مخلوط شده و از طریق حوضچه ورودی به داخل محفظه تخمیر فرستاده شود. این مواد پس از تخمیر و تولید گاز با اضافه شدن مواد جدید و با استفاده از خاصیت ظروف مرتبط از طریق مجرای ویژه‌ای به حوضچه خروجی یا حوضچه كمپوست منتقل می‌گردد. محفظه گاز به طور عام در قسمت بالای مخزن تخمیر قرار گرفته است و عمل جمع‌آوری و ذخیره گاز را انجام می‌دهد. پس از شروع كار دستگاه گاز مورد نظر روزانه با از طریق شیر مخصوص گاز كه در بالای این مخزن قرار دارد به محل مصرف فرستاده خواهد شد.

تعبیه مخزن برای مخلوط نمودن مواد اولیه در حوضچه ورودی و نیز محفظه تخمیر عملیاتی است كه اخیراً در بسیاری از دستگاههای بیوگازی معمول گردیده است. این عمل موجب تسریع و بهبود عمل تخمیر است كه نتیجتاً موجب تولید گاز بیشتری می‌گردد.
اخیراً طرحهایی كاملاً مختلف و متفاوت ویژه مناطق گرمسیری و نیز آب و هوای معتدله تدوین یافته و در دست احداث است.
طرح پیوسته با سر ریز شدن در بسیاری از محلهای زندگی، كودها و فضولات و یا فاضلاب را در مرداب یا حوض جمع كرده و آن را می‌پوشانند و بیوگاز تولید شده را در دام انداخته و از نیروی آن برای كارهای متفاوت استفاده می‌كنند.
واحدهای بیوگازی اصولاً به 2 گروه دسته‌بندی می‌شود:
1)‌ واحدهای پیوسته ()
2)‌ واحدهای ناپیوسته

1 ـ 6 واحدهای پیوسته
طرح پیوسته با سر ریز شدن بطور خودكار خالی می‌شود و طرح ناپیوسته بعد از گذشت زمان مشخص باید خالی شود كه متشكل از یك منبع بزرگ یا چندین منبع است. از طرفی انواع واحدها از روی نوع محل جمع‌آوری گاز به سه گروه: بالنی، مخزن گاز ثابت و مخزن گاز شناور تقسیم می‌شوند.
برای مدل واحدهای پیوسته سه مدل وجود دارد:
مدل اول: یك تانك و مخزن عمودی داشته باشد.

مدل دوم: مخزن افقی
مدل سوم: چند مخزنی با مخزن بزرگ
در عمل یك طرح صحیح برای تولید و تهیه كردن بیوگاز مورد استفاده طرح پیش‌بینی شده است.
در مدل ناپیوسته مخزن تجزیه برای ساختن خیلی ساده است. این عمل بدین خاطر است كه برای مواد آلی عمل تجزیه تكرار شود و عمل تجزیه با این كار تحریك شود. برای نگهداری و حبس این مواد باید نظارت کافی را به عمل آورد و فاكتورهای دیگر را توسعه داد و یك تجزیه زمانی تمام می‌شود كه مواد باقی‌مانده برگشت‌ناپذیر باشند و باید این مواد را عوض كرد.

شکل 2- یک مخزن ناپیوسته
مدل پیوسته:
مواد آلی بطور منظم استفاده می‌شوند و فساد انجام می‌شود به این صورت كه مواد جدید جایگزین مواد قدیمی شده و مواد آلی همیشه در داخل مخزن دارای راندمان بالایی هستند.
مواد جدید با وارد شدن با یك نیروی مكانیكی مواد تخمیر شده و كهنه را به خارج از مخزن هل داده و خارج می‌كنند.

شکل3 – یک مخزن پیوسته
2-6 یك سیستم تجزیه خوب
باید به سیستم گرمای اندازه داده شود و دما متعادل نگهداری شود و نیز تغییرات در آن تكرار نشود چون ممكن است كه فعالیت میكرواورگانیزمها برعكس شود و باكتری برعكس عمل كند. دادن یك دمای مناسب به یك سیستم باعث افزایش راندمان تولید بیوگاز می‌شود. بهترین دما برای سیستم طی مطالعات انجام شده () است.
نمای كلی یك مولد بیوگاز و چگونگی بهره‌برداری از آن

شکل 4-
7 ـ عوامل محیطی مؤثر در فرآیند تولید بیوگاز:
1 ـ 7 درجه حرارت:
واكنشهای غیر هوازی در دستگاههای بیوگاز عموماً در گرمای 110 الی 60 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد. باكتری‌های فعال در درجه حرارت 30 الی 40 درجه سانتی‌گراد به مزوفیلیك () و آنهایی كه در 45 تا 60 درجه سانتی‌گراد فعالیت حیاتی دارند به باكتری‌های ترموفیلیك () مشهور هستند. برحسب معمول اغلب دستگاههای بیوگاز در حد فعالیت باكتری‌های مزوفیلیك عمل نموده و درجه مطلوب آنها معادل 35 درجه سانتی‌گراد است.

طبق بررسی‌های بعمل آمده میزان تولید گاز در درجه حرارتهای بالاتر از 45 درجه سانتی‌گراد بیشتر از حرارتهای پائین است. بدیهی است نگهداری سیستم در حرارت بالاتر موجب هزینه بالا و بروز اشكالاتی در مایعات مخزن خواهد بود.
ازدیاد درجه حرارت تا حدود چند درجه تغییرات مهمّی در عكس‌العملها و شرایط باكتری‌ها بوجود نمی‌آورد ولی كاهش ناگهانی این حرارت موجب توقف فعالیت باكتری‌های متان ساز شده و همانگونه كه گفته شد موجب توقف تولید گاز خواهد شد. افزایش حرارت مخزن تخمیر به صورتهای گوناگون امكان‌پذیر است اصولاً سبك ساختمانی دستگاههای بیوگاز در مناطق سردسیر و گرمسیر تفاوت زیادی دارد. دستگاههای چینی بعلت قرارگرفتن در عمق خاك نقش بسیار زیادی در ازدیاد درجه حرارت و نگهداری گرما می‌نماید.

 

شکل 5 – عوامل فیزیكی و شیمیایی مؤثر در انجام عملیات تجزیه بی‌هوازی
عوامل حد مناسب عوامل جهت انجام گرفتن عملیات
حرارت 35 پائین‌تر از 15 درجه سانتی‌گراد تولید گاز خیلی كم است
پ هاش برای مواد زائد كشاورزی بین 5/2 تا 5/8
زمان نگهداری مواد در مخزن 15 روز در حـرارت 35 درجـه و بیشتـر از 60 روز در حـرارتهـای 20 ـ 15
میزان بارگیری بصورت مواد آلی 5 تا 6 كیلوگرم بر هر متر مكعب ظرفیت مخزن در روز مواد قابل احتراق

تولید گاز 4/0 تا 6/0 متر مكعب بر هر كیلوگرم مواد خشك قابل تجزیه
نسبت رقیق كردن مواد 9 ـ 5 درصد مواد خشك
مخلوط كردن مواد در داخل مخزن الزامی نیست
نسبت كربن به ازت 1: 30 ـ 20 برحسب وزن كربن قابل تجزیه
مواد سمّی سولفیدها كمتر از 200 میلی‌گرم در لیتر ـ جیوه كمتر از 2 میلی‌گرم در لیتر ـ آمونیاك كمتر از 2500 میلی‌گرم در لیتر

در مدل‌های هندی با عایق‌كاری مخزن تخمیر بوسیله كاه و كلش و امثال آن این مخازن را گرم نگه می‌دارد.
استفاده از انرژی خورشیدی و نیز تعبیه روشهای مختلف از قبیل لوله‌های آب گرم و مبدّلهای حرارتی نیز در بسیاری از دستگاههای صنعتی معمول است. بهر حال تولید گاز بستگی زیادی به درجه حرارت مخزن تخمیر داشته است. درجه حرارت در تانك تخمیر موجب اضمحلال بسیاری از باكتری‌های بیماری‌زا و انگلها گردیده و شرایط ویژه‌ای را در تهیه كود بهداشتی بوجود می‌آورند.

شکل 6 – منحنی تبدیل مواد زائد به گاز در 37 درجه سانتیگراد
2 ـ 7 مواد آلی:
در صورتی كه بصورت مایع در تانك تخمیر تخلیه شوند تنها قسمتی از آنها به گاز متان و معدود گازهای دیگر تبدیل می‌شوند.
بخشی از این مواد تخمیر نشده و در تانك باقی می‌ماند و یا بصورت لجن و پس‌مانده از تانك خارج می‌شوند.

شکل 7- میزان تولید گاز متان برحسب نوع فضولات
نوع فضولات متان تولید شده برحسب فوت مكعب در مجموع مواد خشك
خوك 8 ـ 6
گاو ـ هندوستان 7/4 ـ1/3
مرغ 9 ـ 6
چمن ـ علف 5/6 ـ 6
گیاهان سبز و پس‌مانده میوه 5/6 ـ 6

شکل 8 –
نوع مواد درصد گاز متان در بیوگاز تولید شده درصد مواد
فضولات مرغی 8/59 100
فضولات مرغی و خمیر كاغذ 60 69 31
فضولات مرغی و روزنامه 1/66 50
فضولات مرغی و علف چمنی 1/68 50
پهن گاو 2/65 100
پهن گاوی و علف چمنی 1/51 50
جلبكها 63
ساقه غلات 59
برگها 58
زباله آشپزخانه 50

3 ـ 7 رطوبت و آب مورد نیاز:
میزان آب در مواد اولیه‌ای كه قرار است مورد عمل تخمیر قرار گیرند باید حدود 90 درصد از وزن كل مواد را تشكیل دهد. وزن سایر موادی كه قابلیت خشك شدن را دارند تا حدود 10 درصد برآورده شده است آنچه مسلم است ازدیاد و نقصان زیاده بر حد رطوبت مواد اولیه در تانك تخمیر تأثیر مستقیمی در تولید گاز دارد. بطور كلی بر اساس آزمایشهای انجام شده در بسیاری كشورها نسبت آب به مواد اولیه نصف یا چیزی در حدود بررسی گردیده و مورد تأیید قرار گرفته است.

4 ـ 7 :
باكتری‌های متان‌ساز نسبت به محیط حساسیت خاصی دارند. محدودیت برای فعالیت این‌گونه باكتری‌ها از 8/6 الی 2/7 بررسی گردیده است. قابل تذكّر است كه بطور كلّی فعالیّت باكتری‌های متان‌ساز و دیگر اورگانیزمهای غیر هوازی عموماً در محیطی با 8/6 الی 8 امكان‌پذیر است. نوسان شدید محیط و كم و زیاد شدن نابهنگام شرایط آن از نظر اسیدی در دو صورت باعث متوقف شدن عمل تخمیر و قطع گاز می‌گردد.
افزودن فضولاتی كه دارای خاصیت اسیدی باشند باعث كم‌شدن یعنی اسیدیته زیاده بر حد محیط گردیده، در نتیجه باكتری‌های ویژه مولّد گاز نمی‌توانند با سرعت كافی مواد اسیدی را تخمیر نمایند. بنابراین عمل تجزیه تا زمان برقراری تعادل یعنی رشد كافی باكتری‌ها متوقف می‌گردد. در صورتیكه افزایش یابد یعنی محیط زیاده بر حد بازی شود (قلیائی) عمل تخمیر به كندی صورت می‌گیرد تا به اندازه كافی تهیه شده و در نتیجه محیط تخمیر در حد متناسب اسیدی گردیده و تعادل خود را حفظ نماید. تخمیر كامل فضولات حیوانی در حرارت متناسب در حدود 50 روز بطول می انجامد. بدین صورت بیش از گاز در هفته اول و در هفته دوم تولید شده و مابقی گاز تا اواخر هفته ششم ادامه خواهد یافت. افزودن مواد خام تازه با درصد زیادی می‌تواند باعث اسیدی شدن مواد در حال تخمیر گردد.

بر اساس مطالعات انجام شده در چین افزودن آهك برای برقراری بین 7 الی 8 همواره نتایج خوبی به بار آورده است.

5 ـ 7 نسبت كربن به ازت:
مواد خام مورد مصرف دستگاههای بیوگاز مستقیماً از پهن گاوی یا مخلوطی از بقایای گیاهی و نیز مدفوع و دیگر فضولات انسانی تشكیل می‌شود.
وجود فضولات حیوانی و گیاهی در محفظه تخمیر موجب خواهد شد تا با وجود سلولز گیاهی و مواد ازته در محلول نسبت كربن به ازت كه از اساسی‌ترین شرایط محیط در این مخزن است تنظیم شود.

باكتری‌های بی‌هوازی برای زندگی و انجام فعالیتهای خود احتیاج به كربن و ازت دارند. در این حالت میـزان مصرف كربن آنها تقریباً 30 تا 35 برابر سریعتر از ازت است. كربن بصورت () و ازت به شكل نیتریت () و تركیبات آمونیاكی غذای اصلی باكتری‌ها می‌باشند.
اصولاً كربن برای تولید انرژی و ازت به منظور ترمیم ساختمان سلول باكتری‌ها بكار برده می‌شود. بنابراین اضافه نمودن مواد خام گیاهی و دقّت در تركیب مواد اولیّه دستگاهی بصورتی كه نسبت حدود 30 باشد اقدام مؤثری برای بهبود وضع فعالیّت باكتری‌های غیر هوازی و در نتیجه سرعت در عمل تخمیر می‌باشد.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله مواد به كار رفته در روش سل–ژن 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  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


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

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.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

تحقیق در مورد كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 تحقیق در مورد كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند دارای 12 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق در مورد كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 تحقیق در مورد كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن تحقیق در مورد كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند :

كشفیاتی كه مزه جهان را شیرین تر كردند
قندها در طبیعت به وفور یافت می شوند. از میان آن ها، نشاسته و ساكارز (قند معمولی) جایگاه ویژه ای در برنامه غذایی ما دارند. با وجود این، این مواد شیرین، زندگی را به كام گروه نه چندان اندكی از انسان ها تلخ كرده اند. چاقی، بیماری عصر ماست. افراد چاق به رژیم غذایی با كالری كم نیاز دارند. از آن جا كه قندها از میزان كالری بالایی برخوردارند و به راحتی به چربی تبدیل می شوند، كاهش میزان مصرف آن ها در برنامه غذایی این افراد ضروری است. اما میل انسان به خوردن مواد شیرین ، یكی از عواملی است كه احتمال موفقیت چنین رژیم هایی را كاهش می دهد.

قندها در بیماران مبتلا به مرض قند (دیابت) نیز مشكلات فراوانی می آفرینند. در حقیقت، در این بیماران، قند حكم سم مهلكی را دارد كه اثرات مخرب خود را بر تمامی بخش های بدن اعمال می كند. از طرف دیگر، مهمترین عامل پوسیدگی دندان ها، مصرف بیش از اندازه مواد قندی است.
شیرین كننده های مصنوعی از جمله «ساخارین» و «آسپارتام» به ما امكان داده اند

نوشابه ها، شكلات ها و مرباهای رژیمی تولید كنیم.این شیرین كننده ها انرژی قابل ملاحظه ای تولید نمی كنند و برخی از آن ها بدون آن كه وارد روندهای سوخت و سازی بدن شوند، دفع می شوند. میزان شیرینی این تركیبات بالاست و می توان با مقادیر اندكی از آن ها، رژیم های غذایی كم كالری و در عین حال ذائقه پسندی را برای افراد چاق ترتیب داد، به افراد دیابتی كمك كرد و دندان های سالم تری داشت. این تركیبات كه مواد غذایی و نوشیدنی های «بدون قند» را به ارمغان آورده اند، تحفه اتفاقات جالبی هستند.

ساخارین: این شیرین كننده سیصد برابر شیرین تر از ساكارز است و یك شیمیدان آلمانی به نام «كنستانتین فالبرگ» آن را كشف كرد. وی در سال 1879 در دانشگاه «جان هاپكینز» روی تركیبات آلی كار می كرد. یك شب پس از بازگشتن از آزمایشگاه و هنگام صرف شام، متوجه مزه شیرین عجیبی در دستان خود شد. فالبرگ احتمال داد كه آن مزه از ماده ای در آزمایشگاه سرچشمه می گیرد. صبح كه به آزمایشگاه بازگشت به دقت روی میزها، قفسه ها و ظروف آزمایشگاه را وارسی كرد تا سرانجام به سرچشمه شیرینی پی برد. وی با تحقیقات بیشتر توانست ساختمان شیمیایی ماده شیرینی را تعیین كند كه آن را ساخارین نامید و راه را برای تولید انبوه آن هموار كرد.

آسپارتام:این شیرین كننده، دویست برابر شیرین تر از ساكارز است و «جیمز اشلاتر» در سال 1965 آن را كشف كرد. او برای تولید دارویی برای درمان زخم معده تلاش می كرد. وقتی برای داشتن راحت تر قطعه كاغذ انگشت های خود را به دهان برد، متوجه مزه شیرین جالبی شد. اشلاتر آن ماده را جداسازی و ساختمان شیمیایی آن را معلوم كرد. جالب این كه، این ماده بسیار شیرین از تركیب یك ماده بی مزه به نام «اسید آسپارتیك» و یك ماده تلخ به نام «فنیل آلانین» به دست می آید.

سیكلامات:این شیرین كننده، چهل برابر شیرین تر از ساكارز است و یك دانشجوی مقطع تحصیلات تكمیلی به نام «میشل اسودا» در سال 1937 آن را كشف كرد. او روی تولید تركیب ضد دردی به نام «سدیم سیكلو هگزیل سولفامات» كار می كرد. روزی هنگام كار در آزمایشگاه مشغول سیگار كشیدن بود و برای لحظه ای سیگار را روی میز كارش قرار داد. وقتی بار دیگر سیگار را به دهان گرفت، متوجه مزه شیرین ته سیگار شد. بی درنگ همه تركیباتی را كه روی میز كارش بود، چشید تا سرانجام عامل شیرینی سیگارش را كشف كرد. وی آن را سیكلامات نام نهاد.

سوكرولوز:این شیرین كننده بیش از ششصد برابر شیرین تر از ساكارز است و آن را یك دانشجوی خارجی كه به زبان انگلیسی تسلط نداشت، در كالج سلطنتی انگلستان كشف كرد. وی در سال 1976 درخواست استادش مبنی بر بررسی (Test) یك قند كلردار را به غلط، چشیدن (Taste) آن تركیب تعبیر كرد. او متوجه شد كه آن تركیب، شیرینی فوق العاده ای دارد و به این ترتیب شیرین كننده دیگری را به دسته شیرین كننده های مصنوعی افزود.

پتاسیم اسسولفام:این شیرین كننده، صد و سی بار شیرین تر از ساكارز است و آن را یك شیمیدان آلمانی به نام «كارل كلائوس» در سال 1967 كشف كرد. او كه مشغول بررسی چند تركیب شیمیایی بود و هنگامی كه برای برداشتن راحت تر قطعه ای كاغذ سرانگشت خود را به دهان برد، متوجه مزه شیرین جالبی شد.
در تمامی موارد یاد شده، دانشمند در جست وجوی چیز دیگری است كه تحفه اتفاق نصیب او می شود. این كشف های اتفاقی را در زبان انگلیسی Serendipity می گویند. شاید شما از طریق كارتون سرندیپیتی با این واژه آشنا شده باشید. این واژه ریشه در یك افسانه ایرانی به نام «سه شاهزاده سرندیب» دارد كه در آن بازیگران اصلی داستان به طور اتفاقی، كشف های مهمی انجام می دهند. البته، همان طور كه در داستان آمده، آنان از فراست و زیركی فوق العاده ای برخوردار بوده اند.
بنابراین، می توانیم نتیجه بگیریم كه تحفه اتفاق، نصیب كسانی می شود كه از هوش و فراست فوق العاده ای برخوردارند. درست است كه برداشتن قطعه ای كاغذ یا كشیدن سیگار به كشف های مهمی انجامیدند، اما زیركی و پشتكار محققان نیز در این راه نقش مهمی داشته است. چنان كه اغلب آنان برای پیدا كردن سرچشمه شیرینی تمام مواد موجود در آزمایشگاه یا حداقل روی میزكارشان را بررسی كردند. در حقیقت آنان كشف دوباره ای انجام دادند.

توصیه های کاربردی برای کاهش مصرف قند

متاسفانه امروزه شاهد افزایش روزافزون مصرف قند و غذاهای شیرین هستیم . به تدریج که ذائقه مردم به غذاهای شیرین عادت می کند، کارخانجات مواد غذایی نیز روز به روز، محصولات شیرین تری به بازار روانه می کنند و این سیکل معیوب، پبوسته در حال چرخش است. با یک محاسبه سرانگشتی و ساده به طور متوسط هر فرد بین 20-15 قاشق چای خوری شکر ( مجموع قند مصرفی روزانه و قند به کار رفته در محصولات غذایی ) در روز مصرف می کند که این مقدار، بسیار بیشتر از نیاز بدن است.

عادت کردن به مصرف زیاد مواد شیرین که به طور معمول از همان کودکی رخ
می دهد، عوارض جسمانی متعددی نظیر اضافه وزن ، دیابت ، بیماری قلبی و آرتریت را در سنین بالاتر به دنبال خواهد داشت.
قند و ترکیبات حاوی قند، انرژی زیادی به بدن می رسانند، در حالیکه فاقد مواد مغذی لازم هستند.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله ارائه طرح های خلاق و ایده های نو در آموزش شیمی

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله ارائه طرح های خلاق و ایده های نو در آموزش شیمی دارای 23 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ارائه طرح های خلاق و ایده های نو در آموزش شیمی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 ارائه طرح های خلاق و ایده های نو در آموزش شیمی،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله ارائه طرح های خلاق و ایده های نو در آموزش شیمی :

چكیده
زندگی بدون یادگیری و آموزش، همچون مردابی در حال تقلیل و فساد است. از زمانی كه آموزش و یاددادن شروع شد، نحوه انجام دادن این فعالیت یعنی چگونگی آموختن و روش های تدریس مورد توجه دست اندركاران قرار گرفت.
در مسیر تاریخ، فنون، مهارت های گوناگون در زمینه روش های تدریس، تولید و ارائه شده است و روش های تدریس جزو مهارت های فنی و حرفه ای معلمان محسوب می شود و هنر معلم در كیفیت انتقال و اجرای آنهاست.
در این تحقیق  انواع روش های تدریس فعال كه بتواند یادگیری مؤثر و اكتشافی ایجاد كند و همچنین فعالیت های دانش آموز را تقویت كند ارائه شده تا معلم بتواند با ابتكارات و نوآوری های خود در تدریس خود از روش علمی استفاده كند.
یادگیری دارای سطوح مختلفی است كه شامل به خاطر سپردن- درك و فهم- كاربرد- تجزیه و تحلیل- تركیب و نوآوری و داوری و ارزشیابی است. معلم با آگاهی از این سطوح باید تدریس فعال و دو سویه انجام دهد. همچنین در طرح پرسش های امتحانی از تمامی این سطوح سئوالات طرح نماید تا دانش آموز بتواند مطالب آموخته شده را عمیق تر درك نموده و خود نیز فعالیت علمی انجام دهد و همچنین از نمره خود احساس رضایت و تلاش بیشتر داشته باشد به بیان دیگر نمره وسیله ای شوق انگیز باشد نه برای شلاق زدن برای اینكه دانش آموزان به طور عملی فعال شوند باید كلاس را گروه بندی كرد طبق تحقیقات انجام شده فقط گروه های 3 تا4 نفره كارآیی لازم را دارند و چون دانش آموزان از نظر ویژگی های عاطفی و درسی متفاوتند بهتر است كار گروه بندی با توجه به علایق و سطح درسی شان انجام شود تا همه‌ی افراد گروه فعال و مسئول باشند.
تكلیف مناسب حلقه اتصال و انتقال آموخته های كلاس به فضای خارج از كلاس است اما باید دانست تمرین وسیله ای برای یادگیری نیست بلكه عاملی برای ایجاد مهارت است و باید در انتخاب تكلیف و تمرین به دانش آموز دقت و توجه خاص داشت.
 
مقدمه
با كنار رفتن مفهوم قدیمی یادگیری كه بیشتر بر روی انتقال انبوهی از معلومات به مغز دانش آموزان تأكید می كرد و با توجه به مفهوم جدید یادگیری های رفتاری برای حل مسائل فردی و اجتماعی در آموزش و پرورش گام های بلندی برداشته شده است. هم اكنون میزان یادگیری را در توانایی و مهارت او در به كار بستن دانستنی ها و اصول علمی هنگام قرار گرفتن در موقعیت های جدید و برخورد با شرایط متغیر زندگی علمی و اجتماعی می دانند.
به این ترتیب روش قدیمی و سنتی عرضه كردن واقعیت های علمی فراوان در كتاب ها و انتقال یكطرفه آنها به وسیله معلم و بالاخره به خاطر سپردن موقت آنها توسط دانش آموز و پس دادن آنها به هنگام امتحان مورد نظر نیست. زیرا در عمل ارزش قابل توجهی ندارد و تغییر مؤثری در رفتار او از لحاظ طرز تفكر،‌كسب مهارت و پرورش نگرش ها و معیارهای مطلوب علمی و اجتماعی به وجود نمی آورد.
درست است كه آموزش بر پرورش تقدم عملی دارد، یعنی پرورش بدون آموزش مطلوب، امكان پذیر نیست. با این حال هدف، پرورش دادن افراد با كیفیت های مطلوب و مطابق با معیارهای انسانی و اسلامی است. درس شیمی دبیرستان نیز یكی از این عوامل است یعنی هدف از آموزش شیمی دبیرستان، تربیت یك شیمیدان ماهر نیست. بلكه درس شیمی نیز وسیله ای برای پرورش است و در صورت پذیرفتن این موضوع اهمیت روش تدریس بر محتوا بیشتر پدیدار می شود.
روش های تدریس فعال
روش های تدریس از زوایای گوناگون قابل تقسیم بندی است. بعضی ها تقسیم بندی زیر را ارائه داده اند.
الف) روش تاریخی
1- روش سقراطی
2- نظام مكتبی در ایران
ب) روش های جدید
1- روش توضیحی        2- روش سخنرانی        3- روش اكتشافی
4- روش حل مسئله        5- روش مباحثه ای        6- روش پرسش و پاسخ
7- روش انفرادی        8- پروژه (واحد كار)        9- روش نمایشی
10- روش دریافت مفهوم    11- روش استقرایی        12- روش آزمایش و كاوشگری و;
بعضی از روش های تدریس، دانش آموز را منفعل و معلمان را فعال می كند. زیرا اطلاعات به صورت یك سویه داده می شود و در تدریس تعامل اندكی وجود دارد. این روش ها اكتشافی نیستند و معمولاً نمی توان از آنها به تنهایی برای اجرای تدریس استفاده كرد زیرا خسته كننده و ملال آورند.
بعضی دیگر از روش های تدریس معلم و فراگیرندگان را به نحو مطلوب فعال می كند و یاددهی- یادگیری با ارتباطات دو سویه اتفاق می افتد. در این روش ها تدریس به صورت منظمی شروع می شود و تا دریافت مفهوم ادامه می یابد، مانند  روش های استقرایی، حل مسئله، ایفای نقش و كاوشگری و; .
اگر فراگیران خود را در بطن فرایند آموزش ببینند و نقش راهبردی «اكتشاف مفاهیم و علوم» را درك كنند، در این صورت با علم تولید شده شریك می شوند، با كمال میل از آن دفاع و پشتیبانی می كنند و به كاربرد علوم اعتقاد و ایمان راسخ می یابند. در این جریان یادگیری در همه ابعاد (مهارت های ذهنی، مهارت های فیزیكی و طرز تفكر) اتفاق می افتد.
بنابراین معلم باید ویژگی ها و خصوصیات روش های تدریس یاددهی- یادگیری فعال را بداند و برای دست یابی به آنها اهتمام ورزد. در تدریس خود از روش علمی استفاده كند. اگر مجموععه فعالیت های یك معلم بر اساس موارد زیر باشد او در تدریس خود از روش علمی استفاده كرده است.
1) آغاز و پایان كار خود را پیش بینی كند.
2) فعالیت ها و تجارب آموزشی مناسبی تنظیم كند.
3) ابزارها و وسایل آموزشی و كمك آموزشی لازم را به درستی انتخاب كند.
4) آزمون های ارزشیابی را به طور دقیق و مؤثر تهیه كند.
5) طرح خود را با مهارت و اطمینان كامل در كلاس اجرا كند.
6) تغییر رفتار مطلوب در دانش آموزان به وجود آورد.
توضیح دادن در دبیرستان
توضیح دادن یعنی فهماندن مطلب به فرد دیگر.
توضیح دادن می تواند به افراد در درك و فهم مفاهیم، علت و معلول، شیوه ها، هدف ها و مقصدها همبستگی (رابطه ها) و فرایندها كمك كند.
چون اغلب در تدریس از شیوه‌ی توضیح دادن استفاده می شود باید چندین نكته را مدنظر داشت.
1- نوع صدا و حركت ها می تواند توضیح ها را تقویت كند.
2- هدف از توضیح كاملاً روشن و مشخص باشد.
3- اگر مخاطبان توضیح را نفهمند، یا حقایق بیان شده را از قبل بدانند، توضیح عالی نیز می تواند بی فایده باشد و به بی حوصلگی منجر شود.
4- از وسایل كمك آموزشی مناسب بهره گرفته شود.
5- نكته های كلیدی (مفاهیم اساسی، اصول) مشخص شود.
6- در هنگام توضیح از سئوال های متوالی برای بررسی عمیق تر یك مسئله یا درك در سطوح بالاتر استفاده كرد .
7- تسلط چشمگیر بر تمام موضوع هایی كه تدریس می كنند.
8- مشاركت دادن دانش آموز در توضیح.
نمونه ای از یك نقشه مفهومی
نقشه‌ی مفهومی ابزاری برای نمایش اطلاعات در قالب یك سلسله نمودار و كادر متصل به هم است كه ارتباط منطقی بین مفاهیم به روشنی در آنها قابل مشاهده است و به نوعی،‌ بازنمایی تجسمی روابط معنادار بین مفاهیم محسوب می شود.

نقشه های مفهومی كه معمولاً به شیوه‌ی حركت از كل به جزء تنظیم می شود دارای بخش های هسته، رابطه و گروه است یعنی مطالب كلی تر و جامع تر در رأس قرار می‌گیرد و هر چه به پایین نقشه نزدیك شویم مفاهیم و مطالب جزئی تر می شوند.
نقشه های مفهومی  نشانگر روش های تفكر و  درك دانش آموزان و نیز شاخصی از دیدگاه های وی درباره‌ی آگاهی هایش و روابط بین آنها هستند.
برنامه‌ی درسی مبتنی بر نقشه‌‌ی مفهومی نسبت به برنامه های درسی مرسوم، مزیت های زیادی داردو استفاده از آن موجب درك عمیق مفاهیم و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان می شود.
سطوح مختلف یادگیر یو طرح پرسش های استاندارد
سطوح مختلف یادگیری عبارتند از:
1- به خاطر سپردن یا حافظه    2- درك و فهم یا تعبیر و تفسیر    3- كاربرد
4- تجزیه و تحلیل        5- تركیب و نوآوری            6- داوری‌وارزشیابی
بررسی و توضیح سطوح مختلف یادگیری
آ. سطح حافظه یا به خاطر سپردن
در این سطح پرسش هایی مطرح می شود كه دانش آموز آنها را در كتاب درسی خوانده است و به اتكای حافظه و به منظو تمرین در به خاطر سپردن مطالب به آنها پاسخ می‌دهد. با ارزشیابی پاسخ پرسش های این سطح فقط قدرت از بركردن تعریف ها، واقعیت ها و مفهوم ها و; را می توان سنجید.
به طوری كه ممكن است دانش آموز پاسخ كاملاً درستی به آنها بدهد ولی درك و استنباط و مهارت های او در این مورد محرز و مسلم نباشد. به عنوان مثال تعریف عنصر، تعریف ایزوتوپ- كاربرد گاز هیدروژن در صنایع غذایی نمونه ای از پرسش های در سطح حافظه می باشد.
ب. سطح درك و فهم
هرگاه یادگیرنده بتواند مطالب آموخته شده و حفظ كرده خود را با كلمات و جملات خود بیان كند، می توان گفت مطلب را فهمیده است. پیدا كردن یك نظام كلی در بین اطلاعات جمع آوری شده یا استفاده از نمودار و همچنین نتیجه گیری های كلی از مطالب پراكنده،‌ نشان دهنده دیگر فهمیدن مطلب است. در واقع وقتی دانش آموز بتواند به علت پدید ها پی ببرد می توان گفت آنها را فهمیده و درك كرده است. مثال: پرسش های زیر در سطح درك و فهم قررا دارد.
چرا مولكول Cl2 غیرقطبی ولی مولكول H2O قطبی است؟
چرا كاهش دما در واكنش ساخت آمونیاك به روش هابر، با انكه به سود تولید فراورده بیشتر است، توصیه نمی شود؟
پ. كاربرد
هرگاه یاگیرنده بتواند مطالبی را كه حفظ كرده و مفاهیمی را كه درك كرده در موارد جدیدی كه تا آن زمان روبرو نشده یا برای او توضیح داده نشده به كاربرد، از توانایی بالاتر ذهن خود سود برده است.
در درس شیمی اغلب، مسأله های عددی را در این طبقه جای می دهند. زیرا دانش آموز باید بتواند اطلاعات خود را درباره واكنش های شیمیایی و قوانین ترمودینامیك و; به كاربرد و با حل مسأله توانایی خود را نشان دهد. به عنوان مثال پرسش زیر در سطح كاربرد قرار دارد.
1) 50 میلی لیتر محلول سولفوریك اسید به غلظت 8/9 گرم بر لیتر چند گرم اسیدخالص وجود دارد؟
2) از دو محلول كه PH یكی 3 و دیگری5 است، غلظت یون های H+ در كدام بیشتر است؟
ت. تجزیه و تحلیل
در این سطح دانش آموز باید قادر باشد به توجه به عوامل گوناگون و مؤثر در مسأله مورد نظر آن را حل كند یعنی موضوع و مسأله را به قطعات و اجزای آن تجزیه كند و كلیه عوامل مؤثر در آن را مورد تحلیل قرار دهد، بدیهی است خواسته های آموزشی در سطح تجزیه و تحلیل بالاتر از سطوح درك و فهم و كاربرد قرار دارد در سطح كاربرد تأكید بیشتر بر روی استفاده از آموخته های پیشین است ولی در سطح تجزیه و تحلیل علاوه بر استفاده از معلومات قبلی باید از فعالیت های ذهنی بیشتری برخوردار بود.
مثال:
1) تفاوت خواص در یك دوره، در عنصرهای اصلی محسوس تر است یا در عنصرهای واسطه؟ چرا؟
2) چرا یك قطعه فلز با ضربه های چكش نمی شكند ولی بلور قند از هم می پاشد؟
ث. تركیب و نوآوری
در این سطح یادگیری، ضرر یادگیرنده از تركیب نتایج حاصل از تحلیل عوامل در طبقه چهارم، نتیجه ای به دست می آورد كه تا آن زمان در كلاس یا كتاب درسی مورد بحث قرار نگرفته است.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله نفت خام

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله نفت خام دارای 9 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله نفت خام  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 نفت خام،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله نفت خام :

نفت خام

نفت خام به انگلیسی Crude Oil و به روسی Naphra نامیده می‌شود که درحالت طبیعی به صورت مایع بوده و رنگ آن قهوه‌ای زرد مایل به سیاه است و دربرابر نور انعکاسی ، رنگ سبز بخصوصی از خود نشان می‌دهد.
مشخصات نفت
نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد. بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی
کربن 822 871
هیدروژن 118 147
گوگرد 01 55
اکسیژن 01 45
نیتروژن 01 15

جدول ازسلی (1985)
دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 01 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت می‌شود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده می‌شوند.

خواص فیزیکی نفت خام
ویسکوزیته
همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

ترکیبات مولکولی نفت خام
تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.

گروههای تشکیل دهنده نفت خام
هیدروکربنها (Hydrocarbons)
هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :
هیدروکربن‌های پارافینی (پارافینها)
هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها )
هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها)
غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)

این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V می‌باشد.

وزن مخصوص نفت خام
از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام بر مبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد. لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آن مهم است. اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجه بندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند. مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفت خام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقدار اندکی از درجه A. P.I کمتر می‌باشد.

سنجش وزن مخصوص نفت خام
سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط F 60 و P=1at سنجیده می‌شود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را بر حسب درجه A.P.I یا درجه Baume می‌دهد.
= درجه A.P.I امریکائی

= درجه Baume اروپایی
بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 می‌باشد. لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60F خواهیم داشت. لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.

تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام
از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام می‌شوند، تغییرات دما است. یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A. P.I افزوده می‌شود. همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام می‌گذارد.

انواع مختلف نفت برحسب A.P.I
نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I
نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I
نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I

وزن مخصوص نفت‌ها بستگی به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد، چگالی آن کمتر خواهد بود. بنابراین پارافین‌ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک‌ها بالاترین چگالی را دارند.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس دارای 7 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس :

طرح اكتشاف سنگ لاشه و مالون هوس

مقدمه :
معادن یكی از مهمترین بخشهای اقتصادی در جذب و تامین نیروی انسانی به شمار می آید و نیز در مواردی كه معدن با ذخیره و عیار خوب در نقاط پرجمعیت باشد. به آسانی می توان نیروی انسان لازم را از محل تامین نمود از طرفی استقلال اقتصادی و رسیدن به مرحله خودكفایی صنعتی انجام پذیر نخواهد بود. مگر آنكه بیشترین توجه را به صنعت و معدن معطوف داشته و از فعالیت های بی دریغ قانونگذار و مسئولیت محترم وزارت صنایع و معادن برخوردار گردد تا هر چه زودتر و با بهترین وضعیت ممكن چرخهای صنایع دیگر را به گردش درآورند.

به طور كلی نقش معادن در زیربنای اقتصادی كشور را در چهار محور اصلی می توان مورد بررسی قرار داد:

1- رسیدن به استقلال اقتصادی و رشد و توسعه صنایع مختلف 

2- شكوفایی بخشها دیگر اقتصادی
3- جذب و تامین نیروی انسانی
4- افزایش درآمد سرانه كشور

در راستای این اهداف والا اینجانب بی بی حمیده حسینی پیجویی های لازم را در محدوده مورد نظر را انجام داده و در پایان موافقت اصولی شماره 15800/4 مورخ 2/6/84 سازمان صنایع و معادن خراسان به نام اینجانب صادر گردید.

مشخصات محدوده اكتشافی :
محدوده به صورت شش ضلعی BEFGHI و به مساحت كلی 5 كیلومتر مربع و زوایای داخلی 360 درجه می باشد این شش ضلعی به مبدا مركز آبادی فریمان واقع در نقشه 250000/1 تربت حیدریه كه فاصله آن تا راس A برابر ده كیلومتر می باشد.

محل و موقعیت جغرافیایی و راههای دسترسی :
محدوده در شمال شرق كشور در استان پهناور خراسان می باشد این محدوده در نقشه توپوگرافی 250000/1 تربت حیدریه و تحت نظارت پاسگاه نیروی انتظامی فریمان قرار دارد.
نزدیكترین آبادی به این محدوده روستای هوس می باشد آب و هوای منطقه سرد و خشك كوهستانی و حداكثر میزان بارندگی در منطقه 250 میلیمتر در سال می باشد همچنین پائین ترین درجه دما 15- درجه و بالاترین آن در تابستان درجه است بلندترین نقطه 1800 متر و پائین ترین نقطه 1500 متر از سطح دریاهای آزاد می باشد. جهت دسترسی به ماده معدنی ابتدا در مسیر جاده فریمان به تربت حركت می نمائیم و پس از رسیدن به كارخانه قند فریمان از سمت چپ جاده وارد راه خاكی روستای هوس می شویم و پس از طی 3 كیلومتر به روستای هوس می رسیم ماده معدنی در فاصله 3 كیلومتری روستا قراردارد این روستا دارای جمعیتی در حدود 30 خانوار است كه اكثراً به شغل كشاورزی و دامداری مشغول می باشد.

در مجموع فاصله از فریمان تا معدن 15 كیلومتر می باشد كه 9 كیلومتر آن آسفالت
می باشد.

نوع ماده معدنی و زمین شناسی منطقه :
ماده معدنی مورد نظر سنگ لاشه و مالون ماسه سنگی می باشد كه درصد سیلیس آن بالا می باشد این سنگها تحت درجه فشار و حرارت سخت شده اند مجموعه مورد نظر در منطقه ای رسوبی به صورت مجموعه ای از سنگهای مختلف با روند گسترش غربی شرقی دیده می شوند سن كلی زمین شناسی در این مجموعه تریاس می باشد كه گاهاً فعالیتهای جدید ‌آتشفشانی باعث به هم ریختگی بیشتر مواد معدنی گردیده است در مجموعه فوق سنگهای آندزیتی ماسه سنگها و سنگهای آهكی (ماده معدنی مورد نظر) و گاهاً

مجموعه های بازالتی و توف دیده می شوند از نظر تكتونیكی منطقه نسبتاً فعال می باشد و سیستم های گسلی به چشم می خورند كه روند عمومی آنها شمال جنوب می باشد و از نوع گسلهای نرمال و تراست است فشارهای تكتونیكی در حلول زمان باعث جابجایی و بهم ریختگی در مجموعه فوق گردیده است سنگ مورد نظر با توجه به رنگ آن و همچنین مقاومت كه به دلیل سیلیس بالا می باشد به عنوان مالون و لاشه كاربرد دارد این سنگها به عنوان سنگی مناسب جهت پك سازی و پی بناهای مختلف در مناطق شهری و روستایی با توجه به قیمت و سختی و مقاومت آنها كاربرد فراوانی دارند.

عملیات اكتشاف پیشنهادی :
1- جاده سازی: جهت دسترسی به ماده معدنی 2 كیلومتر جاده سازی نیاز می باشد عملیات احداث این مسیر به صورت خاكبرداری و بغل بری و تسطیح راههای موجود می باشد كه توسط یك دستگاه لودر زنجیری امكان پذیر است.

2- احداث پیشكار اكتشافی: جهت بررسی كیفیت و كمیت سنگ و نمونه برداری جهت آزمایش احداث یك پیشكار به ابعاد 4×6×15 متر به صورت خاكبرداری و شكافتن سنگهای موجود كه به صورت خورده شده می باشد ضروری است.

3- انجام یك مورد آزمایش شیمیایی و مكانیكی سنگ به صورت كامل

4- حمل سنگ جهت بازاریابی و تست كاربردی پس از اخذ مجو از سازمان صنایع و معادن خراسان

5- تهیه نقشه توپوگرافی 1000/1 از محدوده رخنمونهای ماده معدنی و تهیه پروفیل های لازم زمین شناسی

6- برآورد ذخیره و تهیه گزارش نهایی اكتشاف

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله غنی سازی اورانیوم

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله غنی سازی اورانیوم دارای 21 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله غنی سازی اورانیوم  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

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 غنی سازی اورانیوم،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله غنی سازی اورانیوم :

غنی سازی اورانیوم

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 با دستگاه سانتریفیوژ
سانتریفیوژ دستگاهی است که برپای جدا سازی مواد از یکدیگر بر اساس وزن آنها استفاده می‌شود. این دستگاه مواد را با سرعت زیاد حول یک محور به گردش در می‌آورد و مواد متناسب با وزنی که دارند از محور فاصله می‌گیرند. در واقع در این روش برای جدا سازی مواد از یکدیگر از شتاب ناشی از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌گردد، کاربرد عمومی این دستگاه برای جداسازی مایع از مایع و یا مایع از جامد است. سانتریفیوژهایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می‌شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده‌اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می‌شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می‌کردند.

غنی سازی با دیفوزیون گازی Gaseous Diffusion
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. Gaseous Diffusion از جمله تکنولوژیهایی بود که ایالات متحده طی جنگ جهانی دوم در پروژه‌ای بنام منهتن (Manhattan) برای ساخت بمب هسته‌ای ، با کمک انگلیس و کانادا به آن دست پیدا کرد.

در این روش با تکرار استفاده از این صفحات فیلتر مانند ، بصورت آبشاری (Cascade) ، میزان 235U را به مقدار دلخواه بالا می‌بردند. این روش اولین راهکارهای صنعتی برای غنی سازی اورانیوم بود که کابرد عملی پیدا کرد. نمونه‌ای از سانتریفیوژهای گازی آبشاری که برای غنی سازی اورانیوم از آنها استفاده می‌شود. Hyper-Centrifuge اما در روش استفاده از سانتریفیوژ برای غنی سازی اورانیوم ، تعداد بسیار زیادی از این دستگاهها بصورت سری و موازی بکار می‌برند تا با کمک آن بتوانند غلظت 235U را افزایش دهند.

گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF6) در داخل سیلندرهای سانتریفیوژ تزریق می‌شود و با سرعت زیاد به گردش در آورده می‌گردد. گردش سریع سیلندر ، نیروی گریز از مرکز بسیار قوی تولید می‌کند و طی آن مولکولهای سنگینتر (آنهایی که شامل ایزوتوپ 238U هستند) از مرکز محور گردش دورتر می‌گردند و برعکس آنها که مولکولهای سبکتری دارند (حاوی ایزوتوپ 235U ) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می‌گیرند.
در این هنگام با استفاده از روشهای خاص گازی که حول محور جمع شده است جمع آوری شده به مرحله دیگر یعنی دستگاه سانتریفیوژ بعدی هدایت می‌گردد. میزان گاز هگزافلوراید اورانیوم شامل 235U که در این روش از یک واحد جداسازی بدست می‌آید به مراتب بیشتر از مقداری است که در روش قبلی (Gaseous Diffusion) بدست می‌آید، به همین علت است که امروزه در بیشتر نقاط جهان برای غنی سازی اورانیوم از این روش استفاده می‌کنند.

بزرگترین دستگاههای آبشاری سانتریفیوژ در کشورهایی مانند فرانسه ، آلمان ، انگلستان و چین در حال غنی سازی اورانیوم هستد. این کشورها علاوه بر مصرف داخلی به صادرات اورانیوم غنی شده نیز می‌پردازند. کشور ژاپن هم دارای دستگاههای بزرگ سانتریفیوژ است، اما تنها برای مصرف داخلی اورانیوم غنی شده تولید می‌کند.

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 می‌کند ( این نیرو به نیروی لورنتس معروف می‌باشد) 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

جدول کامل

عمومی
نام, علامت اختصاری, شماره Uranium, U, 92
گروه های شیمیایی اکتینیدها
دوره, بلوک 7 , f
جرم حجمی, سختی 19050 kg/m3, ND
رنگ سفید نقره ای فلزی

خواص اتمی
وزن اتمی 2380289 amu
شعاع اتمیcalc. 175 ND»pm)
شعاع کووالانسی ND pm
شعاع وندروالس 186 pm
ساختار الکترونی Rn]7s25f26d1]
-e بازای هر سطح انرژی

2,8,18,32,21,9,2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 5 (باز ضعیف)
ساختار کریستالی اورتورومبیک
خواص فیزیکی
حالت ماده
جامد (مغناطیسی)
نقطه ذوب 1405 °F

نقطه جوش 2070( K(7473 °F
حجم مولی 1249 »10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 477 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 1548 kJ/mol
فشار بخار
ND Pa at 2200 K
سرعت صوت 3155 m/s at 293.15 K
متفرقه

الکترونگاتیویته
138 «درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 120 J/kg•K
رسانایی الکتریکی 38 106/m اهم
رسانایی گرمایی 276 W/m•K)

1st پتانسیل یونیزاسیون 5976 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1420 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
iso

NA نیمه عمر DM DE MeV DP
232U {syn.} 68.9 y & SF 5.414 228Th
233U {syn.} 159,200 y SF & 4909 229Th
234U 0.006% 245,500 y SF & 4859 230Th
235U 0.72% 7.038 E8 y SF & 4679 231Th

اطلاعات اولیه
اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، U و عدد اتمی آن 92 می‌باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد، به گروه آکتیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته‌ای و سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در صخره‌ها ، خاک ، آب ، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.

خصوصیتهای قابل توجه
اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می‌باشد که کمی از فولاد نرم‌تر است. این فلز چکش‌خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic می‌باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالیسرب می‌باشد. اگر اورانیوم به‌خوبی جدا شود، بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می‌تواند به‌صورت شیمیایی به دی‌اکسید اورانیوم و دیگر گونه‌های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.

گونه‌های اورانیوم در صنعت
اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:
• آلفا (Orthohombic) که تا دمای 6677 درجه پایدار است.
• بتا (Tetragonal) که از دمای 6677 تا 7748 درجه پایدار است.

• گاما (Body-centered cubic) که از دمای 7748 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌خوارترین گونه اورانیوم می‌باشد.)
دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238> می‌باشند که U235 مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می‌شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu239 پلوتونیوم تجزیه می‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.

اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می‌کند.

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید