معرفی رشته مهندسی شیمی - مقطع کارشناسی

تکنولوژی مهندسی شیمی به کوششهای اولیه انسان برای استفاده از مواد خام طبیعی برمی گردد.
برای مثال استفاده از آب برای استخراج مواد معطر از گلها و برگها به منظور ساخت عطر و دارو. می توان گفت که قدیمی ترین تکنولوژیهای در مرحله بین دوران انسان شکارچی و دوران انسان مقیم بوجود آمد. کشاورزی و گله داری تنها موقعی فیزیک آشنا شده باشد. فرآیند مقیم شدن انسان حدود 7000 سال پیش در دوران نئولیتیک (Neolithic) بوقوع پیوست. 
گاهواره تمدن بشر در آسیای صغیر(ترکیه امروز) و در بین النهرین، سرزمین بین رودهای دجله و فرات (عراق امروز) و در سوریه و مصر بوده است. اینجا مکانهایی است که قدیمی ترین تمدن پیشرفته بشر با سازمان پیچیده حکومتی، سلطنتی،خط و پرستش مردگان آغاز شد. قدیمی ترین اشیاء برنزی دوران برنز که پس از دوران نئولیتیک می باشد از بین النهرین آمده است. یادآوری می شودکه چین را نمی توانیم در این مرحله ذکر کنیم زیرا هیچگونه مدرک کتبی چینی موجود نیست. ولی احتمالاً پیشرفتهای چین نیز نظیر آسیای صغیر می باشد. در حفاریهای باستان شناسی در چین اشیاء جالب هنری و فرهنگی مورد استفاده در 7000 سال پیش پیدا شده است، تبادل فرهنگ و اختلاط تمدن باعث پیشرفت موازی شرق و غرب شده است.
چگونه می توان پیشرفت این تکنولوژیها را خلاصه نمود؟ در تمام دورانهای تمدن بشری پیشرفت تکنولوژیها عبارت بود از: تغییر در مواد با فرآیندهایی که اکنون آن را عملیات واحد می نامند. برای مثال آسیات کردن : برای خرد کردن، دانه و تولید آرد، یا تبدیل مواد معدنی رنگی به رنگ، یا استخراج: برای تولید عطر و دارو از مواد خام گیاهی و و حیوانی گرچه حدود 1000 سال قبل از میلاد ریاضیات و نجوم در بین النهرین پیشرفت نمود، گرچه هنر، معماری، فلسفه و هنرهای بومی در فرهنگ یونان و روم بنیان گزارده شد، گرچه شیمی.
تجربی در دوران تمدن اسلام شکفته شد، گرچه تعدادی زیادی دانشگاها قانون در قرون وسطی وجود داشت، با اینحال توسعه چندانی در تکنولوژِی فرآیند و تجهیزات به عمل نیامد. بدلایل مختلف مردم به روشهای سنتی خود برای انجام کارها چسبیده بودند. هیچگونه بررسی سیستماتیک روی فرآیند فیزیکی و فیزیک شیمایی به عمل نمی آمد در اموری از قبیل دارو، استخراج شکر، و بخصوص متالوژی استفاده از تکنولوژیهای موجود در طول هزاران سال صرفاً بزرگتر و گوناگون تر شد.
مهندسی شیمی علم گسترده ای است که تبدیل مواد به یکدیگر، جدا سازی آمیزه های اختلاط مواد و پدیده های انتقال را مورد مطالعه قرار می دهد. پایه این علم در حقیقت بر کوششهای انسان اولیه در استفاده از مواد خام طبیعی استوار است. آموزش مهندسی شیمی در دوره کارشناسی بگونه ای است که دانش آموختگان این رشته قادر به طراحی، راه اندازی، اداره و کنترل واحدهای صنعتی صنایع شیمیایی می باشند. 
دامنه علم مهندسی آنچنان گسترده است که زمینه های متعددی از جمله صنایع پتروشیمی، صنایع غذایی، صنایع مواد معدنی و پالایش نفت و گاز را نیز در بر می گیرد. ......................................

با توجه به در خواست های فراوان شما بینندگان عزیز ، وبلاگ مهندسی شیمی بزودی به وبسایت مهندسی شیمی تبدیل شده وبه آدرس زیر خواهد رفت

http://chemicalengin.ir

اصطلاح گاز سنتز به مخلوط‌هاي گازي اطلاق ميشود كه محتوي منوكسيدكربن و هيدروژن به نسبت‌هاي مختلف باشند. هيدروژن و منوكسيدكربن دو مادة مهم در صنايع شيميايي محسوب شده و داراي مصارف و كاربردهاي فراواني ميباشند. منوكسيدكربن در توليد رنگ‌ها، پلاستيك‌ها، فوم‌ها، حشرهكش‌ها، علف‌كش‌ها، اسيدها و ... به كار مي­رود. از جمله مصارف هيدروژن نيز ميتوان به توليد آمونياك، هيدروژناسيون و هيدروكراكينگ اشاره نمود. 
گاز سنتز مادة اوليه بسيار با ارزشي جهت توليد مواد متنوع شيميايي ميباشد. با استفاده از اين گاز و فرايندهاي مختلف، ميتوان مواد متنوع شيميايي را توليد نمود كه بسته به روش توليد آن نسبت‌هاي مختلف هيدروژن به منوكسيدكربن به دست ميآيد. همچنين در موارد مصرف در صنعت، بسته به فرايندي كه گاز در آن مورد استفاده قرار ميگيرد، نسبت‌هاي مختلف لازم است. موارد مصرف گاز سنتز عمده موارد مصرف گاز سنتز به شرح ذيل است: 

۱- تهية متانول 
از آنجايي‌كه متانول به مقدار زياد در سنتز استيك اسيد مصرف ميشود، اهميت فراواني در صنعت دارد. 

۲- تهية اتيلن گليكول 

۳- واكنش‌هاي هيدروفرميلدار كردن 
در اين نوع واكنش‌ها از اولفين‌ها با استفاده از گاز سنتز، آلدئيد توليد مي­شود. اين واكنش اكسو سنتز نيز ناميده ميشود. 

۴- سنتز فيشر- تروپش 
در اين فرايند گاز سنتز به مولكول‌هاي بنزيني در گستره تبديل ميشود. در اصل اين واكنش اوليگومريزاسيون منوكيسدكربن به وسيلة هيدروژن جهت تشكيل محصولات آلي ميباشد. 

۵- احياي سنگ آهن 
جهت احياي سنگ آهن به دست آمده از معادن، از گاز سنتز استفاده ميشود در اين فرايند آهن يا پودر آن به وسيله احياي مستقيم كاني‌هاي آهن به دست ميآيند. 

۶- ساير مصارف 
از جمله ديگر مصارف گاز سنتز، ميتوان به تهيه الكل‌هاي سنگين، دي­متيل اتر، استرها، كتون‌ها، هيدروكربورها و غيره اشاره كرد. 

روش‌هاي تهية گاز سنتز 

1- گازي‌شكل‌كردن زغال سنگ 
اين روش، اولين روش توليد گاز سنتز است كه در آن گاز سنتز توسط گازي شكل كردن كك از ذغال سنگ در دماهاي پايين به وسيلة هوا و بخار آب به دست ميآيد: 

اين فرايند غير كاتاليستي بوده و نسبت توليدي توسط آن كم، و در حدود 1 است. با توجه به وجود مواد متنوع در ذغال سنگ، گاز سنتز توليدي از اين روش نيازمند واكنش‌ها و خالصسازي‌هايي جهت توليد گاز سنتز با خلوص بالا ميباشد. 

۲- اكسيداسيون جزئي هيدروكربن‌ها 
اين فرايند، غيركاتاليستي بوده و در اصل احتراق جزئي هيدروكربن در حضور اكسيژن و بخار آب ميباشد. موقعي كه متان به عنوان خوارك مورد استفاده قرار گيرد، مزيت عمدة اين روش كه يك فرايند توليد گرما مي‌باشد اين است كه طيف گستردهاي از هيدروكربن‌ها را به عنوان خوراك ميتواند مورد استفاده قرار دهد. تركيب گاز سنتز توليدي بستگي به نسبت كربن به هيدروژن خوراك و مقدار بخار اضافه شده دارد. 

۳- رفرمينگ هيدروكربن‌ها 
اين فرايند واكنش كاتاليستي هيدروكربن و عامل تغيير شكل دهنده (Reforming agent ) در دماي بالا مي‌باشد. عامل تغيير شكل دهنده ميتواند بخار آب، دياكسيد كربن، اكسيژن و يا مخلوط آنها باشد. تركيب درصد گاز سنتز توليدي بستگي به نوع هيدروكربن به كار رفته، عامل تغيير شكل دهنده و مقدار آن، شرايط عملياتي و نوع كاتاليست دارد

رفتار سیالات مخزن در مدت تولید بوسیله نمودارهای دو فازی آن و محل قرار گرفتن نقطه بحرانی آن سیال تعیین می گردد.
ابتدا لازم است توضیحاتی در مورد این نمودار های فازی و نکات مهم مربوط به آن ذکر شود.دربررسی و آنالیز سیالات درون مخزن چندین نمودار از اهمیت خاصی برخوردار می باشند مانند نمودارهای P-T، P-V، V-T، P-X، T-X، V-T و همچنین نمودار سه بعدی P-V-T که با توجه به اهمیت نمودار P-T در مهندسی مخازن و همچنین سادگی این نمودار تعاریف اولیه روی این نمودار داده خواهد شد.
لازم به ذکر است که سیالات درون مخزن بیشتر حالت مخلوطی از چندین ترکیب (Muticomponent) می باشند لذا در اینجا سعی بر این است که این تعاریف برای حالت مخلوط چند جزئی داده شود. در شکل 1-1 ابتدا نقطه A را در نظر می گیریم. در فشار PA+ مخلوط ما مایع می باشد. همچنان که فشار را کاهش می دهیم (در دمای ثابت و در امتداد خط A-B) مایع تا رسیدن به نقطه 1 انبساط خواهد یافت و در این نقطه ملکول های کوچک گازی قادر به ترک مایع خواهند شد. این نقطه که در آن اولین حباب های کوچک گازی از سیال مایع جدا می شود را نقطه حباب می نامند و فشاری را که در آن فشار اولین گاز تشکیل خواهد شد را فشار نقطه حباب (Bubble point pressure) می گویند. اگر دوباره فشار را کاهش دهیم گازهای بیشتری جدا خواهند شد تا جایی که میزان بسیار کمی از مایع باقی می ماند. نقطه ای که در آن تنها یک قطره مایع باقی مانده است را نفطه شبنم (Dew Point) می نامند و فشار در این نقطه را فشار نقطه شبنم (Pd) می گویند. 



کاهش بیشتر فشار به نقطه B سبب انبساط گاز خواهد شد. برای نمودار مخلوط های چند جزئی محل برخورد منحنی نقاط حباب و نقاط شبنم را نقطه بحرانی (Critical Point) می گویند. در این نقطه خواص فیزیکی گاز و مایع با هم برابر می باشند و تشخیص فاز گاز از مایع بسیار دشوار می باشد. در نمودار های P-T دو نقطه cricondenbar و cricondentherm از اهمیت بسزایی برخودار می باشند مخصوصا در تعیین نوع مخازن گازی، نقطه cricondenbar بالاترین فشاری است که دو فاز بطور همزمان می توانند وجود داشته باشند و نقطه cricondentherm بالاترین دمایی است که دو فاز بطور همزمان می توانند وجود داشته باشند. (در شکل 1-1 این دو شکل مشخص شده اند). 
با توجه به این تعاریف اولیه و همچنین با در نظر گرفتن دما و فشار مخازن نوع سیال مخزن را تعیین نموده و بدین ترتیب می توان آن مخزن را نام گذاری کرد. با توجه به سیال مخزن می توان مخازن را به 5 نوع: نفت سیاه (Black oil)، نفت فرار (Volatile oil)، مخازن میعان گازی (Gas condensate)، گاز تر(Wet gas) و گاز خشک (Dry gas) تقسیم نمود. اگر دمای مخزن ما کمتر از دمای نقطه بحرانی باشد، مخزن نفتی می باشد که یا نفت سیاه و یا نفت فرار می باشد. اگر دمای مخزن بیشتر از دمای نقطه بحرانی باشد، مخزن گازی می باشد. نکته قابل توجه در مورد مخازن نفتی اینست که آن ها را با توجه به فشار مخزن نیز به دو دسته زیر اشباع (undersaturated) و یا اشباع (saturated) تقسیم بندی می نمایند. مخازن زیر اشباع دارای فشار بیشتر از فشار حباب می باشد ولی مخازن اشباع دارای فشاری زیر فشار حباب می باشند و اگر گاز به اندازه کافی از نفت جدا شده باشد و همچنین تراوایی عمودی مخزن نیز بالا باشد، این گاز ها در بالای مخازن اشباع جمع شده و تشکیل کلاهک گازی (Gas cap) خواهند داد.

آب سنگين نوع خاصي از مولکول‌هاي آب است که در آن ايزوتوپ‌هاي هيدروژن وجود دارد. اين نوع از آب کليد اصلي تهيه پلوتونيوم از اورانيوم طبيعي‌است و به همين علت توليد و تجارت آن با نظر قوانين بين‌المللي انجام و به شدت کنترل مي‌شود.

با کمک اين نوع آب مي‌توان پلوتونيوم لازم را براي سلاح‌هاي اتمي بدون نياز به غني‌سازي بالاي اورانيوم تهيه کرد.
از کاربردهاي ديگر اين آب مي‌توان به استفاده از آن در رآکتورهاي هسته‌اي با سوخت اورانيوم، به عنوان متعادل‌کننده (Moderator) به جاي گرافيت و نيز عامل انتقال گرماي رآکتور نام برد.
آب سنگين واژه‌اي‌است که معمولاً به اکسيد هيدروژن سنگين D2O يا 2H2O اطلاق مي‌شود. هيدروژن سنگين يا دوتريوم (Deuterium) ايزوتوپي پايدار از هيدروژن است که به نسبت يک به 6400 از اتم‌هاي هيدروژن در طبيعت وجود دارد و خواص فيزيکي و شيميايي آن به نوعي مشابه آب سبک H2O است.
اتم‌هاي دوتريوم ايزوتوپ‌هاي سنگيني هستند که برخلاف هيدروژن معمولي، هسته آنها شامل نوترون نيز هست. جانشيني هيدروژن با دوتريوم در مولکول‌هاي آب، سطح انرژي پيوندهاي مولکولي را تغيير مي‌دهد و به‌طور طبيعي خواص متفاوت فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي را موجب مي‌شود، به‌طوري که اين خواص را در کمتر اکسيد ايزوتوپي مي‌توان مشاهده کرد.
براي مثال، ويسکوزيته (Viscosity) يا به زبان ساده‌تر چسبندگي آب سنگين به مراتب بيش از آب معمولي است.
آب نيمه سنگين چنانچه در اکسيد هيدروژن تنها يکي از اتم‌هاي هيدروژن به ايزوتوپ دوتريوم تبديل شود نتيجه را آب نيمه سنگين (HDO) مي‌گويند.
در مواردي که ترکيب مساوي از هيدروژن و دوتريوم در تشکيل مولکول‌هاي آب وجود داشته باشند، آب نيمه سنگين تهيه مي‌شو

تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می‌باشد. امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف ، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می‌روند. کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت بوجود آمده است. در این میان ساختمان پلیمرها با مولکولهای بسیار دراز زنجیر گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است. این مولکولهای بلند از اتصال و بهم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شده‌اند. مواد طبیعی مانند ابریشم ، لاک ، قیر طبیعی ، کشانها و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند.
البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌ای قابل ذوب ایجاد می‌شود که می‌توان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد. در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی ، کلیدها ، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد.
در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن ، اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد. 
شاخه‌های پلیمر 
اولین قدم در زمینه صنعت پلاستیک توسط فردی به نام واسپاهیات انجام گرفت وی در تلاش بود ماده‌ای را به جای عاج فیل تهیه کند. وی توانست فرآیند تولید نیترات سلولز را زا سلولز ارائه کند. در دهه 1970 پلیمرهای‌هادی به بازار عرضه شدند که کاربرد بسیاری در صنعت رایانه دارند زیرا مدارها و ICهای رایانه‌ها از این مواد تهیه می‌شوند. و در سالهای اخیر مواد هوشمند پلیمری جایگاه تازه‌ای برای خود سنسورها پیدا کردند. پلیمرها را می‌توان از 7 دیدگاه مختلف طبقه بندی نمود. صنایع ، منبع ، عبور نور ، واکنش حرارتی ، واکنش‌های پلیمریزاسیون ، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی.
از نظر صنایع مادر پلیمرها به چهار گروه صنایع لاستیک ، پلاستیک ، الیاف ، پوششی و چسب تقسیم بندی می‌شوند. اینها صنایع مادر در پلیمرها می‌باشند اما صنایع وابسته به پلیمر هم فراوان هستند مانند صنعت پزشکی در اعضای مصنوعی ، دندان مصنوعی ، پرکننده‌ها ، اورتوپدی از پلیمرها به وفور استفاده می‌شود. پلیمرها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از پلیمرهای طبیعی ، طبیعی اصلاح شده و مصنوعی. 
رزین 
منابع طبیعی رزینها ، حیوانات ، گیاهان و مواد معدنی می‌باشد. این پلیمرها به سادگی شکل پذیر بوده لیکن دوام کمی دارند. رایج عبارتند از روزین ، آسفالت ، تار ، کمربا ، سندروس ، لیگنپین ، لاک شیشه‌ای می‌باشند. رزین‌های طبیعی اصلاح شده شامل سلولز و پروتئین می‌باشد سلولز قسمت اصلی گیاهان بوده و به عنوان ماده اولیه قابل دسترسی برای تولید پلاستیکها می‌باشد کازئین ساخته شده از شیر سرشیر گرفته ، تنها پلاستیک مشتق شده از پروتئین است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است. 
پلیمر مصنوعی 
پلیمرهای مصنوعی را می‌توان از طریق واکنشهای پلیمریزاسیون بدست آورد. از مواد پلیمری می‌توان در تهیه پلاستیکها ، چسبها ، رنگها ، ظروف عایق ، مواد پزشکی بهره جست. پلاستیکها به تولید طرحهای جدید در اتومبیلها ، کامیونها ، اتوبوسها ، وسایل نقلیه سریع ، هاورکرافت ، قایقها ، ترنها ، آلات موسیقی ، وسایل خانه ، یراق آلات ساختمانی و سایر کاربردها کمک نموده‌اند در ادمه به بررسی کاربرد چندین پلیمر می‌پردازیم: 
پلیمرهای بلوری مایع (LCP) 
این پلیمرها بتازگی در بین مواد پلاستیکی ظهور کرده است. این مواد از استحکام ابعادی بسیار خوب ، مقاومت بالا ، مقاومت در مقابل مواد شیمیایی توام با خاصیت سهولت شکل پذیری برخوردار هستند. از این پلیمرها می‌توان به پلی اتیلن با چگالی کم قابل مصرف در ساخت عایق الکتریکی ، وسایل خانگی ، لوله و بطریهای یکبار مصرف ، پلی اتیلن با چگالی بالا قابل مصرف در ظروف زباله‌ها بطری ، انواع مخازن و لوله برای نگهداری و انتقال سیالات ، پلی اتیلن شبکهای ، پلی پروپیلن قابل مصرف در ساخت صندوق ، قطعات کوچک خودرو ، اجزای سواری ، اسکلت صندلی ، اتاقک تلویزیون و... اشاره نمود. 
پلیمرهای زیست تخریب پذیر 
این پلیمرها در طی سه دهه اخیر در تحقیقات بنیادی و صنایع شیمیایی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. زیست تخریب پذیری به معنای تجزیه شدن پلیمر در دمای بالا طی دوره مشخص می‌باشد که بیشتر پلی استرهای آلیفاتیک استفاده می‌شود. از این پلیمرها در سیستم‌های آزاد سازی دارویی با رهایش کنترل شده یا در اتصالات ، مانند نخ‌های جراحی و ترمیم شکستگی استخوانها و کپسولهای کاشتی استفاده می‌شود. 
پلی استایرن 
این پلیمر به صورت گسترده‌ای در ساخت پلاتیکها و رزینهایی مانند عایقها و قایقهای فایبر گلاس در تولید لاستیک ، مواد حد واسط رزینهای تعویض یونی و در تولید کوپلیمرهایی مانند ABS و SBR کاربرد دارد. محصولات تولیدی از استایرن در بسته بندی ، عایق الکتریکی - حرارتی ، لوله‌ها ، قطعات اتومبیل ، فنجان و دیگر موادی که در ارتباط با مواد غذایی می‌باشند ، استفاده می‌شود. 
لاستیکهای سیلیکون 
مخلوط بسیار کانی- آلی هستند که از پلیمریزاسیون انواع سیلابها و سیلوکسانها بدست می‌آیند. با اینکه گرانند ولی مقاومت قابل توجه در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیکها در مصارف بالا منجر شده است. این ترکیبات اشتغال پذیری نسبتا پایین ، گرانروی کم در درصد بالای رزین ، عدم سمیت ، خواص بالای دی الکتریک ، حل ناپذیری در آب و الکلها و ... دارند به دلیل همین خواص ترکیبات سیلیکون به عنوان سیال هیدرولیک و انتقال گرما ، روان کننده و گریس ، دزدگیر برای مصارف برقی ، رزینهای لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا و الکلها و مواد صیقل کاری قابل استفاده‌اند. بیشترین مصرف اینها در صنایع هوا فضاست. 
لاستیک اورتان 
این پلیمرها از واکنش برخی پلی گلیکولها با دی ایزوسیاناتهای آلی بدست می‌آیند. مصرف اصلی این نوع پلیمرها تولید اسفنج انعطاف پذیر و الیاف کشسان است. در ساخت مبلمان ، تشک ، عایق - نوسانگیر و ... بکار می‌روند. ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنش پلی یوره تان به دلیل توان بالای نگهداری این نوع نخ زمینه پوشاک ساپورت را دگرگون کرده است.

کروماتوگرافی گازی یکی از روش‌های کروماتوگرافی است که برای بررسی و جداسازی مواد فرار بدون تجزیه‌شدن آن‌ها، بکار می‌رود. در کروماتوگرافی گازی، فاز گازی یک فاز بی اثر ( برای مثالهلیوم، نیتروژن، آرگون و دی اکسید کربن) است و به فاز متحرک گاز حامل نیز می گویند. فاز ساکن یک جسم جامد جاذب و یا لایه نازکی از یک مایع غیر فرار است که به دیواره داخلی ستون یا به صورت پوششی روی سطح گلوله های شیشه ای یا فلزی قرار داده شده است. در صورتی که فاز ساکن جسم جامد جاذب باشد اصطلاحا کروماتوگرافی گازی گویند و اگر فاز ساکن مایع غیر فرار باشد آن را کروماتوگرافی گاز مایع گویند. اما هردو به کروماتوگرافی گازی معروف هستند. در کروماتوگرافی گازی، جداسازی اجزا یک مخلوط متناسب با میزان توزیع اجزا تشکیل دهنده مخلوط بین فاز متحرک گازی و فاز ساکن جامد یا مایع صورت میگیرد. در این روش گاز حامل مخلوط را درون ستون حرکت میدهد و بین دو فاز در حالت تعادل (گاز-مایع) اجزا تشکیل دهنده مخلوط توزیع می شوند. بنابراین فاز متحرک اجزا تشکیل دهنده نمونه را به طرف بیرون ستون حرکت میدهد و هر مولکولی که با ارتباط سست‌تر جذب ستون شده است، زودتر و جزیی که قدرت جذب بیشتری با ستون دارد، دیرتر از ستون خارج می شوند. بنابراین، اجزا مخلوط از یکدیگر جدا می شوند. کروماتوگرافی گازی برای جداسازی و شناسایی اجزا تشکیل دهنده یک مخلوط و تجزیه کمی آنها نیز کاربرد دارد.

 این سیستم دارای قسمتهای: منبع گازی حامل، سیستم تنطیم کننده مقدار گاز، محل تزریق نمونه، ستون کروماتوگرافی، کوره و سیستم تنطیم درجه حرارت محل تزریق، آشکار ساز و سیستمشناساگر می‌باشد.

ﻣﻘﺪﻣﻪ.docx

قرن بیست ویکم، قرن فناوری نانو مهمترین دوران صنعت به شمار می رود. قرن نانو، قرن سلامتی، صرفه جویی و آرامش نامیده می شود. نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فقط یک مقیاس است، کوچک شدن یک مقیاس، نانو یک میلیاردم متر است به اندازه ای کوچک که دیده نمی شود اما باتاثیری بسیار بزرگ در زندگی انسان.
در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی تک تک اتم ها، ملکول ها باخواص توده ماده متفاوت است، نانوذرات درچنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب پیدایش دستاوردهای نوینی درعلوم پزشکی و مهندسی می شوند.
به طورخلاصه نانو تکنولوژی به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی – ملکولی و ساخت موادی با خواص کاملا" متفاوت درابعاد نانو است. تعریف دیگر نانوتکنولوژی "با آرایش دادن ودستکاری اتم ها ساخت مواد مورد نظراست". نانومتر، (یک میلیاردم متر) به اندازه چیدن 5الی10 اتم درکنار یگدیگر است، مکعبی باابعاد 2.5 نانومتر تقریبا" 1000 اتم راشامل می شود. خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده تبدیل شده به ابعاد نانو نسبت به خواص آن در ابعاد ماکرویی کاملا" متفاوت است. نانو در ملکولهای ماده انرژی بالایی را ایجاد می کند به همین دلیل معجزه آسا نامیده می شود.............................

نرم افزار Fluent یكی از نرم افزارهای صنعتی مشهور می باشد كه دارای قابلیت های فراوانی است. این نرم افزار قابلیت مدلسازی جریانهای دو و سه بعدی را داراست. برای استفاده از این نرم افزارابتدا توسط یك نرم افزار كمكی مانند Gambit یا Mechanical Desktop هندسه جریان مشخص می گردد و عمل مش بندی نیز صورت می گیرد. نرم افزار Fluent از خروجی نرم افزار Gambit استفادهمینماید.

این نرم افزار قابلیت انجام محاسبات با دقت معمولی و دقتمضاعف را دارد و به عنوان یك اختیار ،كاربر می تواند  هر كدام را انتخاب نماید.

این نرم افزار بر پایه روش حجم محدود كه یك روش بسیار قویو مناسب در روش های دینامیک سیالات محاسباتی میباشد ، بنا شده است. قابلیتهای فراوانی نظیر مدلسازی جریانهای دائم و غیر دائم ،جریان لزج و غیر لزج ، احتراق ، جریان مغشوش ، حركت ذرات جامد و قطرات مایع در یك فاز پیوسته و ده ها قابلیت دیگر Fluentرا تبدیل به یك نرم افزار بسیار قوی و مشهور نموده است.آزمایشات عملی و محاسبات تئوری ، دو روش اصلی و مشخص برایپیش بینی میزان انتقال حرارت وچگونگی جریان سیال در کاربردهای مختلف صنعتی و تحقیقاتی می باشند. در اندازهگیریهای تجربی به دلیل هزینه های زیاد ترجیح داده می شود که آزمایشها بر روی مدلی با مقیاس کوچکتر از نسخهاصلی انجام پذیرد. حذف پیچیدگیها و ساده سازی آزمایشها , خطای دستگاههای اندازه گیری و بعضی موانع در راهاندازه گیری از جمله مشکلاتی هستند که روشهای عملی با آنها رو به رو هستند و کارآیی این حالتها را در بعضی مواردمورد سوال قرار می دهند. مهمترین امتیاز محاسبات تئوری در مقایسه با آزمایشهای تجربی، هزینه کم آن است. گرچهدر بسیاری موارد ترجیح داده می شود با استفاده از روشهای محاسباتی، آنالیز جریان و انتقال حرارت صورت گیرد ولیتایید تحلیلهای عددی نیاز به مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و یا نتایج تایید شده دیگری دارد. در میان محققین،انجام پژوهشهای تجربی ارزش بسیاری دارد و اگر بتوان آزمایش مطلوبی انجام داد ، تحلیلهای زیادی را بر محور آنها میتوان گسترش داد و اطلاعات فراوانی بدست آورد. در هر صورت با دسترسی به دستگاههای محاسبه گر و رایانه های قوی , امروزهدر بسیاری از موارد آنالیز دینامیک سیالات و انتقال حرارت با روشهای عددی انجام میپذیرد. هرچه پدیده موردبررسی پیچیدگی بیشتری داشته باشد, روشهای عددی اهمیت بیشتری پیدا می کنند.

   علاوه بر سرعت بیشتر محاسبات عددی , می توان با این روشهااطلاعات کامل با جزئیات بیشتر, از قبیل تغییرات سرعت , فشار , درجه حرارت و غیره رادر سراسر حوزه مورد نظر به دست آورد. در مقابل, اغلب اوقات شبیه سازی آزمایشگاهیجهت بدست آوردن این گونه اطلاعات مشکل و مستلزم صرف زمان زیاد بوده و در بعضی شرایطغیر ممکن است. در اکثر مسایل مربوط به مکانیک سیالات , به دلیل پیچیدگی معادلاتمربوطه ، استفاده از حل تحلیلی امکان پذیر نمی باشد. در این تحقیق نیز به کمک نرمافزار و با استفاده از مدلسازی، به بررسی یک پدیده فیزیکی اقدام کرده ایم. جهتانجام این تحقیق نیاز است تا معادلات دیفرانسیل پاره ایی را حل کنیم که این عملتنها با استفاده از روشهای عددی امکان پذیر است. حل عددی این معادلات از طریق دانشمکانیک سیالات محاسباتی صورت می گیرد. در این تحقیق حل این معادلات به کمک نرمافزار Fluent ، انجام می شود که در ادامه به شرح قسمتی از کارایی های این نرم افزارمی پردازیم.

Fluent یک نرم افزار کامپیوتری چند منظوره برای مدلسازیجریان سیال، انتقال حرارت و واکنش شیمیایی در هندسه نوشته شده است. با توجه به محیط مناسب نرم افزار جهت تعریف مساله و شرایط های پیچیده، تعریف شرایط مرزی گوناگون و حل مسایل پیچیده شامل تاثیر پدیده های مختلف به کمک این نرم افزار قابل حل میباشد.

Fluent برای آنالیز و حل مسایل طراحی خاص ، روشهای شبیهسازی کامپیوتری متفاوتی را بکار میبرد. برای راحتی کار، تعریف مساله ، محاسبه و دیدن نتایج ، منوهای مختلفی درنظر گرفته شده است.وقتی نیاز باشد، Fluent می تواند مدل مورد نظر را از دیگر برنامه های (نرم افزارهای) تولید مدل که با آنها سازگاریدارد وارد کند.این نرم افزار امکان تغییر شبکه به صورت کامل و تحلیل جریان با شبکه های بی سازمان برای هندسه های پیچیده رافراهم میسازد. نوع شبکه های قابل تولید و دریافت توسط این گروه نرم افزاری شامل شبکه هایی با المانهایمثلثی و چهار ضلعی (برای هندسه های دو بعدی ) و چهار وجهی ، شش وجهی ، هرمی یا گوه ای(برای هندسه های سه بعدی) میباشد.

همچنین Fluent به کاربر اجازه دستکاری شبکه(مثلا ریزکردنیا درشت کردن شبکه در مرز و مکانهای لازم در هندسه) را میدهد.این بهینه سازی برای حل شبکه ، قابلیتی در اختیار کاربر قرار میدهدکه نتایجرا در نواحی که دارای گرادیانهای بزرگ (مثل لایه مرزی و...) باشند، دقیقتر سازد. این قابلیتها مدت زمانیرا که برای تولید یک شبکه خوب مورد نیاز است را در مقایسه با حل در شبکه های با سازمان به صورت قابل ملاحظه ای کاهشمیدهد.

این نرم افزار با زبان برنامه نویسی C  نوشته شده است و از تمامی توان و قابلیت انعطاف این زبان بهره میبرد. نتیجتا این نرم افزار با استفاده از حافظه دینامیک ، ساختار مناسب داده ها واطلاعات و کنترل انعطاف پذیر ، محاسبات را ممکن می سازد.

• رویدادها
• مهندسی شیمی
• عکس,فیلم,انیمیشنهای مهندسی شیمی
• نمونه سوالات
• مجلات و مقالات
• چارت
• گـــزارش کار آزمایشگاه
• محاسبات
• نرم افزارها
• جزوه و کتاب