دانلود مقاله یک مدل جدید غیر آلی توازن فاز افشانهای اتمسفری UHAERO
نوع فایل : Word 
تعداد صفحات : 33
فهرست و پیشگفتار
• A.V.Martyneko.J.W.He,A.Caboussat .N.R.Amundson چارتمان ریاضیات ، دانشگاه هوستون ، ایالات متحده ی آمریکا
• V.B.Sararin پاریس و فرانسه
• J.H.Seinfeld دپارتمانهای مهندسی شیمی و علوم محیطی و مهندسی ، موسسه ی تکنولوژی کالیفرنیا ، پازادنا ، ایالات متحده یآمریکا
• K.y.yoo دپارتمانهای مهندسی شیمی، دانشگاه ملی تکنولوژی سئول ، کره ش
چکیده : مدلهای متعدد ترمودینامیک گسترش یافته اند تا توازن غیر الی افشانه ی گازی را پیش بینی کنند . برای دستیابی به کارایی محاسبه ای تعدادی از مدلها به ویژگی مهمتر فازهای موجود در رژیمهای ویژه ینسبتاً مرطوب اتکا دارند . آنچه در اینجا ارائه شده یک مدل محاسبه ای جدید به نام UHAERO است که هم کارامد و هم دقیق است و رفتار فاز را بدون هر ویژگی مهمتری محاسبه می کند . اجرای محاسبه ای بر مبنای به حداقل رساندن انرژی آزاد Gibbs با استفاده از متد اولیه – دوگانه استوار است که با تکرار نیوتون جفت شده است . جزئیات ریاضیاتی راه حل در جای دیگر ارائه شده است . این مدل رفتار نم آشامی را بدون هر ویژگی پیشین نمدارهای مربوط نم آشامی را محاسبه می کند . همچنین آنچه در مدل شامل شده یک فرمولاسیون بر مبنای تئوری کلاسیک علم دینامیک هسته سازی استوار است که رفتار بلورینه شدگی را پیش بینی می کند . دیاگرامهای دقیق فاز سیستم سولفات / نیترات / آمونیوم / اب به عنوان کارکرد رطوبت نسبی در K 298.15 در فضای کامل ترکیب ارائه شده است .
1- مقدمه
سازنده های غیرآلی ذرات اتمسفری معمولاً شامل الکترولیت های آمونیوم ، سدیم ، کلسیم ، سولفات ، نیترات ، کلراید ، کربونات و غیره است . حالت فاز از چنین ترکیبی در دمای فرضی و رطوبت نسبی به توازن ترمودینامیک با فاز گازی تمایل دارد . تعدادی از مدلهای ترمودینامیک گسترش یافته اند تا توازن غیرآلی گاز – افشانه را پی شبینی کنند ( جدول 1) . این مدلها بر مبنای دو ویژگی کلی شناخته می شوند : (1) متد محاسبه ی ضرایب فعالیت نمونه ای افشانه – فاز ؛ و (2) تکنیک مشاوره ای که برای تعیین حالت توازن استفاده می شود . گرفتن ترکیب توازنی افشانه چالش زاست چون فازهای چند گانه یمایع و یا جامد می توانند موجود باشند ، که به ترکیب شیمیایی ، رطوبت نسبی محیط (RH ) و دما بستگی دارد .
ممکن است فردی ترکیب افشانه را یا با حل مجموعه معادلات جبری غیر خطی مشتق شده از بالانس جرمی و معادلات شیمیایی یا با انجام حداقل رسانی مستقیم انرژی آزاد Gibbs محاسبه کند . به حداقل رسانی مستقیم انرژ ی آزاد Gibbs در اصل باید در هر سلول شبکه ای در هرمرحله ی زمانی انجام بگیرد . پر چالش ترین بعد تعییین عددی توازن پیش بینی جداسازی اجزای غیر آلی میان فاز آبکی و جامد در افشانه است . برای تاثیر محاسبه ای ، تعدادی از متدهای جاری ( جدول 1)بر مشخص سازی پیشین حضور فازها در رطوبت خاص نسبی و کل ترکیب متکی هستند؛ دو مدلی که در این مقوله قرار می گیرندSCAPE2 نگهداشته می شود .در حالی که این فرضیه ها عمدتاً تعیین عددی موازنه را تسهیل می کند ، که در این عرصه ها فقط موازنه های خاص منتهی می شود که ممکن است نامطلوب باشد ( انصاری و پندیس ، 1999) . آنچه نهایتاً لازم است یک مدل موثر محاسبه ای برای مجزا سازی موازنه ای اجزاء افشانه ای میان فازهای آبگونه و جامد است که به دانش پیشین از وجود فازهای خاص در یک رطوبت و ترکیب کلی متکی است .
حالت فیزیکی فاز افشانه ا یاتمسفری به تاریخچه ی RH ذره بستگی دارد . به محض افزایش RH از مقداری که در آن ذرات خشک هستند ، ذرات بلوری به صورت همزمان آب را در RH نم آشامی (DRH) جذب می کند در حالی که به قطره های آبگونه ای دربردارنده ی یونهای تفکیک شده تبدیل می شود . با کاهش RH از مقدار بالای DRH، ذرات آبگونه بلورینه نمی شوند شکفتگی مگر اینکه بلور شدگی RH (CRH) رخ دهد . بین DRH، CRH ذرات یا کریستاله هستند یا آبگونه که به تاریخچه RH شان بستگی دارد . شاخه های بالایی و تحتانی ضخامت ذره در مقابل رفتار RH از شاخه ای بالا رفته ی تحتانی و ذرات آبگونه ای بالای CRH از شاخه ی فوقانی پایین رفته تبعیت می کنند . مدارهای جدیدیتر ترمودینامیک افشانه ای ( ایروسل ) بر مبنای دانش قبلی از وجود فازهای جامد در رطوبت نسبی ویژه و ترکیب کلی هیسترسیز نم آشامی و شکفتگی را توجیه می کند . یا به محض کاهش RH به کمتر از مقدار DRH نمک جامد بلور شدگی جامد در محلول چند ترکیبی را تصور می کنند ، یا در کل جامد شدگی را نادیده می گیرند . آنچه لازم است مدلی که هم نم آشامی و هم کریستال شدگی را بر مبنای ترمودینامیک پیش بینی کند .
هدف از این مقاله ارائه ی نتایج استفاده از یک مدل جدید موازنه یغیر آلی گاز – افشانه (UHAERO) است که بر مبنای به حداقل رسانی محاسبه ای انرژی آزاد Gibbs استوار است ، و در ان فرضیه ای از قبل در مورد فازهای موجود در رطوبت نسبی خاص و دما وجود ندارد . همچنین آنچه در مدل شامل شده فرمولاسیونی است بر مبنای تئوری کلاسیک پویایی هسته سازی استوار است که ترابری از فاز قابل فراگستری به یک فاز به لحاظ ترمودینامیکی مطلوب تر را تحریک می کند . این تئوری به لحاظ فیزیکی ثابت به وضوح حالت فیزیکی ذره ونم آشامی و شکفتگی را پیش بینی می کند . این مدل قادر است تغییر فاز و حالت افشانه های اتمسفری را در گستره ی کاملی از رژیمهای نسبتاً مرطوب نشان دهد .
- 2- تعیین موازنه
- 3- محاسبه ی بلور شدگی محلول های قابل فراپخش شدن
- 4- تحریک موازنه ی فاز غیر آلی و نم آشامی / بلور شدگی
- 5- کارایی محاسبه ای
- 6- نتیجه گیری
مقاله یک مدل جدید غیر آلی توازن فاز افشانهای اتمسفری UHAERO