483 views
پیشینه تحقیق ساختار و اهمیت هیدرات گازی و شبیه سازی دینامیک مولکولی دارای ۴۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.
فصل اول:هیدرات گازی ۶
۱-۱- هیدرات گازی ۶
۱-۲- هیدراتهای گازی در گذر زمان ۷
۱-۳- ساختار هیدراتهای گازی ۸
۱-۳-۱- ساختار sI ۱۰
۱-۳-۲- ساختار sII ۱۰
۱-۳-۳- ساختار sH ۱۱
۱-۳-۴- نکاتی مربوط به ساختارهای هیدرات ۱۱
۱-۴- مشخصات مولکول مهمان ۱۲
۱-۵- هیدراتهای گازی در طبیعت ۱۳
۱-۶- اهمیت هیدراتهای گازی ۱۵
۱-۶-۱- مزایای هیدرات گازی ۱۵
۱-۶-۱-۱- انتقال گاز طبیعی ۱۵
۱-۶-۱-۲- منبع انرژی ۱۶
۱-۶-۱-۳- جداسازی دیاکسیدکربن ۱۷
۱-۶-۱-۴- هیدراتهای گازی در صنعت غذایی ۱۷
۱-۶-۱-۴-۱- تغلیظ آب میوهها ۱۸
۱-۶-۱-۴-۲- شیرینسازی آب دریا ۱۸
۱-۶-۱-۴-۳- جداسازی آنزیمها ۱۸
۱-۶-۲- مضرات هیدرات گازی ۱۹
۱-۷- بازدارندهها ۱۹
۱-۷-۱- بازدارندههای ترمودینامیکی ۲۰
۱-۷-۲- بازدارندههای غیرترمودینامیکی ۲۱
۱-۷-۳- معیارهای بازدارنده ۲۱
۱-۸- جذب ۲۱
فصل دوم:شبیه سازی دینامیک مولکولی ۲۳
۲-۱- تاریخچه ی شبیه سازی ۲۳
۲-۲- شبیهسازی دینامیک مولکولی ۲۴
۲-۳- سامانههای مدل و پتانسیلهای برهمکنش ۲۴
۲-۴- معرفی مدل پتانسیل برای برهمکنش بین مولکولهای سازندهی سامانه ۲۶
۲-۵- معرفی مدل پتانسیل برای برهمکنش بین سامانه و محیط ۲۷
۲-۵-۱- شرایط مرزی دورهای ۲۷
۲-۵-۲- قطع پتانسیل و قرارداد نزدیکترین تصویر ۲۸
۲-۶- الگوریتم انتگرالگیری زمانی ۲۹
۲-۶-۱- الگوریتم ورله ۲۹
۲-۶-۲- الگوریتم جهشی ورله ۳۰
۲-۶-۳- الگوریتم ورله سرعتی ۳۱
۲-۷- اولین گام در شبیهسازی دینامیک مولکولی ۳۳
۲-۷-۱- تعیین مکانهای اولیهی ذرات ۳۳
۲-۷-۲-تعیین سرعتهای اولیهی ذرات ۳۴
۲-۸- دومین گام در شبیهسازی دینامیک مولکولی ۳۴
۲-۹- سومین گام در شبیهسازی دینامیک مولکولی اندازهگیری خواص ترمودینامیکی ۳۵
۲-۱۰- چهارمین گام در شبیهسازی دینامیک مولکولی: تحلیل نتایج ۳۵
۲-۱۱- انواع مجموعهها در شبیهسازی دینامیک مولکولی ۳۶
۲-۱۲- انواع خطاها در شبیهسازی دینامیک مولکولی ۳۷
۲-۱۲-۱- خطاهای آماری ۳۷
۲-۱۲-۲- خطاهای سیستماتیک ۳۷
۲-۱۳- محدودیتهای شبیهسازی دینامیک مولکولی ۳۸
۲-۱۳-۱- اثرات کوانتومی ۳۸
۲-۱۳-۲- تعیین پتانسیلهای برهمکنش ۳۸
مراجع ۴۰
[۱] Demirbas, A.;.J.Energy Conversion and Management. 2012, 51, 1562.
[۲] Solan, E. D.; Introductory overview : hydrate knowledge development, Am. Mineral. 2004, 89, 1155.
[۳] Solan, E. D.; and Koh, C. A.; Clathrate Hydrates of Natural Gases, 3rd . Edition, CRC Press, 2008.
[۴] Van der Waals, J. H.; and Platteeuw, J. C.; Clathrate Solution, Adv, Chem. Phy . 1959, 2, 1.
[۵] Redger .P. M. Mechanims for Stabilising Water Clathrates, 1990, 5, 315.
[۶] Stakelberg, V. M.; J. Naturwiss. 1949, 36, 359.
[۷] Jeffry ,G.; A. Mcmullan, R.; K. J. Prog. Inorg. Chem. 1967, 8, 43.
[۸] Jeffry, G.; A. Inclusion Compounds, Academic Press. 1984.135.
[۹] Yakushev ,V. International Conference on Gas Hydrate, 4th Ed. Yokohama, ۲۰۰۲ .
[۱۰] Gudmun dsson , J. S.; Parlaktuna , M.; Khokhare, A. A. J. SPE Production & Facilities. 1994 , 69.
[۱۱] Chatti , I.; Delahaye, A.; Fournaison. L .; Petitet, J . P. J. Energy Conversion and Management. ۲۰۰۵ , ۴۶, ۱۳۳۳٫
[۱۲] Javanmardi , J.; Moshfeghian , M . J. Energy Fuels. 1998 , 12 , 219.
[۱۳] Nagahama , N . J. Food Phase Equilibria. 1996 , 116 , 126 .
[۱۴] Solan , E. D. Clathrate Hydrates of Natural Gases. Marcel Decker, Inc. New York. 1998 , 59 .
[۱۵] Chanyu, S.; Wenzhi , L.; Xin, Y.; Fengguangl ; Qing , Y.; Liang , M.; Jun, C.; Bie ,L .; Guangjin , G . J. Chemical Engineering . 2011, 19,151.
[۱۶] keith , A. Kvenvolden U.S. Geological Survery Menlo Park, Gas Hydrates Geological Perspective and Global Change. 1993, 173.
[۱۷] جلیلی، س ، شبیهسازی دینامیک مولکولی ، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، ۱۳۸۵٫
[۱۸] Alder ,B .J.; Wainwright, T.E. J .Chem. Phys. 1957, 27,1208.
[۱۹] Alder ,B .J.; Wainwright, T.E. J .Chem. Phys. 1959 , 31, 459.
هیدرات گازی[۱]، یک جامد بلوری است که در آن، مولکولهای گاز توسط مولکولهای آب احاطه شدهاند. گازهای زیادی هستند که ساختار مناسبی برای تشکیل هیدرات دارند که میتوان به کربندیاکسید، هیدروژنسولفید و هیدروکربنها با تعداد کم کربن اشاره نمود. بیش از ۷۰ سال است که هیدراتهای گازی بهعنوان یک مشکل در خطوط انتقال گاز مطرح گردیدهاند. لذا اکثر تحقیقات اولیه در این زمینه مربوط به شرایط عملیاتی تشکیل هیدرات و تأثیر استفاده از مواد بازدارنده در جلوگیری از تشکیل آن میباشد. امروزه توجه به پدیده هیدرات گازی و جنبههای مفید و کاربردی آن، لزوم انجام تحقیق بیشتر در این زمینه را نشان میدهد. از چند دهه پیش تاکنون وجود مقادیر بسیار زیادی از گاز طبیعی ذخیره در هیدراتهای گازی موجود در بستر اقیانوسها و مناطق قطبی به اثبات رسیده است. تخمین زده میشود که هر متر مکعب هیدرات بیشتر از ۱۷۰ متر مکعب گاز متان در شرایط استاندارد دارد[۱].
باتوجه به منابع محدود سوختهای فسیلی، اکتشاف منابع هیدرات گازی به منظور تأمین انرژی، ممکن است در آینده مورد توجه قرار بگیرد. قابلیت زیاد هیدرات گازی در ذخیرهسازی گاز طبیعی، باعث ایجاد جذابیت در خصوص استفاده از آن برای مقاصد ذخیرهسازی و حمل ونقل گاز طبیعی و دیگر گازها بهعنوان رقیبی برای روشهای مایعسازی و متراکمکردن میشود. از هیدراتهای گازی در فرایندهای جداسازی نیز میتوان استفاده کرد. هیدراتهای گازی فقط با تعداد محدودی از مواد قابل تشکیل هستند. اگر قصد داشته باشیم که یک ماده را از یک مخلوط جدا کنیم می توان از قابلیت تشکیل یا عدم تشکیل هیدرات آن و یا سایر مواد موجود در مخلوط نمک کمک گرفت. بهعنوان مثال، میتوان به تهیهی آب آشامیدنی و یا جداسازی جریانهای گاز اشاره کرد. متأسفانه، در مورد ذخایر طبیعی هیدراتهای گازی نگرانیهایی در خصوص پایداری آنها در هنگام تغییر شرایط فشار و دما وجود دارد. به عقیدهی برخی از محققین وقتی که در اثر پدیده گلخانهای دمای کرهی زمین افزایش مییابد، ممکن است که هیدرا تها ناپایدار و تجزیه شوند و در نتیجه مقادیر زیادی گاز وارد اتمسفر شده و باعث تشدید اثر پدیدهی گلخانهای شود.
از شرایط لازم برای تشکیل هیدرات میتوان به دمای مناسب، فشار، وجود مولکولهای آب و وجود مولکولهای گاز اشاره کرد.
در هیدراتهای گازی، مولکولهای آب بهعنوان میزبان عمل کرده و مولکولهای گاز را در داخل حفرهی خود جای میدهند. همهی مولکولهای گازی قادر به تشکیل هیدرات نیستند و تنها مولکولهایی قادر به ایجاد هیدرات هستند که غیرقطبی بوده یا قطبیت کمی داشته باشند و از نظر اندازه کوچک بوده و در این حفرهها بتوانند قرار بگیرند.
تاریخچهی هیدرات گازی به سه دورهی اصلی تقسیم میشود:
دورهی اول: این دوره از زمان کشف آن در سال ۱۸۱۰ آغاز شده و تا به حال ادامه دارد و مربوط به جالببودن پدیدهی تشکیل هیدرات گازی از نظر علمی است، چرا که تجمع آب و گاز در یک فاز جامد (هیدرات)، از نظر علم قابل توجه است.
دورهی دوم: تقریباً از سال ۱۹۳۴ با بیان این که تشکیل هیدرات باعث گرفتگی خطوط انتقال گاز طبیعی میباشد، شروع شده و تاکنون ادامه دارد. در این دوره، هیدرات عمدتاً بهعنوان مشکلی برای تولیدکنندگان گاز طبیعی در نظر گرفته میشود.
دورهی سوم: با کشف ذخایر هیدرات گاز طبیعی ارتباط دارد. وجود هیدراتهای گاز در طبیعت در دههی ۱۹۶۰ توسط ماکوگون[۲] اثبات شد که بعد از آن تلاشهای زیادی جهت کشف و توسعهی ذخایر هیدرات صورت گرفت. بدون شک، مشکلات پیش روی تولید از ذخایر عظیم هیدرات گازی، یکی از چالشهای مهم صنعت انرژی در قرن بیستویکم است. اولین تولید تجاری از ذخایر هیدرات گاز طبیعی، در سیبری اتفاق افتاد [۱]. شکل (۱-۱) تعداد مقالات مربوط به هیدراتهای گازی در قرن بیستم را نشان میدهد.
هیدراتهای گازی ترکیبات جامد بلوری هستند که در اثر همجواری مولکولهای آب و بعضی از گازها در دما و فشار خاصی به وجود میآیند. مولکولهای آب بهوسیله پیوند هیدروژنی ساختارهای بلوری ناپایداری با چندین قفس تشکیل میدهند. مولکولهای گاز میتوانند قفسهای بلور را اشغال کرده و هنگامی که تعداد قفسهای اشغال شده به حداقل لازم برسد، ساختار بلوری پایدار خواهد شد و هیدرات گازی جامد شکل خواهد گرفت.
امروزه، سه ساختار عمده برای هیدراتهای گازی شناخته شده است که بر اساس نوع قفس و نسبت قفسهای با اندازههای متفاوت از هم متمایز میشوند. هر ساختار، حداقل شامل دو نوع قفس چندوجهی است که واحد سازندهی اصلی همهی آنها، یک دوازدهوجهی است که هر وجه آن پنجضلع دارد. در شکل (۱-۲) انواع قفسهایی که در ساختار هیدراتهای گازی بهکار رفته، نشان داده شده است [۲].
در اواخر دههی ۱۹۴۰ و اوایل دههی ۱۹۵۰، واناستکلبرگ[۱] و همکارانش با آزمایشهای پراش اشعهی X، هیدراتهای گازی را جمعآوری و مطالعه کردند. تفسیر نتایج آزمایشهای پراش توسط واناستکلبرگ، کلوسن[۲]، پائولینگ[۳] و مارش[۴] [۴] منجر به تعیین دو ساختار بلوری هیدرات، ساختار sI و ساختار sII شد. وجود سومین ساختار هیدرات، ساختار sH، در سال ۱۹۸۷ توسط ریمپستر[۵] و همکارانش کشف شد [۵]. این ساختارها در شکل (۱-۳) نشان داده شده است. در ادامه به بررسی جزئیات این سه ساختار پرداخته شده است.
سلول واحد ساختار sI، یک مکعب با ابعاد Å۱۲ است که شامل دو نوع قفس کوچک و بزرگ میباشد. دو قفس کوچک، دوازدهوجهی پنجضلعی هستند، در حالی که شش قفس بزرگتر، بهصورت چهاردهوجهی هستند که دوازده وجه آن، پنجضلعی و دو وجه آن، ششضلعی میباشند که این دو وجه ششضلعی روبهروی هم قرار دارند. حفرههای کوچک با شعاع Å ۵/۳ تقریباً کُروی و حفرههای بزرگ با شعاع Å ۳۳/۴ تخممرغ شکل میباشند[۳].
[۱] Von Stackelberg
[۲] Claussen
[۳] Pauling
[۴] Marsh
[۵] Ripmesster
[۱] Clathrate Hydrates
[۲] Makogon
تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.
ارسال نظر