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.

فهرست مطالب

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

مراجع

[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.

فصل اول:هیدرات گازی

۱-۱- هیدرات گازی

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.

۱-۲- هیدرات­‌های گازی در گذر زمان

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.

 ۱-۳- ساختار هیدرات­‌های گازی

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.

۱- ساختار sI

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.