فهرست مطالب

سپاسگذاری.. د
فهرست مطالب.. ‌ه
فهرست شکلها ‌ط
فهرست جداول. ‌ک
فهرست نمودارها ‌ک
علایم و اختصارات.. ‌م
چکیده 1
فصل 1 کلیات.. 3
1.1.مقدمه. 4
1.2.تحلیل رفتار سیالات.. 5
1.3.پیش زمینه پیدایش CFD.. 6
1.4. مقایسه روش های حل معادلات مکانیک سیالات.. 6
1.5. دینامیک سیالات محاسباتی.. 7
1.5.1. مراحل کاری CFD به طور کلی.. 8
1.5.2. مراحل کاری یک برنامه CFD در یک نگاه 9
1.5.3. یک برنامه  CFD  چگونه کار می کند؟ 10
1.5.4. نرم افزارهای CFD.. 16
1.6. جریان های فازی.. 16
1.6.1. رژیم های چندفازی.. 17
1.6.2. مثال هایی از سیستم های چندفازی.. 19
1.6.3. انتخاب یک مدل چند فازی.. 20
1.6.4. مقایسه مدل ها 22
فصل 2 مقدمه. 25
2.1.دورنما 25
2.2.انگیزه و هدف.. 28
2.3.حیطه و طرح کلی پایان نامه. 29
فصل 3 مروری بر تحقیقات.. 32
3.1. الگوهای جریان دو فازی گاز – مایع و نقشه رژیم در لوله های افقی و عمودی.. 32
3.1.1. الگوهای جریان و نقشه رژیم در جریان لوله عمودی.. 32
3.1.2. الگوی جریانی و نقشه رژیم در جریان لوله افقی.. 35
3.2. مشخصات جریان حبابی همدما در ستون حباب.. 39
3.3. مدلسازی موازنه جمعیتی برای جریان حبابی همدما 41
3.4. مکانیزم های برخورد حباب.. 47
فصل 4 فرمولاسیون عددی و مدل موازنه جمعیتی.. 50
4.1. مدل موازنه جمعیتی.. 50
4.1.1. معادله موازنه جمعیتی.. 50
4.1.2. مکانیزم های برخورد حباب.. 51
4.1.3. روش های مدل موازنه جمعیتی.. 58
4.2. انتقال مومنتوم بین فازی.. 62
4.2.1. نیروی دراگ.. 63
4.2.2. نیروی برآ 63
4.2.3. نیروی لیزاننده دیواره 64
4.2.4. نیروی جرم مجازی.. 65
4.2.5. نیروی پراکندگی آشفته. 65
4.3. مدلسازی آشفته برای مدل دو سیالی.. 66
4.4. مدل دو سیالی و جمله بسته. 69
فصل 5 بررسی عددی تاثیر نیروهای بین سطحی روی جریان حبابی.. 71
5.1. مقدمه. 71
5.2. مدل ریاضی.. 74
5.2.1. انتقال مومنتوم بین سطحی به دلیل کشش… 74
5.2.2. مدل عدد چگالی متوسط حباب(ABND) 77
5.2.3. هسته های شکست و پیوستگی.. 77
5.3. جزئیات عددی و تجربی.. 79
5.4. نتایج و بحث.. 81
5.4.1. توزیع کسر خالی.. 81
5.4.2. قطر متوسط حباب.. 83
5.4.3. سرعت گاز متوسط زمانی.. 86
5.5. نتیجه گیری.. 88
فصل 6 مدلسازی جریان حبابی گاز – مایع افقی با بهره گرفتن از روش موازنه جمعیتی.. 91
6.1.مقدمه. 91
6.2.جزئیات عددی.. 93
6.3.نتایج و بحث.. 96
6.3.1.کسر خالی متوسط زمانی گاز 96
6.3.2.غلظت ناحیه بین سطحی متوسط زمانی(IAC) 98
6.3.3.سرعت متوسط زمانی گاز 99
6.4.نتیجه گیری.. 99

 

فصل 7 مدلسازی جریان حبابی عمودی گاز – مایع با بهره گرفتن از روش ربع مستقیم گشتاورها(DQMOM)) 102
7.1. مقدمه و فرمولاسیون ریاضی.. 102
7.2. مدلهای ریاضی.. 105
7.2.1. مدلهای DQMOM.. 105
7.2.2. جملات چشمه ای مدلهای DQMOM.. 107
7.3. توصیف تنظیمات آزمایش… 108
7.3.1. توصیف تنظیمات آزمایش های MTLOOP و TOPFLOW… 109
7.3.2. رشد اندازه مختلف حباب ایجاد شده با روش های تزریق مختلف.. 110
7.4. جزئیات عددی.. 111
7.5. بحث.. 112
7.5.1. توزیع کسر خالی حباب.. 113
7.5.2. توزیع اندازه حباب.. 116
7.6. نتیجه گیری.. 118
فصل 8 نتیجه گیری.. 120
8.1. بررسی عددی تاثیر نیروی بین سطحی روی جریان حبابی.. 120
8.2. مدلسازی جریان افقی گاز – مایع با بهره گرفتن از ABND براساس روش موازنه جمعیتی.. 121
8.3. مدلسازی جریان حبابی گاز – مایع عمودی با بهره گرفتن از روش ربع مستقیم گشتاورها(DQMOM)) 122
8.4. توصیه های توسعه CFD و تحقیقات آینده در جریان دو فازی.. 122…
فهرست شکلها
شکل 1-1. فرم گسسته شده معادلات پایستگی.. 13
شکل 2-1. رژیم های جریان چندفازی. 18
شکل 1-3. الگوهای جریان جریان دو فازی هوا-آب در لوله عمودی.. 33
شکل 2-3. نقشه رژیم جریان برای جریان دو فازی هوا-آب در لوله عمودی ارائه شده توسط میشما و ایشی(1984) 41
شکل 3-3. الگوهای جریان دوفازی ها-آب در لوله افقی.. 36
شکل 4-3. نقشه رژیم جریانی دو فازی هوا-آب در لوله افقی ارائه شده توسط تایتل و دوکلر(1976). 38
شکل 5-3. مشخصات جریان حبابی در جریان حبابی همدما 40
شکل 6-3. نمونه ای از مختصات داخلی و خارجی موازنه جمعیتی برای جریانهای گاز – مایع. 43
شکل 7-3. بیان گرافیکی روش های کلاس (CM) 45
شکل 8-3.  بیان گرافیکی روش ربعی گشتاورها(QMOM). 46
شکل 9-3. بیان شماتیک مکانیزم های پیوستگی و شکستگی حباب ها 48
شکل 1-5. خط جریانی سرعت مایع اطراف حباب منفرد و تعداد حباب ها 72
شکل 2-5. جزئیات هندسی آزمایش هیبیکی و همکاران(2001) 78
شکل 3-5. نقشه رژیم جریانی و انتقال شرایط جریانی مطالعه شده در کار حاضر(چنگ و همکاران 2007). 79
شکل 4-5. توزیع مش مدل محاسباتی:آزمایش هیبیکی و همکاران(2001) 81
شکل 5-5. توزیع کسر خالی پیش بینی شعاعی و داده های تجربی هیبیکی و همکاران(2001) 82
شکل 6-5. توزیع قطر متوسط حباب پیش بینی شده و داده های تجربی هیبیکی و همکاران(2001) 85
شکل 7-5. پروفایل سرعت شعاعی گاز پیش بینی شده و داده های تجربی هیبیکی و همکاران(2001) 87
شکل 8-5. درصد خطای سرعت گاز متوسط زمانی در مقایسه با داده های تجربی هیبیکی و همکاران(2001). 89
شکل 1-6. حرکت های حباب شماتیک ساده در جریان لوله افقی : ترکیب نیروهای محوری و شعاعی ، حباب ها نه عمودی حرکت می کنند و نه افقی.. 92
شکل 2-6(a) جزئیات هندسی آزمایش کوکاموستافوگالاری و هونگ(1994) و (b) توزیع مش مدل محاسباتی سطح مقطع   94
شکل 3-6. توزیع کسرخالی گاز متوسط زمانی پیش بینی شده و داده های آزمایشگاهی کوکاموستافوگالاری و هونگ(1994) در محل L/D=253. 95
شکل 4-6. توزیع غلظت بین سطحی متوسط زمانی پیش بینی شده و داده های تجربی کوکاموستافوگالاری و هونگ(1994) در محل L/D=253. 97
شکل 5-6. توزیع سرعت گاز پیش بینی شده و داده های تجربی کوکاموستافوگالاری و هونگ(1994) در محل L/D=253. 98
شکل 1-7. بیان شماتیک آزمایش MTLOOP. 108
شکل 2-7. بیان شماتیک آزمایش TOPFLOW… 110
شکل 3-7. توزیع کسر خالی شعاعی پیش بینی شده و داده های آزمایشگاهی MTLOOP که توسط لوکاس و همکاران(2005) اندازه گیری شده است. 113
شکل 4-7. توزیع کسر خالی شعاعی پیش بینی شده و داده های تجربی TOPFLOW که توسط پراسر و همکاران(2007) اندازه گیری شده است. 114
شکل 5-7. توزیع اندازه حباب پیش بینی شده و داده های تجربی MTLOOP که توسط لوکاس و همکاران(2005) اندازه گیری شده است. 115
شکل 6-7. توزیع اندازه حباب پیش بینی شده و داده های تجربی TOPFLOW که توسط پراسر و همکاران(2007) اندازه گیری شده است. 117
فهرست جداول
جدول 1-1.مقایسه های روش های حل معادلات مکانیک سیالات.. 6
جدول 2-1.مثال های جریان های سیستم های چندفازی.. 19
جدول 1-4. سناریوهای جریان و جزئیات شرایط مرزی ورودی در شبیه سازی آزمایش هیبیکی و همکاران(2001) 80
جدول 1-5. سناریوهای جریان و جزئیات شرایط مرزی ورودی در شبیه سازی آزمایش کوکاموستافوگالاری و هونگ(1994) 93
جدول 1-6. اطلاعات شرایط جریان ورودی اعمال شده در شبیه سازی آزمایش MTLOOP و TOPFLOW… 112
فهرست نمودارها
نمودار 1-1.مراحل کاری یک برنامه CFD دریک نگاه 9
نمودار 2-1.روش Segregated. 14
نمودار 3-1. روش Coupled. 15
فهرست علایم و اختصارات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A	مساحت سطح مقطع
	ضرایب دراگ
	ضریب بلند کردن
	ضریب پراکندگی آشفتگی
	ضریب برخورد تصادفی
	ضرایب تاثیر آشفتگی
	بیشینه اندازه افقی حباب ها
	قطر متوسط حباب
,	نرخ اتلاف جرم به دلیل شکست و پیوستن
	عدد ایتوس
	عدد اصلاح شده ایتوس
	توزیع اندازه حباب
	نیروی کلی بین سطحی
	نیروی دراگ
	نیروی بلند کردن
	نیروی لیزاندن دیواره
	نیروی پراکندگی آشفتگی
	شتاب گرانشی
	ضخامت فیلم
	گشتاور
	عدد چگالی متوسط فاز گاز
,	نرخ تولید جرم به دلیل شکستگی و پیوستن

 
نمادهای یونانی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	کسر حجمی
	بیشینه مجاز کسر حجمی
ε	اتلاف انرژی جنبشی آشفتگی
ρ	چگالی
σ	تنش سطحی
ΦnRC	نرخ تغییر عدد چگالی حباب به دلیل برخورد تصادفی
ΦnTI	نرخ تغییر عدد چگالی به دلیل تاثیر گردابه های آشفتگی
ζ	طول
ω	وزن
ψ	فرکانس پیوستن
Ω	فرکانس شکست
η	فرکانس برخورد
ι	بازده پیوستن
ζ	پارامتر اساسی در PBE
ν	ویسکوزیته

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
زیرنویس ها
 

عنوان                                                                                        صفحه
چكیده 1
كلیاتی در رابطه با آلاینده‌های نیتروژنی و آمونیاك، جاذب‌های سطحی و روش‌های مدل‌سازی
1-1- مشخصه های آمونیاك. 3
1-1-1 – آمونیاک مایع و گازی. 3
1-1-2- روش های حذف آلاینده های نیتروژنی و آمونیاک.. 4
1-2 مفاهیم عمومی فرایند جذب سطحی. 6
1-2-2- كاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی. 7
1-2-2-1- كاربردهای جذب سطحی از فاز مایع. 7
1-2-2-2- كاربردهای جذب سطحی از فاز گاز. 8
1-2-3- خواص اساسی جاذب‌ها 8
1-2-3-1- ظرفیت.. 9
1-2-3-2- تخلخل. 9
1-2-3-3- قطبیت سطح. 10
1-2-3-4- مساحت سطح. 10
1-2-3-5- گزینش‌پذیری. 12
1-2-4- تفاوت جذب فیزیكی و شیمیایی. 12
1-2-5- انواع سیستم های جذب و بسترهای تماس جذب.. 14
1-2-5-1- بستر ثابت.. 14
1-2-5-2- دینامیک جذب سطحی در یک ستون جذب.. 15
1-2-6-کربن فعال. 15
1-2-6-1- کربونیزاسیون. 17
1-2-6-2- ساختار منافذ کربن. 18
1-2-6-3- ویژگیهای کربن فعال. 19
1-2-6-4- مساحت سطح کلی. 19
1-2-6-5- توزیع اندازه ذرات.. 20
1-2-6-6- ظرفیت جذب.. 20
1-2-6-7- مزایا و معایب حذف با کربن فعال. 20
1-3- آنالیز محاسبات ریاضی. 21
1-3-1- مدل توماس.. 22
1-3-2- مدل آدامز – بوهارت.. 22
1-3-3- مدل یون نلسون. 23
1-3-4- مدل BDST. 23
1-4- طریقه ی مدل سازی. 24
1-4-1- رگرسیون. 24
1-4-2- سیستم استنتاج فازی-عصبی. 24
1-4-3- مروری بر سیستم های عصبی – فازی. 26
1-4-4- فواید منطق فازی. 26
1-4-5- معایب منطق فازی. 27
1-4-6- توانایی های سیستم های عصبی- فازی. 27
1-4-7- مدلسازی عصبی- فازی. 28
1-4-8- مجموعه های فازی. 28
1-4-9- توابع عضویت.. 30
1-4-10- انواع توابع عضویت.. 31
1-5- مدلسازی نتایج بدست آمده آزمایشگاهی با بهره گرفتن از سیستم استنتاج فازی – عصبی. 34
: . 39
:
3-1 دینامیک جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 4 سانتی متر. 57
3-1-1 كارایی ستون 4 سانتی متر در جذب آمونیاك. 58
3-1-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 58
3-1-3 مدل یون  نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 59
3-1-4 مدل  آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 60
3-1-5 مدل  BDST  برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 60
3-2 دینامیک جذب آمونیاك به وسیله كربن فعال در ستون 6 سانتیمتر. 60
3-2-1 كارایی ستون 6 سانتی متر در جذب آمونیاك. 61
3-2-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 61
3-2-3 مدل یون نلسون  برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 62
3-2-4 مدل آدامز – بوهارت  برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 62
3-2-5 مدل BDST برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 63
3-3 دینامیک جذب آمونیاك به وسیله كربن فعال در ستون 8 سانتیمتر. 63
3-3-1 كارایی ستون 8 سانتی متر در جذب آمونیاك. 64
3-3-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 64
3-3-3 مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 65
3-3-4 مدل آدامز – بوهارت  برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 65

 

3-3-5 مدل  BDST  برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 66

4-1 نتایج دینامیک جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 4 سانتی متر. 68
4-1-1- كارایی ستون 4 سانتی متر در جذب آمونیاك. 68
4-1-2-  نتایج مدل  توماس برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 69
4-1-3- نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون  4 سانتی متر. 69
4-1-4- نتایج مدل آدامز-بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 70
4-1-5 – نتایج مدل  BDST برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 71
4-2- نتایج دینامیک جذب بوسیله كربن فعال در ستون 6 سانتی متر. 73
4-2-1- كارایی ستون  6 سانتی متر در جذب آمونیاك. 73
4-2-2-نتایج مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 73
4-2-3-نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 74
4-2-4-نتایج مدل آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 75
4-2-5-نتایج مدل  BDST برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 76
4-3-  نتایج دینامیک جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 8 سانتی متر. 77
4-3-1- كارایی ستون 8 سانتی متر در جذب آمونیاك. 77
4-3-2- نتایج مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 78
4-3-3- نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك درستون 8 سانتی متر. 78
4-3-4- نتایج مدل آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 79
4-3-5- نتایج مدل BDST برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 80
4-4- تحلیل نتایج مدل های سینتیکی. 82
4-4-1- تحلیل مدل توماس.. 82
4-4-2- تحلیل مدل آدامز- بوهارت.. 82
4-4-3- تحلیل مدل یون نلسون. 82
4-4-4- تحلیل مدل BDST. 82
4-5- نتایج سیستم استنتاج فازی- عصبی. 83
4-6- نتایج رگرسیون خطی چندگانه (MLR) 91
4-6-1- بررسی مدل رگرسیون خطی چندگانه 91
4-6-2-پیش‌بینی و ارزیابی اعتبار مدل در (MLR) 92
4-7- نتیجه گیری. 94
نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 97

منابع فارسی. 99
منابع لاتین. 99
چكیده لاتین…. 103   
فهرست جداول
عنوان                                                                                                       صفحه
جدول (1-1). مشخصه های فیزیکی آمونیاک………………………………………………………. 4
جدول (1-2). روش های مختلف حذف آلاینده های نیتروژنی……………………………………… 5
جدول(1-3): مقایسه جذب فیزیكی و شیمیایی……………………………………………………… 13
جدول )3-1( . مربوط به ستون 4 سانتی متر…………………………………………………….. 58
جدول) 3-2(. مربوط به مدل توماس برای ستون  4 سانتی متر………………………………….. 59
جدول )3-3(. مربوط به مدل یون  نلسون برای ستون 4سانتی متر………………………………. 59
جدول ( 3-4). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 4 سانتی متر……………………….. 60
جدول )3-5(. مربوط به ستون 6 سانتی متر……………………………………………………… 61
جدول (3-6). مربوط به مدل توماس برای ستون 6 سانتی متر…………………………………… 62
جدول (3-7). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 6سانتی متر……………………………….. 62
جدول (3-8). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 6سانتی متر…………………………. 63
جدول )3-9(. برای ستون 8 سانتی متر…………………………………………………………… 64
جدول (3-10). مربوط مدل توماس برای ستون 8 سانتی متر……………………………………. 65
جدول( 3-11). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 8سانتی متر……………………………… 65
فهرست نمودارها
عنوان                                                                                                        صفحه
نمودار(4-1). مربوط به ستون 4سانتی متر………………………………………………………. 68
نمودار (4-2). مربوط به مدل توماس برای ستون 4سانتی متر…………………………………… 69
نمودار(4-3). مربوط به مدل یون  نلسون برای ستون 4سانتی متر………………………………. 70
نمودار(4-4). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 4سانتی متر…………………………. 71
نمودار(4-5). مربوط به محاسبه  و tb برای ستون 4 سانتی متر……………………………… 71
نمودار(4-6). مربوط به مدل BDST برای ستون 4سانتی متر………………………………….. 72
نمودار(4-7). برای ستون 6سانتی متر……………………………………………………………. 73
نمودار (4-8). مربوط به مدل توماس برای ستون 6سانتی متر…………………………………… 74
نمودار(4-9). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 6 سانتی متر………………………………. 75
نمودار(4-10). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 6 سانتی متر………………………. 76
نمودار(4-11). برای مدل BDST برای ستون 6سانتی متر…………………………………….. 76
نمودار (4-12). مربوط به ستون 8سانتی متر……………………………………………………. 77
نمودار(4-13). مربوط به مدل توماس برای ستون 8سانتی متر………………………………….. 78
نمودار (4-14). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 8 سانتی متر……………………………. 79
نمودار(4-15). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 8سانتی متر……………………….. 80
نمودار (4-16). مربوط به ستون 8سانتی متر……………………………………………………. 80
نمودار (4-17). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 84
نمودار (4-18). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته آموزش……… 84
نمودار (4-19). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 85
نمودار (4-20). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته آموزش……… 85
نمودار (4-21). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 86
فهرست شكل‌ها
عنوان                                                                                                            صفحه
شكل (1ـ1): حجم گاز جذب شده بر حسب فشار نسبی …………………………………….. 11
شکل(1-2). یک مجموعه کلاسیک……………………………………………………………….. 29
شکل( 1-3). دسته بندی روزهای پایان هفته……………………………………………………… 29
شکل(1-4). مجموعه فازی افراد بلند قد…………………………………………………………… 30
شکل(1-5). تابع عضویت در مساله قد……………………………………………………………. 31
شکل(1-6). توابع عضویت مثلثی و ذوزنقه­ای…………………………………………………… 33
شکل(1-7). توابع عضویت گاوسی و ناقوس شکل………………………………………………. 33
شکل(1-8). توابع عضویت حلقوی……………………………………………………………….. 33
شکل (1-9). توابع عضویت چند جمله­ای…………………………………………………………. 33
شکل (3-1). شماتیک طرح استفاده شده برای جذب آمونیاک بوسیله کربن فعال…………………. 57
 

چكیده

پس از ایجاد معضلات زیست محیطی به وسیله آمونیاك و نظر به اینكه در محدوده غلظت های پائین آمونیاك در  پساب ( 100-25 میلی گرم در لیتر) اكثر روش های تصفیه آب مقرون به صرفه نمی باشند، استفاده از جذب سطحی بوسیله كربن فعال یک روش مقرون به صرفه در رسیدن به استاندارد مورد نظر می باشد. كربن فعال ماده ای نسبتاً ارزان و با صرفه در رسیدن به هدف مذكور می باشد. آزمایشات جذب سطحی در گروه پیوسته انجام گرفته است. در این سیستم از تماس خوراك حاوی  100میلی گرم در لیتر آمونیاك با كربن فعال در ستون های 4 سانتی متر و 6سانتی متر و 8 سانتی متر نتایجی حاصل شد و نتایج به دست آمده بوسیله مدل های توماس، BDST ،آدامز – بوهارت و یون نلسون بررسی شد.
با مقایسه مدل های فوق مشخص شد که به جز مدل آدامز- بوهارت بقیه مدل ها مطابقت خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند و مشخص شد که با افزایش ارتفاع جاذب در ستون های جذب مقدار جذب از 48 به 53 درصد می‌رسد. در این تحقیق همچنین مدل های رگراسیون خطی چند گانه و سیستم استنتاجی فازی- عصبی برای پیش بینی جذب سطحی آمونیاک بکار برده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد مدل سیستم استنتاجی فازی –عصبی هم‌خوانی خوبی بین داده‌های تجربی و پیش بینی شده برقرار می کند به طوری كه ضریب همبستگی بین آن‌ ها به 997/0 می‌رسد.
كلمات كلیدی: جذب سطحی، آمونیاك، ستون پیوسته، كربن فعال، استنتاج فازی عصبی، مدل‌های سنتیكی.

فصل اول

 

1-1- مشخصه های آمونیاك

 

1-1-1 – آمونیاک مایع و گازی

آمونیاک (NH3) در فشار اتمسفر گازی است  بی رنگ که از هوا روشن تر است و دارای بوی بسیار نافذ است. بعضی از خصوصیات فیزیکی آمونیاک در جدول شماره 1-1 خلاصه شده است. فشار بخار گاز آمونیاک در بالای مایع آمونیاک خالص با بهره گرفتن از رابطه زیر محاسبه می شود:
(1-1)
جایی که : P = فشار جزئی به mmHg وT= درجه حرارت بر حسب کلوین (K)
آمونیاک می تواند تحت فشار تقریبی 10 اتمسفر مایع شود و به همین حالت ذخیره و حمل گردد.
جدول (1-1). مشخصه های فیزیکی آمونیاک [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب… ‌ج
فهرست جداول. ‌ح
فهرست شکل ها ‌ط
چکیده ‌ی
فصل اول: مقدمه. 1
1-1- مقدمه. 2
1-2- پیش زمینه. 4
1-3- بیان مسأله. 7
1-4- اهمیت موضوع. 9
1-5- اهداف تحقیق.. 15
1-5-1- هدف اصلی.. 15
1-5-2- اهداف اختصاصی.. 15
1-6- پرسشهای تحقیق.. 15
1-7- محدودیتهای تحقیق.. 16
1-8- نمودار روش تحقیق.. 16
فصل دوم: مروری بر پژوهشهای پیشین.. 18
2-1- ترکیبات اساسی بایوکامپوزیت… 19
2-1-1- نشاسته. 19
2-1-2- سویا 23
2-1-3- پلی ساکارید محلول در سویا 25
2-1-3-1 ساختار SSPS.. 26
2-2- ژلاتین و ژلاتین گاوی.. 26
2-2-1- تولید ژلاتین.. 29
2-2-2- کاربردهای ژلاتین.. 32
2-3- نانوتکنولوژی.. 33
2-4- بایو نانو تکنولوژی.. 34
2-3- کامپوزیت و نانو کامپوزیت… 35
2-5- بایو نانو کامپوزیت… 36
2-6- فلز تیتانیوم. 37
2-6-1- نانو دی اکسید تیتانیوم. 37

 

2-7- بسته بندی فعال. 38
2-8- بسته بندی نانو. 39
2-9- فیلمهای خوراکی.. 40
2-10- پلاستی سایزرها 43
2-10-1- مقایسه پلاستی سایزرهای مورد استفاده 44
2-11- روش های تولید فیلم. 45
2-12- ارزیابی خواص فیلم های خوراکی.. 46
2-12-1- خواص ممانعتی.. 46
2-12-2- خواص مکانیکی.. 50
2-12-3- خواص ضد میکروبی.. 54
2-13- نمودارهای جذب تعادلی.. 58
2-14- جمع بندی.. 65
فصل سوم: مواد و روش ها 66
3-1- مواد. 67
3-2- روش تهیه فیلمهای نانوبایوکامپوزیتی.. 68
3-3 – ضخامت فیلم. 69
3-4- آنالیز فیلم. 69
3-4-1- ویژگی های مکانیکی.. 70
3-4-2- رنگ سنجی.. 72
3-4-3- نفوذ پذیری بخار آب (WVP) 72
3-4-4- حلالیت فیلم ها 73
3-4-5- ظرفیت جذب آب (WAC) 74
3-4-6- ایزوترم جذب… 74
3-4-7- اشعه مرئی – UV… 75
3-4-8- نفوذ پذیری به اکسیژن. 75
3-4-9- آزمون میکروبی.. 76
3-5- تجزیه و تحلیل آماری.. 78
فصل چهارم: نتایج و بحث… 79
4-1- ارزیابی کیفی فیلمها 80
4-1-1- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ظاهری فیلمهای ترکیبی.. 80
4-1-2- بررسی اثر نانوذرات بر ضخامت فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی.. 81
4-2- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلمهای ترکیبی  نشاسته ssps / ژلاتین گاوی.. 81
4-2-1- محتوای رطوبت، حلالیت در آب و قابلیت جذب آب… 81
4-3- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ممانعتی فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین.. 84
4-4- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای ترکیبی.. 88
4-5- جستجوی پیوند با روش FTIR.. 90
4-6- میزان جذب و عبور نور فرابنفش از فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps/ ژلاتین حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (uv-vis) 91
4-7- مشخصه های رنگی.. 93
4-8- نمودارهای جذب تعادلی.. 94
4-8-1- مدل جذب تعادلی چند جمله ای.. 94
4-8-2- مدل جذب تعادلی GAB.. 95
4-9- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ضد میکروبی فیلمهای ترکیبی.. 97
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 102
5-1- نتیجه گیری.. 103
5-2- پیشنهادات… 104
منابع و مراجع. 105
English Abstarct 114
فهرست جداول
جدول 4- 1: میانگین ضخامت فیلمهای شاهد و نمونه های حاوی ذرات نانو دی اکسید تیتانیوم. 81
جدول 4- 2: محتوای رطوبت، درصد حلالیت و قابلیت جذب فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم. 84
جدول 4- 3: اثر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر نفوذ پذیری فیلمهای ترکیبی نسبت به اکسیژن و بخار آب… 87
جدول 4- 4: اثر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی. 90
جدول 4- 5: پارامترهای رنگ سنجی از فیلم ترکیبی با غلظت های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم. 94
جدول 4- 6: پارامترهای معادله GAB برای فیلمهای ترکیبی حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم در دمای 25 درجه سانتیگراد. 97
فهرست شکل ها
شکل 1-1: نمودار فرایند پژوهشی.. 17
شکل 2- 1: ساختمان شیمیایی نشاسته. 20
شکل 4- 1: رنگ فیلمهای  ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین با غلظت های متفاوت ( %0، 1%، 3%، 5%) نانو دی اکسید تیتانیوم. 80
شکل 4- 2: طیف FTIR فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتینی حاوی %0، 3% و 5% نانو دی اکسید تیتانیوم 91
شکل 4- 3: میزان جذب نور فیلمهای بایونانوکامپوزیتی  در طول موجهای 200 تا 800. 92
شکل 4- 4: درصد عبور نور فیلمهای بایو نانو کامپوزیتی در طول موجهای 200 تا 800. 93
شکل 4- 5: مدل جذب تعادلی چند جمله ای (مرتبه 3) برای فیلم ترکیبی در مقایسه با بایونانوکامپوزیت ترکیبی محتوی 5% نانو دی اکسید تیتانیوم. 95

 

فهرست مطالب

ردیف                                              صفحه
: هیدرات گازی و عوامل مؤثر در آن‌
1-1        هیدرات… 3
1-2        تشکیل هیدرات ها 3
1-3        شرایط تشکیل هیدرات… 4
1-4        فاکتورهای مؤثر در تشکیل هیدرات… 5
1-5        آب و گاز طبیعی.. 6
1-5-1          آب آزاد. 7
1-6        بیان مساله پژوهش… 8
1-7        ضرورت و اهمیت انجام پژوهش… 9
1-7-1          اهمیت هیدرات‌های گازی.. 10
1-7-2          زمینه‌های تحقیقاتی هیدرات… 11
1-8        وجه تمایز پژوهش با سایر پژوهش‌ها 11
1-9        اهداف پژوهش… 12
1-10         سؤالات پژوهش… 12
1-11         فرضیه‌های پژوهش… 13
1-12         انواع و ساختار هیدرات… 13
1-12-1        ساختار هیدرات نوع I 15
1-12-2        ساختار هیدرات نوع II 15
1-12-3        ساختار هیدرات نوع H. 16
1-13         اندازۀ مولکول مهمان. 17
1-14         سایر تشکیل دهنده‌های هیدرات… 19
1-14-1        فرئون‌ها 19
1-14-2        هالوژن‌ها 19
1-14-3        گازهای نجیب… 19
1-14-4        هوا 19
1-14-5        سایر تشکیل دهنده‌ها 20
1-15         کاربرد‌های هیدرات… 20
1-15-1        کریستال هیدرات در فرایند‌های جداسازی.. 20
1-15-2        غنی سازی اکسیژن با بهره گرفتن از تشکیل هیدرات گازی.. 21
1-15-3        تغلیظ به کمک تشکیل هیدرات… 21
1-15-4        هیدرات گازی و شیرین سازی آب دریا 21
1-15-5        جدا سازی دی اکسید کربن دریایی.. 22
1-15-6        ذخیره و انتقال گاز طبیعی.. 22
1-16         کریستال هیدرات در محیط زیست… 23
1-17         راه‌های جلوگیری از تشکیل هیدرات… 23
1-18         اثر افزودنی‌ها بر تشکیل هیدرات… 24
1-19         عوامل بازدارنده‌ تشکیل هیدرات‌ها 26
1-19-1        بازدارنده‌های ترمودینامیکی.. 27
1-19-2        بازدارنده‌های سینتیکی.. 28
1-19-3        بازدارنده‌های ضدتجمی یا ضد کلوخه ای.. 29
1-19-4        مواد افزودنی که هیدرات‌ها را در یکی از ساختار‌های I، II یا H پایدار می‌کند. 30
: تاریخچه و تحقیقات انجام شده در مورد هیدرات گازی
2-1        تاریخچه کشف هیدرات… 31
2-2        پیشینه تحقیق در ایران. 32
2-2-1          مطالعات پایه. 33
2-2-1-1          تعادلات فازی.. 33
2-2-1-1-1                مطالعات تجربی.. 33
2-2-1-1-2                مطالعات تئوری.. 35
2-2-1-2          سینتیک تشكیل و تجزیه هیدرات… 36
2-2-1-3          مطالعه ساختارهای مولکولی.. 37
2-2-1-4          خواص فیزیكی – حرارتی.. 38
2-2-2          مباحث زیست محیطی هیدرات… 38
2-2-2-1          اثرات گاز متان بر محیط زیست… 38
2-2-2-2          ذخیره سازی گاز دی اكسید كربن به شكل هیدرات… 39
2-2-3          توسعه هیدرات و كاربردهای نوین.. 39
2-2-3-1          جداسازی مخلوط های گازی.. 39
2-2-3-2          نمك زدایی آب دریا 40
2-2-3-3          ذخیره سازی و انتقال گاز طبیعی به صورت هیدرات… 40
2-2-3-4          ذخیره سازی انرژی گرمایی.. 41
2-2-4          اكتشاف و بهره برداری منابع طبیعی هیدرات گازی.. 41
2-2-5          تحلیل آماری.. 42
2-3        پیشینه تحقیق در خارج از ایران. 42
2-4        نمودارهای فازی برای طبقه بندی هیدرات‌ها 44
2-5        روش‌های محاسباتی دستی برای پیش‌بینی تشکیل هیدرات… 44
2-5-1          روش وزن مخصوص گاز. 45
2-5-2          روش ثابت تعادلی K. 46
2-5-3          روش بیلی- ویچرت… 47
2-5-4          دیگر روابط همبستگی.. 47
2-5-4-1          ماکاگون. 47
2-5-4-2          کوبایاشی و همکاران. 48
2-5-4-3          مطیعی 48
2-5-4-4          کسترگارد و همکاران. 48
2-5-4-5          تولر و مخاطب… 49
2-6        روش‌های رایانه‌ای برای پیش‌بینی تشکیل هیدرات… 49
2-6-1          تعادل فازی.. 49
2-6-2          واندروالس و پلاتیو. 51
2-6-3          پاریش و پراسنیتز. 51
2-6-4          انجی و رابینسون. 52
: بررسی روش­های بازدارنده در تشکیل هیدرات
3-1        روش تحقیق.. 53
3-2        مرحله قبل از پیدایش هیدرات… 54
3-2-1          نم‌زدایی از گاز طبیعی.. 54
3-2-1-1          نم‌زدایی از طریق گلایکول. 55

 

3-2-1-1-1                جاذب‌های مایع. 55
3-2-1-1-2                گلایکول‌ها 56
3-2-1-1-3                توصیف فرایند. 56
3-2-1-2          غربال‌های مولکولی.. 57
3-2-1-2-1                توصیف فرایند. 58
3-2-1-3          تبرید  59
3-2-1-3-1                توصیف فرایند. 59
3-3        تشکیل هیدرات حین شروع پدیده 60
3-4        تشکیل هیدرات با پیدایش مستمر پدیده 65
3-4-1          دینامیک سیالات عددی پژوهش… 66
3-4-1-1          مراحل آنالیز جریان به کمک نرم افزار کامسول. 67
3-4-1-2          پیش پردازش…. 67
3-4-1-3          حل عددی میدان جریان. 68
3-4-1-4          پس پردازش نتایج.. 69
3-4-1-5          نکات مهم در شبیه سازی عددی جریان. 70
3-4-1-6          چگونگی شبیه سازی عددی جریان. 71
3-4-1-7          مشکلات عمده 72
3-4-1-8          خطا‌ها 72
3-4-2          تئوری و فرمولاسیون. 73
3-4-2-1          معادلات Mixture Model, Laminar Flow.. 73
3-4-2-2          معادلات  Laminar Flow.. 76
3-4-2-3          معادلات  Heat Transfer in Fluid. 76
3-4-2-4          معادلات  Transport of Diluted Species 77
3-4-3          محاسبات تبخیر ناگهانی.. 77
3-4-4          مدل سازی و شرح مسئله. 78
3-5        مرحله بعد از پیدایش هیدرات… 84
3-5-1          انتخاب بازدارنده برتر. 88
: تجزیه و تحلیل داده‌ها (یافته‌ها)
4-1        مبارزه با هیدرات با بهره گرفتن از گرما و فشار. 92
4-1-1          کاهش فشار. 92
4-1-2          استفاده از گرما 93
4-1-3          اتلاف گرما از یک خط لولۀ مدفون. 94
4-1-3-1          سهم سیال. 95
4-1-3-2          سهم لوله. 95
4-1-3-3          سهم زمین.. 96
4-1-3-4          ضریب کلی انتقال حرارت… 96
4-1-3-5          حرارت منتقل شده 96
4-2        مبارزه با هیدرات با بهره گرفتن از مقاومت های انتقال حرارت و انتقال جرم. 97
4-2-1          انتقال جرم. 97
4-2-2          انتقال حرارت… 98
4-3        نتایج شبیه سازی مدل. 99
4-4        نتایج شبیه سازی شبکه انتقال گاز. 111
4-5        انتخاب بازدارنده برتر. 117
: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1        نم‌زدایی گاز. 121
5-2        مقاومت‌های انتقال جرم و حرارت هیدرات… 122
5-3        مدل سازی قطاعی از لوله دارای هیدرات… 123
5-4        شبکه انتقال گاز. 125

 پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………….128
  منابع و مأخذ …………………………………………………………………………………………………..129
فهرست جدول‌ها
عنوان                                                                                                       صفحه
جدول ‏3‑1 : محاسبات تبخیر ناگهانی سیستم متان- آب در دمای 274 کلوین.. 77
جدول ‏3‑2 : محاسبات تبخیر ناگهانی سیستم اتان- آب در دمای 274 کلوین.. 77
جدول ‏3‑3 : محاسبات تبخیر ناگهانی سیستم پروپان- آب در دمای 274 کلوین.. 78
جدول ‏3‑4 : خواص گوشت لوله از جنس Stainless Steel 79
جدول ‏3‑5 : خواص آب درون لوله به صورت پراکنده 79
جدول ‏3‑6 : خواص گاز درون لوله به صورت پیوسته (گاز متان) 79
جدول ‏3‑7 : شرایط مرزی برای جریان سیال. 79
جدول ‏3‑8 : شرایط مرزی برای فاز پراكنده 79
جدول ‏3‑9 : مشخصات جریان مخلوط در درون لوله. 79
جدول ‏3‑10 : ورودی خواص سیال و ذرات جامد پراكنده به نرم افزار. 80
جدول ‏3‑11 : شرایط مرزی برای جریان سیال. 80
جدول ‏3‑12 : ورودی شرایط سیال آرام داخل لوله به نرم افزار. 80
جدول ‏3‑13 : داده‌های ورودی انتقال حرارت به نرم افزار. 81
جدول ‏3‑14 : شرایط مرزی برای انتقال حرارت داخل لوله. 81
جدول ‏3‑15 : داده‌های ورودی مومنتوم به نرم افزار. 81
) داخل لوله. 81
جدول ‏3‑17 : مشخصات مش بندی شبکه لوله. 82
جدول ‏3‑18 : مشخصات حل کننده شبیه سازی.. 82
جدول ‏3‑19 : تفکیک کننده‌های مسئله برای اعتبار سنجی حل کننده 82
جدول ‏3‑20 : داده‌های ورودی خط ایستگاه S003. 84
جدول ‏3‑21 : داده‌های ورودی خط ایستگاه S001. 84
جدول ‏3‑22 : داده‌های خروجی خط ایستگاه D001. 84
جدول ‏3‑23 : ترکیبات ورودی خط S003 به همراه ترکیب درصد‌های مولی.. 84
جدول ‏3‑24 : ترکیبات ورودی خط S001 به همراه ترکیب درصد‌های مولی.. 85
جدول ‏3‑25 : شرایط فیزیکی و محیطی لوله‌های انتقال گاز شبکه. 86
جدول ‏3‑26 : ترکیبات گازی لاوان. 88
جدول ‏3‑27 : تزریق مواد بازدارنده شیمیایی در ابتدای خط انتقال گاز (حالت 1) 90
جدول ‏3‑28 : تزریق مواد بازدارنده شیمیایی در انتهای خط انتقال گاز (حالت 1) 91
جدول ‏3‑29 : تزریق مواد بازدارنده شیمیایی در ابتدای خط انتقال گاز (حالت 2) 91
جدول ‏3‑30 : تزریق مواد بازدارنده شیمیایی در انتهای خط انتقال گاز (حالت 2) 91
‌ فهرست نمودار‌ها
عنوان                                                                                                       صفحه
نمودار ‏2‑1 : نمودار نیمه لگاریتمی رشد انتشارات هیدرات در قرن بیستم. 32
نمودار ‏2‑2 : تعداد مقالات چاپ شده در سال‌های مختلف… 42
نمودار ‏3‑1 : تغییرات ارتفاع در خط L005. 85
نمودار ‏3‑2 : تغییرات ارتفاع در خط L006. 85
نمودار ‏3‑3 : تغییرات ارتفاع در خط L008. 86
نمودار ‏3‑4 : منحنی تشکیل هیدرات برای بازدارنده MeOH با درصد وزنی مختلف… 88
نمودار ‏3‑5 : منحنی تشکیل هیدرات برای بازدارنده NaCL با درصد وزنی مختلف… 88
نمودار ‏3‑6 : منحنی تشکیل هیدرات برای بازدارنده KBr با درصد وزنی مختلف… 89
با درصد وزنی مختلف… 89
نمودار ‏3‑8 : منحنی تشکیل هیدرات برای بازدارنده NaF با درصد وزنی مختلف… 89
نمودار ‏3‑9 : منحنی تشکیل هیدرات برای بازدارنده KCL با درصد وزنی مختلف… 90
نمودار ‏4‑1 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پراکنده برای مقطع 5/1 متری ورودی.. 100
نمودار ‏4‑2 : مقایسه غلظت فاز جامد حاصل از مدلسازی، در مقطعی ثابت در زمان‌های مختلف… 101
نمودار ‏4‑3 : توزیع سرعت محوری در زمان‌های 01/0 ،1/0 و 1 ثانیه پس از برقراری جریان. 101
نمودار ‏4‑4 : توزیع غلظت فاز جامد مدلسازی در دو سرعت ورودی 0.061 m/s و 0.029 m/s 102
نمودار ‏4‑5 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی کسر‌حجمی فاز پراکنده در مقطع پایین لوله. 103
نمودار ‏4‑6 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پیوسته در مقطع پایین لوله. 103
نمودار ‏4‑7 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پراکنده در مقطع پایین لوله. 104
نمودار ‏4‑8 : تغییرات دما در طول لوله در سه مقطع اصلی.. 108
نمودار ‏4‑9 : تغییرات فشار در طول لوله در سه مقطع اصلی.. 108
نمودار ‏4‑10 : تغییرات کسر حجمی فاز پراکنده در طول لوله در سه مقطع اصلی.. 109
نمودار ‏4‑11 : تغییرات سرعت مخلوط در طول لوله در سه مقطع اصلی.. 109
نمودار ‏4‑12 : تغییرات دما در قطر لوله در دو مقطع میانی.. 109
نمودار ‏4‑13: تغییرات فشار در قطر لوله در دو مقطع میانی.. 110
نمودار ‏4‑14: تغییرات کسر حجمی فاز پیوسته و پراکنده در قطر لوله در دو مقطع میانی.. 110
نمودار ‏4‑15 : تغییرات غلظت فاز پیوسته و پراکنده در قطر لوله در دو مقطع میانی.. 110
نمودار ‏4‑16 : منحنی‌های تشکیل هیدرات برای هر سه خط شبکه انتقال. 111
نمودار ‏4‑17: تغییرات فشار در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 112
نمودار ‏4‑18: تغییرات دما در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 112
نمودار ‏4‑19 : تغییرات آنتالپی در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 113
نمودار ‏4‑20: تغییرات دانسیته در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 113
نمودار ‏4‑21 : تغییرات ویسکوزیته گاز در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 114
نمودار ‏4‑22 : تغییرات سرعت مخلوط در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال. 115
نمودار ‏4‑23 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بدون تزریق بازدارنده 116
نمودار ‏4‑24 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بازدارنده متانول با 20 درصد غلظت… 116
نمودار ‏4‑25 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بازدارنده متانول با 30 درصد غلظت… 116
نمودار ‏4‑26 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 10 درصد وزنی.. 119
نمودار ‏4‑27 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 20 درصد وزنی.. 119
نمودار ‏4‑28 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 30 درصد وزنی.. 119
نمودار ‏4‑29 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 40 درصد وزنی.. 120
نمودار ‏4‑30 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 50 درصد وزنی.. 120
نمودار ‏4‑31 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 60 درصد وزنی.. 120
فهرست شکل‌ها
عنوان                                                                                                       صفحه
شکل ‏1‑1 : شماتیکی از تشکیل هیدرات در جداره لوله. 9
شکل ‏1‑2 : ساختار کریستال پایه برای یخ 4I 13
شکل ‏1‑3 : پیوند هیدروژنی میان پنج مولکول آب و تشکیل یک حلقه 5 مولکولی.. 14
شکل ‏1‑4 : تشکیل پیوند هیدروژنی میان دو مولکول آب… 14
شکل ‏1‑5 : ساختار I 15
شکل ‏1‑6 : ساختار II 16
شکل ‏1‑7 : ساختار H. 16
شکل ‏1‑8 : ساختارهای مختلف هیدرات گازی.. 17
شکل ‏1‑9 : مقایسه اندازه مولکول‌های مهمان، نوع هیدرات و حفره‌های اشغال شده 18
شکل ‏1‑10: دستگاه‌های تولید هیدرات گاز طبیعی.. 22
شکل ‏1‑11: دستگاه‌های تجزیه هیدرات… 22
شکل ‏1‑12 : منحنی وابستگی هیدرات به دما و فشار. 24
شکل ‏1‑13 : انواع افزودنی‌های هیدرات… 27
شکل ‏1‑14 : مکانسیم بازدارندگی از تشکیل هیدرات… 30
شکل ‏1‑15 : ساختار هیدرات به وجود آمده با تترا هیدرو فوران. 30
شکل ‏2‑1 : هزینه انتقال گاز در فواصل مختلف با روش‌های مختلف… 41
شکل ‏2‑2: نمودار فازی برای برخی از هیدروکربن گاز طبیعی ساده که هیدرات تشکیل می دهند. 44
شکل ‏2‑3 : نمودار هیدرات برای سه مخلوط مورد بررسی ویلکاکس و همکاران. 46
شکل ‏3‑1 : فرایند ساده شده یک واحد نم‌زدایی از طریق گلایکول. 57
شکل ‏3‑2 : فرایند ساده شده یک واحد خشک کن جامد به همراه دو برج.. 58
شکل ‏3‑3 : فرایند جریان ساده شده برای یک واحد تبرید به همراه تزریق گلایکول. 60
شکل ‏3‑4 : شمای کلی تغییرات دما در فاز مایع و کریستال هیدرات… 61
شکل ‏3‑5 : پروفایل غلظت در مسیر نفوذ گاز تا رسیدن به سطح هیدرات… 62
شکل ‏3‑6 : شماتیک مدل ارائه شده در حال تشکیل هیدرات… 66
شکل ‏3‑7 : شماتیک مکانیزم پیشنهادی تشکیل هیدرات از یک قطره آب… 66
شکل ‏3‑8 : شماتیكی از مدل لوله به همراه شرایط مرزی.. 78
شکل ‏3‑9 : شماتیکی از مش بندی شبکه لوله. 82
شکل ‏3‑10 : همگرایی شبیه سازی توسط حل کننده خطی.. 83
شکل ‏3‑11 : همگرایی شبیه سازی توسط حل کننده غیر خطی.. 83
شکل ‏3‑12 : گرافیک جریان‌های عبوری و ته نشین شدن ذرات هیدرات… 83
 

چکیده :

امروزه یکی از معضلات در خطوط انتقال گاز، پدیده هیدرات گازی است که ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی اکسید کربن با مولکول‌های آب تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده‌ای شبیه به یخ را تشکیل می‌دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای داده است. هیدارت های گازی عموماً ته نشین شده و در نهایت توان عملیاتی خط را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. بررسی پارامترها، متغییرها و عوامل تأثیر گذار تشکیل و حذف پدیده بسیار حائز اهمیت می باشد که در این پژوهش ابتدا مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار‌ گرفته و سپسس سه وضعیت قبل، بعد و حین تشکیل هیدرات بررسی شده است.‌ در ‌قبل، نگاهی به روش‌ها، فرایند‌ها، مزایا و معایب واحدهای

فهرست مطالب

عنوان                                           صفحه

پیشگفتار. 1

چکیده 2

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه. 5

1-2- كمومتریكس… 5

1-2-1- كاربردهای كمومتریكس… 6

1-3- مزایای روش های محاسباتی نسبت به روش های آزمایشگاهی.. 6

1-4- QSAR.. 7

1-5- رگرسیون. 7

1-6- روش های پارامتری.. 8

1-6-1- کالیبراسیون یک متغیره و چند متغیره 9

1-6-2- حداقل مربعات کلاسیک(CLS) 9

1-6-3- حداقل مربعات معکوس(ILS) 9

1-6-4- رگرسیون خطی چندگانه (MLR) 9

1-6-5- حداقل مربعات جزئی(PLS) 10

1-6-6- آنالیز اجزاء اصلی(PCA) 10

1-6-7- رگرسیون اجزاء اصلی (PCR) 11

1-6-8- رگرسیون چند متغیره غیر خطی(MNR) 12

1-6-9- منطق فازی.. 12

1-6-9-1-كاربرد های منطق فازی.. 13

1-6-10- شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) 13

1-6-10-1- ویژگی های شبكه عصبی.. 14

1-6-10-2- مزایای شبكه عصبی.. 16

1-6-10-3- كاربرد های شبكه عصبی.. 16

1-6-11- الگوریتم ژنتیکی (GA) 17

1-6-11-1- قوانین داروین.. 18

1-6-11-2- ویژگی های الگوریتم ژنتیک… 18

1-6-11-3- نقاط قوت الگوریتم های ژنتیک… 20

1-6-11-4- محدودیت های الگوریتم های ژنتیک… 21

1-6-11-5- روش های انتخاب برای الگوریتم‌ ژنتیک… 21

1-7- دیابت… 22

1-7-1- دسته‌بندی و سبب‌شناسی دیابت… 23

1-7-1-1- دیابت نوع یک… 24

1-7-1-2- دیابت نوع دو. 25

1-7-1-3- دیابت بارداری.. 25

1-7-1-4- انواع دیگر دیابت… 26

1-8- وضعیت دیابت در جهان. 29

1-9- مرگ ومیر ناشی از دیابت… 29

1-10- هزینه های دیابت… 29

1-11- پیشگیری و کنترل دیابت… 30

1-12- داروها 30

1-12-1- سولفونیل اوره‌ ها 31

1-12-2- بی‌ گوانیدها 32

1-12-3- آکاربوز. 32

1-12-4- تیازولیدیندایون‌ها (TZD) 33

1-12-5- مگلی تینایدها 33

فصل دوم: روش کار

2-1- رسم مشتقات… 36

2-1-1- اضافه كردن متد و بهینه سازی مشتقات… 36

2-1-2- اضافه كردن توصیفگرهای مولكولی به مشتقات… 36

2-1-3- ساختن ماتریس و غربالگری توصیفگرها برای مشتقات… 37

2-1-4- محاسبات GA.. 38

2-1-5- محاسبات GA-ANN.. 39

2-1-6- محاسبات جك نایف… 39

2-1-7- محاسبات GA –MLR.. 39

2-1-8- تجزیه و تحلیل با روش هایPLS ، PCR و MLR.. 40

2-1-9- تجزیه و تحلیل با روش های GA-MCR،GA-PLS ،GA-PCR ، GA-MLR و GA-RS. 40

2-1-10- پیش بینی ساختار. 40

بخش دوم: بحث و نتیجه گیری

2-2- بحث و نتیجه گیری.. 42

پیشنهاد برای کارهای اینده 124

منابع و مأخذ. 125

فهرست جداول

عنوان                                                                                                           صفحه

جدول1. ساختار مربوط به مشتقات… 57

جدول2. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روشGA-ANN  برای همبستگی های مختلف… 60

جدول3. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3. 60

جدول4. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4. 61

جدول5. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.3. 61

جدول6. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.4. 62

جدول7. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2  62

جدول8. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 3  62

جدول9. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 4  63

جدول10. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 5  63

 

جدول11. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 6  63

جدول12. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 7  64

جدول13. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 8  64

جدول14. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه    9  64

جدول15. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  10  65

جدول16. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  11  65

جدول17. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  2  65

جدول18. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  3  66

جدول19. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  4  66

جدول20. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  5  66

جدول21. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  6  67

جدول22. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  7  67

جدول23. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  8  67

جدول24. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  9  68

جدول25. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  10  68

جدول26. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه  11  68

جدول27. پارامترهای بدست آمده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی 0.3برای لایه های مختلف   69

جدول28. پارامترهای بدست آمده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی  0.4برای لایه های مختلف   69

جدول29. مقادیر عددی توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3  70

جدول30. مقادیر عددی توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4  72

جدول31. پارامترهای بدست آمده با روش PLS برای همبستگی0.3 برای لایه های مختلف… 73

جدول32. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PLS برای همبستگی 0.3 برای لایه های مختلف… 74

جدول34. پارامترهای بدست آمده با روش PCR برای همبستگی های مختلف… 75

جدول35. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PCR برای همبستگی 0.3 برای لایه های مختلف… 75

جدول36. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PCR برای همبستگی 0.4 برای لایه های مختلف… 76

جدول37. مقادیر عددی پارامترRMSE با روش GA-ANN برای لایه های فرد و همبستگی های مختلف… 76

جدول38. مقادیر عددی پارامترRMSE با روش GA-ANN برای لایه‎های زوج و همبستگی های مختلف… 76

با روش جک نایف برای لایه های فرد و همبستگی های مختلف   77

با روش جک نایف برای لایه های زوج و همبستگی های مختلف   77

جدول41. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 2-1 و همبستگی با هدف 0.3. 77

جدول42. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه3-1 و همبستگی با هدف 0.3  78

جدول43. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 4-1 و همبستگی با هدف 0.3. 78

جدول44. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه5-1 و همبستگی با هدف 0.3. 79

جدول45. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 6-1 و همبستگی با هدف 0.3. 79

جدول46. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 7-1 و همبستگی با هدف 0.3. 80

جدول47. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 8-1 و همبستگی با هدف 0.3. 80

جدول48. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 9-1 و همبستگی با هدف 0.3. 81

جدول49. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 10-1 و همبستگی با هدف 0.3. 81

جدول50. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 11-1 و همبستگی با هدف 0.3. 82

جدول51. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 2-1 و همبستگی با هدف 0.4. 82

جدول52. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 3-1 و همبستگی با هدف 0.4. 83

جدول53. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه  4-1و همبستگی با هدف 0.4. 83

جدول54. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 5-1 و همبستگی با هدف 0.4. 84

جدول55. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 6-1 و همبستگی با هدف 0.4. 84

جدول56. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 7-1 و همبستگی با هدف 0.4. 85

جدول57. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 8-1 و همبستگی با هدف 0.4. 85

جدول58. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 9-1 و همبستگی با هدف 0.4. 86

جدول59. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 10-1 و همبستگی با هدف 0.4. 86

جدول60. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 11-1 و همبستگی با هدف 0.4. 87

جدول61. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3. 87

جدول62. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2  88

جدول63. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 3  88

جدول64. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 4  89

جدول65. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 5  89

جدول66. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 6  90

جدول67. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 7  90

جدول68. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 8  91

جدول69. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 9  91

جدول70. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 10  92

جدول71. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 11  92

جدول72. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4. 93

جدول73. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2  93

جدول74. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 3  94

جدول75. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 4  94

جدول76. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 5  95

جدول77. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 6  95

جدول78. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 7  96

جدول79. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 8  96

جدول80. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه9  97

جدول81. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه10  97

جدول82. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه11  98

جدول83. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روشPCR ، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3. 98

جدول84. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  2  99

جدول85. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3برای لایه  3  99

جدول86. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  4  100

جدول87. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  5  100

جدول88. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  6  101

جدول89. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  7  101

جدول90. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3برای لایه  8  102

جدول91. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه  9  102

جدول92. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 10  103

جدول93. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 11  103

جدول94. مقادیرعددی مشاهدات،پیش‎بینی با روشPCR ، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف0.4. 104

جدول95. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2  104

جدول96. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 3  105

جدول97. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف  0.4برای لایه 4  105

جدول98. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 5  106

جدول99. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 6  106

جدول100. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 7  107

جدول101. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 8  107

جدول102. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 9  108

جدول103. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 10. 108

جدول104. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 11. 109

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                           صفحه

نمودار1. نمودارهای بدست آمده از روش GA برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2. 111

نمودار2. نمودار های بدست آمده از روش GA برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2. 112

نمودار3. نمودار بدست آمده از روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.3. 112

نمودار4. نمودار بدست آمده از روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.4. 113

نمودار5. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 2. 113

نمودار6. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 3. 114

نمودار7. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 4. 114

نمودار8. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 5. 115

نمودار9. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 6. 115

نمودار10. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 7. 116

نمودار11. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 8. 116

نمودار12. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 9. 117

نمودار13. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 10. 117

نمودار14. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 11. 118

نمودار15. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 2. 118

نمودار16. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 3. 119

نمودار17. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 4. 119

نمودار18. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 5. 120

نمودار19. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 6. 120

نمودار20. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 7. 121

نمودار21. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 8. 121

نمودار22. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 9. 122

نمودار23. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 10. 122

نمودار24. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 11. 123

فهرست اشکال

عنوان                                                      صفحه

شکل (1- 1) شمای کلی یک شبکه عصبی مصنوعی.. 15

شكل (2-1):جهش کروموزوم. 19

شكل (2-1) 38

پیشگفتار

شیمی محاسباتی رویکرد نوینی به پدیده های شناخته شده و آشنای فیزیکی و شیمیایی است که می تواند منجر به درک بهتر جهان پیرامون ما گردد. امروزه با پیشرفت روز افزون کامپیوترها قادر هستیم پدیده های گوناگون را در ماتریس های بسیار پیچیده نظیر سیستم های بیولوژیکی و نانوتکنولوژی مورد مطالعه قرار دهیم و بدیهی است که انجام چنین مطالعاتی در درجه اول نیازمند درک وسیعی از پدیده های فیزیکی و شیمیایی، ابداع و نوآوری روش های نوین مطالعاتی وتجزیه و تحلیل مستند و هدفدار هستند.

هدف از انجام این پژوهش، استفاده از شیمی محاسباتی در تجزیه و تحلیل آماری برای پیش بینی ساختارهای مناسب دارویی می باشد و همچنین با این روش نتایج آزمایشات مختلفی را که به صورت تجربی انجام می شود تا حدود زیادی پیش گویی و تا حد زیادی در هزینه و زمان صرفه جویی نمود.

در این پایان نامه با بهره گرفتن از مطالعات QSAR بر روی مشتقات ساختارهای مناسب برای درمان دیابت انتخاب و ساخت دارو از روی مناسب ترین ساختار ها به دارو ساز محترم پیشنهاد می شود. لازم به ذکر است که در این پژوهش روش های نوین و ترکیبی آماری، برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی ساختارها به کار برده شده است.

چکیده

در این تحقیق، ارتباط کمی ساختار و فعالیت (QSAR) در مشتقات pyrrolo[3,2-d]pyrimidine-7-carbonitrile مطالعه شده است. الگوریتم ژنتیک (GA)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و روش گام به گام رگرسیون خطی چندگانه (stepwise MLR) برای مدل های خطی و غیر خطی QSAR ایجاد و مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده روش  DFT (B3LYP)و سری پایه 6-31G ساختار های بهینه از این مشتقات را بدست آوردیم. از نرم افزار های Hyperchem، ChemOffice و  Gaussian 03W و Dragon برای بهینه‎سازی مولکول ها و محاسبات توصیفگرهای شیمی کوانتومی استفاده شده است. در نهایت برای آنالیز داده ها از نرم افزار Unscrambler استفاده گردید. RMSE train و test RMSE با مدل GA-ANN به ترتیب 0.1406 و 0.3519 و پارامتر R2، 0.81 بدست آمد. همچنین مقادیر R و  R2با مدل GA-stepwise MLR به ترتیب 0.79 و 0.58 بدست آمد. مدل GA-ANN مطلوب ترین روش نسبت به سایر روش های آماری شناخته شد.

به طور کلی با برسی های انجام شده با روش های GA-PLS, GA-PCR و روش جک نایف در لایه‎های مختلف و اهداف مختلف ترکیبات زیر کمترین انحراف ممکن را دارند و به عنوان بهترین ترکیبات برای ساخت دارو پیش بینی می‎شوند:

5، 10، 18 و 38

همچنین بهترین توصیف گرها عبارتند :

در همبستگی 0.3:

 

 

 

 

 

 

 

Meaning	Descriptor group	Descriptor symbol
3D-MoRSE – signal 23 / weighted by atomic masses	3D-MoRSE (3D)	Mor23m
everage-weighted autocorrelation of lag 5 / weighted by atomic masses	GETAWAY (3D)	HATS5m

 

در همبستگی 0.4:

 

 

 

 

 

 

 

Meaning	Descriptor group	Descriptor symbol
G total symmetry index / weighted by atomic masses	WHIM (3D)	Gm
leverage-weighted autocorrelation of lag 5 / weighted by atomic masses	GETAWAY (3D)	HATS5m