اصلاح نشاسته حفاری پایه سیب زمینی با استفاده از پلاسمای اتمسفری با دمای الکترونی معین
عنوان اصلي به زبان ديگر
Modification of Potato-Based Drilling Starch Using Atmospheric-Pressure Plasma with a certain Electron Temperature
نام نخستين پديدآور
/سعید کوشکی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فیزیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۶
نام توليد کننده
، افشاری
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۳۰ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
فیزیک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۱۱/۱۷
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
اصلاح نشاسته به کمک پلاسما روشی مدرن و کاملا سازگار با محیط زیست است که معرفی آن به تفسیر در فصل اول صورت میصپذیرد .پلاسما محیطی سرشار از الکترونها، یونها، رادیکالهای آزاد و گونهصهای فعال است که بدون حضور عوامل مرسوم شیمیایی قادر به پیشبرد برخی واکنشصهای شیمیایی مانند ایجاد اتصالات عرضی در ساختار مولکولی، دیصپلیمره کردن، عاملصدار کردن و حکاکی سطح در دانهصها میصباشد .اصلاح پودر نشاسته به کمک پلاسمای غیر حرارتی در فشار اتمسفری نیاز به طراحی راکتور پلاسمایی جدیدی دارد تا بتوان پودر نشاسته را بطور یکنواخت و همگن در معرض پلاسما قرار داد .طراحی و ساخت این راکتور به شرح کامل در فصل دوم آورده شده است .راکتور نوین بستر سیالی مخروطی تخلیه سد دیصالکتریک، قابلیت معلق کردن ذرات نشاسته در بستر پلاسمایی را بطور همگن، یکنواخت و لاینقطع فراهم میصکند .هم خوردن مداوم و حضور پیوسته در پلاسما از شرایط مهم اصلاح یکنواخت و مؤثر پلاسمایی میصباشد .هندسه راکتور با بزرگصتر شدن مقطع راکتور در راستای عمودی باعث کاهش سرعت سیال در آن راستا میصشود و این تغییر کوچک سرعت سیال باعث تغییرات در نیروی وارد بر ذرات، از طرف سیال، شده و در نتیجه تعلیق ذرات در طول راکتور را فراهم میصآورد .برهمکنش ذرات نشاسته و پلاسما در این راکتور در فشار اتمسفری، بطور یکنواخت اتفاق میصافتد و برای مثال باعث تغییر خواص رئولوژیکی نشاسته میصگردد .فصل سوم به آزمایشصهای امکانصسنجی، طراحی آزمایش و بهینه یابی پارامترهای آزمایش اصلاح نشاسته خام سیب زمینی با پلاسمای دمای معین و در فشار اتمسفری و تبدیل آن به نشاسته حفاری دما بالا پرداخته است .تغییر خواص رئولوژیکی نشاسته در گل حفاری ساخته شده از نمونهصهای اصلاح یافته، بعد از عمردهی و گرمادهی مناسب گل، نشان از کاهش ویسکوزیته، افزایش نسبی قدرت ژل و کاهش مقدار هرزروی صافصآب گل میصباشد .این تغییرات به منظور فراهم آوردن نشاسته حفاری دما بالا مطابق استاندارد کاربردی مناطق نفتصخیز جنوب ایران انجام میصپذیرد و پارامترهای اصلاح پلاسمایی نشاسته به منظور رسیدن به نشاسته حفاری دما بالا مطابق این استاندارد بهینهصیابی شدهصاند .منظور از پارامترهای پلاسمایی اصلاح پودر، دمای الکترونی پلاسما و زمان برهمکنش دانهصهای پودر و پلاسما میصباشد .دمای الکترونی پلاسما یا همان انرژی برانگیختگی پلاسما از روش طیف سنجی نور مرئی پلاسما و آنالیز نسبت شدت خطوط طیف آرگون برانگیخته) اتمی(، اندازهصگیری شده است .برهمکنش ذرات پودر و پلاسما به کمک سرعت ورودی سیال مدلصسازی، کنترل و توسط آزمایشصهای پاسخ رئولوژیکی، زمان مناسب واکنش برای دستیابی به نشاسته حفاری دما بالا استخراج شده است .پارامترهای پلاسمایی همچون دما الکترونی، ولتاژ اعمالی، زمان واکنش و نرخ جریان سیال به کمک روش پاسخ سطوح و نمودار کانتوری پاسخصها، برای تبدیل نشاسته خام سیب زمینی به نشاسته حفاری دما بالابهینهصیابی شدهصاند .معادلات خطی پاسخصهای رئولوژیکی گل حفاری) ساخته شده از نشاسته اصلاح یافته (برحسب این پارامترهای اصلاح، بدست آورده شده و به کمک آزمایشهایی با پارامترهای اتفاقی و در بازه بهینه یابی شده، مورد محک و تأیید قرار گرفتهصاند .اصلاح پلاسمایی نشاسته در محدودهصهای پارامتری بهینه یابی شده، افزایش مقاومت گرمایی نشاسته اصلاح یافته به کمک آنالیز گرماصوزن سنجی نمونهصها را نشان داد .آزمایشصهای پراکندگی پرتو ایکس از نمونهصهای اصلاح یافته، در رژیمصهای مختلف شارهصای شدن در راکتور، نشان میصدهد که بیشترین اثر گذاری پلاسما در ساختار مولکولی دانهصهای نشاسته در رژیم بستر سیالی شارهصای شدن کامل اتفاق میصافتد .ازینرو میصتوان گفت که شرایط طراحی خاص مخروطی شکل راکتور که باعث شارهصای شدن کامل ذرات در سیال پلاسما میصشود از شروط لازم برای اصلاح پودرهای بسیار ریز) مانند نشاسته (در فشار اتمسفری است .در اینجا راکتور مناسب اصلاح پلاسمایی پودر با امکان کنترل پارامترهای اصلاح در فشار اتمسفری ساخته شده و بعنوان مثال مسیر کامل طراحی آزمایش و بهینه یابی پارامترهای اصلاح پودر نشاسته سیب زمینی برای رسیدن به نشاسته حفاری دما بالا، همراه با فرمول بندی کامل پاسخهای رئولوژیکی نمونه های اصلاح یافته در این راکتور، پیموده و ثبت شده است .این راکتور برای انواع اصلاح پودرهای با ابعاد میکرو و نانومتری نیز قابل استفاده میصباشد
متن يادداشت
Plasma modification of starch is a modern and eco-friendly method, which is introduced in the first chapter along with fulfillment literature review. Plasma is rich of electrons, ions, free radicals and active species, without the conventional chemical agents, can develope certain chemical reactions such as crosslinking in the molecular structure, depolymerization, functionalization and surface etching in particles granules. Starch powder modification using atmospheric-pressure non-thermal plasma requires design of a new plasma reactor to expose the granules on the plasma homogeneously. The new tapered-bed fluidization reactor provides the homogeneous suspension of the starch particles in the plasma fluid, uninterrupted interaction and uniform treatment. The design and construction of this reactor is described in the second chapter. In the reactor geometry, the vertical cross-section of the reactor increses causes to reduce the fluid velocity in the vertical direction, and changes the frictional force applied to particles using the fluid. The particles suspension along the reactor are provides at the critical fluid velocity. Incipient velocity of the full fluidization regime as a main parameter of the fluization is modeled in chapter two. The experimental verification of the model, plasma effects on fluidization conditions and plasma characteristics in the reactor are described in this chapter, too. As the plasma characteristics the main electron temperature (excitation energy of plasma), electron density (plasma density), and plasma power consumption are measured. Effecient interaction of starch granules and plasma fluid in this reactor led to uniformly modification of starch and changes the rheological properties of them. The third chapter is explained the feasibility studies, experimental design and optimization of plasma modification parameters of starch using tapered-bed dielectric barrier discharge reactor. The modified starch is used as an adhesive agent in the water-based drilling mud. The rheological properties of the mud sampels are investigated with response surface methodology to obtain the High Temperature (HT) drilling starch according to the National Iranian South Oil Company (NISOC) standard specification. The sufficient plasma excitation energy as the main plasma treatment parameter in this modification is measured using optical emission spectroscopy. The plasma-granules interaction time as the reaction time is optimized to achieve minimum fluid loss filtration of the HT drilling mud. The linear regressions of the rheological properties of the drilling mud versus the experiment parameters are derived in the results section. The responses equations are checked using the verification test. At the optimum limits of the experiment, the heat resistance as the results of plasma starch modification is increased. The novel tapered-bed plasma reactor provides a new controllable plasma-based technology device for powder treatment at atmospheric pressure. The reactor also can be used for all kinds of micro and nano-sized powder modification
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Modification of Potato-Based Drilling Starch Using Atmospheric-Pressure Plasma with a certain Electron Temperature
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )