روغن های روان کننده حاوی مواد سنگین بسیاری هستند که مهم ترین آن ها مواد واکسی می باشند. حذف این مواد واکسی از اهمیت زیادی برخوردار است. وجود مواد پارافینی و واکس خواص روغن را در دماهای پایین تحت تأثیر قرار می دهد و روغن نمی تواند عملکرد مناسبی در این دما داشته باشد. عملیات حذف مواد پارافینی و واکس در فرآیند واکس زدایی انجام می پذیرد. اساس کار این واحد به این صورت است که مواد واکسی را با اضافه کردن حلال مناسب و سپس سرد کردن محلول به کریستال تبدیل می کنند و سپس کریستال های تشکیل شده را به وسیله ی فیلتراسیون از روغن جدا می کنند. محصولات به دست آمده از واحد واکس زدایی عبارتند از روغن واکس زدایی شده و یک ماده ی واکسی که همراه آن مقداری روغن وجود دارد. با توجه به اختلاف قیمت روغن و واکس وجود روغن از لحاظ اقتصادی باعث اتلاف هزینه خواهد شد. از طرفی با خالص سازی واکس، قیمت آن نیز افزایش خواهد داشت و میزان تولید روغن بیشتر خواهد شد. بررسی تأثیر عوامل عملیاتی بر کاهش محتوای روغن محتوای واکس به منظور افزایش تولید روغن و محصول واکس با خلوص بالاتر، هدف اصلی تحقیق حال حاضر می باشد. انجام عملیات بهینه سازی فرآیند واکس زدایی بر مبنا ی حداقل سازی محتوای روغن واکس در نمونه های نفت ایرانی تا به حال انجام نشده است. انجام آزمایش های ذکر شده می تواند باعث تعیین شرایط عملیاتی مناسب تر برای تولید روغن در صنعت داخلی گردد. بررسی عملکرد حلال های جدید در فرآیند واکس زدایی از اهداف دیگر این تحقیق است و می تواند موجب جایگزینی حلال های سنتی موجود گردد. لازم به ذکر است مجموعه ی آزمایش های انجام گرفته بر اساس روش تاگوچی طراحی شده است. این روش از توانایی های بالایی در تحلیل نتایج برخوردار است. با استفاده از این روش می توان اثر هر کدام از عامل ها را با استفاده از روش های آماری بر روی عامل هدف مورد تحلیل قرار داد. نتایج آزمایش های غربالی نشان می دهندکه عوامل نسبت حلال، ترکیب حلال و نرخ سرمایش از عوامل دیگر مهم تر هستند. بیشترین سهم در کاهش محتوای روغن واکس مربوط به نسبت حلال می باشد و ترکیب حلال و نرخ سرمایش در رتبه های بعدی قرار دارند. اثر ماده ی اصلاح گر متیل متاکریلات در فرآیند واکس زدایی به صورت تجربی بررسی شده و مقدار بهینه ی آن 2/0 درصد وزنی گزارش شده است. پس از استخراج واکس، بر اساس دستگاه های گرمایی سنجی اختلافی روبشی (dsc) و پراش پرتو ایکس (xrd) ساختار واکس های تولیدی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج آنالیز (dsc) نشان می دهد که هر میزان محتوای روغن واکس بیشتر باشد دمای پیدایش واکس کمتر می شود و گرمای نهان ذوب کاهش می یابد. نتایج آنالیز (dsc) نشان می دهد که هرچقدر محتوای روغن واکس بیشتر باشد به مقدار فاز آمورف در نمونه اضافه شده و همین امر سبب می شود که میزان بلورینگی کاهش یابد. اندازه گیری اندازه بلورها نشان می دهد که بلورها در هر دو نمونه واکس استخراج شده از ابعاد 32 و 36 نانومتر هستند که نشان می دهد بلورها به شکل میکروکریستالین هستند.

در این تحقیق یک سامانه آبگرمکن خورشیدی با جمع کننده سهموی خطی در شهر اصفهان مورد مطالعه آزمایشگاهی و تئوری قرار گرفته است. وجه تمایز این تحقیق در بخش مطالعات تجربی در نوع جمع کننده بکار برده شده در سامانه (متشکل از تعدادی جمع کننده سهموی خطی) و در بخش مدلسازی در نحوه محاسبه ضرایب شکل لوله های حامل جریان آب می باشد. پارامترهای زیادی بر دمای آب خروجی از جمع کننده و نتیجتاً کارایی آن تأثیر می گذارد که در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی اثر پارامترهای شدت جریان آب ورودی به جمع کننده، زاویه شیب جمع کننده، شرایط فصلی و وضعیت جمع-کننده از لحاظ ثابت یا متحرک بودن پرداخته شده است. سامانه مذکور در زاویه شیب 33 درجه و در شرایطی که دنبال-کننده موقعیت خورشید نسبت به زمین در طول روز است بالاترین کارایی را دارد و بدیهی است که در فصل تابستان به دلیل بیشتر بودن شدت تشعشع خورشید، مقادیر به دست آمده برای دمای آب خروجی از جمع کننده بالاتر است. همچنین در شدت جریان آب ml/min 350 در سیستم مذکور پدیده دو فازی شدن رخ می دهد و مناسب است که شدت جریان آب ورودی به سامانه بیشتر از این مقدار باشد و شدت جریان ml/min 500 به دلیل بازدهی حدود %80 توصیه می شود. از آنجا که مکان قرارگیری لوله ها نسبت به شیشه و نسبت به یکدیگر متفاوت است و این تفاوت در مکان قرارگیری، منجر به متفاوت بودن ضریب شکل هر لوله می گردد، در مدل ریاضی توسعه داده شده ضرایب شکل تشعشعی مربوط به هر لوله با لوله دیگر متفاوت در نظر گرفته شده و این مسئله دقت مدل ریاضی توسعه داده شده را افزایش داده است. به طور کلی می توان گفت که نتایج به دست آمده از مدلسازی تطابق خوبی با نتایج حاصل از آزمایش ها دارد. بازده سامانه در بهترین شرایط در فصل تابستان حدود 80% و در فصل پاییز حدود 55% است.

عملکرد یک سامانه خشک کن خورشیدی در شرایط استفاده از مواد تغییر فاز دهنده ذخیره ساز انرژی به صورت آزمایشگاهی و تئوری مورد مطالعه قرار گرفت. با انجام آزمایش های مقایسه ای در حالت استفاده و عدم استفاده از مواد ذخیره ساز گرما سینتیک خشک شدن مواد مختلف مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. آزمایش هایی جهت مطالعه اثر دبی هوای خشک کننده و سطح جمع کننده خورشیدی در فصول مختلف سال انجام گردید. نتایج حاصل بر اساس انتظارهای مفهومی منتج از اصول پدیده خشک شدن و پدیده های انتقال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.آزمایش ها نشان داد مهمترین پارامتر موثر بر خشک شدن دمای هوای گرم بوده و در این مقایسه اثر رژیم حرکتی هوای گرم بسیار ناچیز است. نتایج آزمایش نشان داد که در فصل پاییز و در حضور مواد ذخیره ساز گرما می توان راندمان عملکردی معادل شرایط تابستان و در حالت عدم استفاده از مواد ذخیره ساز بدست آورد. در بخش تئوری تحقیق یک مدل ریاضی جامع برای بخش های مختلف خشک کن خورشیدی شامل جمع کننده خورشیدی، بخش نگهدارنده pcm و خشک کن توسعه داده شد. نتایج حاصل از حل مدل با نتایج بدست آمده از آزمایش هامقایسه و دقت مدل در پیش بینی دمای هوا و رطوبت جسم خشک شونده در زمان های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل توسعه داده شده در صورت اعمال شرایط صحیح و دقیق در مدل از کارایی بسیار خوبی برخوردار است.

در این پژوهش عملکرد یک سامانه تبخیری جدید که انرژی الکتریکی آن توسط سلول های فتوولتائیک تامین شد، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. عملکرد سامانه تبخیری، در دو حالت استفاده از پد سلولزی و پوشال به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. اثر تغییرات عملکرد سامانه در دبی جریان هوا در سه سطح 400، 900 و 1200 فوت مکعب بر دقیقه، ضخامت پد در سه سطح 5، 10 و 15 سانتی متر و دبی جریان آب 08/0، 18/0 و 25/0 لیتر بر ثانیه بررسی شدند. با توجه به سطوح تعیین شده برای عوامل مورد بررسی و به منظور به دست آوردن عوامل مهم و برهمکنش بین عوامل در هر دو حالت پد سلولزی و پوشال، از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی استفاده شد. نتایج نشان داد که سامانه در حالت استفاده از پد سلولزی راندمان مطلوب تری نسبت به حالت پوشال دارد و در نقطه بهینه راندمان پد سلولری 23% بیشتر از پوشال به دست آمد. سامانه در هر دو حالت پد سلولزی و پوشال در دبی جریان هوا 400 فوت مکعب بر دقیقه ، ضخامت پد 15 سانتی متر و دبی جریان آب 19/0 لیتر بر ثانیه بهترین عملکرد را داشت. در نقطه بهینه در حالت استفاده از پد سلولزی راندمان حدود 96 درصد و در حالت پوشال حدود 78 درصد بود. همچنین نتایج نشان داد که مصرف آب پد سلولزی به میزان قابل توجهی کمتر از پوشال است. نتایج به دست آمده از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی برای هر دو حالت پد سلولزی و پوشال نشان داد که عوامل: دبی جریان هوا، ضخامت پد، دبی جریان آب از اهمیت بیشتری برخوردار هستند و از بین این سه عامل، ضخامت پد بیشترین اثر بر عملکرد سامانه را داشت. در بخش دوم این تحقیق، عملکرد پنل فتوولتائیک در زوایای 5، 15، 25، 30، 40، 50 و 65 درجه نسبت به سطح افق مورد بررسی قرار گرفت. همچنین روابطی برای مولفه های مختلف معادله تعادل اکسرژی سلول خورشیدی به دست آمد. به کمک این روابط و تعریف راندمان اکسرژی، معادله راندمان اکسرژی سلول فتوولتائیک مشخص شد. در انتها توسط داده های تجربی حاصل، راندمان اکسرژی سلول فتوولتائیک خورشیدی در شرایط محیطی اصفهان نسبت به برخی از پارامترهای عملکردی و طراحی نظیر دمای سلول خورشیدی، شدت تابش خورشیدی، ولتاژ و شدت جریان به دست آمدند. همچنین بهترین زاویه از لحاظ عملکرد راندمان انرژی و اکسرژی تعیین شد. از جمله عواملی که باعث افت راندمان پنل های فتوولتاییک می شود می توان به افزایش دما، افت تشعشعی و افت انعکاسی اشاره داشت. جهت کاهش این تلفات در این تحقیق با پاشش آب بر روی سطح پنل فتوولتائیک به میزان مطلوبی راندمان انرژی و اکسرژی بهبود یافت. نتایج نشان داد که راندمان انرژی و اکسرژی در حالت خنک کاری به ترتیب بین 14% تا 25% و 6 % تا 17%در زوایای مختلف نسبت به حالت بدون خنک-کاری افزایش می یابد. در نتیجه باعث کاهش هزینه های سیستم فتوولتاییک با استفاده از تعداد پنل کمتر به علت نزدیک بودن توان پنل ها به توان نامی می شود. با استفاده از طرح خنک سازی دمای سطح پنل به میزان 21 درجه کاهش یافت.

ضرایب انتقال جرم در طراحی دستگاه های انتقال جرم مانند برج های تقطیر، برج های جذب و دفع و برج های خنک کننده آب نقش مهمی دارند. افزایش ضریب انتقال جرم سبب افزایش راندمان، کاهش اندازه و هزینه ساخت تجهیزات می شود. در این پژوهش، بررسی تجربی استفاده از نانوسیالات در فرایند جذب گاز دی اکسید کربن در یک برج حبابی در مقیاس آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش ها، ابتدا برج حبابی طراحی و ساخته شد. در این پروژه از نانوسیالات آب- اکسید آلومینیم و آب- اکسید آهن به عنوان حلال در فرآیند جذب استفاده شد. به منظور بررسی اثر سه پارامتر دبی جریان گاز، غلظت نانوسیال و شدت میدان مغناطیسی، به روش تاگوچی طراحی آزمایش¬ها با استفاده از نرم افزار minitab برای هر دو نانوسیال صورت گرفت. با توجه به محدودیت در تهیه مواد، جدولی با 9 آزمایش و دو بار انجام آن انتخاب شد. برای پارامتر دبی جریان گاز سه سطح 0.15 ، 0.28 و 0.35 لیتر بر دقیقه و برای پارامتر غلظت نانوسیال سه سطح 0.005، 0.01 و 0.1 درصدحجمی و برای پارامتر شدت میدان مغناطیسی سه سطح 0 ، 613 و 1133 گوس در نظر گرفته شدند. با انجام آزمایش ها و ارائه جدول تحلیل واریانس داده های نانوسیال اکسید آلومینیم، دو پارامتر دبی جریان گاز و غلظت نانوذره مهم اعلام شدند و پارامتر شدت میدان مغناطیسی غیرمهم شناخته شد. با توجه به دردسترس بودن نانوذره اکسید آلومینیم آزمایش هایی افزون بر آزمایش های طراحی شده توسط نرم افزار انجام شد تا اثر این دو پارامتر به صورت جزئی تر بررسی شود. در محدوده مورد بررسی غلظت 0.005درصدحجمی برای نانوسیال اکسید آلومینیم به عنوان غلظت بهینه شناخته شد و با افزایش غلظت روند کاهشی در ضریب انتقال جرم مشاهده شد. در تمامی آزمایش¬ها، افزایش دبی جریان گاز، سبب افزایش در ضریب انتقال جرم حجمی شد. در شرایط غلظت 0.005 درصدحجمی و دبی جریان گاز 0.35 لیتر بر دقیقه و شدت میدان مغناطیسی 1133 گوس، ضریب انتقال جرم حجمی نسبت به سیال پایه 27.8% افزایش داشت. با توجه به جدول تحلیل واریانس داده¬های نانوسیال اکسید آهن، هر سه پارامتر مهم شناخته شدند. در محدوده مورد بررسی با افزایش غلظت نانوسیال، روند افزایشی در ضریب انتقال جرم حجمی مشاهده شد و شدت میدان مغناطیسی 613 گوس به عنوان شدت میدان بهینه معرفی شد. در شرایط بهینه برای نانوسیال اکسید آهن، غلظت 0.1درصد حجمی نانوسیال، دبی جریان گاز 0.35 لیتر بر دقیقه و شدت میدان مغناطیسی 613 گوس، افزایش 15.6% در ضریب انتقال جرم حجمی نسبت به سیال پایه مشاهده شد.