تاریخچه توربوشارژرها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

مقدمـه

تاریخچه توربوشارژرها

درواسط سال 1960 به دلیل کاهش قیمت تمام شده موتورهای احتراق داخلی موجود و افزایش کاربرد آنها در ضمن کاهش جرم و حجم نسبی آنها نسبت به توان ایجاب می کرد که به موتورها هوایی داده شود که قبلاً فشرده شده است تا بدین ترتیب نسبت حجم سیالها در سیلندر موتور متعادل تر شود.

همین عوامل باعث شد تا در خودروهای دیزل، هواپیماها، مراکز صنعتی، کشتی ها، موتور مولد ژنراتورهای برق و به طور کلی در موتورهای احتراق داخلی در سال 1958 میلادی سوپر شارژر یا توربوشارژر با مدل و طراحی مختلف به حد تکامل خود برسد.

توربوشارژرها زیر مجموعه توربو ماشینهایی هستند که اثرات گریز از مرکز سیال را به منظور فشار آن (کمپرسورها) یا جاذب به مرکز را جهت کاهش فشار سیال (توربینها) بکار می گیرند، این توربوماشینها بیش از یک قرن است که مورد استفاده قرار گرفته اند.

شکل گیری ساختمان توربوشارژر رابطه مستقیم با تراکم تنفسی یا بازده تنفسی در موتور دارد، به این ترتیب که در اوایل توربوشارژر کمپرسوری بود که به صورت مکانیکی به موتور وصل می شد، همین عامل باعث می شد که قسمتی از توان مفید موتور مستقیماً صرف گردش کمپرسور شود به همین خاطر استفاده از این روش محدود شد، ولی با بکارگیری یک توربین هم محور با کمپرسور از این لحاظ که انرژی موجود در گازهای تخلیه اگزوز موتور را مورد استفاده قرار می داد، باعث بهبود بازده می شد، بدین ترتیب ساختمان توربوشارژرها با یک کمپرسور گریز از مرکز و توربین جریان شعاعی شکل کامل خود را بدست آورد.

اهمیت اصلی کاربرد توربوشارژر در موتور این است که به ازای قدرت خروجی معینی، وزن و حجم آن تقلیل می یابد. در موتورهای دیزل، توربوشارژر به بهبود محسوس در صرفه جویی سوخت منتج می گردد، به جز در موتورهای هواپیما، موتورهای اشتعال جرقه ای بنزینی را به ندرت توربوشارژر دار می کنند، چون موتورهای اشتعال جرقه ای بنزینی مدرن با استفاده از سوخت موجود، در بالاترین نسبت تراکم به کار می روند وتوربوشارژر کردن این نوع موتورها سبب می شود که نسبت تراکم پایین آید. بنابراین بازده نیز کاهش یابد، اما در موتورهای هواپیما، برای پرواز در ارتفاع زیاد و به منظور تأمین قدرت خروجی ویژه خیلی زیاد که در موقع بلند شدن هواپیما های سنگین لازم است، توربوشارژر برای موتور ضروری است.

در مراکز صنعتی (شرکت نفت، گاز، ایستگاههای تولید برق) به دلیل نیاز به توان بالای موتورها، صرفه جویی سوخت و خنک کاری سیلندرهای موتور کاربرد توربوشارژر از اهمیت بالایی برخوردار است.

لذا در این مجموعه سعی شده است تا شناخت کافی از این دستگاه و سیستم عملکرد آن تشریح گردد.

1- توربوشارژر و علل استفاده از آن

توربوشارژر دستگاهی است که از یک کمپرسور هوا (که معمولاً کمپرسور گریز از مرکز) و یک توربین جریان شعاعی یا جریان محوری یک طبقه تشکل شده است این دستگاه با استفاده از توربین خود قادر است انرژی گازهای خروجی از اگزوز یک موتور احتراق داخلی را گرفته و با کمپرسوری که گردش خود را از همان توربین می گیرد فشار هوا اتمسفر را متراکم و جهت تغذیه هوای تنفسی به موتور تحویل دهد.

توربوشارژر با تراکم تنفس در موتور، جرم هوای وارد شده را افزایش می دهد، همچنین باعث بالا رفتن بازده تنفسی می شود. به کارگیری یک توربین هم محور با کمپرسور، از این لحاظ که انرژی موجود در گازهای تخلیه را مورد استفاده قرار می دهد، باعث بهبود بازده کلی و بازده موتور می شود. علت اصلی استفاده از توربوشارژر کاهش قیمت تمام شده موتورها و افزایش میدان کاربرد آنهاست، توربوشارژر با ایجاد تراکم تنفس در موتور حجم و جرم نسبی موتور را نسبت به توان کاهش می دهد، البته توربوشارژر با تراکم تنفس منافع دیگری را به دنبال دارد.

کاهش دمان جداره های اتاق احتراق (سیلندر) و خصوصاً سرپیستون

بهبود تخلیه دود از سیلندر موتور، بنابراین افزایش بازده تنفسی

کاهش دمای گازهای تخلیه، بنابراین کاهش تنش گرمایی در موتور و پره های توربین

صرفه جویی در سوخت موتور با پایین آمدن نسبت سوخت و هوا

اتلاف مکانیکی در اثر تراکم تنفس به وسیله توربوشارژر به طور محسوسی افزایش نمی یابد، لذا بازده مکانیکی موتور بزرگتر می شود.

خنک کاری داخل سیلندر موتور به وسیله تراکم تنفسی مقدار کالری به هدر رفته در آب خنک کاری نسبت به هر کیلو وات ساعت انرژی شدیداً کاهش می یابد و در نتیجه از اهمیت تاسیسات خنک کاری نسبت هب موتورهای عادی کاسته می شود و کاربرد آن برای مواردی که کاهش جرم و حجم مهم است جالب تر می کند.

جالب توجه در مورد موتورهای که به دستگاههای توربوشارژر مجهز می شوند این است که به ازای قدرت خروجی معین، با افزایش چگالی ورودی موتور، امکان استفاده از نسبت سوخت و هوای پایین تر به وجود می آید. در موتور دیزلی که بدون توربوشارژر طراحی شده باشد، اغلب با تراکم تنفسی آن افزایش نسبتاً کمی در قدرت، بهبود قابلیت اطمینان و دوام حاصل می شود و این در صورتی است که افزایش جریان هوا در اثر تراکم تنفسی، با افزایش نسبتاً کمتری در جریان سوخت همراه باشد، درنتیجه دماهای احتراق، انبساط و تخلیه کاهش می یابد و دود و ته نشت مواد نیز کمتر می شود.

به دلایل فوق، بسیاری از موتورهای دیزلی که قبلاً به صورت عادی طراحی شده اند در حال حاضر به توربوشارژر مجهز می شوند نصب توربوشارژر در موتور هواپیما بدلیل پرواز در ارتفاع زیاد و به منظور تأمین قدرت خروجی ویژه خیلی در موقع بلند شدن، ضروری می نماید، انتخاب یک نسبت تراکم برای کمپرسور توربوشارژر هواپیما

تاریخچه پیش دبستانی در ایران و فرانسه و

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

تاریخچه پیش دبستانی در ایران به چه سالی برمی گردد؟

کودکستان و دوره پیش دبستانی با قدمتی 80 ساله در ایران سابقه درخشان ایران در این عرصه را نشان می دهد. اولین کودکستان توسط مرحوم باغچه بان در تبریز دایر شد و در سال 1310 مجوز تأسیس کودکستان توسط وزارت معارف صادر شد، از این رو سال 1310 آغاز فصل جدیدی در تاریخ آموزش پیش دبستانی کشور به شمار می رود. اولین آیین نامه ویژه کودکستانها در مراکز پیش دبستانی در سال 1312 به تصویب شورای عالی فرهنگ رسید و کودکستان به شکل امروزی در سال 1334 با دستورالعملی مبنی بر تشکیل کودکستانهای دولتی از طرف آموزش و پرورش راه اندازی شد و در سال 1353، اصلاحاتی در آیین نامه کودکستانها به عمل آمده که بر طبق آن فقط ثبت نام کودکان 5 ساله در کلاسهای آمادگی با نظارت آموزش و پرورش مجاز شمرده شد و ثبت نام کودکان 3 تا 5 ساله در کودکستانهای خصوصی با نظارت سازمان بهزیستی انجام می گیرد.

دوره پیش دبستانی اکنون به چه صورت است؟

بر اساس دستورالعمل و مصوبه شورای عالی آموزش و پرورش، دوره 2 ساله برای کودکان 4 تا 6 سال در اسفندماه 82 تصویب شده است.

چکیده گزارش ارزیابی جهانی آموزش برای همه یونسکو در سال 2006

براساس گزارش جهانی ارزیابی سالانه آموزش برای همه، کشورهای امریکای لاتین و حوزه دریای کارائیب بیش از سایر کشورهای جهان، در تامین آموزش پیش دبستانی برای کودکان و خردسالان به موفقیت نایل شده‌اند.

در این گزارش آمده است که وضعیت آموزش پیش دبستانی در جهان با وجود اهمیت آن، نامطلوب است. بطوریکه حدود نیمی از کشورهای جهان هیچ برنامه و خط مشی معینی برای آموزش خردسالان کوچکتر از سه سال ندارند.

موضوع اصلی گزارش جهانی ارزیابی آموزش برای همه در سال 2006 که هر ساله در یونسکو انتشار می‌یابد، مراقبت و آموزش در دوره خردسالی است.گفتنی است آموزش پیش دبستانی نخستین هدف از هدفهای شش گانه سند آموزش برای همه است. براساس این سند کشورها موظفند تا سال 2015 به این هدف دست یافته و تمامی کودکان خردسال خود را از آموزش و مراقبت برخوردار سازند. این گزارش همچنین اطلاعاتی در مورد اجرا و تحقق سایر هدفهای آموزش برای همه در جهان را نیز در بردارد.

براساس این گزارش، وضعیت آموزش ابتدائی در جهان رو به بهبود است و نام نویسی دختران و پسران افزایش قابل توجهی یافته است.

کوئیشیرو ماتسورا، مدیر کل یونسکو درباره این گزارش گفته است، جای تعجب نیست که اولین هدف اعلامیه آموزش برای همه به آموزش و مراقبت دوره پیش دبستانی اختصاص یافته است. دلیل این امر آسیب‌پذیری کودکان خردسال و لزوم توجه به وضعیت زندگی و رفاه آنان است. بنابراین آموزش پیش دبستانی باید جزئی مهم و جدائی ناپذیر از نظام آموزشی کشورها و برنامه‌های فقرزدائی تلقی شود.

نیکلاس برنت، مسئول تهیه گزارش ارزیابی آموزش برای همه سال 2006 در این باره گفت، آموزش دوره خردسالی در ایجاد بنیان آموزشی نیرومند تاثیر بسزائی داشته و سود بسیاری ببار می‌آورد. هر ساله حدود صد میلیون کودک کم سن‌تر از 5 سال در جهان در حال توسعه هلاک می‌شوند که علت مرگ بسیاری از آنها بیماریهای قابل پیشگیری است در حالیکه می‌توان با فراهم آوردن برنامه‌های آموزشی که در آنها درسهای تغذیه، مصونیت، بهداشت ، سلامت و مراقبت با هم آمیخته است، این وضعیت را تغییر داد.

براساس گزارش امسال ، میزان مشارکت در دوره پیش دبستانی از 62 درصد در کشورهای آمریکای لاتین و حوزه کارائیب، تا 35 درصد در کشورهای در حال توسعه و 32 درصد در کشورهای رو به رشد جنوب و شرق آسیا، 26 درصد در جهان عرب و 12 درصد در کشورهای افریقائی وحاشیه صحرا متفاوت است.

در بسیاری از کشورهای غرب اروپا، آموزش پیش دبستانی همگانی شده است. گفتنی است پس از فروپاشی شوروی، نام نویسی در دوره پیش دبستانی در کشورهای در حال گذار کاهش چشمگیری داشته اما این میزان اکنون رو به بهبودی است.

گزارش ارزیابی آموزش برای همه سال 2006 نشان می‌دهد که تقاضا برای آموزش و مراقبت از کودکان خردسال و پیش دبستانی در جهان رو به افزایش است و شمار روزافزون زنان شاغل و خانواده‌های تک والدی، تقاضا برای آموزش پیش دبستانی را بیشتر کرده است. در سال 1975از هر ده کودکان در جهان فقط یکی از آنان در دوره پیش دبستانی نام‌نویسی می‌شد اما در سال 2004 از هر 3 کودک، یک تن نام نویسی شده است.

بهترین شاهد برای اثربخشی و سودمند بودن آموزش پیش دبستانی را می‌توان از اقدامات کشورهای پیشرفته صنعتی دریافت. برای مثال برنامه‌ای در دهه 1960 در کشور امریکا برای کودکان خردسال و پیش دبستانی به اجرا درآمد که در آن گروهی از کودکان آفریقائی تبار آمریکائی متعلق به خانواده‌های کم درآمد که در معرض خطر ترک تحصیل قرار داشتند، تحت آموزشهای دوره خردسالی قرار گرفتند. شرکت‌کنندگان در این برنامه و گروهی دیگر که بعنوان گروه کنترل تعیین شده بودند، تا سن 40 سالگی در دوره‌های مختلف زندگی مورد بررسی‌های طولی قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد که بهره هوشی شرکت‌کنندگان در این برنامه پیش دبستانی در سن 5 سالگی بیش از بهره هوشی گروه کنترل بوده است. همچنین تعداد فارغ‌التحصیلان از دبیرستان و کسب درآمدهای بیشتر در کودکان شرکت‌کننده در آموزشهای پیش‌دبستانی بیش از

تاریخچه پیش دبستانی در ایران و فرانسه و

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

تاریخچه پیش دبستانی در ایران به چه سالی برمی گردد؟

کودکستان و دوره پیش دبستانی با قدمتی 80 ساله در ایران سابقه درخشان ایران در این عرصه را نشان می دهد. اولین کودکستان توسط مرحوم باغچه بان در تبریز دایر شد و در سال 1310 مجوز تأسیس کودکستان توسط وزارت معارف صادر شد، از این رو سال 1310 آغاز فصل جدیدی در تاریخ آموزش پیش دبستانی کشور به شمار می رود. اولین آیین نامه ویژه کودکستانها در مراکز پیش دبستانی در سال 1312 به تصویب شورای عالی فرهنگ رسید و کودکستان به شکل امروزی در سال 1334 با دستورالعملی مبنی بر تشکیل کودکستانهای دولتی از طرف آموزش و پرورش راه اندازی شد و در سال 1353، اصلاحاتی در آیین نامه کودکستانها به عمل آمده که بر طبق آن فقط ثبت نام کودکان 5 ساله در کلاسهای آمادگی با نظارت آموزش و پرورش مجاز شمرده شد و ثبت نام کودکان 3 تا 5 ساله در کودکستانهای خصوصی با نظارت سازمان بهزیستی انجام می گیرد.

دوره پیش دبستانی اکنون به چه صورت است؟

بر اساس دستورالعمل و مصوبه شورای عالی آموزش و پرورش، دوره 2 ساله برای کودکان 4 تا 6 سال در اسفندماه 82 تصویب شده است.

چکیده گزارش ارزیابی جهانی آموزش برای همه یونسکو در سال 2006

براساس گزارش جهانی ارزیابی سالانه آموزش برای همه، کشورهای امریکای لاتین و حوزه دریای کارائیب بیش از سایر کشورهای جهان، در تامین آموزش پیش دبستانی برای کودکان و خردسالان به موفقیت نایل شده‌اند.

در این گزارش آمده است که وضعیت آموزش پیش دبستانی در جهان با وجود اهمیت آن، نامطلوب است. بطوریکه حدود نیمی از کشورهای جهان هیچ برنامه و خط مشی معینی برای آموزش خردسالان کوچکتر از سه سال ندارند.

موضوع اصلی گزارش جهانی ارزیابی آموزش برای همه در سال 2006 که هر ساله در یونسکو انتشار می‌یابد، مراقبت و آموزش در دوره خردسالی است.گفتنی است آموزش پیش دبستانی نخستین هدف از هدفهای شش گانه سند آموزش برای همه است. براساس این سند کشورها موظفند تا سال 2015 به این هدف دست یافته و تمامی کودکان خردسال خود را از آموزش و مراقبت برخوردار سازند. این گزارش همچنین اطلاعاتی در مورد اجرا و تحقق سایر هدفهای آموزش برای همه در جهان را نیز در بردارد.

براساس این گزارش، وضعیت آموزش ابتدائی در جهان رو به بهبود است و نام نویسی دختران و پسران افزایش قابل توجهی یافته است.

کوئیشیرو ماتسورا، مدیر کل یونسکو درباره این گزارش گفته است، جای تعجب نیست که اولین هدف اعلامیه آموزش برای همه به آموزش و مراقبت دوره پیش دبستانی اختصاص یافته است. دلیل این امر آسیب‌پذیری کودکان خردسال و لزوم توجه به وضعیت زندگی و رفاه آنان است. بنابراین آموزش پیش دبستانی باید جزئی مهم و جدائی ناپذیر از نظام آموزشی کشورها و برنامه‌های فقرزدائی تلقی شود.

نیکلاس برنت، مسئول تهیه گزارش ارزیابی آموزش برای همه سال 2006 در این باره گفت، آموزش دوره خردسالی در ایجاد بنیان آموزشی نیرومند تاثیر بسزائی داشته و سود بسیاری ببار می‌آورد. هر ساله حدود صد میلیون کودک کم سن‌تر از 5 سال در جهان در حال توسعه هلاک می‌شوند که علت مرگ بسیاری از آنها بیماریهای قابل پیشگیری است در حالیکه می‌توان با فراهم آوردن برنامه‌های آموزشی که در آنها درسهای تغذیه، مصونیت، بهداشت ، سلامت و مراقبت با هم آمیخته است، این وضعیت را تغییر داد.

براساس گزارش امسال ، میزان مشارکت در دوره پیش دبستانی از 62 درصد در کشورهای آمریکای لاتین و حوزه کارائیب، تا 35 درصد در کشورهای در حال توسعه و 32 درصد در کشورهای رو به رشد جنوب و شرق آسیا، 26 درصد در جهان عرب و 12 درصد در کشورهای افریقائی وحاشیه صحرا متفاوت است.

در بسیاری از کشورهای غرب اروپا، آموزش پیش دبستانی همگانی شده است. گفتنی است پس از فروپاشی شوروی، نام نویسی در دوره پیش دبستانی در کشورهای در حال گذار کاهش چشمگیری داشته اما این میزان اکنون رو به بهبودی است.

گزارش ارزیابی آموزش برای همه سال 2006 نشان می‌دهد که تقاضا برای آموزش و مراقبت از کودکان خردسال و پیش دبستانی در جهان رو به افزایش است و شمار روزافزون زنان شاغل و خانواده‌های تک والدی، تقاضا برای آموزش پیش دبستانی را بیشتر کرده است. در سال 1975از هر ده کودکان در جهان فقط یکی از آنان در دوره پیش دبستانی نام‌نویسی می‌شد اما در سال 2004 از هر 3 کودک، یک تن نام نویسی شده است.

بهترین شاهد برای اثربخشی و سودمند بودن آموزش پیش دبستانی را می‌توان از اقدامات کشورهای پیشرفته صنعتی دریافت. برای مثال برنامه‌ای در دهه 1960 در کشور امریکا برای کودکان خردسال و پیش دبستانی به اجرا درآمد که در آن گروهی از کودکان آفریقائی تبار آمریکائی متعلق به خانواده‌های کم درآمد که در معرض خطر ترک تحصیل قرار داشتند، تحت آموزشهای دوره خردسالی قرار گرفتند. شرکت‌کنندگان در این برنامه و گروهی دیگر که بعنوان گروه کنترل تعیین شده بودند، تا سن 40 سالگی در دوره‌های مختلف زندگی مورد بررسی‌های طولی قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد که بهره هوشی شرکت‌کنندگان در این برنامه پیش دبستانی در سن 5 سالگی بیش از بهره هوشی گروه کنترل بوده است. همچنین تعداد فارغ‌التحصیلان از دبیرستان و کسب درآمدهای بیشتر در کودکان شرکت‌کننده در آموزشهای پیش‌دبستانی بیش از

مقاله در مو رد تاریخچه رزین های تعویض یونی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 62

1- تاریخچه رزین های تعویض یونی

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

در سال 1850 یک خاک شناس انگلیسی متوجه شد که محلول سولفات آمونیمی که به عنوان کود شیمیایی بکار می رود، در اثر عبور از لایه های ستونی از خاک، آمونیم خود را از دست می دهد بگونه ای که در محلول خروجی از ستون خاک، سولفات کلسیم در محلول ظاهر می شود.

این یافته توسط دیگران پیگیری شد و متوجه شدند که سیلیکات آلومینیوم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیوم از ترکیب محلول و سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیوم بود.

به رزین های معدنی، زئولیت می گویند و در طبیعت سنگهای یافت می شوند که می توانند کار زئولیت های سنتزی را انجام دهند. این مواد، یون های سختی آور آب ( کلسیم و منیزیم) را حذف می کردند و بجای آن یون سدیم آزاد می کردند از اینرو به زئولیت های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیادی داشت چون احتیاج به استفاده از مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند. اما زئولیت های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیت ها می توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونها بدون تغییر باقی می ماندند. از این رو آب تصفیه شده با زئولیت های سدیمی به همان اندازه آب خام، قلیاییت، سولفات، کلراید و سیلیکاتت دارند.

واضح است که چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. مثلاً بی کربنات سدیم محلول در آب می تواند مشکلاتی را در مراحل بعدی برای دیگ بخار بوجود آورد. زیرا در اثر حرارت به سود و گاز دی اکسید کربن تبدیل می شود. سود یکی از عوامل مهم در خوردگی موضعی در نیروگاههاست که بحث مفصل تر آن در مباحث آینده خواهد آمد. گاز دی اکسید کربن موجود در بخار آب در اثر میعان بخار به صورت اسید کرینیک در می اید که باعث خوردگی لوله های برگشتی می شود که بخار آب خروجی از توربین را به کندانسور (چگالنده) می برند.

یکی دیگر از اشکلات مهم استفاده از زئولیت ها ی سدیمی، عدم کاهش غلظت سیلیس در آب تصفیه شده می باشد که یکی از خطرناکترین ناخالصی های آب تغذیه دیگ بخار در فشارهای زیاد می باشد.

تحقیقات برای رفع عیوب زئولیت های سدیمی ادامه یافت تا آنکه در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیت هایی ساخته شد که بجای سدیم فعال، هیدروژن فعال داشتند . این زئولیت ها که به تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی معروف شدند، می توانستند تمام نمکهای محلول در آب را به اسیدهای مربوط تبدیل کنند. بعنوان مثال بی کربناتهای کلسیم و منیزیم به اسید کربنیک تبدیل می شوند که اسید کربنیک بی دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود.

دی اکسید کربن تولید شده را می توان توسط هوادهی یا هوازدایی از محیط حذف کرد. لذا با این روش تمام قلیاییت بی کربناتی حذف می شود. رزین های کاتیونی هیدروژنی جدید، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزمان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیاییت آب را کاهش دهند.

آب خروجی از تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی، اسیدی است و باید خنثی شود. این کار با اضافه کردن قلیا (‌باز) یا مخلوط کردن خروجی تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی با خروجی تعویض کننده سدیمی (زئولیت ) امکان پذیر است.

تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی هم دارای محدودیت هایی هستند. هنوز آنیونها، مثل سولفات کلراید و سیلیکات حذف نمی شوند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب گام های اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید رزین های تعویض یونی آنیونی شد. (3) رزین های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونهای آب را حذف می کنند و رزین های آنیونی تمام آنیونهای آب از جمله سیلیس را حذف می نمایند. در نتیجه می توان با استفاده از هر دو نوع رزین، آب بدون یون تولید کرد. پیشرفت های بعدی که در دهه 1950 حاصل شد منجر به اختراع و تولید رزین های تعویض یونی ضعیف گردیدکه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیاء رزین ها را باعث شد.

2- شیمی رزین ها

همانگونه که می دانید محلول های الکترولیت دارای یون های مثبت (‌کاتیون) و یونهای منفی (آنیون) هستند و از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. یعنی مجموع آنیون ها و مجموع کاتیون ها از نظر بار الکتریکی با هم برابرند.

رزین های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می باشند به گونه ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. اما تعویض کننده ها با محلول های الکترولیت این تفاوت را داند که فقط یکی از دو یون، متحرک و قابل تعویض است. بعنوان مثال یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکال های آنیونی می باشد که کاتیون های متحرکی مثل H+ یا Na+ می توانند به آن متصل باشند. این کاتیون های متحرک می توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند و به همین صورت یک تعویض کنده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل هیدروکسیل یا کلراید می توانند به آن متصل باشند.

در اثر تعویض یونی، کاتیون ها با آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزی ناز نظر الکتریکی خنثی باقی می مانند. باید توجه داشت که در اینجا با تعادل جامد- مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود. برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد، مفید باشد، باید دارای شرایط زیر باشد :

مقاله در مو رد تاریخچه رزین های تعویض یونی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 62

1- تاریخچه رزین های تعویض یونی

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

در سال 1850 یک خاک شناس انگلیسی متوجه شد که محلول سولفات آمونیمی که به عنوان کود شیمیایی بکار می رود، در اثر عبور از لایه های ستونی از خاک، آمونیم خود را از دست می دهد بگونه ای که در محلول خروجی از ستون خاک، سولفات کلسیم در محلول ظاهر می شود.

این یافته توسط دیگران پیگیری شد و متوجه شدند که سیلیکات آلومینیوم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیوم از ترکیب محلول و سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیوم بود.

به رزین های معدنی، زئولیت می گویند و در طبیعت سنگهای یافت می شوند که می توانند کار زئولیت های سنتزی را انجام دهند. این مواد، یون های سختی آور آب ( کلسیم و منیزیم) را حذف می کردند و بجای آن یون سدیم آزاد می کردند از اینرو به زئولیت های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیادی داشت چون احتیاج به استفاده از مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند. اما زئولیت های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیت ها می توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونها بدون تغییر باقی می ماندند. از این رو آب تصفیه شده با زئولیت های سدیمی به همان اندازه آب خام، قلیاییت، سولفات، کلراید و سیلیکاتت دارند.

واضح است که چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. مثلاً بی کربنات سدیم محلول در آب می تواند مشکلاتی را در مراحل بعدی برای دیگ بخار بوجود آورد. زیرا در اثر حرارت به سود و گاز دی اکسید کربن تبدیل می شود. سود یکی از عوامل مهم در خوردگی موضعی در نیروگاههاست که بحث مفصل تر آن در مباحث آینده خواهد آمد. گاز دی اکسید کربن موجود در بخار آب در اثر میعان بخار به صورت اسید کرینیک در می اید که باعث خوردگی لوله های برگشتی می شود که بخار آب خروجی از توربین را به کندانسور (چگالنده) می برند.

یکی دیگر از اشکلات مهم استفاده از زئولیت ها ی سدیمی، عدم کاهش غلظت سیلیس در آب تصفیه شده می باشد که یکی از خطرناکترین ناخالصی های آب تغذیه دیگ بخار در فشارهای زیاد می باشد.

تحقیقات برای رفع عیوب زئولیت های سدیمی ادامه یافت تا آنکه در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیت هایی ساخته شد که بجای سدیم فعال، هیدروژن فعال داشتند . این زئولیت ها که به تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی معروف شدند، می توانستند تمام نمکهای محلول در آب را به اسیدهای مربوط تبدیل کنند. بعنوان مثال بی کربناتهای کلسیم و منیزیم به اسید کربنیک تبدیل می شوند که اسید کربنیک بی دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود.

دی اکسید کربن تولید شده را می توان توسط هوادهی یا هوازدایی از محیط حذف کرد. لذا با این روش تمام قلیاییت بی کربناتی حذف می شود. رزین های کاتیونی هیدروژنی جدید، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزمان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیاییت آب را کاهش دهند.

آب خروجی از تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی، اسیدی است و باید خنثی شود. این کار با اضافه کردن قلیا (‌باز) یا مخلوط کردن خروجی تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی با خروجی تعویض کننده سدیمی (زئولیت ) امکان پذیر است.

تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی هم دارای محدودیت هایی هستند. هنوز آنیونها، مثل سولفات کلراید و سیلیکات حذف نمی شوند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب گام های اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید رزین های تعویض یونی آنیونی شد. (3) رزین های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونهای آب را حذف می کنند و رزین های آنیونی تمام آنیونهای آب از جمله سیلیس را حذف می نمایند. در نتیجه می توان با استفاده از هر دو نوع رزین، آب بدون یون تولید کرد. پیشرفت های بعدی که در دهه 1950 حاصل شد منجر به اختراع و تولید رزین های تعویض یونی ضعیف گردیدکه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیاء رزین ها را باعث شد.

2- شیمی رزین ها

همانگونه که می دانید محلول های الکترولیت دارای یون های مثبت (‌کاتیون) و یونهای منفی (آنیون) هستند و از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. یعنی مجموع آنیون ها و مجموع کاتیون ها از نظر بار الکتریکی با هم برابرند.

رزین های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می باشند به گونه ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. اما تعویض کننده ها با محلول های الکترولیت این تفاوت را داند که فقط یکی از دو یون، متحرک و قابل تعویض است. بعنوان مثال یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکال های آنیونی می باشد که کاتیون های متحرکی مثل H+ یا Na+ می توانند به آن متصل باشند. این کاتیون های متحرک می توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند و به همین صورت یک تعویض کنده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل هیدروکسیل یا کلراید می توانند به آن متصل باشند.

در اثر تعویض یونی، کاتیون ها با آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزی ناز نظر الکتریکی خنثی باقی می مانند. باید توجه داشت که در اینجا با تعادل جامد- مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود. برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد، مفید باشد، باید دارای شرایط زیر باشد :