سیستم استنتاج فازی پایان نامه ها و مقالات

مسدود می‌شود که می‌توان با حرارت دادن مجدد در ۸۰۰ درجه سانتیگراد دوباره این منافذ را ایجاد کرد. افزایش دما تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد و بیش از آن باعث سخت شدن ساختار کربن و کاهش درجه تخلخل می‌شود.
کربن‌ها را با توجه به آرایش‌یافتگی بلورهای آن به‌صورت گرافیت یا غیرگرافیت تعریف کرده‌اند. کربن‌های گرافیتی دارای بلورهائی با سه بعد یکسان می‌باشند در صورتی‌که در کربن‌های غیرگرافیتی این گونه نمی‌باشد. براساس توضیحات داده شده، در حین کربونیزاسیون سه فضای خالی در کربن ایجاد می‌شود که در حین کربونیزاسیون به‌وسیله کربن‌های غیرآرایش‌یافته ”آمورف“ مسدود می‌شود. محصولات مرحله کربونیزاسیون دارای ظرفیت جذب خیلی کمی می‌باشند و احتمالاً این مسئله به‌دلیل کربونیزاسیون در دمای پائین و وجود ماده قیری باقیمانده در منافذ بین بلورها و روی سطح آنها می‌باشد. بعضی از محصولات کربونیزه شده را می‌توان با خارج ساختن موادقیری به‌وسیله حرارت دادن در بخار یا تحت گاز و یا عمل خالص‌سازی به کمک حلال و یا واکنش‌های شیمیائی فعال کرد. عمل فعال‌سازی باعث بزرگ شدن قطر حفره‌هائی می‌شود که در حین فرآیند کربونیزاسیون ایجاد شده‌اند و همچنین باعث ایجاد یک‌سری حفره ریز نیز خواهد شد و بدین‌گونه می‌توان به یک ساختار حفره‌ای با مساحت سطح داخلی بالا دست پیدا کرد. پدیده فعال‌سازی به دو روش انجام می‌شود.
الف ـ فعال‌سازی شیمیائی: در ابتدا ماده خام با یک محلول غلیظ از مواد فعال‌کننده اشباع می‌شود و با این عمل، مواد سلولزی از بین می‌روند و تحت عملیات حرارتی در دمای بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد قرار می‌گیرند، مواد پیرولیز شده سرد می‌شوند و به منظور خارج ساختن مواد فعال‌کننده، تحت عملیات شستشو قرار می‌گیرند و مواد فعال‌کننده عبارتند از: اسید فسفریک، کلرید روی، اسید سولفوریک و یدید پتاسیم.
ب ـ فعال‌سازی فیزیکی: در این فرآیند به کمک محصولات کربونیزه شده، ابعاد و ساختار مولکولی منافذ گسترش می‌یابد و مساحت سطحی آنها افزایش می‌یابد، این عملیات دردمائی بین ۸۰۰ الی ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد با حضور مواد گازی اکسیدکننده مناسب مانند دی‌اکسید کربن و هوا انجام می‌گیرد.
مولکول آب کوچک‌تر از مولکول دی‌اکسیدکربن می‌باشد و در نتیجه سرعت نفوذ آن به‌داخل منافذ کربن بیشتر می‌باشد و سرعت واکنش با بخار بیشتر از سرعت واکنش با گاز دی‌اکسیدکربن می‌باشد.

۱-۲-۶-۲- ساختار منافذ کربن
منافذ در کربن‌های فعال شده دارای اندازه و شکل‌های متفاوتی می‌باشند. منافذ براساس اندازه آنها به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:
۱. ماکرومنافذ: دارای میانگین قطری بیشتر از ۵۰ نانومتر می‌باشند.
۲. مزومنافذ: دارای قطری برابر با ۲ الی ۵۰ نانومتر می‌باشند.
۳. میکرومنافذ: دارای قطری کمتر از ۲ نانومتر می‌باشند که خود نیز به سوپر و آلترا میکرو تقسیم می‌شوند.
بعضی از کربن فعال‌ها با توجه به نوع موادخام مصرفی، شکل منفذ موجود در کربن فعال تولید شده متفاوت می‌باشد.

۱-۲-۶-۳- ویژگیهای کربن فعال
کربن فعال به دلیل ویژگیهایی از قبیل مساحت سطح وسیع، واکنش سطح زیاد، اثرات جذب کلی و اندازه منافذ مطلوب به عنوان جاذب عمل میکند. مساحت سطح هر گرم ازکربن فعال بین ۵۰۰ تا ۱۴۰۰ مترمربع گزارش شده است. مساحت سطح داخلی کربن فعال به ۳ جزء کانالها و حفرات دسته بندی می شود که حفرات بر اساس اندازه آنها دسته‌بندی می شوند. حفرات با قطر کمتر از ۲ نانومتر یا ریز حفره (وسیعترین قسمت از مساحت سطح کربن)، حفراتی با قطر بین ۵۰-۲ نانومتر به عنوان میان حفره و حفراتی با قطر بزرگتر از ۵۰ نانومتر بعنوان درشت حفره تقسیم می‌شود. ساختمان حفره‌ها و توزیع اندازه آنها تا حد زیادی به نوع ماده اولیه بستگی دارد. درشت حفره‌ها معمولاً به میزان فوق‌العاده کمی در کل سطح داخلی توزیع شده و به ماده اولیه و تا حدی نیز به فرآیند تولید بستگی دارد. این حفره‌ها معمولاً اثری در سطح فعال ندارند و اغلب به عنوان یک مسیر عبور برای جذب شونده عمل کرده که آن را به سمت ریز و میان حفره‌ها هدایت می‌کند. میان حفره‌ها در حدود ۵ درصد از سطح داخلی را تشکیل می‌دهد. کربن‌های فعال حاصل از روش فعالسازی شیمیایی، دارای توزیع درشت حفره‌ها و سطح تماس کمتری نسبت به محصولات حاصل از روش فعالسازی حرارتی می‌باشند. کربن فعال از نظر کمی براساس معیارهایی از قبیل مساحت سطح کل کربن، دانسیته کربن، توزیع اندازه ذرات و ظرفیت جذب دسته بندی میشود که تمامی این فاکتورها بر سرعت جذب و ظرفیت جذب تأثیر می‌گذارند]۶[.

۱-۲-۶-۴- مساحت سطح کلی
یکی از مهم‌ترین خواص فیزیکی یک کربن فعال میزان سطح آن می‌باشد که معمولاً بوسیله جذب گاز نیتروژن در دمای۷۷ کلوین و با مدل بت۲۵ که ۱۹۳۸ توسط استفان برونر۲۶ ، پائول ایمت۲۷ و ادوارد تلر۲۸ بیان شد اندازه‌گیری می‌شود و برحسب مترمربع در گرم کربن بیان می‌شود این پارامتر بیانگر حجمی از نیتروژن است که سطح مقدار مشخصی از کربن فعال را به صورت لایهی تک ملکولی به طور کامل میپوشاند. چون سطح پوشیده شده توسط یک مولکول نیتروژن با دقت بالا قابل تعیین است، سطح کل را می‌توان با ضرب مساحت اشغال شده به وسیله یک مولکول در تعداد مولکولهای لازم برای تشکیل یک لایه تک مولکولی بهدست آورد. اندازه‌گیری سطح فعال به روش بت به تنهایی نمی‌تواند بیانگر خواص کربن باشد زیرا مول
کول نیتروژن فوق‌العاده کوچک بوده و می‌تواند به راحتی در حفره‌هایی جذب شود که مولکول هایی بزرگتر نمی‌توانند نفوذ کنند.

۱-۲-۶-۵- توزیع اندازه ذرات
اندازه ذرات در کربن با استفاده از الک استاندارد تعیین می‌شود. توزیع اندازه ذرات در کربن مهم است و بر سرعت جذب آن اثر میگذارد. ساختمان حفره‌ها و توزیع اندازه حفره‌ها تا حد زیادی وابسته به نوع ماده اولیه می‌باشد.

۱-۲-۶-۶- ظرفیت جذب
یکی از پارامترهای مهم و اساسی برای بیان ویژگی کربن فعال توانایی و ظرفیت آن برای جذب مقادیر زیادی از گونه‌های مختلف است و با عدد ید یا عدد ملاس بیان میشود. عدد ید ظرفیت کربن را در جذب موادی با وزن مولکولی پایین و عدد ملاس برای ترکیبات پیچیدهتر بیان میکند.

۱-۲-۶-۷- مزایا و معایب حذف با کربن فعال
روش حذف با کربن فعال دارای مزایا و محدودیتهایی است که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
مزایا:
۱- بسیار مؤثر در حذف ترکیبات آلی غیرقطبی از آب
۲- قابل استفاده برای محدوده‌ی وسیعی از ترکیبات آلی
۳- بسیار مؤثر در حذف رنگ از پساب
۴- مؤثر در حذف آلودگیهای غیرآلی با غلظت پائین (در حد نانوگرم بر میلیلیتر)
۵- بازیافت حرارتی کربن که مواد جذب شده را تخریب می‌کند.
۶- سیستم می‌تواند طوری طراحی شود که براحتی قابل حمل بوده و به محلهای پساب برده شود.
معایب:
۱- محدود به پسابهای آلی با غلظت پائین (پایین‌تر از ۵ درصد) می‌باشد.
۲- محدود به پسابهای غیرآلی با غلظت خیلی پائین (پایین تر از ۱ درصد) می‌باشد.
۳- قادر به حذف مواد آلی با حلالیت یا وزن مولکولی پائین نمی‌باشد.
۴- نباید ذرات جامد بصورت سوسپانسیون در جریان ورودی وجود داشته باشد.

۱-۳- آنالیز محاسبات ریاضی
زمان ظهور شکست و شکل منحنی شکست از ویژگی های مهم در یک عملیات ستون بستر ثابت برای تشخیص عملیات و پاسخ دینامیک ستون جذب به حساب می آید.
عملکرد چگونگی جذب آمونیاک از محلول بستر ثابت معمولا با واژه های C_t/C_0 به عنوان تابع زمان یا حجم سیال خروجی برای ارتفاع بستر داده شده بیان می‌شود و منحنی‌های شکست را عرضه می کند. qtotal مقدار(ماکزیمم ضریب جذب) برای غلظت خوراک داده شده، از حاصل ضرب مقدار دبی حجمی سیال در سطح زیر منحنی (که در این مطالعه غلظت آمونیاک جذب شده در برابر t است ) حاصل می شود و توسط معادله زیر بیان می گردد:
(۱-۷) q_t=Q/1000×∫_(t=0)^(t=t_total)▒〖C_ad dt〗
درصد کارآیی ستون (Y) از نسبت ماکزیمم ظرفیت ستون qtotal به مقدار کل جرم جذب شده که به داخل ستون فرستاده می شود که در اینجا آمونیاک است ، محاسبه می شود :
(۱-۸) Y=(q_(total⁄w_total ))×۱۰۰
مقدار Wtotal که همان مقدار کل جرم جذب شده است از رابطه زیر محاسبه می شود:
(۱-۹) w_total=c_0 Qt_(total^(/1000) )
مدل های سینتیکی که برای بیان فرآیند دینامیک جذب مورد استفاده قرار گرفته است به شرح ذیل می باشد :

۱-۳-۱- مدل توماس
ماکزیمم ظرفیت جذب سطحی در این سطوح مورد نیاز است، مدل توماس برای انجام این هدف مورد استفاده قرار گرفت. داده های بدست آمده از ستون در حالت پیوسته برای محاسبه ثابت سرعت جذب و همچنین غلظت ماکزیمم ظرفیت جذب ستون با استفاده از مدل سنتیکی حاصل می شود. مدل توماس یکی از معمولی ترین و گسترده ترین روش های مورد استفاده در یک عملیات ستونی می باشد، مدل توماس برای یک ستون جذب به شکل زیر ارائه می‌شود:
(۱-۱۰) c_t/c_0 =1/(1+exp⁡((k_th q_e x)⁄(Q-k_th c_0 t)))
ضریب سینتیک kth ، و ظرفیت جذب شدن qt می تواند از یک طرح C_t/C_0 در مقابل t برای سرعت جریان داده شده با استفاده از تحلیل رگرسیون غیرخطی تشخیص داده شود .

۱-۳-۲- مدل آدامز – بوهارت
این مدل فرض می کند که سرعت جذب برای ظرفیت باقی مانده جاذب سطحی و غلظت گونه های جذب نسبی می‌باشد. این معادله میتواند از طرح C_t/C_0 در مقابل t در یک ارتفاع بستر داده شده و سرعت جریان بدست آید و به این صورت بیان می شود :
(۱-۱۱) c_t/c_0 =exp(k_AB c_0 t-k_AB N_0 z/u_0 )
ارتفاع ستون : z
ماکزیمم ظرفیت جذب آدامز – بوهات : N0
ثابت سینتیکی آدامز- بوهارت : kAB
سرعت خطی طولی : U0

۱-۳-۳- مدل یون نلسون
این مدل نه تنها پیچیدگی کمتری نسبت به مدل های دیگر دارد بلکه نیاز به هیچ داده جزئیاتی که در رابطه با مشخصه‌های جاذب ، نوع جاذب سطحی و مؤلفه های فیزیکی بستر جذب باشد ندارد.
این رویکرد شامل ثبت طرح (ct/(c0-ct در مقابل زمان نمونه گیری (t) مطابق با معادله زیر است که پارامترهای kYN و τ می تواند با استفاده از روش رگرسیون غیرخطی بدست آید :
(۱-۱۲) c_t/(c_0-c_t )=exp(k_YN t-〖τk〗_YN )
زمان نیمه عمر = τ

۱-۳-۴- مدل BDST
این مدل برای پیش بینی رابطه بین ارتفاع بستر ( Z ) و زمان اندازه گیری (t ) برای غلظت فرآیند و پارامترهای جذب به حساب می آید. مدل BDST مبنی بر این فرض است که سرعت جذب توسط واکنش سطح بین جذب و ظرفیت با استفاده جاذب سطحی کنترل می شود.
مقادیر زمان شکست بدست آمده برای ارتفاع بستر متعدد که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است، در این مدل معرفی
می گردد . رابطه خطی بین ارتفاع بستر و زمان اندازه گیری توسط معادله زیر بیان می شود :
(۱-۱۳) t=N_0/(c_0 u_0 ) z-1/(k_α c_0 ) 1n(c_0/c_t -1)
در این طرح t در مقابل Z باید یک خط مستقیم را بدست آورد و در آنجا U، k ، ظرفیت جذب و ثابت سرعت به ترتیب محاسبه می شود . ]۷[.

۱-۴- طریقه ی مدل سازی
فرض کنید که شما می خواهید استدلال فوزی را برای سیستمی به کار ببرید که برای آن شما اغلب تجمعی از داده‌های خروجی/ ورودی را دارید که می خواهید از آنها برای مدل سازی، پیروی از مدل و یا بسیاری از زمینه های مشابه دیگر استفاده کنید. شما اساساً یک ساختار مدل پیش تعیین شده را بر حسب مشخصه های متغیرها در سیستم خود ندارید.
در بسیاری از حالتهای مدلسازی شما نمی توانید با نگاه کردن به داده تشخیص دهید که کدام توابع اعضاء بنظر ساده می رسند. علاوه بر انتخاب پارامترهای مربوط به تابع هدف که بصورت دلخواه یا اختیاری ارائه شده، این پارامترها همچنین می توانند به گونه ای انتخاب شوند که مناسب توابع اعضاء برای داده های خروجی/ ورودی برای محاسبه این نوع از تغییرات در مقادیر داده ها باشند در بسیاری از حالتها شما می توانید از تکنیک های یادگیری پذیرشی- عصبی toolbox منطق فوزی به همراه anfis command استفاده نمائید.

۱-۴-۱- رگرسیون۲۹
تحلیل رگراسیون روشی آماری است که در آن رابطه بین دو یا چند متغیر کمی استفاده می شود تا یک متغیر و یا متغیرهای دیگر پیش بینی شود. رابطه بین دو متغیر ممکن است به صورت تابعی از متغیرها (متغیر وابسته) متکی به متغیر دیگری (متغیر مستقل) باشد (به متغیر مستقل و وابسته به ترتیب متغیر پیش بینی و پاسخ نیز گفته می شود). این رابطه رگرسیون نامیده می شود.[۸]

۱-۴-۲- سیستم استنتاج فازی-عصبی
ما در دنیایی سرشار از ابهامات همراه با پیچیدگی های روز افزون زندگی میکنیم. از شبکههای حسگر چند منظوره گرفته تا سیستمهای پزشکی و مجموعه صفحات وب به هم پیوسته که به زبان طبیعی نوشته شدهاند، همه و همه نمونههایی از این سیستمهای پیچیده هستند. هیچ شکی وجود ندارد که قدرت تحلیل کامپیوترهای مدرن امروزی، در مقایسه با توانایی بشر در تولید و

سیستم استنتاج فازی پایان نامه ها و مقالات

دیدگاهتان را بنویسید