Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей

Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей

The authors developed and improved a mathematical model that describes the mass transfer situation in the apparatus during the separation of water-organic mixtures and shows the pervaporation processes occurring from the process of desorption of components from the membrane element taking into accou...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Видавець:Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University
Дата:2021
Автори: Мельник, Вікторія, Косова, Віра, Бурсаков, Кирило
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2021
Онлайн доступ:http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/251083
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!

Репозиторії

Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences
id mcmtechkpnueduua-article-251083
record_format ojs
institution Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences
collection OJS
language Ukrainian
format Article
author Мельник, Вікторія
Косова, Віра
Бурсаков, Кирило
spellingShingle Мельник, Вікторія
Косова, Віра
Бурсаков, Кирило
Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
author_facet Мельник, Вікторія
Косова, Віра
Бурсаков, Кирило
author_sort Мельник, Вікторія
title Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_short Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_full Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_fullStr Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_full_unstemmed Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_sort окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей
title_alt Definition of Boundary and Physical Conditions of the Mathematical Model of Mass Exchange in the Apparatus During Separation of Aquatic-Organic Mixtures
description The authors developed and improved a mathematical model that describes the mass transfer situation in the apparatus during the separation of water-organic mixtures and shows the pervaporation processes occurring from the process of desorption of components from the membrane element taking into account the mutual influences of process characteristics on environmental characteristics. The influence of external factors for temperature calculation is taken into account. A solution of the corresponding model problem was found using the equation of motion for a fluid in the middle of a membrane under conditions of laminar motion. The results of calculations of the distribution of the concentration of organic impurities in the mixture and the membrane material are presented. The dependence of the number of passes through the membrane on the initial concentration in the membrane was investigated. The possibility of determining the distribution of concentrations in the flow of liquid passing through the membrane, as well as the thickness of the membrane depending on the size of the membrane, modes of movement of the source and vapor-gas mixture, the concentration of organic impurities in the source and vapor-gas mixture. The constructed mathematical model takes into account the geometric and physical conditions that characterize, respectively, the shape and size of the area in which a particular transfer process and the physical properties of the environment and their change depending on the process parameters. The finite difference method is chosen to solve the convective diffusion equation in the liquid phase. Mathematical modeling clearly demonstrates the effect of factors, but, in turn, does not reduce the impact. Taking into account the initial conditions and boundary conditions will determine the distribution of concentrations in the fluid flow passing through the membrane, as well as the thickness of the membrane depending on the membrane size, modes of movement of the source and vapor-gas mixture, the concentration of organic impurities in the source and vapor-gas mixture. Mathematical modeling of heat and mass transfer inside the apparatus to determine the concentration field of the organic component and identify factors that affect the rate of separation of organic impurities.
publisher Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University
publishDate 2021
url http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/251083
work_keys_str_mv AT melʹnikvíktoríâ definitionofboundaryandphysicalconditionsofthemathematicalmodelofmassexchangeintheapparatusduringseparationofaquaticorganicmixtures
AT kosovavíra definitionofboundaryandphysicalconditionsofthemathematicalmodelofmassexchangeintheapparatusduringseparationofaquaticorganicmixtures
AT bursakovkirilo definitionofboundaryandphysicalconditionsofthemathematicalmodelofmassexchangeintheapparatusduringseparationofaquaticorganicmixtures
AT melʹnikvíktoríâ okreslennâgraničnihtafízičnihumovmatematičnoímodelímasoobmínnuvaparatípídčasrozdílennâvodnoorganíčnihsumíšej
AT kosovavíra okreslennâgraničnihtafízičnihumovmatematičnoímodelímasoobmínnuvaparatípídčasrozdílennâvodnoorganíčnihsumíšej
AT bursakovkirilo okreslennâgraničnihtafízičnihumovmatematičnoímodelímasoobmínnuvaparatípídčasrozdílennâvodnoorganíčnihsumíšej
first_indexed 2024-04-08T14:59:19Z
last_indexed 2024-04-08T14:59:19Z
_version_ 1795779051578720256
spelling mcmtechkpnueduua-article-2510832022-01-12T12:32:42Z Definition of Boundary and Physical Conditions of the Mathematical Model of Mass Exchange in the Apparatus During Separation of Aquatic-Organic Mixtures Окреслення граничних та фізичних умов математичної моделі масообмінну в апараті під час розділення водно-органічних сумішей Мельник, Вікторія Косова, Віра Бурсаков, Кирило The authors developed and improved a mathematical model that describes the mass transfer situation in the apparatus during the separation of water-organic mixtures and shows the pervaporation processes occurring from the process of desorption of components from the membrane element taking into account the mutual influences of process characteristics on environmental characteristics. The influence of external factors for temperature calculation is taken into account. A solution of the corresponding model problem was found using the equation of motion for a fluid in the middle of a membrane under conditions of laminar motion. The results of calculations of the distribution of the concentration of organic impurities in the mixture and the membrane material are presented. The dependence of the number of passes through the membrane on the initial concentration in the membrane was investigated. The possibility of determining the distribution of concentrations in the flow of liquid passing through the membrane, as well as the thickness of the membrane depending on the size of the membrane, modes of movement of the source and vapor-gas mixture, the concentration of organic impurities in the source and vapor-gas mixture. The constructed mathematical model takes into account the geometric and physical conditions that characterize, respectively, the shape and size of the area in which a particular transfer process and the physical properties of the environment and their change depending on the process parameters. The finite difference method is chosen to solve the convective diffusion equation in the liquid phase. Mathematical modeling clearly demonstrates the effect of factors, but, in turn, does not reduce the impact. Taking into account the initial conditions and boundary conditions will determine the distribution of concentrations in the fluid flow passing through the membrane, as well as the thickness of the membrane depending on the membrane size, modes of movement of the source and vapor-gas mixture, the concentration of organic impurities in the source and vapor-gas mixture. Mathematical modeling of heat and mass transfer inside the apparatus to determine the concentration field of the organic component and identify factors that affect the rate of separation of organic impurities. Авторами розроблена та удосконалена математична модель, яка описує масообмінну обстановку в апараті під час розділення водно-органічних сумішей та показує процеси первапорації, що відбуваються з процесу десорбції компонентів з мембранного елемента з урахуванням взаємних впливів характеристик процесу на характеристики середовища. Враховано вплив зовнішніх факторів для температурного розрахунку та знайдено розв’язок відповідної модельної задачі з використанням рівняння руху для рідини в середині мембрани в умовах ламінарного руху. Наведені результати розрахунків розподілу концентрації органічної домішки у суміші та матеріалі мембрани. Досліджено залежність кількості проходів через мембрану від початкової концентрації в мембрані. Показано можливість визначення розподілу концентрацій у потоці рідини, яка проходить в мембрані, а також по товщині мембрани в залежності від розмірів мембрани, режимів руху вихідної та парогазової суміші, концентрації органічної домішки в вихідній та парогазовій суміші. В побудованій математичній моделі враховано геометричні та фізичні умови, які характеризують відповідно форму і розміри області в якій відбувається конкретний процес переносу та фізичні властивості середовища і їх зміна в залежності від параметрів процесів. Для розв’язання рівняння конвективної дифузії в рідкій фазі вибрано метод скінченних різниць. Математичне моделювання наочно демонструє ефект впливу факторів, але, в свою чергу, не дозволяє знизити вплив. Урахування початкових умовах і граничних умовах дозволить визначити розподіл концентрацій у потоці рідини, яка проходить в мембрані, а також по товщині мембрани в залежності від розмірів мембрани, режимів руху вихідної та парогазової суміші, концентрації органічної домішки в вихідній та парогазовій суміші. Проведене математичне моделювання тепло- та масообміну всередині апарату для визначення концентраційного поля органічного компоненту та виявлення факторів, що впливають на швидкість виділення органічної домішки. Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2021-10-20 Article Article application/pdf http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/251083 10.32626/2308-5916.2021-22.76-87 Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences; 2021: Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences. Issue 22; 76-87 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки ; 2021: Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки. Випуск 22; 76-87 2308-5916 10.32626/2308-5916.2021-22 uk http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/251083/248550

Схожі ресурси