Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics

Тезисы докладов

Математическое моделирование в проблемах охраны окружающей среды

Фильтрование высококонцентрированных ионизированных жидких растворов с помощью фильтровальных агрегатов с учетом образования слоя осадка над поверхностью фильтровальной колонки , закупоривания пор фильтра, перепада давления, в агрегате является сложным нестационарным технологическим процессом (СНТП ). Экспериментальные исследования СНТП показали, что на фильтрование жидких растворов воздействует множество параметров с различными удельными весами. Анализ результатов проведенных исследований показал , что малое отклонение значений этих параметров от нормы может привести к качественному и количественному изменением рассматриваемого технологического процесса. Поэтому синтез основных параметров СНТП, определение диапазонов их изменения, а также выбор эффективного приемлемого режима работы агрегата являются важнейшими вопросам функционирования.

В связи с этим необходимо всесторонне исследовать данный процесс с помощью математических моделей и проведенного ВЭ на ПЭВМ и выявить условия, необходимые для наиболее полного фильтрования жидких растворов от примесей и отходов. Для достижения этих целей необходимо разработать общие математические модели таких процессов, в которых учитываются основные факторы, действующие на СНТП, и соответствующие комплексы программ на ПЭВМ.

Основным алгоритмическим средством реализации математических моделей, позволяющих изучать поведение процесса, являются численные методы. На базе математических моделей и численных методов создается программное и информационное обеспечение, которое в комплексе с ПЭВМ является инструментом научного познания и управления СНТП в целом. С этой целью разработаны математическая модель СНТП задачи, основанная на законе сохранения массы, количества движения и кинетики данного процесса и соответствующие численные алгоритмы. Для решения задачи используется неявная конечно-разностная схема 0 () . Для вычисления нелинейных членов применен метод квазилинеаризации Белмана.

С помощью разработанного алгоритма и комплекса программ проведен ВЭ при различных значениях входных данных, откуда- ВЭ следует, что концентрация фильтрата со временем фильтрования (t=3 - 4 ч) растет, а затем линейно убывает. Рост концентрации фильтрата особенно заметен при x = 0.6 . Насыщение пор фильтра взвешенными частицами происходит по экспоненциальному закону. Максимальное заполнение пор фильтра происходит при значении x = 0.1 - 0.3. Из анализа проведенных ВЭ следует, что выходная концентрация 3 взвешенных частиц в фильтрате со временем уменьшается. Это связано с тем, что образовавшийся слой осадков и их переупаковка под действием поверхностной силы давления на поверхности агрегата в дальнейшем выполняет роль фильтра. На момент времени t = 10 ч фильтрования значение (3 равняется 0.01. Объем фильтрующейся жидкой смеси через фильтровальную колонку со временем растет по линейному закону. Из проведенных численных расчетов следует, что объем фильтрата, пропускаемого через фильтровальную перегородку , будет расти со временем по линейному закону.

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:46)