Численное исследование процесса фильтрования малоконцентрированных растворов через пористую среду

Н. Равшанов; Ж. Туракулов

Авторы

Н. Равшанов Научно-исследовательский институт развития цифровых технологий и искусственного интеллекта Автор
Ж. Туракулов Научно-исследовательский институт развития цифровых технологий и искусственного интеллекта Автор

Ключевые слова:

математическая модель, численный алгоритм, вычислительный эксперимент, фильтрование, концентрация растворов, пористая среда

Аннотация

Проводилось численное исследование на основе предложенного математического аппарата нестационарной технологии фильтрования малоконцентрированного раствора через пористую среду с учетом процесса кольматации и суффозии, основанной на законе Дарси и уравнениях конвекции-диффузии. Для определения основных параметров технологического процесса и определения их диапазонов изменения на основе разработанного численного алгоритма проведены эксперименты на вычисли тельной системе, используя который определены основные параметры существен но действующие на процесс в целом, и их диапазонов изменения в зависимости от степени засоренности раствора и технико-экономических характеристик агрегата и режима его работы. Проведенными численными расчетами установлено, что когда время фильтрования суспензии превышает 150-200 часов, наблюдается резкий рост гидравлического давления в слоях колонки агрегата, максимальное накопление частиц на поверхности перегородки фильтра и уменьшение его порового пространства и, следовательно, уменьшается скорость прохода жидкости через фильтровальную перегородку агрегата. Следовательно, начинается процесс отрыва частиц, осевших в поровом пространстве фильтровальной перегородки. Анализ численных расчетов показал, что в подборе режима работы фильтра существенную роль играет технология фильтрования суспензии первоначальной концентрации жидкости, подаваемой к колонке агрегата.

Библиографические ссылки

Шехтман Ю.М. Фильтрация малоконцентрированных суспензий.– М.: Изд-во АН СССР, 1961.– 213 с.

Абуталиев Ф.Б. Об уравнениях ионообменной фильтрации и методах их решения // Проблемы вычислительной и прикладной математики.– 1976.– Вып 40.– C. 44-56.

Федоткин И.М., Криль С.И. Разделение суспензии и гиперфильтрование.– Киев: Тех ника, 1972.– 233 с.

Абуталиев Ф.Б., Равшанов Н. Моделирование технологического процесса сепарирова ния трудноразделяемых смесей // Докл. АН РУз.– 1997.– № 7.– С. 26-30.

Абуталиев Ф.Б., Равшанов Н. Моделирование фильтрования жидких растворов через пористую среду // Доклады АН РУз.– 1999.– № 4.– С. 16-18.

Абуталиев Ф.Б., Ризаев Н.У., Рахимов М. Расчет процесса ионообменного фильтро вания // Вопросы вычислительной и прикладной математики: сб.научн.тр.– Ташкент: Изд-во ИК АН РУз, 1975.– Вып. 33.– C. 152-161.

Абуталиев Ф.Б., Рахимов М. Об уравнениях ионообменного фильтрования и ме тоды их решения на ЭВМ // Вопросы вычислительной и прикладной математики: сб.научн.тр.– Ташкент: Изд-во ИК АН РУз, 1976.– Вып. 40.– C. 144-152.

Ravshanov N., Saidov U.M. Modelling technological process of ion-exchange filtration of f luids in porous media // Journal of Physics: Conference Series.– 2018.– Vol. 1015, No. 3.– 032114.

Ravshanov N. et al. Mathematical model and numerical algorithm for studying suspension f iltration in a porous medium considering the processes of colmatation and suffusion // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering.– 2020.– Vol. 862.– 062003.

Равшанов Н., Палванов Б., Мухамадиев А. Компьютерное моделирование процесса фильтрации жидкости ионизированных растворов для защиты экосистемы от источ ников загрязнения // Вестник ТУИТ.– 2015.– № 2(34).– С. 100-105.

Равшанов Н., Туракулов Ж.А. Прямая и обратная задача для исследования процесса фильтрации ионных растворов через пористую среду // Проблемы вычислительной и практической математики.– 2022.– № 5(43).– С. 58-71.

Равшанов Н., Туракулов Ж.А. Численное исследование технологического Процесс фильтрации жидкостей растворов // Проблемы вычислительной и практической математики.– 2023.– № 2(47).– С. 29-50.

Чан Юэ, Цюань Чжан и Чжицян Жа Ж. аэрозольных наук.– 2016.– Т. 101, № 174.

Тостко Т. и др. Перенос микрочастиц в насыщенных пористых средах, зависящий от ионной силы: моделирование явлений мобилизации и иммобилизации в переходных химических условиях // Environmental Science and Technology.– 2009.– Т. 43.– С. 4425–4431.

Йим С. и др. Корейский журнал химической инженерии.– 2018.– Т. 14, № 5.– С. 354-358.– DOI: 10.1007/BF02707051.

Маджид Хасанизаде С., Грей У.Г. Термодинамические основы капиллярного давления в пористых средах // Водные ресурсы. рез.– 1993.– № 29(10).– С. 3389-3407.

Гитиса В. Хим. Инженерный журнал.– 2010.– № 163.– С. 78-85.

Голубев В., Михайлов Д. Моделирование динамики фильтрации двухчастичной суспензии через пористую среду // Труды МФТИ.– 2011.– № 3(2).– С. 143-147.

Леонтьев Н. 013 Учеб. НАН России. Мех. жидкости и газа 3 132-7

Коростина О.А. и др. Моделирование процессов фильтрации растворов солей тяжелых металлов ибиосурфактанта в почве

Ravshanov N., Saidov U.M. J. Phys.: Conf. Ser. 1015 032114.– 2018. DOI: 10.1088/1742 6596/1015/3/032114.

N. Ravshanov, U.M. Saidov, D.I. Mutin IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 537 042018. 2019.– DOI: 10.1088/1757-899X/537/4/042018.

Равшанов Н., Туракулов Ж., Саидов У. Численное исследование технологического процесса фильтрования жидких растворов // Проблемы вычислительной и прикладной математики.– 2023.– №2(47).– С. 29-53.