Характеристики загрязнения мембраны в процессе фильтрации и транспортировки в цилиндрическом пористом фильтре
DOI:
https://doi.org/10.71310/pcam.3_73.2026.08Ключевые слова:
цилиндрический пористый фильтр, загрязнение мембраны, модель Бринкмана–Дарси, уравнения адвекции–диффузии–реакции, кинетика адсорбции, изотерма Лангмюра, концентрационная поляризация, осмотическое давление, образование осадочного слоя, перенос в пористых средах, метод конечных разностей, процессы фильтрацииАннотация
В данном исследовании представлена математическая и численная модель фильтрации, переноса растворенных веществ, адсорбции и загрязнения мембраны в цилиндрическом пористом фильтре. Модель сочетает осесимметричные уравнения потока Бринкмана–Дарси с уравнениями адвекции–диффузии–реакции, адсорбцией Лангмюра и моделью линейной движущей силы (ЛДС). Также учитываются изменения пористости, осаждение частиц, образование осадка, осмотическое давление и рост сопротивления мембраны. Для моделирования используется конечно-разностная схема с управлением устойчивостью на основе КФЛ. Результаты показывают, что адсорбция и осаждение частиц значительно снижают пористость и проницаемость мембраны, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и снижению потока. Модель предоставляет полезную основу для прогнозирования динамики загрязнения и оптимизации пористых фильтрационных систем.
Библиографические ссылки
Ravshanov N., Boborahimov B.I., Berdiyorov Sh.Sh. Numerical modeling of liquid solution filtration in a cylindrical porous filter // Problems of Computational and Applied Mathematics. – 2025. – №5(69). doi: http://dx.doi.org/10.71310/pcam.5_69.2025.04.
Ravshanov N., Boborahimov B.I., Berdiyorov Sh.Sh. Numerical modeling of filtration and transport processes in a cylindrical porous filter using the finite volume method // Problems of Computational and Applied Mathematics. – 2026. – №1(71). doi: http://dx.doi.org/10.71310/pcam.1_71.2026.03.
Ravshanov N., Abdullaev Z., Khafizov O. Modeling the filtration of groundwater in multilayer porous media // Construction of Unique Buildings and Structures. – 2020. – Vol. 92. – Art. 9206.
Ravshanov N., Turakulov J., Turkmanova S., Ungalov S. Numerical study of technological process of liquid solution filtration // AIP Conference Proceedings. – 2025. – Vol. 3256. – Art. 040017. doi: http://dx.doi.org/10.1063/5.0267147.
Kalandarbekov I., Smuleac L., Jurakhonzoda R., Rasulov U. Mathematical model construction of the isotropic filtration process based on Darcy’s law // Research Journal of Agricultural Science. – 2022. – Vol. 54(1). – P. 90–95.
Karimova I.M., Turdiev T.T. Problems and major problems of mathematical modeling of fluid motion in non-homogeneous media // The American Journal of Engineering and Technology. – 2021. – Vol. 3(2). – P. 83–89. doi: http://dx.doi.org/10.37547/tajet/Volume03Issue02-12
Gizzatullina A. Mathematical modeling of filtration flows in hydraulic fracturing cracks // Socar Proceedings. – 2024. – №4. – P. 72–78.
Kayumov S., Arzikulov G., Bekchanov S., Zuyadullayeva S. A multiparameter mathematical model for nonlinear filtration in two-layer media // Journal of Physics: Conference Series. – 2024. – Vol. 2697. – Art. 012042. doi: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2697/1/012042
Kayumov Sh., Arzikulov G.P., Bekchanov Sh.E., Khusanov E.A. Mathematical models of fluid filtration in a three-layer medium // Vestnik Osh State University. – 2024. – №1(4).
Kayumov Sh., Mardanov A.P., Tuychieva S.T., Kayumov A.B. Mathematical modeling of structured and Newtonian fluids in associated layers // E3S Web of Conferences. – 2023. – Vol. 401. – Art. 01086. doi: http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202340101086
Seyfi H., Shafiei S., Dehghanzadeh R., Amirabedi P. Mathematical modeling and optimization of acrylonitrile degradation in biofilters // Iranian Journal of Chemical Engineering. – 2021. – Vol. 18(3). – P. 3–15.
Khuzhayorov B., Djiyanov T.O., Zokirov M.S. Generalized fractional differential model of fluid filtration in porous media // International Journal of Applied Mathematics. – 2024. – Vol. 37(1). – P. 119–132. doi: http://dx.doi.org/10.12732/ijam.v37i1.10
Makhmudov J.M., Usmonov A.I., Kuljanov J.B. Anomalous filtration in nonhomogeneous porous media // International Journal of Applied Mathematics. – 2023. – Vol. 36(2). – P. 189–203. doi: http://dx.doi.org/10.12732/ijam.v36i2.4
Koka R., Ganjikunta A. Effect of the Aligned Magnetic Field Over a Stretching Sheet Through Porous Media in Casson Fluid Flow // CFD Letters. – 2024. – Vol. 16. – №4. – P. 16–38. doi: http://dx.doi.org/10.37934/cfdl.16.4.1638
Vecherkovskaya A., Popereshnyak S. Mathematical modeling of fluid filtration through multilayer filtering element // Technology Audit and Production Reserves. – 2017. – Vol. 4. – №3(36). – P. 9–13. doi: http://dx.doi.org/10.15587/2312-8372.2017.109309
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Б.И. Боборахимов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
