Отчет по проекту РФФИ №19-38-90314 Аспиранты, Промежуточный отчет, 2020 г.
[wpfilebase tag=file id=49 /]
Аннотация
[wpfilebase tag=file id=48 /]
Математическое моделирование влияния реакции диссоциации/рекомбинации на перенос ионов соли (промежуточный отчет)
В настоящее время для опреснения воды, концентрирования растворов, улучшения качества продуктов и других целей эффективно используются электродиализные аппараты. Причем эффективность работы таких аппаратов зависит от оптимальных параметров работы системы, в частности, от приложенных токов. Но, при применении токов, превышающих предельный диффузионный ток, возникают сопряженные эффекты, требующие исследования. Кроме того, в процессе электродиализа появляются температурные эффекты, которые влияют на все физические свойства воды. Это влияет и на процесс переноса ионов. Поэтому исследование влияния совместных температурных эффектов, связанных с некаталитической реакцией диссоциации молекул воды и джоулевым нагревом раствора на перенос ионов бинарной соли в диффузионном слое возле катионообменной мембраны является актуальной задачей.
В ходе исследования решены поставленные задачи: построение математической модели; разработка алгоритма численного решения краевой задачи, соответствующей математической модели; развитие теории подобия (включая переход к безразмерному виду с использованием характерных величин; определение физического смысла тривиальных критериев подобия), нахождение нетривиальных критериев подобия; расчет и анализ вольтамперной характеристики (ВАХ), сопоставление теоретически установленных основных закономерностей переноса ионов с экспериментальными данными, как в допредельном, так и в запредельном токовых режимах. Кроме того, в результате работы установлены основные закономерности переноса ионов бинарной соли в диффузионном слое у ионообменной мембраны с учетом реакции диссоциации (рекомбинации) молекул воды и температурных эффектов, построена новая математическая модель; разработан алгоритма численного решения краевой задачи, соответствующей математической модели.