Визначення концентрацій фаз при мембранному фільтруванні рідких середовищ

Abstract

У роботі запропоновано математичну модель процесу фільтрації рідких середовищ у мембранних технологіях. Модель побудована на основі положень механіки дисперсних середовищ. Тому вона дозволяє дослідити основні закономірності фільтрування рідких середовищ з врахуванням структури пористого каркасу мембрани, а також накопичення шару твердих відкладень при заданих експлуатаційних умовах. Запропоновано методику визначення концентрації твердої фази та газорідинного дисперсійного середовища у межах дисперсної системи «мембрана-рідина», а також продуктивності мембранного фільтрування. В основу методики покладено розв'язання задач деформування вологонасиченої дисперсної системи у динамічній постановці. При цьому використовувався програмний комплекс PLAST-02. Для спрощення аналізу процесу відокремлення рідкої фази, розроблений алгоритм по визначенню кількості рідкої, яка вийшла за межі дисперсної системи. Дана методика застосовувалася для дослідження процесу тупикової фільтрації, який побудований так, що через стінки зайнятого дисперсною системою об’єму виходить тільки одна фаза, а інша повністю залишається у її складі. В результаті визначається, як закон змінення у часі маси рідини, що вийшла за межі дисперсної системи, так і закон змінення у часі концентрацій фаз. Результати даного дослідження можуть бути використані для розрахунку та проектування фільтрувальних установок на основі мембранних елементів, а також для аналізу зміни властивостей технологічного процесу розділення дисперсних систем.

In this work was offered the mathematical model o f the filtration of liquid environments in the membrane technologies. The model is based on the provisions of the mechanics of dispersed environments. It also allows you to explore the basic laws o f filtering liquid environments with taking into account the structure of the porous membrane frame, and also the accumulation layer of the solid deposits under the given operating conditions. The method of determining the concentration of solids phase and the gas-liquid dispersion medium in the rate of the dispersed system "membrane liquid" was proposed; and also the productivity oа the membrane filtration. The methodology charged with solving problems of the deformation of moisture-saturated disperse system. This was used software package PLAST-02. To simplify the analysis process of separating a liquid phase and created algorithm of determining the amount oа liquid phase this went beyond the scope of the disperse system. This technique was used for researching the process o f deadend filtration, which is constructed so that through the walls of a busy volume of the disperse system goes only one phase and the other is completely remains in its composition. The result is defined changing the law at the time the mass of flows that went beyond and law of change over the time of the phase’s concentrations. The results o f this research can be used for calculation and design of filter plants which based on the membrane elements, and also for analysis of changes of the properties of the technological process of the separation o f disperse systems.