Моделирование ионообменной фильтрация жидкости с учетом процесса кольматации и суффозии

Аннотация

В исследовательской работе решается актуальная задача, связанной с технологическим процессом фильтрования и обезвоживания жидких растворов от мелкодисперсных примесей и частиц, а также от нежелательных  ионных соединения. Для разработка математическая модель технологического процесса анализированы научно-исследовательских работ за последней 10-15 лет связанные с объектом исследования на основе чего разработаны математическая модель и устойчивый численный алгоритм для проведения вычислительного эксперимента на ЭВМ. При разработке математическая модель технологического процесса учтены основные факторы и параметры, которые существенно воздействует на объект исследования и особое внимание уделяются процесс кольматация и суффозия в пористой среде.

В работе решается задача связанный с определение основных параметров и их диапазонов изменения процесса приводящий к повышению производительности используемых фильтров, уменьшению потере ценного сырья и к улучшение качества получаемого выходного продукта. На основе анализа проведенных численных экспериментов сформулированы выводы, служащие основанием для принятия соответствующих управленческих решений.

Проведенными численными расчетами установлены что: за счет кольматация гель-частиц в порах фильтра и  образования слоя осадки на поверхности фильтровальной колонки агрегата скорость фильтрования суспензии со временем уменьшается; при фильтрования суспензии существенную роль играют интенсивность  подачи жидкости к колонку агрегата, толщина перегородка и первоначальной пористости фильтра; рост скорости подачи жидкости к колонке фильтра в начальных стадиях процесса фильтрования приведет к росту производительности фильтра, а затем за счет процесса кольматации   сокращается  времени переключения фильтровального агрегата и к росту гидравлического давления в фильтре; с  ростом коэффициента барадиффузии растет  скорость изменения обменивающихся ионов в растворе и фильтровальной перегородке и максимальное насыщение ее пор фильтра   ионами  и   гель-частицами произойдет в верхних слоях фильтровальной перегородки и время работы  фильтра  увеличивается  с  ростом  размеров гель-частиц в растворе.