Влияние аномалии вязкости растворов на процесс ультрафильтрации в щелевом канале

• Автор: Лутфуллина, Гульуса Насыховна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 110 с. : ил.

^ ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР
1Л. Мембранная фильтрация
1Л Л. Потоки
1Л .2. Концентрационная поляризация

1 Л.3. Образование гель-слоя
1Л .4. Загрязнение пор мембраны
1.1.5.0чистка мембраны от загрязнений
1Л .6. Обратный осмос
1.2. Обобщенные ньютоновские жидкости
1.3. Исследования процесса ультрафильтрации
1.3.1. Уравнения движения
1.3.2. Граничные условия
1.3.3. Приведение к безразмерному виду
♦ уравнений (1.14)-(1.19)
1.4. Результаты моделирования
1.5. Методика численной реализации
1.5.1. Течение жидкости
^ 1.5.2. Коррекция давления и скорости
1.5.2.Уравнение коррекции давления
1.6. Выводы 50 2. Аналитическая оценка потока фильтрата через
селективную мембрану
2.1. Физическая модель селективной мембраны
2.2 Математическая модель селективной мембраны для ньютоновской жидкости

► 2.3. Предельные соотношения
2.3.1. Решение уравнения (2.27)
2.3.2. Определение диффузионного потока
2.3.3. Оценка потока
2.4. Характерные параметры процесса ультрафильтрации
2.5. Общая постановка задачи ультрафильтрации
степенной жидкости
2.6. Составление дискретного аналога системы (2.36)-(2.49)
2.7. Выводы
• 3. Результаты моделирования
3.1. Математическая модель
3.2. Результаты моделирования
3.3. Выводы
* ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Стремительное развитие современной химической и нефтехимической промышленности и совершенствование аппаратов химической, биохимической, пищевой и медицинской технологии приводит к необходимости исследования различных аспектов процесса разделения веществ. Известно, что проблема разделения веществ является важной во многих отраслях современной экономики. Фильтрация один из важнейших процессов в промышленности. Существуют разные способы разделения веществ в растворе в том числе и мембранные. Мембранная фильтрация это одна из разновидностей процесса фильтрации, когда раствор пропускают через мембрану - пористую перегородку. К мембранным технологиям разделения веществ относятся такие технологии как ультрафильтрация, обратный осмос, испарение через мембрану и многие другие. Каждая из этих технологий имеет свою область применения. Существуют и другие процессы, реализуемые в процессе мембранной фильтрации, которые не являются предметом настоящего исследования и поэтому не будут здесь упомянуты. Конструкции и технологии мембранного разделения неразрывно связаны с реологическими и теплофизическими свойствами растворов и свойствами разделяемых веществ. Ультрафильтрация позволяет отделять коллоидные растворы и растворы высокомолекулярных соединений, для которых мембрана непроницаема. Часто процесс ультрафильтрации применяется для концентрирования молока, соков, различных суспензий. Одно из важнейших применений процесса ультрафильтрации в медицине является очистка крови в аппаратах типа «искусственная почка», а также для выделения альбумина из кровяной плазмы. Развитие мембранной технологии разделения веществ ограничивается недостаточным развитием теории ультрафильтрации растворов. Известно, что биологические жидкости являются неныотоновскими жидкостями. Поэтому дальнейшее
арр; =акр;+а%ур; +ачр; +ахР' + Ь
где:

% а„. = лАуДу
а ^ = р^Дх
а р а ^ + а № + ау + а
• Ь = ^ А-)ЛхЛУ + ((рц'^у - (ри)Лу + ((ру’Х - (ру'Х)Лх

Здесь плотности на поверхностях контрольных объемов ВЫЧИСЛЯЮТСЯ с помощью соответствующих интерполяционных формул, так как плотности известны только в главных узловых точках.
♦ Интересно отметить, что Ь представляет «массовый источник»,
который исчезает, когда поле скоростей удовлетворяет уравнению неразрывности. Следовательно, величину Ь можно использовать для проверки сходимости итерационного процесса.
1.6. Выводы
1. Во многих работах было предложено несколько математических моделей процесса ультрафильтрации. Выбор той или иной математической модели зависит от реологических свойств фильтруемой жидкости. К сожалению, исследование влияния зависимости вязкости от сдвиговой скорости
* до сих пор остается нерешенной задачей.
2. Несмотря на множество работ, остается нерешенным вопрос о механизме взаимодействия разделяемых молекул. Ведутся активные теоретические исследования динамики жидкости в непосредственной близости от рабочей поверхности мембраны.