Математическое моделирование процессов распространения примесей в водной среде

• Автор: Кузина, Валентина Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВОДОЕМАХ
1.1 Анализ современного состояния математических методов исследования водоемов
1.2 Процесс распространения примесей в водной среде как объект математического моделирования
1.3 Классификация механизмов распространения примесей в водоемах. Физико-математическая постановка задач
1.4 Физико-математические и численные методы определения концентраций ионов металлов в промышленных стоках и возможное их использование для разработки методов экспресс-анализа
1.5 Выводы по 1 разделу
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ РАСТВОРОВ
2.1 Математическое моделирование на основе регрессионных методов
2.2 Математическое моделирование физико-химических закономерностей процессов вольтамперометрии
2.2.1 Общая характеристика задачи
2.2.2 Обоснование единственности решения обратной задачи
2.2.3 Метод решения обратной задачи
2.2.4 Результаты численных расчетов и экспериментальных данных
2.2.5 Численный метод для расчета электрохимических параметров в поликомпонентном растворе
2.3 Выводы по разделу

3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ВОДНЫХ СРЕДАХ
ЗЛ Моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в
случаях преимущественного диффузионного массопереноса
ЗЛЛ Одномерные задачи
ЗЛ.2 Математическое моделирование распространения примеси на
некотором участке границы плоского водоема
ЗЛ.З Математическое моделирование трехмерной сферической
диффузии примеси в водном объеме
3.2 Моделирование конвективно-диффузионных процессов
распространения примесей в водной среде
3.2.1 Математическое моделирование одномерной конвективной
диффузии
3.2.2 Математическое моделирование двухмерной конвективной
диффузии
3.3 Моделирование одномерного конвективного переноса загрязняющего вещества
3.4 Выводы по 3 разделу
4 КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
4.1 Комплекс программ для мониторинга водных объектов на основе математического моделирования процессов массопереноса
4.2 Вычислительный алгоритм для расчета концентрации примесей в воде
4.2.1 Алгоритм работы подпрограммы выбора типа диффузионной модели
4.3 Графический интерфейс комплекса программ
4.4 Выводы по разделу

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

- тиомочевина
сернокислый цинк
гп804- 7Н20 С8(ПН2)
- 225 г/л;
- 2,5 г/л;
- сернокислым натрии -pH раствора
- сернокислый алюминии
А12(804)3-18Н20 -30 г/л;
Па28 04 ЮН20 -75 г/л;
-4,0.
Для определения концентрации цинка выбран метод инверсионной вольт-амперометрии с использованием серебряного электрода в качестве рабочего.
Суть метода заключается в следующем: на рабочий электрод после обновления его поверхности подавался отрицательный потенциал, больший по величине, чем равновесный потенциал цинка. При этом потенциале электрод выдерживался в течение заданного промежутка времени, в результате чего на поверхности серебра осаждалось некоторое количество цинка, которое при заданных величинах потенциала ф и времени осаждения т функционально связано с составом раствора и, в частности, с концентрацией цинка. Затем на электрод подавался положительный потенциал с заданной скоростью, и регистрировалась зависимость величины тока от времени. Характерный вид такой зависимости представлен на рисунке 2.1. После этого осуществлялся поиск максимума величины тока, который в соответствии с теорией инверсионной вольтамперометрии отражает количество металла, выделившегося на электроде при катодном накоплении, а, следовательно, и концентрацию ионов цинка в растворе.
Проведены исследования1, устанавливающие влияние возможных колебаний концентраций компонентов раствора (Иа2804, А12(804)3, тиомочевины) и некоторых характеристик (pH, г °) на вид вольтамперометрической кривой.
Исследования показали, что возможно определение цинка в сернокислом электролите с помощью метода прямой вольтамперометрии. Для этого необходимо фиксировать величину максимального тока в заданном интервале потен-
1 Непосредственные электрохимические измерения и экспериментальные исследования выполнены научным сотрудником Института химии твердого тела и механохимии СО РАН к.т.н., с.н.с. А.П. Замятиным