Развитие методов оценки газоразделительных свойств полимерных мембран и мембранного разделения многокомпонентных газовых смесей

• Автор: Малых, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ... ]
1.1. Мембранное газоразделение с использованием полимерных материалов
1.1.1. Феноменологические основы селективного газопереноса в полимерных мембранах
1.1.2. Термодинамические аспекты мембранного газоразделения
1.2. Основные модели описания и предсказания транспортных параметров полимеров
1.2.1. Методы анализа массива параметров проницаемости полимеров
1.2 Л . 11 Корреляции транспортных параметров полимеров
1.2.1.21. Математические методы обработки массивов экспериментальных
данных
1:2.21 Корреляции транспортных параметров с физико-химическими, свойствами
молекул пенетранта
1121211. Влияние физико-химических свойств молекул пенетранта на
параметры переноса в полимерных материалах и мембранах
1.212.2. Методы; определения; диаметров; молекул как ключевых; свойств диффузионного разделения!
1.2.3. Корреляции транспортных параметров с физико-химическими свойствами полимеров;
1.3. Основные типы мембранных модулей и основы их моделирования
1:4. Математические модели, описания процесса газоразделения в мембранных аппаратах с учетом организации потока
1.4.1. Модель полного перемешивания:
1.4.21 Модель перекрестного тока
115. Методы определения целевых параметров газопереноса для мембранных
модулей
III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.................................... ,..

II. 1. Экспериментальные (опубликованные) данные по физико-химическим характеристикам пенетранта и газопроницаемости полимерных материалов
II. 1.1. Коэффициенты проницаемости газов в полимерных
материалах
II. 1.2. Данные по коэффициентам диффузии и энергиям активации
диффузии
II.1.3. Дополнительные параметры газопереноса в полимерах
II. 1.4. Характеристические параметры молекул (атомов) пенетранта
П.2. Экспериментальная установка для верификации мембранных процессов
разделения многокомпонентных смесей
И.З. Программные продукты, использованные для анализа массивов данных и процесса мембранного газоразделения
III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
III. 1. База данных по расчетно-экспериментальным транспортным параметрам полимеров и газов
III. 1.1. Внутреннее устройство и структура БД;
III. 1.2. Статистическое заполнение БД значениями коэффициентов
проницаемости с использованием метода парных корреляций
III. 1.3. Статистическое заполнение БД значениями коэффициентов
проницаемости с использованием Ы-мерных корреляций
Ш.2. Расчет транспортных свойств полимеров с использованием параметров
молекул
Ш.2.1. Исследование зависимостей кинетических параметров газопереноса от
диаметров молекул
Ш.2.2. Расчет коэффициента проницаемости на основе эффективных диаметров
молекул
Ш.З. Методы расчета многокомпонентных газовых смесей; с использованием
мембранных модулей г
Ш.3.1. Разработка алгоритмов решения задач мембранного разделения многокомпонентной газовой смеси;

ІІІ.3.2. Сравнение экспериментальных и расчетных значений, для
двухкомпонентных газовых смесей
111.3.3. Исследование процессов разделения многокомпонентных газовых смесей с целью обогащения целевого потока заданным компонентом
111.3.4. Расчетно-экспериментальная оценка эффективности мембранных процессов разделения многокомпонентных газовых смесей, включающих
токсичные компоненты
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

где аІЛ,...,а7г *0.
Переменные хр,...,х^ называются главными переменными. Все остальные называются свободными [66].
Если Рг+1 Ф 0, то рассматриваемая система несовместна. Предположим, что Ргн=0.
Перенесём свободные переменные за знаки равенств и поделим каждое из уравнений системы на свой коэффициент при самом левом х(ауь і = 1,...,г, где і -номер строки):
хл +«1Л*Л + ~+*іЛ = Д
хл + ... + ааЛ =р2-а2ихи< -...-а2]хи
хл = Рг "-"«в.*/. • (1.2.1.2.21)
гдеі= 1,...,г,к = і+ 1, ...,пь Д = —, а =^-.

Если свободным переменным системы (1.2.1.2.21) придавать все возможные значения и вычислить через них главные переменные, то мы получим все решения этой СЛАУ. Так как эта система получена путём элементарных преобразований над исходной системой (1.2.1.2.19), то по теореме об эквивалентности при элементарных преобразованиях полученное нами решение является решением системы (1.2.1.2.19).
Упомянутое выше условие ргн = 0 может быть сформулировано в качестве необходимого и достаточного условия совместности. Напомним, что рангом совместной системы называется ранг её основной матрицы (либо расширенной, так как они равны) [67].
Алгоритм решения СЛАУ методом Гаусса подразделяется на два этапа.
• На первом этапе осуществляется так называемый прямой ход, когда путём элементарных преобразований над строками систему приводят к ступенчатой или треугольной форме, либо устанавливают, что система несовместна. А именно, среди элементов первого столбца матрицы выбирают ненулевой, перемещают его на крайнее верхнее положение перестановкой строк и вычитают получавшуюся после перестановки первую строку из остальных строк,