П870-5-2012x - Департамент науки ТГТУ
реклама
Аннотация В поисковой научно-исследовательской работе «Теоретические и прикладные исследования массопереноса и гидродинамики течения раствора в пористых телах с целью усовершенствования и разработки мембран» по пятому этапу произведен анализ экспериментальных и теоретических данных для разработки и построения математической модели массопереноса обратноосмотического разделения растворов, получена математическая модель, основанная на уравнении гидродинамики движения раствора и уравнения конвективной диффузии вещества в мембранном канале, проверена адекватность математической модели массопереноса путем сравнения экспериментальных и расчетных концентрационных зависимостей, разработана инженерная методика расчета обратноосмотических аппаратов, позволяющая конструировать установки для разделения реальных сточных вод различных производств. Выделена актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, раскрыта научная значимость работы и отражена степень решения проблемы. Актуальность работы состоит в том, что для проектирования обратноосмотических аппаратов разделения водных растворов необходимо математическое описание процесса массопереноса, поэтому на данном этапе проведена аналитическая оценка и обработка экспериментальных и теоретических данных, разработаны математическое описание гидродинамики в плоском полупроницаемом мембранном канале и инженерная методика расчета. Цели и задачи работы – математическое описание гидродинамики течения раствора в пористом канале, проверка адекватности математической модели, разработка инженерной методики расчета обратноосмотических аппаратов. Научная значимость работы заключается в получении математической модели, основанной на уравнении гидродинамики движения раствора и уравнения конвективной диффузии вещества в мембранном канале, позволяющей определять концентрации ретентата от концентрации исходного раствора при различных параметрах проведения процесса разделения. В проверке адекватности математической модели путем сравнения экспериментальных и расчетных концентрационных зависимостей, что позволяет применить разработанную математическую модель в инженерных методиках расчета обратноосмотических аппаратов. В разработке инженерной методики расчета обратноосмотических аппаратов, позволяющей конструировать установки для разделения реальных сточных вод различных мембранных процессов. Степень решения проблемы – анализ экспериментальных и теоретических данных, разработанная математическая модель в межмембранном канале баромембранного элемента с учетом гидродинамики позволяют физически объяснить массоперенос в полупроницаемом канале и оценить качество и производительность мембранного разделения промышленных растворов. Полученные математическая модель и инженерная методика расчета могут про-гнозировать применение электро- и баромембранных процессов в химической, микробиологической промышленностях и агропромышленном комплексе, а также в расчетах и проектировании мембранных установок и аппаратов различного назначения для производственных нужд. Результаты экспериментальных и теоретических исследований можно использовать при проектировании и расчете технологических схем очистки и концентрирования промышленных растворов, а также в проведении лабораторных работ, в курсовом и дипломном проектировании и при защите магистерских и кандидатских диссертаций. Научные результаты работы нашли методическое отражение в разработке учебного пособия «Промышленное применение мембранных процессов» допущенного учебнометодическим советом для магистров направления «Техносферная безопасность». Результаты исследований, полученные на пятом этапе, будут использованы в реальном секторе экономики – на предприятиях Тамбовской области и Центрального Черноземья, на обрабатывающих предприятиях промышленного комплекса. Полученная математическая модель и инженерная методика расчета обратноосмотических аппаратов использованы при разработке курсовой работы студентом-магистром шестого курса Богомоловым В. Ю. по теме «Ультрафильтрация». В конкурсе исследовательских работ, работа студентамагистранта Богомолова В. Ю. отмечена областной ежегодной стипендией имени В.И. Вернадского по естествознанию и университетской стипендией академика В.И.Вернадского. Научно-исследовательская деятельность аспиранта второго курса Лазарева К.С. отмечена стипендией Президента Российской Федерации. Результаты научных исследований соисполнителя доцента Вязовова С.А. нашли отражение в благодарственном письме губернатора Тамбовской области за подготовку талантливой молодежи. Научно-исследовательская деятельность студента четвертого курса Абоносимова Д.О. отмечена именной стипендией ТГТУ им. В.В.Власова. Результаты экспериментальных и теоретических исследований доложены на 7-ой международной научно-практической конференции «Перспективные разработки науки и техники» и материалах 8-ой международной научнопрактической конференции «Дни науки», а также опубликованы в ведущих журналах ВАКа, Химия и химическая технология, Вестник ТГУ им. Г.Р. Державина и Химическое и нефтегазовое машиностроение.
