Перенос ионов в трехслойных ионообменных мембранных системах при интенсивных токовых режимах — страница 6

  • Просмотров 371
  • Скачиваний 13
  • Размер файла 136
    Кб

Лебедева (в трех слоях). Электродиффузионный перенос ионов с учетом диссоциации воды изучался Ю.И. Харкацем, А.В. Сокирко, Э.К. Жолковским, В.И. Заболоцким, Н.П. Гнусиным, В.В. Никоненко, Н.В. Шельдешовым, М.Х. Уртеновым, Н.Д. Письменской. I. Rubinstein, L. Shtilman, B.Zaltzman, В.А. Бабешко, В.И. Заболоцкий, М.Х. Уртенов, В.В. Никоненко, В.А. Шапошник, В.И. Васильева исследовали процесс массопереноса в ионообменных мембранных системах с учетом сопряженной

конвекции. В работах данных авторов было установлено: 1) в диффузионном слое не существует условий для достижения реально наблюдаемых парциальных потоков ионов водорода и гидроксила; 2) диссоциация воды происходит на границе мембрана/ диффузионный слой в фазе мембраны, где имеются каталитически активные ионообменные группы; 3) сопряженная термо- и электроконвекция приводят к изменению толщины диффузионного слоя. Показано, что

ни одна из ранее существующих однослойных и многослойных моделей не раскрывает до конца механизм переноса ионов через мембранные системы в сверхпредельном состоянии из-за недостаточности или односторонности учета ряда сопутствующих явлений. Таким образом, для получения адекватных эксперименту результатов необходимо построение математической модели переноса ионов в трехслойной мембранной системе с одновременным учетом

сопряженных явлений, возникающих в запредельных токовых режимах. В третьей главе предлагается модифицированный численный метод параллельной стрельбы с переменным шагом решения краевых задач для систем уравнений Нернста-Планка и Пуассона. Необходимость модификации метода параллельной стрельбы вызвана тем, что метод параллельной стрельбы с постоянным шагом позволяет решать сингулярно возмущенные задачи для не очень малых

значений параметра при старшей производной . При меньших значениях малого параметра отрезок интегрирования приходится разбивать на большое количество подотрезков ~105…107. В результате размерность системы увеличивается настолько, что реализация итерационной процедуры на ЭВМ становится затруднительной из-за большого объема хранимых данных, а продолжительность времени вычислительного процесса становится очень большим. В то

же время, при решении систем уравнений Нернста-Планка и Пуассона область, в которой интегрируемые функции резко возрастают, занимает сравнительно небольшую долю внутри отрезка интегрирования. Так как в обычной реализации метода параллельной стрельбы длины всех подотрезков предполагаются одинаковыми, то наличие узкой области, в которой значения интегрируемых функций достигают больших величин, определяет размерность всей