Моделирование закупоривания пор мембраны при ультрафильтрации шахтных вод

Abstract

Ультрафильтрация является одним из наиболее перспективных методов очистки сточных вод. При применении данного метода очень важно прогнозировать процесс закупоривания пор мембраны. В работе представлено численная модель для расчета этого процесса. В основу модели положено уравнение движения идеальной жидкости и уравнение массопереноса. Для численного моделирования моделирующих уравнений используются разностные схемы. Численный расчет осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования вида расчетной области и ее изменения в силу закупоривания поры применяется метод маркирования. Модель позволяет рассчитать процесс закупоривания поры при использовании компьютеров малой и средней мощности. Время расчета одного варианта задачи составляет несколько секунд. Представляются результаты проведенного вычислительного эксперимента.

Ультрафільтрація є одним з найбільш перспективних методів очищення стічних вод. При застосуванні цього методу дуже важливо прогнозувати процес закупорювання пір мембрани. У роботі представлено чисельна модель для розрахунку цього процесу. У основу моделі покладено рівняння руху ідеальної рідини і рівняння масопереносу. Для чисельного моделювання моделюючих рівнянь використовуються різницеві схеми. Чисельний розрахунок здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування виду розрахункової області і її зміни в силу закупорювання пори застосовується метод маркування. Модель дозволяє розрахувати процес закупорювання пори при використанні комп'ютерів малої і середньої потужності. Час розрахунку одного варіанту завдання складає декілька секунд. Видаються результати проведеного обчислювального експерименту.

Ultrafiltration is one of the most promising methods of wastewater treatment. With this method it is very important to predict the process of clogging the pores of the membrane. In this paper we presented a numerical model of the process. The model is based on equations of motion of an ideal fluid and mass transfer equation. For numerical simulation the finite difference schemes are used. The numerical calculation is carried out on a rectangular grid. For the formation of the computational domain and its change due to the clogging of the pores markers are used. The model allows to calculate the process of clogging pores using computers small and medium power. Calculation time of one variant of the problem is a few seconds. The results of a computational experiment are presented.