Многокомпонентный диффузионный массоперенос в неселективных ИО (IEx) матрицах, включая Новый Вытеснительный Эффект (НВЭ) для Xi-концентрационных волн i-компонентов–диффузантов
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2017.17/387Ключевые слова:
мультикомпонент, неселективность, ионообменник, массоперенос, урав- нения в частных производных, массовый баланс, компьютерное моделирование, концентрационные волны, новый вытеснительный эффект (НВЭ), концепция волн (W )Аннотация
В работе представлено обобщенное теоретическое исследование Многокомпонентного МассоПереноса (ММ) на основе численного компьютерного моделирования с решением диффузионных уравнений многокомпонентного тернарного (i=1A;2B;3C) материального баланса в частных производных. Для получения результатов диффузионного ММ в матрицах неселективных ионитов двух различных симметричных форм (r-зерно, ro-волокно) используется многокомпонентный диффузионный {DA;DB,DC} тернарный ионный обмен (ИО): (R1A+ )смола/(2B+ ;3C+ )р-р в классических неселективных r,ro-матрицах ионообменников. На основе компьютерного моделирования диффузионного ММ показано, что при определенных условиях (указанных в последних разделах S.5,6) для {DA;DB,DC}- диффузивностей реализуется Новый Вытеснительный Эффект (НВЭффект) при ИО для входящих в среду ионита и взаимодействующих в ней XC,XB – концентрационных волн (2В,3С-компонентов-диффузантов). Оригинальный авторский метод визуализации (включая подтверждение НВЭффекта) реализован с использованием двух обьединенных в «пару» рисунков: {слева- Xi, | Fi- справа}, а именно: рисунок с изображением Xi-концентрационных волн (слева), расположенный на одной линии (и в «паре») с другим рисунком, где изображены соответствующие Fi(T)-кинетические кривые (справа). Такой авторский метод визуализации кинетики ИО ММ – «на одной линии»: {слева-Xi | Fi–справа} играет кардинальную роль, и позволяет выявить (и визуально продемонстрировать) причину НВЭффекта.
Два наглядных примера НВЭффекта на «парных» рисунках, а именно: {слева-Xi | Fi –справа} даны здесь автором в представленной статье (в S.3).
Кроме того, в дополнение к указанному методу для визуализации результатов компьютерного моделирования (включая НВЭффект) также (как и ранее, начиная с 2003 г.) использован авторский метод Научных Компьютерных Анимаций (НКА). Метод НКАнимаций представлялся в авторских презентациях на ряде международных и всероссийских конференций в течение более 14 лет. В результате на практике показано, что НКА-визуализация распространения многокомпонентных Xiконцентрационных волн адекватно (и сравнительно легко) воспринимается научной аудиторией.
Авторские «НКАнимации» (т.е. «НКА.avi»-видеофайлы) представляют собой анимационные много-цветные «фреймы-изображения» многокомпонентных (i=1,2,3) Xi-концентрационных волн. Эти фреймы (с изображением движения многокомпонентных Xi-волн) располагаются в видео-файле «НКА.avi» в порядке, соответствующем возрастанию текущих моментов времени (T1<T2<…). В видеофайлах «HKA.avi» для данного случая ИО (IEx) демонстрируется (визуализируется) распространение многокомпонентных Xi-концентрационных волн в пространстве r,(ro)-матриц ионитов.
