Критериальные числа образования нестабильных электроконвективных вихрей в канале обессоливания электродиализного аппарата

Anna V. Kovalenko; Aminat M. Uzdenova; Mahamet Kh. Urtenov; Victor V. Nikonenko

Авторы

Anna V. Kovalenko Коваленко Анна Владимировна - доцент, к.э.н, Кубанский государственный университет, Краснодар, тел. +79184440042
Aminat M. Uzdenova Узденова Аминат Магометовна - доцент, к.ф.-м.н., Карачаево-Черкесский государственный университет им. У.Д. Алиева, Карачаевск
Mahamet Kh. Urtenov Уртенов Махамет Али Хусеевич – д.ф-м.н., профессор, Кубанский государственный университет, Краснодар
Victor V. Nikonenko Никоненко Виктор Васильевич – д.х.н., профессор, Кубанский государственный университет, Краснодар

Ключевые слова:

обессоливание, критериальные числа, вихрь, ротор, электродиализ, уравнения Нернста-Планка-Пуассона и Навье-Стокса.

Аннотация

Данная работа посвящена вычислению критериальных чисел, соответствующих появлению
нестабильных электроконвективных вихрей в канале обессоливания электродиализного аппарата.
Получены аналитические выражения, позволяющие оценить пороговый скачок потенциала, при
превышении которого вихри, образующиеся под действием внешнего электрического поля у поверхности
ионообменной мембраны, не подавляются вынужденным течением жидкости. Показано, что с ростом
скорости вынужденного течения пороговое значение скачка потенциала увеличивается. Проведено
сравнение пороговых скачков потенциала, найденных аналитически, с численным расчетом. Численный
расчет проведен с использованием 2D модели нестационарной электроконвекции при переносе бинарного
электролита в канале обессоливания электродиализного аппарата (ЭДА) в сверхпредельном токовом
режиме в виде краевой задачи для системы уравнений Нернста-Планка-Пуассона и Навье-Стокса [1].
Показано, что существует несколько критериальных чисел образования электроконвективных вихрей для
канала обессоливания электродиализного аппарата с гомогенными, идеально селективными
ионообменными мембранами. Большинство результатов справедливо для 3D.