Математичне моделювання тепломасопереносу та фазових переходів при регенеруванні адсорбційних систем методом продування
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2026.56.26-41Ключові слова:
тепломасоперенос, випаровування, конденсація, адсорбент, продувка, дисперсний шар, пористі гранули, математичне моделюванняАнотація
Представлено математичну модель динаміки тепломасопереносу і фазових переходів у процесі регенерування дисперсного шару адсорбенту в умовах його продування нагрітим газом. При побудові математичної моделі враховано перенесення маси в капілярах гранул та в транспортних порах, які створюють гранули. Наведено вирази для визначення інтенсивності фазових переходів на поверхнях капілярів гранул, не повністю заповнених рідиною, та на зовнішніх поверхнях гранул, що контактують з продувочним газом. Система диференціальних рівнянь описує дифузійний перенесення енергії та маси рідкої, парової та повітряної фаз у дисперсному шарі, а також дифузійно-фільтраційне перенесення енергії, маси пари та інертного газу в газовому теплоносії. Розроблено чисельний метод розрахунку, який базується на використанні явної тришарової та явної тришарової перерахункової різницевих схем Миколи Нікітенка. Наведено результати чисельних експериментів, які засвідчують адекватність моделі й ефективність методу розрахунку.
Посилання
“Adsorbent.” Interface Science and Technology, vol. 33, Elsevier, 2021, pp. 71–210. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818805-7.00009-6.
Van Kampen, Jasper, Jurriaan Boon, Frans Van Berkel, Jaap Vente, Martin Van Sint Annaland. “Steam Separation Enhanced Reactions: Review and Outlook.” Chemical Engineering Journal, vol. 374, Oct. 2019, pp. 1286–303. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.06.031.
Nikitenko, M., Yu Snizhkin, N. Sorokova. “Matematychne Modeliuvannia Teplomasoperenesennia v Protsesakh Sorbtsii Ta Desorbtsii v Hranulovanykh Sorbentakh v Adsorberi Termotransformatora.” Naukovi Pratsi ONAKhT.
Sorokova, Nataliia. Mathematical modeling of the dynamics of heat and mass transfer in the processes of sorption and drying in the apparatus of periodic and continuous action. 2017, https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0517U000822. Institute of Technical Thermophysics, Dr Hab.
Chalaev, Dzhamalutdin. Development the theory and practice of sorption and vapor compression technologies for heat transformation. 2021, https://nrat.ukrintei.ua/en/searchdoc/0521U101371/. Institute of Engineering Thermophysics, Dr Hab.
Meloni, Eugenio, Marco Martino, Pluton Pullumbi, Federico Brandani, Vincenzo Palma. “Intensification of TSA Processes Using a Microwave-Assisted Regeneration Step.” Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, vol. 160, Mar. 2021, p. 108291. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.108291.
Kolobrodov, M., V. Kulko, L. Karnatsevych, E. Vinokurov, M. Khazhmuradov, V. Zhukovin, N. Timokhina. “Adsorbtsiia ta desorbtsiia pariv vody riznymy tseolitamy.” Pytannia atomnoi nauky ta tekhniky, Vakuum, chysti materialy, nadprovidnyky, no. 1, 2002, https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2002_1/article_2002_1_50.pdf.
Mushtaev, V. I., A. A. Pakhomov, N. V. Danilenko. “Energy and Resource Savings in the Drying of Disperse Materials.” Chemical and Petroleum Engineering, vol. 38, nos. 7–8, July 2002, pp. 382–89. https://doi.org/10.1023/A:1021071115749.
Atamaniuk, V., Ya Humnytskyi. Naukovi osnovy filtratsiinoho sushinnia dyspersnykh materialiv. Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2013. 145×200 mm.
Centre of Mathematical Modelling of Ukrainian National Academy of Sciences, B. Hayvas, V. Dmytruk, Lviv Polytechnic National University, Centre of Mathematical Modeling of Pidstryhach IAPMM, NAS of Ukraine, A. Torskyy, Centre of Mathematical Modeling of Pidstryhach IAPMM, NAS of Ukraine, Lviv Polytechnic National University, A. Dmytruk, Ivan Franko National University of Lviv. “On Methods of Mathematical Modeling of Drying Dispersed Materials.” Mathematical Modeling and Computing, vol. 4, no. 2, Dec. 2017, pp. 139–47. https://doi.org/10.23939/mmc2017.02.139.
Nikitenko, N., Yu Sniezhkin, N. Sorokovaia, Yu Kolchik. Molekuliarno-radiatsiina teoriia i metody rozrakhunku teplo- i massoobminu. Naukova Dumka, 2014.
Nikitenko, N. I. “Problems of the Radiation Theory of Heat and Mass Transfer in Solid and Liquid Media.” Journal of Engineering Physics and Thermophysics, vol. 73, no. 4, July 2000, pp. 840–48. https://doi.org/10.1007/s10891-000-0102-9.
Nikitenko, N. I. “Investigation of the Dynamics of Evaporation of Condensed Bodies on the Basis of the Law of Spectral‐Radiation Intensity of Particles.” Journal of Engineering Physics and Thermophysics, vol. 75, no. 3, May 2002, pp. 684–92. https://doi.org/10.1023/A:1016813711896.
Luikov, A. V. “Heat and Mass Transfer in Capillary-Porous Bodies.” Advances in Heat Transfer, vol. 1, Elsevier, 1964, pp. 123–84. https://doi.org/10.1016/S0065-2717(08)70098-4.
Nikitenko, M. Spriazheni ta zvorotni zadachi teplomasoperenosu. Naukova Dumka, 1988.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Наталія Сорокова, Юлія Кольчик, Євген Новаківський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
