Новая модель многокомпонентной кинетики массопереноса в бифункциональной матрице нанокомпозитов (НК) | 2017 ИФХЭ РАН

НОВАЯ МОДЕЛЬ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА
В БИФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МАТРИЦЕ НАНОКОМПОЗИТОВ (НК)

А.И. Калиничев

Лаборатория  физико-химических основ хроматографии  и хромато-масс-спектрометрии

Kinetikmodel

1. Создана новая авторская Модель кинетического  процесса  многокомпонентного массопереноса в  современных материалах – НаноКомпозитах (НК). Основа математического подхода  в этой Модели – описание процесса диф. уравнениями (в частных производных) баланса масс, на основе авторской Ключевой Концепции: два (I + II) со-существующих МАРШРУТА для участия i –компонентов в процессе кинетики массопереноса в Матрице НК: «Реакция (I) +Диффузия (II)» (см. прил. Слайд , и п.2).

2. Авторская Модель использована  в компьютерном моделировании Процесса  многокомпонентного массопереноса в Матрице НК, где реализуется на практике ее главное свойство – би-функциональность, а также включен учет взаимного влияния двух (2х) видов со-существующих факторов  и МАРШРУТОВ à I + II. (см. прилагаемый Слайд, Рис. 1, Схема ):
(Ia,b). Реакции:  (Iа) «ассоциации» – (Ib) «диссоциации» c характеристическими константами – Kij , и с соответствующей трансформацией масс  компонентов: [i] + [j]ßà[ij] ; Kij = [ij]/([i][j]) à(ЗДМ) на активных Нано-Cайтах  Матрицы НК (Слайд, Рис. 1, Схема).

(II). Диффузионный массоперенос   i- компонентов в порах би-функциональной матрицы  НК, где Diдиффузивность  i- компонентов в  порах,  (Слайд, Рис. 1, Схема ).

3. Для дальнейшего решения  уравнений  Модели и получения результатов  при  компьютерном моделировании  автором введена Kлючевая Концепция, реализующая  би-функциональность Матрицы НК : два   со – существующих  МАРШРУТА (Iа,b + II, Рис. 1, Схема) для  массопереноса в  би-функциональной Mатрице   НК (Рис. 2, Слайд, Нано-Сайты в зерне).

4. Многокомпонентный массоперенос в матрице НК и соответствующее распространение масс описывается в Модели  с использованием известной фундаментальной Концепции: Многокомпонентные Концентрационные Волны. Это понятие широко используется в целом ряде различных областей, таких как: теория горения, многокомпонентный тепло- и массоперенос (теории динамики  сорбции и хроматографии), и даже для  описания  потоков транспорта.

5. С использованием компьютерных расчетов и последующих (созданных автором) расчетных анимаций для распределений концентраций компонентов в Матрице НК получено наглядное, визуальное описание, демонстрирующее распространение в среде многокомпонентных концентрационных волн ионов и нейтральных веществ в би– функциональной Mатрице НК -ионообменников различных форм: (r- зерно, ro- волокно, L– мембрана).

Расчетные анимации демонстрируют визуально движение концентрационных распределений i -веществ-компонентов в матрице НК, и облегчают восприятие (аудиторией) рассматриваемого многокомпонентного  кинетического  процесса  массопереноса.

6. Компьютерные расчеты кинетического массопереноса на основе  новой многокомпонентной Модели в НК дают новые результаты. Получены (и продемонстрированы визуально) отчетливые аналогии с теорией многокомпонентной динамики сорбции (и хроматографии). В русле этих аналогий поведение концентрационных волн в Матрице НК определяется совместным неаддитивным влиянием 2х видов факторов (отмеченных в пп.2,3) для Матрицы НК: (I) – констант реакций на наносайтах – (Kij), и (II) – диффузивностей (Dii) i- компонентов в порах НК. Оценка движения концентрационных распределений осуществляется на основе таких фундаментальных характеристик в физике и математике как: Центр Масс (ЦМ) и ДИСПЕРСИЯ.

Авторские  ПУБЛИКАЦИИ  по МОДЕЛИ (2011-2013)

  1. Kalinitchev A. “New Kinetic Computerized Model for Multicomponen Mass Transfer in Bifunctional Matrix of Nanocomposites”. Advances in Nanoparticles (18pgs.). Sci.Res.Publ.: SCIRP. E-Journal. V.2. N2. 2013.  (сайт Изд-ва “ANP”: www.scirp.org/journal/anp/.
  2. Kalinitchev A. “Multicomponent Mass Transfer Kinetics in the Model of Nanocomposites with Bifunctional Matrix”. Smart NanoComposites. Ed. Kirill Levine. Nova Sci. Publ. (18pgs.). V3. N2. 2013. (сайт Изд-ва “Nova”: https://www.novapublishers.com/catalog/product info.php?products_id=40111).
  3. Kalinitchev A. “Mass Transfer Kinetics Modelling in bifunctional Ion Exchangers with Chemical Reactions on Active Centres”. “IEX 2012″ International IEX Conference. SCI. Ed. M. Cox. 19-21 Sept. 2012. Cambridge. Ext. Abstr. (1-2) & El. Book (S. Fundamentals 1-18pgs.). 2012.
  4. Калиничев А.И. “Модель кинетики многокомпонентного диффузионного массопереноса в бифункциональных матрицах НК при наличии реакций ассоциации-диссоциации на активных Нано-Центрах” (1-5 с.) Всероссийский симпозиум «Кинетика и динамика обменных процессов» (110-летний юбилей чл-корр. К.В. Чмутова). Расширенные тезисы доклада (5 стр. – напечатаны в сборнике перед  конференцией). Москва – Кубань-Геленджик. 26 ноября – 1 декабря 2012.
  5. Kaлиничев A.И. “Kинетические и динамические  хроматографические системы  и модели массопереноса. Поведение многокомпонентных концентрационных волн”. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2011, 47,  № 6,  с. 570 (Русск. и Engl.).
 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика