В ТюмГУ представили математическую модель разделения газов и жидкостей
Ученые ТюмГУ представили математическую модель процесса разделения воздуха на азот и кислород внутри и снаружи трубчатой пористой мембраны.
В ряде отраслей промышленности необходимо получать чистые газы и жидкости, которые редко встречаются в природе. Для получения таких веществ широко используются установки, содержащие различные типы мембран. Сегодня большинство мембран — адгезивные (адгезия — прочное прикрепление клеток к субстрату).
Основной недостаток таких мембран — то, что они засоряются после определенного времени эксплуатации. Поэтому важно создать мембрану с длительным сроком службы. Есть большое количество усовершенствованных конструкций мембран, однако определить оптимальные характеристики их невозможно без высокоточного математического моделирования их характеристик. Даже незначительные изменения этих характеристик могут привести к потере чистоты конечного продукта на 2-3 процента.
Статья «Математическое моделирование разделения смеси азота и кислорода с помощью селективной мембраны» физиков ТюмГУ Александра Гильманова, Александра Шевелёва и других вышла в «Инженерно-физическом журнале».
Существует ряд подходов к моделированию процессов, происходящих в мембранных установках. В этой статье представлен анализ применимости существующих подходов к математическому моделированию разделения компонентов газов с использованием селективных мембран.
Кроме того, не существует математической модели пористых трубчатых мембран, которая описывала бы процессы, происходящие внутри и снаружи мембраны в динамике. В связи с чем ученые решили создать такую модель. Проведя вычисления, они разработали математическую модель процесса разделения воздуха на азот и кислород с использованием пористой селективной мембраны, основанной на законах сохранения массы и импульса.
Установлено, что азот является отбираемым газом, фильтруемым через мембрану из-за его меньшей вязкости и более высокой фазовой проницаемости по сравнению с кислородом, концентрация азота в смеси на выходе из мембраны превышает 90 процентов. Анализ поведения модели при варьировании различных параметров установки показал, что проницаемость мембранных трубок оказывает существенное влияние как на качество отбираемого газа, так и на время запуска установки, и чем выше проницаемость мембранных трубок, тем ниже концентрация отбираемого азота и тем быстрее установка переходит в стационарный режим работы.
Представленные зависимости показывают, что при правильном выборе параметров установки качество получаемого очищенного газа может измениться в лучшую сторону. Однако изменения размера выпускного патрубка, его расположения и скорости потока подаваемой смеси не приводят к существенному улучшению ее очистки.
Telegram 
Дзен 
VK В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Коллектив российских ученых из Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН и МФТИ впервые детально описал синоптическую изменчивость плюма реки Печоры, который формируется в юго-восточной части Баренцева моря, называемой Печорским морем. Исследование показало, что эта опресненная водная масса способна резко разрастаться до площади 55 тысяч квадратных километров (более 60 процентов всего Печорского моря) не только во время весеннего половодья, когда речной сток максимален, но и в любой месяц лета, при условии что на нее воздействует ветер подходящего направления и скорости. Более того, ученые зафиксировали два редких, но регулярных явления: «линзы» пресной воды, отсоединившиеся от основного плюма, которые дрейфуют на сотни километров к Новой Земле, и частые затоки печорских вод в Карское море через пролив Карские Ворота.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.
Авторы нового исследования выяснили, что жители каменного века начали целенаправленно менять окружающую среду в южной части Норвегии задолго до появления земледелия. Приблизительно 7000 лет назад они переселили рыбу в одно из горных озер и таким образом создали новый источник пищи, а затем построили сложную систему ловушек, которая прослужила не одно столетие.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно