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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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