ВИСОКОПРОДУКТИВНІ ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ МЕТОДИ І ТЕХНОЛОГІЇ МОДЕЛЮВАННЯ НАНОПОРИСТИХ СИСТЕМ ЗІ ЗВОРОТНИМИ ЗВ'ЯЗКАМИ ДЛЯ АДСОРБЦІЙНОГО ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ

M. R. Petryk, O. M. Khimich, I. V. Boіko, O. Yu. Petryk

Анотація


Розглядається задача моделювання неізотермічної адсорбції та десорбції в нанопористих цеоліт-системах для нелінійної адсорбційної рівноваги типу Ленґмюра. Пропонуються висопродуктивні методи операційного числення Гевісайда та перетворення Лапласа з
використанням схем лінеаризації на основі підходу Ландау щодо
розкладу в ряд функції рівноваги Ленґмюра в околі точки температури фазового переходу та малого параметру, що дозволяють ефективне розпаралелювання обчислень. Подані результати обчислювальних експериментів.

Ключові слова


високопродуктивні обчислення; нанопористі системи зі зворотними зв'язками; адсорбція та десорбція газів; функція адсорбційної рівноваги Ленґмюра; операційний метод Гевісайда; інтегральне перетворення Лапласа

Повний текст:

PDF

Посилання


Unger N., Bond T. C., Wang J. S., Koch D. M., Menon S., Shindell D. T., Bauer S. Attribution of climate forcing to economic sectors. Proc. Natl. Acad. Sci. 2010. 107(8). 3382–3387.

Euro 5 and Euro 6 standards: reduction of pollutant emissions from light vehicles. Availableat: Europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_es.htm (2010).

Puertolas B., Navarro M. V., Lopez J. M., Murillo R., Mastral A. M., Garcia T. Modelling the heat and mass transfers of propane onto a ZSM-5 zeolite. Separation and Purification Technology 86. 2012. 127–136.

Michuta O., Martuniuk P., Ostapchuk O., Tsvetkova T. On non-isothermal soil water flow considering sorption effect. Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. Vol. 18 (1), 181–192.

Бомба А. Я., Булавацький В. М., Скопецький В. В. Нелінійні математичні моделі процесів геогідродинаміки. Київ : Наукова думка, 2007. 308 c.

Petryk М., Fraissard J., Leclerc S., Canet D. Modeling of gas transport in a microporous solid using a slice selection procedure: Application to the diffusion of benzene in ZSM5. Catalysis Today, Elsevier. 2008. Vol. 139(3). 234–240.

Lecler S., Petryk M., Canet D., Fraissard J. Competitive Diffusion of Gases in a Zeolite Using Proton NMR and Sclice Selection Procedure. Catalysis Today, Elsevier B.V. 2012. Vol. 187(1). 104–107.

Petryk M., Leclerc S., Canet D., Sergienko I. V., Deineka V. S., Fraissard J. The Competitive Diffusion of

Gases in a zeolite bed: NMR and Slice Procedure, Modelling and Identification of Parameters. The Journal of Physical Chemistry C. ACS. 2015. 119 (47). 26519–26525.

Sergienko I. V., Petryk M. R., Leclerk S., Fraissard J. High productivity methods of identification of competitive diffusion parameters in heterogeneous media of nanoporous particles. Cybernetics and Systems

Analysis. 2015. 51(4), 529–546.

Petryk M., Khimitch A., Petryk M. M. Simulation of Adsorption and Desorption of Hydrocarbons in Nanoporous Catalysts of Neutralization Systems of Exhaust Gases Using Nonlinear Langmuir Isotherm. Journal of Automation and Information Sciences. 2018. Vol. 50 (10). 18–33.

Математичне моделювання теплопереносу та адсорбції вуглеводнів в нанопористих цеолітних каталізаторах систем нейтралізації відпрацьованих газів / Петрик М. Р., Хіміч О. М., Бойко І. В., Михалик Д. М., Петрик М. М., Ковбашин В. І. Національна академія наук України Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова, 2017. 280 c.

Langmuir I. J. Am. Chem. Soc. 54, 2798 (1932).

Kärger J., Ruthven D., Theodorou D. Diffusion in Nanoporous Materials. Hoboken : John Wiley & Sons, 2012. 660 p.

Kärger J. and Ruthven D. Diffusion in Zeolites and Other Microporous Solids, John Wiley & Sons, New York, 1992. 605 p.

Landau L. To the theory of phase transitions. I. ZPhys. Ztshr Sow, 1937, Bd. 7. S. 19.

Prudnikov A. P., Brichkov Yu. A. Marychev O. I. Integrals and series. Additional chapters, Nauka, Moscow, 1986. 800 p.

Lavrentiev M. A., Shabat B. V. Methods of theory of functions of a complex variable. M. : Nauka, 1973. 736 p.

Petryk M., Khimitch A., Petryk M.M., Fraissard J. Experimental and computer simulation studies of

dehydration on microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Fuel. 2019. Vol. 239. 1324–1330.

Petryk M., Ivanchov M., Leclerc S., Canet D., Fraissard J. Competitive Adsorption and Diffusion of Gases in a Microporous Solid. Zeolites – New Challenges. IntecOpen London, UK. 2019. P. 1–23. URL:

https://www.intechopen.com/online-first/competitive-adsorption-anddiffusion-of-gases-in-a-microporous-solid (дата звернення: 24.10.2019).

REFERENCES:

Unger N., Bond T. C., Wang J. S., Koch D. M., Menon S., Shindell D. T., Bauer S. Attribution of climate forcing to economic sectors. Proc. Natl. Acad. Sci. 2010. 107(8). 3382–3387.

Euro 5 and Euro 6 standards: reduction of pollutant emissions from light vehicles. Availableat: Europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_es.htm (2010).

Puertolas B., Navarro M. V., Lopez J. M., Murillo R., Mastral A. M., Garcia T. Modelling the heat and mass transfers of propane onto a ZSM-5 zeolite. Separation and Purification Technology 86. 2012. 127–136.

Michuta O., Martuniuk P., Ostapchuk O., Tsvetkova T. On non-isothermal soil water flow considering sorption effect. Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. Vol. 18 (1), 181–192.

Bomba A. Ya., Bulavatskyi V. M., Skopetskyi V. V. Neliniini matematychni modeli protsesiv heohidrodynamiky. Kyiv : Naukova dumka, 2007. 308 c.

Petryk M., Fraissard J., Leclerc S., Canet D. Modeling of gas transport in a microporous solid using a slice selection procedure: Application to the diffusion of benzene in ZSM5. Catalysis Today, Elsevier. 2008. Vol. 139(3). 234–240.

Lecler S., Petryk M., Canet D., Fraissard J. Competitive Diffusion of Gases in a Zeolite Using Proton NMR and Sclice Selection Procedure. Catalysis Today, Elsevier B.V. 2012. Vol. 187(1). 104–107.

Petryk M., Leclerc S., Canet D., Sergienko I. V., Deineka V. S., Fraissard J. The Competitive Diffusion of

Gases in a zeolite bed: NMR and Slice Procedure, Modelling and Identification of Parameters. The Journal of Physical Chemistry C. ACS. 2015. 119 (47). 26519–26525.

Sergienko I. V., Petryk M. R., Leclerk S., Fraissard J. High productivity methods of identification of competitive diffusion parameters in heterogeneous media of nanoporous particles. Cybernetics and Systems

Analysis. 2015. 51(4), 529–546.

Petryk M., Khimitch A., Petryk M. M. Simulation of Adsorption and Desorption of Hydrocarbons in Nanoporous Catalysts of Neutralization Systems of Exhaust Gases Using Nonlinear Langmuir Isotherm. Journal of Automation and Information Sciences. 2018. Vol. 50 (10). 18–33.

Matematychne modeliuvannia teploperenosu ta adsorbtsii vuhlevodniv v nanoporystykh tseolitnykh katalizatorakh system neitralizatsii vidpratsovanykh haziv / Petryk M. R., Khimich O. M., Boiko I. V., Mykhalyk D. M., Petryk M. M., Kovbashyn V. I. Natsionalna akademiia nauk Ukrainy In-t kibernetyky im. V.M. Hlushkova, 2017. 280 c.

Langmuir I. J. Am. Chem. Soc. 54, 2798 (1932).

Kärger J.,Ruthven D., Theodorou D. Diffusion in Nanoporous Materials. Hoboken : John Wiley & Sons, 2012. 660 p.

Kärger J. and Ruthven D. Diffusion in Zeolites and Other Microporous Solids, John Wiley & Sons, New York, 1992. 605 p.

Landau L. To the theory of phase transitions. I. ZPhys. Ztshr Sow, 1937, Bd. 7. S. 19.

Prudnikov A. P., Brichkov Yu. A. Marychev O. I. Integrals and series. Additional chapters, Nauka,

Moscow, 1986. 800 p.

Lavrentiev M. A., Shabat B. V. Methods of theory of functions of a complex variable. M. : Nauka, 1973. 736 p.

Petryk M., Khimitch A., Petryk M. M., Fraissard J. Experimental and computer simulation studies of dehydration on microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Fuel. 2019. Vol. 239. 1324–1330.

Petryk M., Ivanchov M., Leclerc S., Canet D., Fraissard J. Competitive Adsorption and Diffusion of Gases in a Microporous Solid. Zeolites – New Challenges. IntecOpen London, UK. 2019. P. 1–23. URL: https://www.intechopen.com/online-first/competitiveadsorption-and-diffusion-of-gases-in-a-microporous-solid (data zvernennia: 24.10.2019).




DOI: http://dx.doi.org/10.31713/vt320196

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.