Математическая модель распределения концентрации токопереносящего иона на поверхности стенки стебля растительных материалов в процессах электроосмотического обезвоживания

Аннотация

Повышение энергоэффективности процессов электроосмотического обезвоживания растительных материалов подразумевает увеличение технологической составляющей и уменьшение термической, что наиболее наглядно может быть реализовано на основании анализа электрической эквивалентной схемы замещения стенки стебля. Для построения схемы замещения стенки стебля целесообразно представить процесс транспортировки токоопределяющего иона в виде 2 стадий, на 1-й из которых осуществляется перенос иона через границу раздела фаз «стенка стебля-водный раствор электролита», а на 2-й – перенос иона непосредственно через стенку стебля. Рассматривается первая из указанных стадий переноса.  Для обоснования элементного состава, конфигурации и параметров элементов схемы замещения межфазной границы требуется знание распределения концентрации токоопределяющего иона на поверхности стенки стебля. Целью моделирования является получение математического выражения, описывающего распределение концентрации токоопределяющего иона на поверхности стенки стебля растительных материалов в процессах электроосмотического обезвоживания кормовых трав. Использованы методы и средства теории электрохимической кинетики, кинетической электропроводности, биофизики, мембранных процессов, классические алгоритмы решений дифференциальных уравнений в частных производных с известными начальными и граничными условиями, включая прямое и обратное преобразование Лапласа. Полученное уравнение дает величину колебаний концентрации ионов у поверхности раздела фаз, если имеет место перенос заряженных частиц к межфазной границе и перенос через нее со скоростью прямо пропорциональной плотности тока через стенки стебля, и является основанием при синтезе эквивалентной схемы замещения стенки стебля соответствующей стадии переноса иона через границу раздела фаз «поверхность стенки стебля-водный раствор электролита».