Теоретическое и экспериментальное исследование гравитационной конвекции в мембранных системах с учетом реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды

Проект посвящен теоретическому и экспериментальному исследованию процессов переноса ионов соли в мембранных системах с учетом реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды, гравитационной конвекции и вынужденной конвекции. Для теоретического исследования будут созданы новые 2D модели, позволяющие описать перенос ионов соли в мембранном канале в «допредельном» и «сверхпредельном» токовых режимах с учетом диффузии, электромиграции, реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды, гравитационной конвекции и вынужденной конвекции. Будут разработаны новые алгоритмы численного и асимптотического решений краевых задач, соответствующих 2D математическим моделям электромембранных процессов с учетом вынужденной конвекции, гравитационной конвекции и реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды. Особое внимание будет уделено разработке упрощенных моделей и формул, пригодных для инженерных расчетов. Будет создан и апробирован программный комплекс для компьютерного моделирования. Установлены фундаментальные закономерности процессов, протекающих в электромембранных системах в «допредельном» и «сверхпредельном» токовых режимах с учетом диффузии, электромиграции, реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды, гравитационной конвекции и вынужденной конвекции. Это позволит использовать эти результаты для оптимизации конструкций электродиализных аппаратов, в том числе оптимизации их геометрических и технологических характеристик с целью интенсификации процессов переноса в электромембранных системах. Учет таких основных механизмов переноса ионов соли в электромембранных системах, как диффузия, электромиграция, вынужденная конвекция, гравитационная конвекция, и, в особенности, реакция диссоциации/рекомбинации молекул воды, а также различные свойства ионообменных мембран, определяет научную новизну проекта.