Mathematical Modeling of Membrane Concentration Based Cybernetic Approach

Abstract

Настоящая статья посвящена обзору и анализу существующих методов математического моделиро-вания процессов концентрирования на мембранных аппаратах с отводом поляризационного слоя. Указаны общие принципы построения кибернетических моделей и получения передаточных функций. Описаны ин-формационные схемы разработанных ранее математических моделей, их достоинства и недостатки. Пред-ложена новая модель процесса мембранного концентрирования, дополненная не учтенными ранее входными воздействиями, возмущающими воздействиями, выходными параметрами и обратной связью. Это позволяет оперативно вносить необходимые изменения в значения возмущающих воздействий в результате несоответ-ствия полученных значений выходных параметров диапазонам допустимых значений параметров, либо при-ближения к границам этих диапазонов. Проведен анализ дальнейших перспектив развития математического моделирования мембранных процессов с использованием элементов теории автоматического управления. Science and Technology, Kemerovo, e-mail: ketsn.kem@gmail.com This article provides an overview and analysis of existing methods of modeling the processes of concentration on the membrane device with a tap of the polarization layer. The general principles of cybernetic models, obtaining transfer functions are shown. Information schemes of available models, their advantages and disadvantages are described. A new model of the membrane concentration, supplemented with new input and output parameters and feedback. This allows to quickly make the necessary changes in the value of disturbances resulting from inconsistency of output parameters value to the range of acceptable values or approaching to the limits of these ranges. The analysis of further prospects of developing the mathematical modeling of membrane processes has. Kemerovo Institute of Food Keywords: cybernetic simulation, transfer functions, membrane concentration, polarization layerМоделирование и расчет аппаратов и установок составляют один из основных этапов внедрения технологического обо-рудования в производственный процесс. Простота методов моделирования и расче-та сокращает время пуска технологической линии, что, в свою очередь, позволяет уско-рить получение прибыли.Методы кибернетики позволяют не только сократить путь перехода от лабора-торного стола к промышленной реализа-ции, но и резко уменьшить число необходи-мых опытов, быстро выявить оптимальный вариант осуществления изучаемого про-цесса. Кроме того, кибернетические методы моделирования можно считать универсаль-ными для множества различных процессов. Использование передаточных функций по-зволяет описывать динамические свойства системы практически любой структуры и сложности. Единственный недостаток -полученное описание не отражает физи-ческие закономерности процесса. Однако именно это позволяет связать в единую систему модели различных процессов, раз-личных по физической основе.Кибернетический подход целесообраз-но использовать при описании мембранных методов. Достаточно актуальным является математическое моделирование процесса мембранн...

Mathematical model of the process of ultrafiltration concentration of secondary milk raw materials in tubular membrane devices with filtering elements of BTU 05/2 type

“…В работе [12] Предложена новая модель процесса мембранного концентрирования, дополненная не учтенными ранее входными воздействиями, возмущающими воздействиями, выходными параметрами и обратной связью. Это позволяет оперативно вносить необходимые изменения в значения возмущающих воздействий в результате несоответствия полученных значений выходных параметров диапазонам допустимых значений параметров, либо приближения к границам этих диапазонов.…”

“…Математическое описание мембранных процессов разделения, рассмотренных в работах [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20], не полностью учитывает кинетику мембранного процесса, включающую диффузионные, осмотические и гидродинамические процессы. Поэтому целью данной работы является, разработать математическую модель, основанную на решении уравнений конвективной диффузии, на основе уравнения Навье-Стокса и уравнения неразрывности потока.…”