ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΜΙΚΡΟΔΙΗΘΗΣΗΣ ΜΕ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΡΟΗ

Abstract

CROSSFLOW MICROFILTRATION IS A WIDELY USED TECHNIQUE FOR SOLID-LIQUID SEPERATION WITH DIRECT INDUSTRIAL APPLICATIONS IN THE CONCENTRATION OF SUSPENSIONS, WATER AND WAST WATER PURIFICATION ETC. A THEORETICAL SIMULATOR OF THE PROCESS IS DEVELOPED BASED ON THE COMPUTATION OF PARTICLE AND METHOD REQUIRES THE SOLUTION OF NEWTONIAN FLUID FLOW IN A CHANNEL WITH POROUS WALLS AND THE STUDY OF HYDRODYNAMIC INTERACTIONS BETWEEN PARTICLES OR AGGREGATES WITH PORUS SURFACES. THE FORMER PROBLEM IS SOLVED NUMERICALLY BY DISCRETISING THE FLOW EQUATION IN A STAGGERED MESH WHEREAS THE LATTER IS SOLVED ANALYTICALLY USING R-SEPARATION OF THE STOKES AND DARCY EQUATIONS. INTEGRATION OF THE PARTICLE AND AGGEGATE TRAJECTORY EQUATIONS LEADS TO THE CALCULATION OF THE IMPACTED TRACTION WITHIN THE CHANNEL AND TO THE ESTIMATION OF THE DEPOSIT THICKNESS BASED ON THE PROFILE OF THE DEPOSITION RATE ALONG THE PORUS WALLS FOR VARIOUS VALUES OF THE PARAMETERS THAT EFFECT THE PROBLEM SUCH AS THE MEAN ENTRANCE VELOCITY, THE WALL PERMEABILITY, THE TRANSMEMBRANE PRESSURE DROP AND THE CHARACTERISTIC PROPERTIES OF SUSPENDED PARTICLES AND AGGREGATES.

Η ΜΙΚΡΟΔΙΗΘΗΣΗ ΜΕ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΡΟΗ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΕΥΡΕΩΣ ΔΙΑΔΕΔΟΜΕΝΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΔΙΑΧΩΡΙΣΗΣ ΣΤΕΡΕΩΝ-ΥΓΡΩΝ ΜΕ ΑΜΕΣΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΑΙΩΡΗΜΑΤΩΝ, ΚΑΘΑΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Κ.Α. ΑΝΑΠΤΥΣΣΕΤΑΙ ΕΝΑΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΗΣ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΒΑΣΙΖΟΜΕΝΟΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΤΡΟΧΙΩΝ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝ ΤΑ ΑΙΩΡΩΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΚΑΙ ΠΙΘΑΝΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΜΕΣΑ ΔΙΑΚΕΝΟ ΜΕ ΠΟΡΩΔΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ. Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΥΤΗ ΑΠΑΙΤΕΙ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΝΕΥΤΩΝΙΟΥ ΡΕΥΣΤΟΥ ΣΕ ΔΙΑΚΕΝΟ ΜΕ ΠΟΡΩΔΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Η ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΠΟΡΩΔΕΙΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ. ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΕΠΙΛΥΕΤΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΜΕ ΔΙΑΚΡΙΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ ΣΕΗΜΙΜΕΤΑΤΟΠΙΣΜΕΝΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕ R-ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ STOKESΚΑΙ DARCY. ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΤΡΟΧΙΑΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΩΝ ΟΔΗΓΕΙ ΑΦΕΝΟΣ, ΣΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΣΥΛΛΗΨΗΣ ΤΟΥ ΔΙΑΚΕΝΟΥΚΑΙ ΑΦΕΤΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΠΑΧΟΥΣ ΤΟΥ ΑΠΟΘΕΜΑΤΟΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΡΥΘΜΟΥ ΑΠΟΘΕΣΗΣ ΠΑΝΩ ΣΤΑ ΠΟΡΩΔΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ, ΟΠΩΣ ΔΗΛΑΔΗ ΤΗΣ ΜΕΣΗΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣΕΙΣΟΔΟΥ, ΤΗΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ, ΤΗΣ ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΩΝ.