Вербальне моделювання мікропроцесів неперервної адсорбційної регенерації олив та мастил

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЯрощук, Л. Д.
dc.contributor.authorТюріна, Є. О.
dc.date.accessioned2023-03-08T08:11:16Z
dc.date.available2023-03-08T08:11:16Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe use of oils and greases in various fields of activity leads to their contamination by hazardous substances. Regeneration of properties is performed by various technologies, in particular, by continuous adsorption purification. For the automatic control of multicomponent purification it is necessary to know the mechanisms of substances interaction in the adsorber. A mathematical model that is adequate to the actual adsorption course, will ensure high control efficiency by meeting the quality requirements for the materials and reducing production emissions into the environment. It is important to create a mathematical model of the processes in adsorber, which would give an adequate reflection of substances behavior in it when changing properties of raw materials and adsorbent, that are continuously flow into this apparatus. Main modern modeling methods use generalized properties of input material flows and are based on the approximation of empirical adsorption data. We have chosen a method for describing behavior of substances in adsorber, which is supposed to determine the driving forces that occur between molecules of contaminated oils or greases (OG) on the one hand and adsorbent on the other. Existing studies on the properties of contaminated materials as nanosystems provide grounds for this. It is suggested to consider adsorbent and contaminated OG that enter the adsorber as separate objects with features of nanosystems. The environment in adsorber has been investigated as a collection of these systems and the new one – "adsorbent – contaminated OG" – whose properties are formed not additively but dynamically by the action of intermolecular forces. The properties of each of the nanosystems and the forces that are proposed to consider as driving forces in these systems are determined. Purification of contaminated OG is performed on polar adsorbents. In the adsorbent there are important the size of entrance windows, the structure of granules (elementary cells) and the elemental composition, which affects its polarity, and in the adsorbent – the size of molecules and their component composition. The most influential forces that act during the process are electrostatic ones – orientation and induction forces. It is shown under what scenarios the adsorbent granules can be filled in the presence of several contaminants. It was determined that the adsorption of resin molecules, followed by sulfur and aromatic hydrocarbons, takes place first. The paraffins that underlie the greases are not adsorbed by the adsorbent granules due to the adsorption selectivity, which is characterized by the attraction forces between molecule and adsorbent surface. The adsorption rate of such components will be low compared to pollutants due to the adsorption heat effect, which is the lowest in case of paraffins. Authors suggest to consider multicomponent adsorption as a phenomenon that implies the presence of innumerable random microprocesses. Such a verbal model made it possible to identify mathematical modeling techniques that would be appropriate to use when creating model for a control system. The developed model gives an idea of the relationship between the adsorbent particles and contaminated OG at the molecular level and allows us to consider multi-component adsorption purification of oils and greases as random processes. It is shown that the creation of control systems for this process will require such mathematical support, which should use methods of probability theory, adaptation and artificial intelligence.uk
dc.description.abstractukВикористання олив та мастил у різних галузях діяльності людей призводить до їх забруднення небезпечними речовинами. Відновлення властивостей виконують за різними технологіями, зокрема, шляхом неперервного адсорбційного очищення. Для автоматичного керування багатокомпонентним очищенням треба знати механізми взаємодії речовин в адсорбері. Математична модель, адекватна дійсному перебігу адсорбції, дозволить забезпечити високу ефективність керування завдяки виконанню вимог до якості матеріалів та зменшенню викидів виробництва у довкілля. Важливо створити математичну модель процесів в адсорбері, яка б давала адекватне відображення поведінки речовин у ньому при зміні властивостей сировини та адсорбенту, що неперервно надходять у цей апарат. Основні сучасні методи моделювання використовують узагальнені властивості вхідних матеріальних потоків і базуються на апроксимації емпіричних даних про перебіг адсорбції. Нами було вибрано метод опису поведінки речовин в адсорбері, який полягає у визначенні таких рушійних сил, які мають місце між молекулами забруднених олив або мастил (ОМ) з одного боку та адсорбенту з іншого. Існуючі дослідження щодо властивостей забруднених матеріалів як наносистем дають на це підстави. Запропоновано розглядати адсорбент та забруднені ОМ, що надходять в адсорбер, як окремі об’єкти з рисами наносистем. Середовище в адсорбері досліджено як сукупність цих систем та нової – «адсорбент – забруднені ОМ», – властивості якої формуються не адитивно, а динамічно в результаті дій міжмолекулярних сил. Визначено властивості кожної з наносистем та сили, які запропоновано розглядати як рушійні в цих системах. Очищення забрудненої ОМ виконують на полярних адсорбентах. Важливим в адсорбенті є розміри вхідних вікон, будова гранул (елементарних комірок) та елементарний склад, який впливає на його полярність, а в адсорбтиві – розміри молекул та їх компонентний склад. Найбільш впливовими силами, які діють під часу процесу, є електростатичні – орієнтаційні та індукційні. Показано, за якими сценаріями може відбуватися заповнення гранул адсорбенту за наявності декількох забруднювачів. Визначено, що спочатку має місце адсорбція молекул смол, потім сірки й ароматичних вуглеводнів. Парафіни, які є основою мастильних матеріалів, не поглинаються гранулою адсорбенту через властивість вибірковості адсорбції, яку характеризують сили притягання між молекулою та поверхнею адсорбенту. Ступінь поглинання таких компонентів буде низьким порівняно із забруднювачами через вплив теплоти адсорбції, яка у випадку парафінів є найменшою. Багатокомпонентну адсорбцію автори пропонують розглядати як явище, що передбачає наявність незліченої кількості випадкових мікропроцесів. Така вербальна модель дозволила визначити методи математичного моделювання, які доцільно використати при створенні моделі для системи керування. Розроблена модель дає уяву про взаємозв’язки між частинками адсорбенту та забрудненої ОМ на молекулярному рівні й дозволяє розглядати багатокомпонентне адсорбційне очищення олив та мастил як випадкові процеси. Показано, що створення систем керування зазначеним процесом вимагатиме такого математичного забезпечення, яке повинно використовувати методи теорії ймовірностей, адаптації та штучного інтелекту.uk
dc.format.pagerangeС. 78-88uk
dc.identifier.citationЯрощук, Л. Д. Вербальне моделювання мікропроцесів неперервної адсорбційної регенерації олив та мастил / Ярощук Л. Д., Тюріна Є. О. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2020. – № 2 (19). – С. 78-88. – Бібліогр.: 18 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2020.208058
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/53428
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, 2020, № 2 (19)uk
dc.subjectадсорбціяuk
dc.subjectоливаuk
dc.subjectмастилоuk
dc.subjectнаносистемаuk
dc.subjectвербальнийuk
dc.subjectмодельuk
dc.subjectкеруванняuk
dc.subjectadsorptionuk
dc.subjectoiluk
dc.subjectgreaseuk
dc.subjectnanosystemuk
dc.subjectverbaluk
dc.subjectmodeluk
dc.subjectcontroluk
dc.subject.udc665.66-001.57uk
dc.titleВербальне моделювання мікропроцесів неперервної адсорбційної регенерації олив та мастилuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-ChemInzh_2020_2(19)_p78-88.pdf
Розмір:
713.3 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 2 (19)