AGRIS - 

2023

Andrey Bagaev

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». | Increasing the energy efficiency of electroosmotic dehydration of plant materials implies increasing the technological component and reducing the thermal component which may be most clearly realized on the basis of the analysis of the electrical equivalent substitution scheme of the stem wall. To construct the stem wall substitution scheme, it is reasonable to represent the process of current-determining ion transport in the form of two stages the first of which involves ion transport across the interface “stem wall - aqueous electrolyte solution”, and the second stage involves ion transport directly through the stem wall. This paper discusses the first of the mentioned transfer stages. To substantiate the elemental composition, configuration and parameters of the elements of the interfacial boundary substitution scheme, knowledge of the concentration distribution of the current-determining ion on the surface of the stem wall is required. The purpose of modeling is to obtain a mathematical expression describing the distribution of current-determining ion concentration on the stem wall surface of plant materials in the processes of electroosmotic dehydration of forage grasses. Methods and means of the theory of electrochemical kinetics, kinetic electrical conductivity, biophysics, membrane processes, classical algorithms of solutions of partial differential equations with known initial and boundary conditions, including direct and inverse Laplace transform, were used. The obtained equation gives the value of ion concentration fluctuations at the interface if there is a transfer of charged particles to the interphase boundary and transfer through it at a rate directly proportional to the current density through the stem wall and is the basis for synthesizing an equivalent scheme of substitution of the stem wall corresponding to the stage of ion transfer through the interface “stem wall surface - aqueous electrolyte solution”.

Show more [+]

Less [-]

Altai State Agricultural University - Russian Federation