Физическая постановка задачи

В работе [11] обосновано, что при математическом моделировании процесса переноса во многих случаях достаточно рассмотреть тепломассоперенос только в камере обессоливания, считая концентрацию в камерах концентрирования постоянной и учитывая влияние катионообменной и анионообменной мембран в виде граничных условий.

Чтобы теоретически изучить взаимодействие вынужденной и гравитационной конвекций, реакций протонирования/депротонирования, а также джоулева разогрева раствора и переноса тепла через мембраны, построим математическую модель нестационарного переноса амфолит-содержащих растворов (NaH₂PO₄) в половине гладкого прямоугольного КО электродиализного аппарата (ЭДА) (рис. 2), примыкающей к АОМ.

Рисунок 2. Схематическое изображение канала обессоливания: — угол наклона; АОМанионообменная мембрана; КОМ — катионообменная мембрана, H — межмембранное расстояние, L — длина канала, V₀ — средняя скорость прокачивания раствора.

Как правило, при эксплуатации промышленных ЭДА применяется один из двух токовых режимов: гальваностатический (средний ток поддерживается постоянным) или потенциостатический (скачок потенциала постоянен), а при исследовании свойств мембран и мембранных систем — гальванодинамический (ток меняется со временем) или потенциодинамический (меняется скачок потенциала). В данной работе исследуется потенциодинамический режим. Будем считать, что поверхности рассматриваемых мембран являются эквипотенциальными. Кроме того, будем считать мембраны гомогенными и идеально селективными. Раствор прокачивается со средней скоростью V₀.