PREDICTION OF CHANGES IN THE CHARACTERISTICS OF FILTER MATERIALS IN RAPID CONE-SHAPED WATER-PURIFYING FILTERS

Ju. Klimjuk

Abstract


A spatial mathematical model to predict the process of water purification from multicomponent impurities in rapid cone-shaped filters with homogeneous porous loads, taking into account the study of the change in the coefficients of filtration and active porosity along the filter height is developed. An algorithm for numerically asymptotic approximation of the solution of a corresponding nonlinear singularly perturbed boundary value problem for a spatial cone-shaped area, bounded by two equipotential surfaces and a surface of the flow, is obtained. The proposed model for a given constant rate of filtration allows computer experiments to predict changes in the characteristics of filter materials, to determine the optimal variants of their use and to increase the duration of the operation of cone-shaped filters by choosing their shape.

Keywords: mathematical model, process of water purification, multicomponent impurity, porous load, rapid filter, cone-shaped form, filtration coefficient, active porosity.

кандидат технічних наук, доцент, Климюк Ю. Є. Прогнозування зміни характеристик фільтрувальних матеріалів у швидких конусоподібних водоочисних фільтрах / Міжнародний економіко-гуманітарний університет імені академіка Степана Дем'янчука, Україна, м. Рівне

Сформовано просторову математичну модель для прогнозування процесу доочистки води від багатокомпонентних домішок у швидких конусоподібних фільтрах із однорідними пористими завантаженнями із урахуванням дослідження зміни коефіцієнтів фільтрації та активної пористості вздовж висоти фільтру. Отримано алгоритм числово-асимптотичного наближення розв’язку відповідної нелінійної сингулярно-збуреної крайової задачі для просторової конусоподібної області, обмеженої двома еквіпотенціальними поверхнями і поверхнею течії. Запропонована модель для заданої сталої швидкості фільтрації дозволяє шляхом проведення комп’ютерних експериментів спрогнозувати зміну характеристик фільтрувальних матеріалів, визначити оптимальні варіанти їх використання і збільшити тривалість роботи конусоподібних фільтрів за рахунок вибору їх форми.

Ключові слова: математична модель, процес доочистки води, багатокомпонентна домішка, пористе завантаження, швидкий фільтр, конусоподібна форма, коефіцієнт фільтрації, активна пористість.


Full Text:

PDF

References


Орлов, В. О. (2005). Водоочисні фільтри із зернистою засипкою. Рівне: НУВГП, 163.

Бомба, А. Я., Сафоник, А. П. (2017). Моделювання нелінійно-збурених процесів очищення рідин від багатокомпонентних забруднень: монографія. Рівне: НУВГП, 296.

Минц, Д. М. (1964). Теоретические основы технологии очистки воды. М. : Стройиздат, 156.

Klimjuk, Ju. Je. (2016). Prediction of optimal modes of operation of rapid filters with homogeneous porous loads. Innovative solutions in modern science, 7 (7). Dubai, 85–96.

Klimjuk, Ju. Je. (2017). Construction of filtration fields for rapid filters conical shape with homogeneous porous loads. Proceedings of II International scientific conference “World Science in 2016: Results”. Morrisville: Lulu Press, 95–99.

References:

Orlov, V. O. (2005). Vodoochysni fil'try iz zernystoyu zasypkoyu [Water-purifying filters with granular filler]. Rivne, NUVHP, 163.

Bomba, A. Ya., Safonyk, A. P. (2017). Modelyuvannya neliniyno-zburenykh protsesiv ochyshchennya ridyn vid bahatokomponentnykh zabrudnen': monohrafiya [Modeling of nonlinearly perturbed processes of cleaning liquids from multicomponent contaminants: monograph]. Rivne, NUVHP, 296.

Mints, D. M. (1964). Teoreticheskie osnovy tekhnologii ochistki vody [Theoretical basis of water purification technology]. Moscow, Stroyizdat, 156.

Klimjuk, Ju. Je. (2016). Prediction of optimal modes of operation of rapid filters with homogeneous porous loads. Innovative solutions in modern science, no. 7 (7). Dubai, 85–96.

Klimjuk, Ju. Je. (2017). Construction of filtration fields for rapid filters conical shape with homogeneous porous loads. Proceedings of II International scientific conference “World Science in 2016: Results”. Morrisville: Lulu Press, 95–99.




DOI: https://doi.org/10.26886/2414-634X.8(27)2018.5

Refbacks

  • There are currently no refbacks.