Bitte benutzen Sie diese Kennung, um auf die Ressource zu verweisen: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31564

Titel: High-performance computing technologies of modeling and identification of adsorption in nanoporous systems with feedbacks for gas purification
Sonstige Titel: Високопродуктивні комп’ютерні технології моделювання та ідентифікації адсорбції в нанопористих системах зі зворотними зв’язками для очищення газів
Autor(en): Петрик, Михайло Романович
Хіміч, Олександр Миколайович
Михалик, Дмитро Михайлович
Бойко, Ігор Володимирович
Ковбашин, Василь Іванович
Petryk, Mykhaylo
Khimich, Oleksandr
Mykhalyk, Dmytro
Boyko, Igor
Kovbashyn, Vasil
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна
Інститут кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України, Київ, Україна
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): High-performance computing technologies of modeling and identification of adsorption in nanoporous systems with feedbacks for gas purification / Mykhaylo Petryk, Oleksandr Khimich, Dmytro Mykhalyk, Igor Boyko, Vasil Kovbashyn // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2019. — Vol 95. — No 3. — P. 139–145. — (Mathematical modeling. Mathematics).
Bibliographic description (International): Petryk M., Khimich O., Mykhalyk D., Boyko I., Kovbashyn V. (2019) High-performance computing technologies of modeling and identification of adsorption in nanoporous systems with feedbacks for gas purification. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 95, no 3, pp. 139-145.
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 3 (95), 2019
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 3 (95), 2019
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 3
Volume: 95
Erscheinungsdatum: 31-Okt-2019
Submitted date: 10-Okt-2019
Date of entry: 13-Mai-2020
Herausgeber: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.03.139
UDC: 519.7
Stichwörter: високоефективні обчислювальні технології
нанопористі системи зі зворотними зв'язками
адсорбцією та десорбцією
моделювання газів
операційний метод Гевісайда
інтегральні перетворення Лапласа
high-performance computing technologies
nanoporous systems with feedbacks
adsorption and desorption of gases modelling
Heaviside’s operational method
Laplace integral transform
Number of pages: 7
Page range: 139-145
Start page: 139
End page: 145
Zusammenfassung: Розглянуто високоефективні обчислювальні технології моделювання та ідентифікації адсорбції в нанопористих системах зі зворотними зв'язками для очищення газу. Моделювання кінетики адсорбції газу в мікропористому адсорбенті та відповідної регенерації опирається на використання математичної моделі, що включає баланс маси й тепла. Аналітичні розв’язки проблеми неізотермічної адсорбції та десорбції ґрунтуються на операційному методі Гевісайда й інтегральних перетвореннях Лапласа, але запропонована методика обчислень є новою. Представлено експериментальні та модельні розподіли вологи й температури газу на вході та виході шару адсорбента для кожної фази адсорбції – десорбції в різні часові інтервали. Визначено розподіл вологи в межах шару для повного циклу зневоднення – регенерації. Проведені дослідження підтвердили ефективність технології «адсорбція- десорбція» для очищення природного газу, що використовується в якості палива в екстремальних кліматичних умовах. Після кожного циклу сушіння залишковий вміст вологи в газі нижче максимально допустимого значення. Варіювання вологи газу на виході з колони регенерації відображає кінетику внутрішньої десорбції вологи та вказує, що процес регенерації характеризується двома специфічними періодами: нагріванням адсорбента й регенерацією періоду. Далі спостерігається вища й стабільніша температура, яка постійно піднімається. Розв’язок запропонованої математичної моделі процесу адсорбції газу на пористому твердому тілі та його регенерації базується на оригінальному алгоритмі, розробленому з використанням операційного методу Гевісайда та інтегральних перетворень Лапласа. Ця високоефективна обчислювальна технологія моделювання й ідентифікації адсорбції в нанопористих системах зі зворотними зв'язками може слугувати основою для багатьох застосувань, що стосуються подібного типу процесів очищення в обмеженому середовищі.
The paper deals with high-performance computing technologies of modeling and identification of adsorption in nanoporous systems with feedbacks for gas purification. Analytical solutions to the problem of non-isothermal adsorption and desorption are based on Heaviside’s operational method and Laplace integral transform, but the development of calculations is quite original. Experimental and modeling distributions of moisture and temperatures of gas at the inlet and outlet of the silica beds for each adsorption – desorption phase at different times are presented. The distribution of moisture within the beds for the full dehydration – regeneration cycle is determined.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31564
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019
URL for reference material: https://doi.org/10.1073/pnas.0906548107
http://europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_es.htm
https://doi.org/10.1016/S0360-5442(01)00034-2
https://doi.org/10.1016/j.cep.2008.09.002
https://doi.org/10.1016/S1003-9953(10)60218-6
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.10.036
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.10.134
References (Ukraine): 1. Unger N., Bond T. C., Wang J. S., Koch D. M., Menon S., Shindell D. T., Bauer S. Attribution of climate forcing to economic sectors. Proc. Natl. Acad. Sci., 2010. 107 (8). Р. 3382-7. https://doi.org/10.1073/pnas.0906548107
2. Euro 5 and Euro 6 standards: reduction of pollutant emissions from light vehicles. URL: http://europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_es.htm (дата звернення 5.06.2010).
3. Gandhidasan P., Al-Farayedhi AA, Al-Mubarak AA. Dehydration of natural gas using solid desiccants. Energy 2001, 26. P. 855–868. https://doi.org/10.1016/S0360-5442(01)00034-2
4. Karimi A., Abdi MA. Selective dehydration of high-pressure natural gas using supersonic nozzles. Chemical Engineering and Processing. 2009. 48. P. 560–568. https://doi.org/10.1016/j.cep.2008.09.002
5. Netusil M., Pavel D. Comparison of three methods for natural gas dehydration. Journal of Natural Gas Chemistry. 2011. 20 (5). P. 471–476. https://doi.org/10.1016/S1003-9953(10)60218-6
6. Puertolas B., Navarro M. V., Lopez J. M., Murillo R., Mastral A. M., Garcia T. Modelling the heat and mass transfers of propane onto a ZSM-5 zeolite. Separation and Purification Technology. 2012. 86. P. 127–136. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.10.036
7. Petryk M., Khimitch A., Petryk M. M., Fraissard J. Experimental and computer simulation studies of dehydration on microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Fuel. 2019. Vol. 239. P. 1324–1330. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.10.134
8. Сергієнко І., Петрик М., Хіміч О., Михалик Д., Леклер С., Фрессар Ж. Математичне моделювання дифузійних процесів в мікропористих середовищах (чисельний аналіз та застосування). Національна академія наук України. Київ, 2014. 196 с.
9. Lavrentiev M. A., Shabat B. V. Methods of theory of functions of a complex variable. M.: Nauka, 1973. 736 p. [In Russian].
References (International): 1. Unger N., Bond T. C., Wang J. S., Koch D. M., Menon S., Shindell D. T., Bauer S. Attribution of climate forcing to economic sectors. Proc. Natl. Acad. Sci., 2010. 107 (8). Р. 3382–7. https://doi.org/10.1073/pnas.0906548107
2. Euro 5 and Euro 6 standards: reduction of pollutant emissions from light vehicles. URL: europa.eu/legislation_summaries/environment/air_pollution/l28186_es.htm (accessed 5.06.2010).
3. Gandhidasan P., Al-Farayedhi AA, Al-Mubarak AA. Dehydration of natural gas using solid desiccants. Energy 2001, 26. P. 855–868. https://doi.org/10.1016/S0360-5442(01)00034-2
4. Karimi A., Abdi MA. Selective dehydration of high-pressure natural gas using supersonic nozzles. Chemical Engineering and Processing. 2009. 48. P. 560–568. https://doi.org/10.1016/j.cep.2008.09.002
5. Netusil M., Pavel D. Comparison of three methods for natural gas dehydration. Journal of Natural Gas Chemistry. 2011. 20 (5). P. 471–476. https://doi.org/10.1016/S1003-9953(10)60218-6
6. Puertolas B., Navarro M. V., Lopez J. M., Murillo R., Mastral A. M., Garcia T. Modelling the heat and mass transfers of propane onto a ZSM-5 zeolite. Separation and Purification Technology. 2012. 86. P. 127–136. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.10.036
7. Petryk M., Khimitch A., Petryk M. M., Fraissard J. Experimental and computer simulation studies of dehydration on microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Fuel. 2019. Vol. 239. P. 1324–1330. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.10.134
8. Sergienko I., Petryk M., Khimith O. N., Mykhalyk D., Leclerc S., Fraissard J. Mathematical Modelling of Diffusion Process in Microporous Media (Numerical analysis and application). National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv, 2014. 196 p. [In Ukrainian].
9. Lavrentiev M. A., Shabat B. V. Methods of theory of functions of a complex variable. M.: Nauka, 1973. 736 p. [In Russian].
Content type: Article
Enthalten in den Sammlungen:Вісник ТНТУ, 2019, № 3 (95)



Alle Ressourcen in diesem Repository sind urheberrechtlich geschützt, soweit nicht anderweitig angezeigt.