ЮЖНО-СИБИРСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК

ISSN 2304-1943
ЭЛ № ФС 77 – 52804

Об издании Issues Выпуски за 2018 год Выпуск 3 (23) - октябрь 2018 РАСЧЁТ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ НАНОВОЛОКОН КОМБИНИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА
DOI: 10.25699/SSSB.2018.23.17552 1 Download PDF

РАСЧЁТ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ НАНОВОЛОКОН КОМБИНИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА

И.А. Мик, В.Н. Горев, В.В. Ларичкин
Ключевые слова:  оптимизация, комбинированный фильтрующий материал, эффективность фильтрации, перепад давления.
Аннотация:

Ранее, на основе комбинированного применения методов электроформования и экструзии, был впервые создан и протестирован толстослойный фильтрующий материал с постоянным распределением фильтрующих нановолокон по толщине материала. Однако с точки зрения эксплуатационных характеристик, такой комбинированный материал можно усовершенствовать профилированием распределения фильтрующего нановолокна по толщине материала. Более равномерное распределение загрязнений, улавливаемых в процессе очистки, продлит ресурс эксплуатации фильтрующего элемента. С точки зрения распределения загрязнителя по толщине фильтрующего элемента, оптимальным распределением фильтрующих нановолокон будет то, при котором суммарная масса загрязнителя распределится равномерно по толщине материала. Поэтому задачей данной работы стал расчёт оптимального профиля концентраций фильтрующих нановолокон в каждом слое для выбранного ансамбля загрязнителя, что сделает фильтрующий элемент более емким к загрязнителю. В предыдущей работе была разработана модель фильтрования комбинированного материала, позволяющая по выходным данным из модели (масса осевших частиц) находить входные модельные параметры фильтрующего элемента (длина фильтрующих нановолокон), которые напрямую связаны с технологическими параметрами (расход раствора электроформования). Таким образом, для нахождения оптимальной функции распределения плотности фильтрующих нановолокон решалась обратная задача для модели фильтрования с применением метода наименьших квадратов (МНК). В результате, найдена оптимальная зависимость распределения фильтрующих нановолокон по толщине материла, при которой фильтрующий элемент будет иметь максимальную пылеёмкость. Представленные результаты работы подтверждают, что функционально-градиентный подход профилирования комбинированного материала имеет большой потенциал в применении тонкой очистки воздуха.

CALCULATION OF THE OPTIMUM PROFILE OF FILTERING NANOFIBERS OF THE COMBINED MEDIA

I.A. Mik, V.N. Gorev, V.V. Larichkin
Index terms:  optimization, combined filter media, filtration efficiency, pressure drop.
Abstract:

Previously, based on the methods of electrospinning and melt-blown, the combined filter media was first developed and tested. However, we can improve such a combined media by profiling the distribution of the filtering fiber over the thickness of the media. In other words, to solve the optimization problem, we must calculate a profile in which the resource of the filter element will be maximized. Therefore, the task of this work is the calculation of the optimal profile of filtering fibers which will make the filter element more capacious to contamination. For this purpose, the inverse problem of least squares filtration model was solved. As a result, the optimal distribution of the filtering nanofibers across the thickness of the media was determined.

  

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27 (ответственный секретарь - Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Contacts

Russia, 659305, Altai region, Biysk, Trofimova Street, 27, room 404B
Tel. + 7-923-162-93-27 (executive secretary - Golikh Roman Nikolayevich)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Последний выпуск/ Current Issue

Свидетельство/ Certificate