[发明专利]一种离子交换树脂单离子动态建模方法以及浓度计算方法在审
| 申请号： | 201910440008.2 | 申请日： | 2019-05-24 |
| 公开（公告）号： | CN110287533A | 公开（公告）日： | 2019-09-27 |
| 发明（设计）人： | 朱亚文;于萍;罗运柏 | 申请（专利权）人： | 武汉大学 |
| 主分类号： | G06F17/50 | 分类号： | G06F17/50;G16C20/80;C02F1/42 |
| 代理公司： | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 罗飞 |
| 地址： | 430072 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种离子交换树脂单离子动态建模方法以及浓度计算方法，一、通过物料守恒对树脂柱的微元进行列方程；二、通过泰勒公式对方程进行变形得到偏微分方程；三、通过有限差分法的迎风格式对偏微分方程进行离散化：四、通过Matlab软件进行编程计算偏微分方程的差分格式。本发明建立的离子交换树脂单离子建模方法，得到的计算结果完整性好，与试验值误差较小，适用于树脂净化水处理领域。 | ||
| 搜索关键词： | 离子交换树脂 偏微分方程 单离子 动态建模 浓度计算 水处理领域 差分格式 树脂净化 差分法 离散化 树脂柱 建模 编程 变形 迎风 试验 | ||
【主权项】：
1.一种离子交换树脂单离子动态建模方法，其特征在于，包括：对模型构建的条件进行设置；根据离子通量定义以及参数，构建通量公式(1)：![]()
其中，J表示通量，参数包括流速、浓度和垂直高度，u表示流速，C表示浓度，H表示垂直高度，uC表示通量公式的主流项，![]()
表示通量公式的返混项；对通量公式(1)进行泰勒展开，得到泰勒展开式(2)：![]()
其中，E表示返混系数；根据微元内物料守恒获得公式(3)：![]()
其中，ε表示空隙率，S表示柱体的横截面积，q表示颗粒内的离子浓度，εSJH表示流入的物质的量，εSJH+dH表示流出的物质的量，公式(3)的右边表示微元内液相和固相的积累量；结合离子通量定义和微元内物料守恒，根据公式(1)、(2)和(3)获得公式(4)：![]()
根据模型构建的条件和公式(4)，得到离子交换树脂单离子动态模型，其中该模型的形式如公式(5)：![]()
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