Estudio numérico del transporte de iones de sal en sistemas electromembranos con membranas de intercambio iónico que tienen superficies estructuradas geométricamente
Autores: Kirillova, Evgenia; Chubyr, Natalia; Kovalenko, Anna; Urtenov, Mahamet
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio numérico del transporte de iones de sal en sistemas electromembranos con membranas de intercambio iónico que tienen superficies estructuradas geométricamente
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelado
Modificación geométrica
Membranas de intercambio iónico
Transporte de iones de sal
Electroconvección
Polarización por concentración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo está dedicado a modelar numéricamente el efecto de la modificación geométrica de las superficies de membranas de intercambio iónico en sistemas electromembrana (EMS) en el transporte de iones de sal utilizando un modelo matemático 2D del proceso de transporte en el canal de desalinización basado en problemas de valores límite para el sistema acoplado de ecuaciones de Nernst-Planck-Poisson y Navier-Stokes. Se establecen los patrones principales de transporte de iones de sal teniendo en cuenta la difusión, la electromigración, la convección forzada, la electroconvección y la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico. Se muestra que la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico cambia significativamente tanto la formación como el desarrollo de la electroconvección. Se muestra un efecto combinado significativo de la electroconvección y la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico en el canal de desalinización en el transporte de iones de sal, así como una interacción compleja, no lineal y no estacionaria de todos los efectos principales de la polarización de concentración en el canal de desalinización.
Descripción
Este artículo está dedicado a modelar numéricamente el efecto de la modificación geométrica de las superficies de membranas de intercambio iónico en sistemas electromembrana (EMS) en el transporte de iones de sal utilizando un modelo matemático 2D del proceso de transporte en el canal de desalinización basado en problemas de valores límite para el sistema acoplado de ecuaciones de Nernst-Planck-Poisson y Navier-Stokes. Se establecen los patrones principales de transporte de iones de sal teniendo en cuenta la difusión, la electromigración, la convección forzada, la electroconvección y la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico. Se muestra que la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico cambia significativamente tanto la formación como el desarrollo de la electroconvección. Se muestra un efecto combinado significativo de la electroconvección y la modificación geométrica de la superficie de las membranas de intercambio iónico en el canal de desalinización en el transporte de iones de sal, así como una interacción compleja, no lineal y no estacionaria de todos los efectos principales de la polarización de concentración en el canal de desalinización.