SYMULACJA KOMPUTEROWA PROCESU KOAGULACJI
SYMULACJA KOMPUTEROWA PROCESU KOAGULACJI
SYMULACJA KOMPUTEROWA PROCESU KOAGULACJI
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
330<br />
Regina Wardzyńska, Lech Smoczyński, Radosław Wolicki i Beata Załęska-Chróst<br />
materii (cząstek) w zamkniętym naczyniu. Wartości początkowe położeń cząstek<br />
generowane są losowo zgodnie z rozkładem jednorodnym w obszarze zbiornika. Zarówno<br />
kierunek ruchu cząstek, jak i ich położenie początkowe losowane są instrukcją RANDOM.<br />
Kąt odbicia cząstki od ściany naczynia jest zawsze równy kątowi padania. Grono odbite od<br />
dna obniża swą prędkość o 30%. Przyjęto kolejno następujące dane wejściowe: A - liczba<br />
cząstek koagulantu: A = const = 100, B - liczba cząstek zolu: B = const = 1000, C -<br />
prędkość początkowa cząstki koagulantu: C = 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, D - prędkość<br />
początkowa cząstki zolu: D = 2C, czyli 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 oraz D = 5C, czyli 25,<br />
50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, E - „próg koagulacji”, tzn. parametr wskazujący, od ilu<br />
cząstek zolu zaczyna się opadanie grona/kłaczka zawierającego 1 cząstkę koagulantu;<br />
E = const = 10, F - „współczynnik opadania”: F = const = 0,2, G - symulowana średnica<br />
cząstki koagulantu: G = 1,2,3,4, H - symulowana średnica cząstki zolu: H = 1,2,3,4,<br />
I - symulowany stosunek masy cząstki koagulantu do masy cząstki zolu: I w badaniach<br />
zmienny zależny od wartości G i H.<br />
Omówienie i dyskusja wyników<br />
W testach symulacyjnych badano wpływ prędkości początkowej oraz rozmiaru cząstki<br />
zolu i koagulantu na szybkość procesu koagulacji. Rzędowość symulowanego procesu<br />
koagulacji wyznaczano metodą graficzną poprzez konwersję (linearyzację) powszechnie<br />
znanych i stosowanych równań kinetycznych reakcji, odpowiednio I i II rzędu.<br />
Każdorazowo wartości odpowiednich współczynników determinacji R 2 dla modelu<br />
II-rzędowego były wyższe aniżeli R 2 dla modelu I-rzędowego. Badany proces koagulacji<br />
okazał się więc reakcją II rzędu. Przykładowo w tabeli 1 zestawiono wartości stałych<br />
szybkości reakcji I i II rzędu kI i kII oraz wartości odpowiednich współczynników<br />
determinacji R 2 dla układu, w którym wartość prędkości początkowej każdej z cząstek zolu<br />
D jest dwukrotnie większa od wartości prędkości początkowej każdej z cząstek koagulantu<br />
C.<br />
Stałe szybkości reakcji I i II rzędu oraz R 2 dla par C i D wynoszących od 5 i 10 do 40 i 80<br />
Tabela 1<br />
Table1<br />
The values of first-order and second-order reaction rate constants and the values of determination coefficient R 2<br />
for C and D pairs from 5 and 10 to 40 and 80<br />
C, D, E, G, H, I R 2 dla I rzędu kI ⋅ 10 –2 R 2 dla II rzędu kII ⋅ 10 –5<br />
5; 10; 10; 2; 2; 1 0,899 1,58 0,971 0,916<br />
10; 20; 10; 2; 2; 1 0,941 1,98 0,991 1,16<br />
15; 30; 10; 2; 2; 1 0,921 2,13 0,980 1,24<br />
20; 40; 10; 2; 2; 1 0,946 2,29 0,988 1,34<br />
25; 50; 10; 2; 2; 1 0,970 2,94 0,981 1,73<br />
30; 60; 10; 2; 2; 1 0,978 3,51 0,984 2,07<br />
35; 70; 10; 2; 2; 1 0,957 3,39 0,988 1,99<br />
40; 80; 10; 2; 2; 1 0,968 3,89 0,981 2,29<br />
Zgodnie z oczekiwaniem, ze wzrostem prędkości początkowej cząstek zwiększała się<br />
szybkość badanego procesu koagulacji, zarówno wyrażona wartością stałej szybkości<br />
reakcji I rzędu (kI), jak i wartością stałej szybkości reakcji II rzędu (kII).