بررسی توسعه تئوری ترکیبی انحلال - نفوذ و نفوذ لایه فیلمی در مدل‌سازی فرایند غشایی اسمز مستقیم

شبیه‌سازی فرایندها چه در ابعاد آزمایشگاهی و چه صنعتی روشی است که در صورت توانایی کافی مدل در نزدیک کردن نتیجه های محاسباتی به نتیجه های عملیاتی، می‌تواند کمک شایانی به درک و بهینه‌سازی این فرایندها نماید. زیربنای شبیه‌سازی معتبر، آگاهی از مدل‌ها و معادلات مربوط به ویژگی های فیزیکی - شیمیایی و توانایی تحلیل و کاهش فرضیات محدودکننده فرایند مورد بررسی است. برای مدل‌سازی ریاضی پدیده انتقال جرم مواد از درون غشا مدل‌های گوناگون با کارایی و دقت متفاوت ارائه‌شده است. باتوجه‌به مفاهیم بنیادین تئوری انحلال- نفوذ، این تئوری قابلیت بیشتری در زمینه شبیه‌سازی فرایندهای غشایی اسمزی و از جمله اسمز مستقیم را به‌عنوان فرایند نمک‌زدایی آب دارد. در این مقاله، مروری بر توسعه مدل‌های ریاضی برای اسمز مستقیم و چگونگی تعیین پارامترهای آن به روش تجربی بیان شده است. نتیجه ها نشان داد مدل بوی و همکاران با درنظر گرفتن تمامی انواع گوناگون پلاریزاسیون‌های غلظتی خارجی و داخلی کامل‌ترین مدل محاسبه شار آب است. از طرفی به کمک روش ارائه شده تیرافری پارامترهای اصلی غشا (ضریب تراوایی آب، حل‌شونده و پارامتر ساختاری غشا) به کمک محاسبات عددی و نتیجه های تجربی قابل محاسبه است.

investigating the development of hybrid solution-diffusion and film theory method in forward osmosis membrane modeling

process simulation, in both laboratory and industrial scales, is a method that, if it be capable enough to close the gap between the computational results and the operational results, it can help to understand and optimize these processes. the basis of valid simulation is the knowledge of the models and equations related to the physio-chemical properties and the ability to review and reduce the limiting assumptions of the process under investigation. for the mathematical modeling of mass transfer phenomena through the membrane, different models with various efficiency and accuracy are presented. according to the basic concepts of solution-diffusion theory, this theory has the potential to simulate osmotic membrane processes, including forward osmosis, as a desalination process. in this paper, an overview on the development of mathematical models for forward osmosis and how to determine its parameters by the empirical method is presented. the results showed that the bui et al. model is the complete model for calculating water flux by considering all different external and internal concentration polarization types. on the other hand, the main parameters of the membrane (water and solute permeability and structural parameter) can be calculated by numerical calculations and experimental results using the proposed tiraferri et al. method.