ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОСИНТЕЗА ОЗОНА
Аннотация
В настоящее время в промышленных технологиях часто применяется озон в качестве сильного окислителя. Массовое использование этого газа вызывает необходимость разработки эффективных методов его получения. Одним из таких способов является синтез озона в диэлектрическом барьерном разряде. В данной статье рассматривается описание имитационного подхода к моделированию процесса электросинтеза озона в коаксиальном трубчатом реакторе барьерного разряда. При этом используется дискретный стохастический подход. Он базируется на исследовании функционирования отдельных элементов системы, которые, в результате, формируют поведение системы в целом. Подход учитывает значительное влияние случайных факторов на протекание исследуемых явлений. Вероятностный характер изучаемого процесса моделируется путем применения процедур, присущих методам Монте-Карло. В статье описывается алгоритм имитационного компьютерного моделирования. Схема действий учитывает следующие составляющие процесса электросинтеза озона: образование озона под действие электрического разряда; разложение озона с течением времени; перемещение газов внутри рабочей зоны реактора. В работе приводятся результаты имитационного моделирования, как отдельный стадий синтеза озона, так и процесса в целом. Описаны итоги сравнения данных компьютерного моделирования с данными экспериментов, проведенных на реальной лабораторной установке. Делаются выводы об адекватности предлагаемой имитационной модели, о возможностях ее применения в исследовательской практике, отмечаются достоинства и недостатки описанного подхода.
Литература
Lunin V.V., Samoylovich V.G., Tkachenko S.N. et al.
Theory and practice of obtaining and using ozone. M.:
Moscow University Publishing House, 2016. 416 p.
Silkin E.M. Synthesis of ozone in electrical discharges
and increasing its efficiency. Components and technologies. 2008. N 6. P. 136-143.
Lunin V.V., Popovich M.P., Tkachenko S.N. Physical
chemistry of ozone. M.: MAKS Press LLC, 2019. 540 p.
Samoilovich V.G., Gibalov V.I., Kozlov K.V. Physical chemistry of barrier discharge. M.: Moscow University Publishing House, 1989. 176 p.
Zhilin Yu.N., Zarubina A.N., Oliferenko G.L. [and
others]. Engineering chemistry. Chemical reactors.
M.: FGBOU VO MGUL, 2016. 140 p.
Gumerov A.M. Mathematical modeling of chemical
and technological processes: St. Petersburg: Lan, 2022.
p.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Using probabilistic
cellular automata to simulate fluid flow. Modern high
technologies. Regional application. 2022. N 2(70). P.
-54. DOI:10.6060/snt.20227002.0006(in Russian)
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Using multi-agent systems for modeling technological processes. Journal of
Physics: Conference Series, 2021. 012002 (ITIDMS-II
. DOI: 10.1088/1742-6596/2001/1/012002
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Application of an
agent-based approach to modeling heat conduction
processes. Bulletin of ISUE. 2022. N 2. P. 58-66. DOI:
17588/2072-2672. 2022.2.058-066
BobkovS.P. Use of Discrete Approaches for Simulation
the Basic Processes of Chemical Technology. Russian
Journal of General Chemistry. 2021. Vol. 91, N 6. P.
–1197. DOI:10.1134/S1070363221080181
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Discrete stochastic
model of flow hydrodynamics. Modeling of systems and
processes. 2023. N 2. P. 7-14. DOI: 10.12737/2219-0767-
-16-2-7-14
L. Saidiaa., A. Belasria [et al.]. Study of the physicochemical properties of a pulsed discharge in a CO2
-O2 mixture. PlasmaPhysics. 2019. V. 45, N 5. P. 465–480.
Bobkov S.P., Astrakhantsev R.G., Pavlova E.A.
Study of the structure of flows in technological devices
using discrete dynamic models. Modern high technologies. Regional application. 2024. N 1(77). P. 95-101.
DOI: 10.6060/snt.20247701.00013
Bobkova E.S. Atmospheric pressure discharge as a
source of active particles for purifying water from organic pollutants. News of universities. Chemistry and
chem. technology. 2014. T. 57, N 10. P. 89-91.
Kasatkin A.G. Basic processes and apparatus of
chemical technology: Textbook for universities. M.:
LLC TID “Alliance”, 2004. 735 p. (in Russian)
Bobkova E.S., Rybkin V.V. Peculiarities of Energy Efficiency Comparison of Plasma Chemical Reactors for Water Purification from Organic Substances. Plasma Chem.
Plasma Processing. 2015. V. 35, N 1. P. 133-142.
Maikov V.P. An extended version of classical thermodynamics, physics of discrete space-time. M.: MGUIE. 1997.
p.
Budanov V.V., Lefedova O.V. Chemical kinetics. Ivan.
state chemical technology univ. Ivanovo, 2011. 177 p.
Efremov G.I. Modeling of chemical and technological
processes. Moscow: INFRA-M, 2021. 260 p.
