ΜΕΛΕΤΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΚΟΛΛΟΕΙΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΠΟΛΙΚΟΥΣ ΔΙΑΛΥΤΕΣ

Abstract

THE MAIN TARGET OF THIS DISSERTATION IS THE DEVELOPMENT OF COMPUTATIONAL TOOLS FOR THE SIMULATION OF COMPLICATED PROCESSES (NUCLEATION, CRYSTAL GROWTH, COAGULATION, DEPOSIT FORMATION), OCCURRING DURING FLOW OF SUPERSATURATED SOLUTIONS. INITIALLY A SYSTEMATIC COMPARISON IS MADE TO SELECT THE MOST EFFICIENT METHOD FOR THE SOLLUTION OF THE MATHEMATICAL PROBLEM. THE EQUATIONS OF COAGULATION AND CRYSTAL GROWTH ARE EXAMINED SEPARATELY AND THE RESULTS ARE COMBINED FOR THE SOLUTION OF THE FULL POPULATION BALANCE. THE SELECTED NUMERICAL METHODS ARE USED IN COMBINATION WITH PHYSICOCHEMICAL MODELS DESCRIBING THE PHENOMENA THAT TAKE PLACE DURING THE FLOW OF SUPERSATURATED SOLUTIONS IN PIPES, FOR THE DEVELOPMENT OF A RELIABLE COMPUTATIONAL TOOL. THE LATTER IS USED FOR THE SIMULATION OF A PILOT PLANT WHICH OPERATES IN THIS LABORATORY. THE COMPARISON BETWEEN THEORETICAL AND EXPERIMENTAL RESULTS IS VERY SATISFACTORY. THE SUCCESS OF THE COMPUTATIONAL TOOL RELIES ON THE SUCCESS OF THE INDIVIDUAL PHYSICOCHEMICAL MODELS INVOLVED. IT IS KNOWN THAT THE CLASSICAL THEORY OF THE ELECTRIC DOUBLE LAYER PREDICTS DEPOSITION AND COAGULATION RATES DIFFERENT FROM THE EXPERIMENTAL ONES. FOR THIS REASON AN EFFORT IS MADE TO RELAX THE MAIN SIMPLIFYING ASSUMPTIONS OF THE THEORY CONCERNING DISCRETENESS OF SURFACE CHARGES, SURFACE ROUGHNESS OF COLLOIDAL PARTICLES AND SURFACE DYNAMICS OF COLLOIDAL SURFACES. THE RESULTS SHOW (ABSTRACT TRUNCATED)

ΚΥΡΙΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΙΝΑΙ Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ (ΠΥΡΗΝΟΓΕΝΕΣΗ, ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ, ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΣΗ, ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΕΠΙΚΑΘΗΣΕΩΝ) ΠΟΥ ΛΑΜΒΑΝΟΥΝ ΧΩΡΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΡΟΗ ΥΠΕΡΚΟΡΕΣΜΕΝΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ. ΑΡΧΙΚΑ ΓΙΝΕΤΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΕΡΟΥ ΣΥΝΟΛΙΚΑ ΤΡΟΠΟΥ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ. ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΚΑΙ ΑΥΞΗΣΗΣ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΙ ΧΩΡΙΣΤΑ ΚΑΙ ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΝΔΥΑΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΟ ΠΛΗΡΕΣ ΠΛΗΘΥΣΜΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ. ΟΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΕΠΙΛΕΓΕΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΠΡΟΤΥΠΑ ΓΙΑ ΤΑ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΠΟΥ ΛΑΜΒΑΝΟΥΝ ΧΩΡΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΡΟΗ ΥΠΕΡΚΟΡΕΣΜΕΝΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΑΓΩΓΟΥΣ, ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΝΟΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΕΡΓΑΛΕΙΟΥ. ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΥΤΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΙΑΣ ΠΙΛΟΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΠΟΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ. Η ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΕΝΘΑΡΡΥΝΤΙΚΗ. Η ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΕΡΓΑΛΕΙΟΥ ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ ΣΕ ΑΥΤΟ. ΕΙΝΑΙ ΓΝΩΣΤΟ ΟΤΙ Η ΚΛΑΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΔΙΠΛΟΣΤΟΙΒΑΔΑΣ ΠΡΟΒΛΕΠΕΙ ΡΥΘΜΟΥΣ ΕΠΙΚΑΘΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΥΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥΣ. ΓΙ'ΑΥΤΟ ΓΙΝΕΤΑΙ ΜΙΑ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΙΡΕΣΗ ΤΩΝ ΚΥΡΙΟΤΕΡΩΝ ΠΑΡΑΔΟΧΩΝ ΤΗΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΤΗ ΔΙΑΚΡΙΤΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ, ΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ ΤΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)