Przegląd współczesnych metod modelowania procesu sedymentacji zawiesin nieziarnistych

• Autorzy: Turlej Tymoteusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.1.13

Warianty tytułu

EN

Review of modern methods of modeling the sedimentation process of non-granular suspensions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono przegląd aktualnych metod i modeli opisujących proces sedymentacji zawiesin nieziarnistych. W części wstępnej omówiono techniki określania rozmiaru i kształtu cząstek, obejmujące zarówno klasyczne podejścia, takie jak analiza sitowa, jak i nowoczesne metody, w tym mikroskopię elektronową skaningową (SEM) oraz dyfrakcję laserową. Techniki te odgrywają istotną rolę w charakteryzowaniu nieregularnych cząstek i dostarczają kluczowych danych wejściowych dla modeli sedymentacyjnych. Główny nacisk położono na współczesne modele sedymentacji, począwszy od klasycznych modeli opartych na prawie Stokesa, po zaawansowane techniki numeryczne, takie jak metoda elementów dyskretnych (DEM), hydrodynamika cząstek gładkich (SPH) oraz modele oparte na geometrii fraktalnej. Modele te uwzględniają interakcje między cząstkami, ich złożoną morfologię oraz zachowanie zawiesin o dużym stężeniu w zmiennych warunkach procesowych. Integracja metod numerycznych i eksperymentalnych pozwala na zwiększenie precyzji i zastosowalności modeli, wspierając optymalizację procesów sedymentacyjnych w takich obszarach, jak uzdatnianie wody, oczyszczanie ścieków oraz separacja materiałów.

EN

A review, with 17 refs., of techniques for detg. particle size and shape using modern tools such as scanning electron microscopy (SEM) and laser diffraction, with an emphasis on their role in characterizing irregular particles. Contemporary sedimentation models based on advanced numerical techniques such as discrete element methods (DEM), smoothed particle hydrodynamics (SPH) and fractal geometry models were presented, which take into account particle interactions, complex particle morphol. and the behavior of high-concn. suspensions under varying conditions. The benefits of integrating numerical and exptl. methods were discussed, increasing the precision and applicability of these models, contributing to the optimization of industrial sedimentation processes.

Słowa kluczowe

PL

metody modelowania; proces sedymentacji; zawiesiny nieziarniste

EN

modelling methods; sedimentation process; non-grain suspensions

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 1
• Strony: 157--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Turlej Tymoteusz

• Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-6565-4203

Bibliografia

• [1] M. Banaś, Przem. Chem. 2018, 97, nr 9, 1454.
• [2] K. Kołodziejczyk, E3S Web Conf. 2018, 46, 00011.
• [3] P. Krishnamoorthy, Int. J. Sediment. Res. 2010, 25, nr 2, 119.
• [4] L. Bergougnoux, G. Bouchet, D. Lopez, É. Guazzelli, Phys. Fluids 2014, 26, 093302.
• [5] D. Butko, O. Shishova, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2021, 937, nr 4, 042058.
• [6] Z. Xie, Y. Shen, K. Takabatake, A. Yamaguchi, M. Sakai, Powder Technol. 2020, 361, 21.
• [7] E. Fedorova, E. Pupysheva, V. Morgunov, Symmetry 2022, 14, nr 11, 2314.
• [8] J. A. Nghiem i in., Earth Surf. Dyn. 2024, 12, nr 6, 1267.
• [9] M. V. W. Cuttler, R. J. Lowe, J. L. Falter, D. Buscombe, Sedimentology 2017, 64, nr 4, 987.
• [10] A. K. Rai, A. Kumar, Int. J. Fluid Mech. Syst. 2017, 10, nr 2, 146.
• [11] D. Li, Y. Li, Z. Wang, X. Wang, Y. Li, Int. J. Sediment Res. 2016, 31, nr 4, 341.
• [12] Y. Li, Z. Xu, X. Zhan, T. Zhang, Water 2024, 16, nr 7, 938.
• [13] M. A. R. Mohammed, D. A. E. Halagy, Al-Nahrain J. Eng. Sci. 2013, 16, 41.
• [14] M. Banaś, B. Hilger, Materials 2024, 17, nr 13, 3285.
• [15] A. Riazi, U. Türker, Comput. Part. Mech. 2019, 6, nr 3, 427.
• [16] R. Bravo, J. L. Pérez-Aparicio, J. J. Gómez-Hernández, Adv. Water Resour. 2015, 86, 58.
• [17] C. Peng, L. Zhan, W. Wu, B. Zhang, Powder Technol. 2021, 387, 509.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).