Математичне моделювання процесів масопереносу для ультрафільтрації води

Problem statement. Contamination of surface sources of water supply with organic substances leads to the need to find new technologies and solutions in the field of water purification. For purification of water from fresh sources of water supply polluted with organic substances, ultrafiltration is mostly preferred. Ultrafiltration reliably reduces the concentration of organic pollutants and prevents the penetration of microbiological contaminants into the purified water at the physical level. One of the main issues arising in the selection of devices is the determination of the active area of the membrane to provide the required amount of purified water. This parameter is selected from the condition of contamination of the membrane surface and changes in its permeability. Purpose. Scientific substantiation and development of a mathematical model of dirt-holding capacity of a hollow fiber module for predicting natural water treatment processes. Results. Studies on the reflectivity and dirt-holding capacity of hollow fiber membrane modules are presented. In the process of research, a mathematical model was proposed, which allows to calculate the performance characteristics of membrane units. Scientific novelty. A scientific substantiation is given and a mathematical model of the dirt-holding capacity of a hollow fiber ultrafiltration module has been developed to predict natural water purification processes. Using the model, you can determine the duration of filter cycle, and accordingly calculate the cost of 1 m3 of purified water.Practical relevance. The results of the research can be used as the basis for an application program for calculations in the design and operation of facilities for the preparation of water of different quality.Постановка проблемы. Загрязнённость поверхностных источников водоснабжения органическими веществами приводит к необходимости поиска новых технологий и решений в сфере очистки воды. Для очистки воды из пресных источников водоснабжения, загрязненных органическими веществами, наибольшее предпочтение отдается ультрафильтрации. Ультрафильтрация надежно снижает концентрацию органических загрязнений и препятствует проникновению микробиологических загрязнений в очищенную воду на физическом уровне. Одним из главных вопросов, возникающих при подборе аппаратов, является определение активной площади мембраны для обеспечения необходимого количества очищенной воды. Этот параметр выбирается из условия загрязнения поверхности мембраны и изменения ее проницаемости. Цель статьи ‑ научное обоснование и разработка математической модели грязеемкости половолоконного модуля для прогнозирования процессов очистки природных вод. Результаты. Приведены исследования по отражающей способности и грязеёмкости половолоконных мембранных модулей. В процессе исследования предложена математическая модель, позволяющая производить расчёт эксплуатационных характеристик мембранных аппаратов. Научная новизна. Дано научное обоснование и разработана математическая модель грязеемкости половолоконного ультрафильтрационного модуля для прогнозирования процессов очистки природных вод. При помощи модели можно определить длительность фильтроцикла, а соответственно рассчитывать себестоимость 1 м3 очищенной воды. Практическое значение. Результаты проведенных исследований могут быть положены в основу прикладной программы для проведения расчетов при проектировании и эксплуатации сооружений для подготовки воды различного качества.Постановка проблеми. Забрудненість поверхневих джерел водопостачання органічними речовинами викликає необхідність пошуку нових технологій і рішень у сфері очищення води. Для очищення води з прісних джерел водопостачання, забруднених органічними речовинами, найбільша перевага віддається ультрафільтрації. Ультрафільтрація надійно знижує концентрацію органічних забруднень і перешкоджає проникненню мікробіологічних забруднень в очищену воду на фізичному рівні. Одне із головних питань, що виникають під час вибору апаратів, ‑ визначення активної площі мембрани для забезпечення необхідної кількості очищеної води. Цей параметр вибирається з умови забруднення поверхні мембрани і зміни її проникності. Мета статті ‑ наукове обгрунтування і розроблення математичної моделі брудоємності половолоконного модуля для прогнозування процесів очищення природних вод. Результати. Наведено дослідження щодо відбивної здатності та брудоємкості половолоконних мембранних модулів. У процесі дослідження запропоновано математичну модель, що дозволяє здійснювати розрахунок експлуатаційних характеристик мембранних апаратів. Наукова новизна. Дано наукове обгрунтування і розроблено математичну модель брудоємності половолоконного ультрафільтраційного модуля для прогнозування процесів очищення природних вод. За допомогою моделі можна визначити тривалість фільтроциклу, а відповідно розраховувати собівартість 1 м3 очищеної води. Практична значимість. Результати проведених досліджень можуть бути покладені в основу прикладної програми для проведення розрахунків під час проектування та експлуатації споруд для підготовки води різної якості

Удосконалення методики визначення величин зниження рівнів води у вертикальних колодязях групових водозаборів

Purpose. Studying disciplines related to water supply sources and water intake facilities implies the practical familiarization of students with methods for choosing the type of water intake, determining their characteristics, calculating the main parameters and selecting the appropriate equipment. The complexity of the calculations of group water intake is to account for the large number of interrelated hydrogeological characteristics of the aquifer and the location of the wells in it. Evaluation of the qualitative effect of these values on the productivity of the wells will allow to optimize the calculation method, reduce time and labour intensity, and work out the proposals for possible changes in the estimated productivity by more active variation of the determining parameters. Methodology. The analysis of the influence of determining factors on the productivity of group water intakes consisting of vertical tubular wells was used. An algorithm is proposed for making changes in the calculation methodology for determining the decrease of water levels in the wells of group water intakes.  Results. It is established that the determination of the values of the decrease in water levels in the tubular wells of group water intakes is a rather complicated task, which requires experience in designing, accounting, and a repeatedly changing number of interrelated determining factors. It is shown that the need to change the values of technical parameters in the calculation method is preserved at all stages of the calculation. Nomograms were made to determine the dependence of the decrease in water levels in the main and affecting wells of group water intake on a number of factors. The nomogram to determine the dependence of the decrease of water levels in the main wells of the group water intake can be used to calculate single wells. The application of the research results allows us to optimize and speed up the calculation method, to make controlled changes to the final result changing individual factors of influence or their groups. Scientific novelty. The analysis of factors affecting the productivity of tubular wells as part of group water intakes was carried out. Recommendations are made to improve the design of water intake structures of the specified type. It is shown that the method of calculating group water intakes amounts to solve two problems − determining productivity and lowering the water levels in the main wells and the wells they affect. The separation of the calculation allows for a more detailed analysis and the use of the hydrogeological conditions for the placement of water intakes, the selection of the characteristics and parameters of individual wells. Practical relevance. Using the results of the analysis of the influence of individual factors on the value of productivity and lowering water levels in tubular wells as part of group water intakes made it possible to optimize the calculation method, to show possible directions for adjusting the value of productivity in real boundaries.Постановка проблемы. Изучение дисциплин, связанных с источниками водоснабжения и водозаборными сооружениями, подразумевает практическое ознакомление студентов с методиками выбора типа водозаборов, установления их характеристик, расчета основных параметров и подбора соответствующего оборудования. Сложность расчетовгрупповыхводозаборовзаключается в учете большого количества взаимосвязанных гидрогеологических характеристик водоносного пласта и расположения колодцев в нем. Оценка качественного влияния этих величин на продуктивность колодцев позволит оптимизировать методику расчета, снизить время и его трудоемкость, разработать предложения для возможного изменения расчетной продуктивности путем более активного варьирования определяющими параметрами. Методика. Использован анализ влияния определяющих факторов на продуктивность групповых водозаборов, состоящих из вертикальных трубчатых колодцев. Предложен алгоритм внесения изменений в расчетную методику для определения снижения уровней воды в колодцах групповых водозаборов. Результаты. Установлено, что определение величины снижения уровней воды в трубчатых колодцах групповых водозаборов ‑ достаточно сложная задача, требующая опыта проектирования, учета и многократного изменения ряда взаимовлияющих определяющих факторов. Показано, что необходимость изменения значений технических параметров в расчетной методике сохраняется на всех этапах расчета. Построены номограммы для определения зависимости снижения уровней воды в основных и влияющих колодцах группового водозабора от ряда факторов. Номограмма для определения зависимости снижения уровней воды в основных колодцах группового водозабора может использоваться для расчетов одиночных колодцев. Применение результатов исследований позволяет оптимизировать и ускорить методику расчета, вносить контролируемые изменения в конечный результат, изменяя отдельные факторы влияния или их группы. Научная новизна. Проведен анализ факторов, влияющих на продуктивность трубчатых колодцев в составе групповых водозаборов. Даны рекомендации, совершенствующие методику проектирования водозаборных сооружений указаного типа. Показано, что методика расчета групповых водозаборов сводится к решению двух задач ‑ определения продуктивности и снижения уровней воды в основных колодцах и колодцах, на которые они оказывают влияние. Разделение расчета позволяет детальнее анализировать и использовать гидрогеологические условия размещения водозаборов, проводить выбор характеристик и параметров отдельных колодцев. Практическая значимость. Использование результатов анализа влияния отдельных факторов на величину продуктивности и снижения уровней воды в трубчатых колодцах в составе групповых водозаборов позволило оптимизировать методику расчетов, показать возможные направления корректировки величины продуктивности в реальных границах.Постановка проблеми. Вивчення дисциплін, пов'язаних із джерелами водопостачання і водозабірними спорудами, має на меті практичне ознайомлення студентів із методиками вибору типу водозаборів, установлення їх характеристик, розрахунку основних параметрів і підбору відповідного обладнання. Складність розрахунків групових водозаборів полягає в урахуванні великої кількості взаємопов'язаних гідрогеологічних характеристик водоносного шару і розташування колодязів у ньому. Оцінка якісного впливу цих величин на продуктивність колодязів дозволить оптимізувати методику розрахунку, знизити час і його трудомісткість, розробити пропозиції для можливої зміни розрахункової продуктивності шляхом більш активного варіювання визначальними параметрами. Методика. Використано аналіз впливу визначальних факторів на продуктивність групових водозаборів, що складаються з вертикальних трубчастих колодязів. Запропоновано алгоритм внесення змін до розрахункової методики для визначення зниження рівнів води в колодязях групових водозаборів. Результати. Встановлено, що визначення величин зниження рівнів води в трубчастих колодязях групових водозаборів ‑ досить складне завдання, яке вимагає досвіду проектування, урахування та багаторазової зміни низки взаємопов’язаних визначальних чинників. Показано, що необхідність зміни значень технічних параметрів у розрахунковій методиці зберігається на всіх етапах розрахунку. Побудовано номограми для визначення залежності зниження рівнів води в основних і впливових колодязях групового водозабору від ряду факторів. Номограма для визначення залежності зниження рівнів води в основних колодязях групового водозабору може використовуватися для розрахунків одиночних колодязів. Застосування результатів досліджень дозволяє оптимізувати і прискорити методику розрахунку, вносити контрольовані зміни в кінцевий результат, змінюючи окремі фактори впливу або їх групи. Наукова новизна. Проведено аналіз факторів, що впливають на продуктивність трубчастих колодязів у складі групових водозаборів. Дано рекомендації вдосконалення методики проектування водозабірних споруд вказаного типу. Показано, що методика розрахунку групових водозаборів зводиться до вирішення двох питань ‑ визначення продуктивності і зниження рівнів води в основних колодязях і колодязях, на які вони впливають. Поділ розрахунку дозволяє детальніше аналізувати і використовувати гідрогеологічні умови розміщення водозаборів, проводити вибір характеристик і параметрів окремих колодязів. Практична значимість. Використання результатів аналізу впливу окремих факторів на величину продуктивності і зниження рівнів води в трубчастих колодязях у складі групових водозаборів дозволило оптимізувати методику розрахунків, показати можливі напрями коригування величини продуктивності в реальних межах

Audio Visual Integration with Competing Sources in the Framework of Audio Visual Speech Scene Analysis

International audienceWe introduce “Audio-Visual Speech Scene Analysis” (AVSSA) as an extension of the two-stage Auditory Scene Analysis model towards audiovisual scenes made of mixtures of speakers. AVSSA assumes that a coherence index between the auditory and the visual input is computed prior to audiovisual fusion, enabling to determine whether the sensory inputs should be bound together. Previous experiments on the modulation of the McGurk effect by audiovisual coherent vs. incoherent contexts presented before the McGurk target have provided experimental evidence supporting AVSSA. Indeed, incoherent contexts appear to decrease the McGurk effect, suggesting that they produce lower audiovisual coherence hence less audiovisual fusion. The present experiments extend the AVSSA paradigm by creating contexts made of competing audiovisual sources and measuring their effect on McGurk targets. The competing audiovisual sources have respectively a high and a low audiovisual coherence (that is, large vs. small audiovisual comodulations in time). The first experiment involves contexts made of two auditory sources and one video source associated to either the first or the second audio source. It appears that the McGurk effect is smaller after the context made of the visual source associated to the auditory source with less audiovisual coherence. In the second experiment with the same stimuli, the participants are asked to attend to either one or the other source. The data show that the modulation of fusion depends on the attentional focus. Altogether, these two experiments shed light on audiovisual binding, the AVSSA process and the role of attention