«Proceedings of Gubkin University»

INFLUENCE OF EXTERNAL ELECTRIC FIELD ON PERMEABILITY OF CHARGED POROUS LAYER

UDC: 517.958:536.71; 532:541.135.1; 539.219.3; 544.6
DOI: -

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University, Leninskiy prospect, 65, 119991, Moscow, Russian Federation

Keywords: charged porous layer, ion exchange membrane, exchange capacity, cell model, Onsager approach, kinetic coefficients, stokes, Brinkman, Poisson and Nernst-Planck equations

Annotation:

On the basis of the cellular model of porous medium and thermodynamics of irreversible processes (Onsager approach), a new method for calculating the flow of solvent (water) and electric current flowing through a charged porous layer (membrane) under simultaneous action of an external pressure gradient and electric potential is proposed. It is shown that the total permeability of the porous structure both due to filtration and due to the electroosmotic transfer of the solvent increases with the electrolyte concentration.

Bibliography:

1. Хаппель Д., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. — М.: Мир, 1976. — 630 с.
2. Филиппов А.Н. Ячеечная модель ионообменной мембраны. Гидродинамическая проницаемость//Коллоидный журнал. — 2018. — Т. 80. — № 6.
3. Филиппов А.Н. Ячеечная модель ионообменной мембраны. Электропроводность и электроосмотическая проницаемость//Коллоидный журнал. — 2018. — Т. 80. — № 6.
4. Brinkman H.C. A calculation of the viscous force exerted by a flowing fluid on a dense swarm of particles//Appl. Sci. — 1947. — P. 27–34.
5. Electrochemistry of weakly charged membranes/M.P. Sidorova, L.E. Ermakova, I.A. Savina, D.A. Fridrikhsberg//Journal of Membrane Science. — 1993. — Vol. 79. — P. 159–179.
6. Определение потенциала поверхности половолоконной мембраны методом потенциала течения/В.Д. Соболев, А.Н. Филиппов, Т.А. Воробьева, И.П. Сергеева//Коллоидный журнал. — 2017. — Т. 79. — № 5. — С. 636–643.
7. Tong K., Zhang Y., Chu P.K. Evaluation of calcium chloride for synergistic demulsification of super heavy oil wastewater//Colloids Surf. A. — 2013. — Vol. 419. — P. 46–52.
8. Теория обратноосмотического разделения растворов электролитов. Влияние заряда поверхности пор мембраны/В.М. Дорохов, Г.А. Мартынов, В.М. Старов, Н.В. Чураев//Коллоид-ный журнал. — 1984. — Т. 46. — № 6. — С. 1088–1093.
9. Filippov A.N., Shkirskaya S. Cell model of ion-exchange membrane and its experimental verification//Processing of Institute Conference “Ion Transport in Organic and Inorganic Membranes”, (Sochi-Krasnodar, May 21–26), 2018, p. 89–91.