Обновление модуля Электрохимия

Для пользователей модуля Электрохимия в программном продукте COMSOL Multiphysics® версии 5.3 появились новый интерфейс Electrophoretic Flow (Электрофоретический поток), новые опции в интерфейсе Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck (Третичное распределение тока, уравнение Нернста — Планка), а также новая опция Circuit Terminal (Разъем цепи) для подключения моделей аккумуляторов к моделям цепей. Ознакомьтесь с обновлением модуля Электрохимия ниже.

Новый интерфейс Electrophoretic Transport (Электрофоретический перенос)

Новый интерфейс Electrophoretic Transport (Электрофоретический перенос) может использоваться для исследования переноса слабых кислот, оснований и амфолитов в водных растворах. Физический интерфейс обычно используется для моделирования различных режимов электрофореза, таких как зонный электрофорез, изотахофорез, изоэлектрическая фокусировка и электрофорез методом подвижной границы, но он применим к любой водной системе, включающей множественные кислотно-щелочные состояния равновесия.

 

Два четко разделенных пика на графике, иллюстрирующем разделение смеси двух белков при зонном электрофорезе.

Новая учебная модель: Зонный электрофорез

Модель служит для предоставления вводной информации об интерфейсе Electrophoretic Transport (Электрофоретический перенос). Задача зонного электрофореза рассматривается в контексте разделения образца, содержащего анилин и пиридин.

Путь в Библиотеке приложений к учебной модели Zone Electrophoresis (Зонный электрофорез):
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/zone_electrophoresis

Внутреннее граничное условие Ion-Exchange Membrane (Ионно-обменная мембрана) в интерфейсе Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck (Третичное распределение тока, уравнение Нернста — Планка)

Новый граничный узел Ion-Exchange Membrane (Ионно-обменная мембрана) задает граничное условие, при котором поток ионов является непрерывным, а потенциал электролита является разрывным и описывается равновесием Доннана. Это условие обычно используется в электрохимических ячейках, содержащих как свободные электролиты, так и ионно-обменные мембраны, например, в задачах диализа. Изменение потенциала Доннана на интерфейсе рассчитывается автоматически на основе концентраций заряженных ионов на каждой стороне интерфейса.

График потенциала электролита для проточного ванадиевого редокс-аккумулятора. Потенциал в электролите внутри проточного ванадиевого редокс-аккумулятора. Видны скачки потенциала на границах между электролитом и ионно-обменной мембраной. Потенциал в электролите внутри проточного ванадиевого редокс-аккумулятора. Видны скачки потенциала на границах между электролитом и ионно-обменной мембраной.

Путь к модели Vanadium Redox Flow Battery (Проточный ванадиевый редокс-аккумулятор) с обновлениями в Библиотеке приложений:
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Flow_Batteries/v_flow_battery

Новые модели сохранения заряда в интерфейсе Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck (Третичное распределение тока, уравнение Нернста — Планка)

В интерфейсе Tertiary Current Distribution, Nernst-Planck (Третичное распределение тока, уравнение Нернста — Планка) теперь поддерживаются четыре разные модели сохранения заряда: электронейтральная, водная электронейтральная, модель фонового электролита и модель Пуассона.

Условие для узла Разъем цепи

Можно использовать узел Circuit Terminal (Разъем цепи) на границе, чтобы указать связь с узлом External I Vs. U (Внешний ток в зависимости от напряжения) в интерфейсе Electrical Circuit (Электрическая цепь) модуля AC/DC. Условие Circuit Terminal (Разъем цепи) также доступно в качестве граничного условия в узле Electrode Surface (Поверхность электрода), а также в качестве режима работы в интерфейсе Single Particle Battery (Одночастичная модель аккумулятора). Это позволяет включать высокоточные модели аккумуляторов в модели электрических цепей.

Обновленная учебная модель: изоэлектрическая сепарация

В этом примере интерфейсы Electrophoretic Transport (Электрофоретический перенос) и Laminar Flow (Ламинарный поток) применяются для моделирования изоэлектрического разделения в устройстве электрофореза свободного потока. Поток, содержащий четыре разных белка, разделяется на концентрированные потоки посредством миграционного переноса в электрическом поле.

Новый график из учебной модели Isoelectric Separation (Изоэлектрическая сепарация) в версии 5.3 программного пакета COMSOL Multiphysics. Распределение концентрации белков на выходе из устройства. Распределение концентрации белков на выходе из устройства.

Путь к обновленной учебной модели Isoelectric Separation (Изоэлектрическая сепарация) в Библиотеке приложений:
Chemical_Reaction_Engineering_Module/Electrokinetic_Effects/isoelectric_separation