Studies of the electrodialysis separation processes under pulsed current have faced problems related to the lack of a mathematical description of the electric mass-transfer processes, taking into account unsteady current modes. The main problem when describing electric mass-transfer processes is the presence of two driving forces, namely the electric potential gradient and the concentration gradient. The objective of the present work is creating a criterion equation describing charge transfer, derived by analogy with the derivation of the substance-transfer equations. As a result, a convective electrical conductivity equation is derived, which expresses in general terms the charge-density distribution in a moving flow. The obtained equation allows us to derive the criteria of electrical similarity, namely the electrical Peclet and Prandtl numbers. The obtained electrical numbers are compared with the classical criteria in terms of their dimensionalities. Using the obtained numbers, the Nusselt number for electric mass-transfer processes is derived, which takes into account the substance transfer both due to the concentration gradient and due to the potential difference, as well as the influence on the electrodialysis separation process of the operating and limiting current density and the geometrical parameters of the plant
При изучении процессов электродиализного разделения при пульсирующем токе была выявлена проблема отсутствия математического описания электро-массообменных процессов, учитывающего нестационарные токовые режимы. Основной проблемой описания электро-массобменных процессов является наличие двух движущих сил – градиента электрического потенциала и градиента концентраций. Целью настоящей работы является создание критериального уравнения переноса заряда, полученного по аналогии с выводами уравнений переноса субстанции. В результате было получено уравнение конвективной электропроводности, выражающее в общем виде распределение плотности заряда в движущемся потоке. Полученное уравнение позволило вывести критерии электрического подобия – электрические числа Пекле и Прандтля. Приведено сопоставление размерностей полученных электрических чисел и классических. С помощью полученных чисел выведено число Нуссельта для электро-массообменных процессов, которое учитывает перенос вещества как за счет градиента концентрации так за счет разности потенциалов, а также влияние на процесс электродиализного разделения рабочей и предельной плотности тока и геометрических параметров аппарата.