Программный комплекс «Селектор»

«Селектор» – современная компьютерная технология имитации и моделирования физико-химических процессов 
в природных и технологических системах.

«Селектор» – мощное средство постановки и решения научных, прикладных и учебных задач химической термодинамики методом минимизации термодинамических потенциалов.

Двухпараметрическая минимизация - S(U,V)

Разработан эффективный численный метод минимизации других, чем энергия Гиббса, термодинамических потенциалов. Основная идея - сведение задачи минимизации других потенциалов к задаче одно- и двух-параметрической минимизации изобарно-изотермического потенциала. Такая схема дает возможность рассчитывать полное или метастабильное равновесие в многокомпонентных, гетерогенных, многофазных системах с двухсторонними ограничениями на мольные количества зависимых компонентов. 

Решение задачи геотермобарометрии

Предложен принципиально новый подход к решению задач геотермо-барометрии. Задача формулируется как обратная задача выпуклого программирования с учётом водного раствора электролита в до- и закритической области на основе баз термодинамических данных в системе уравнений состояний HKF.

НАЗНАЧЕНИЕ

♦ Расчеты сложных химических равновесий в изобарно-изотермических, изохорических и адиабатических условиях в мультисистемах, где одновременно могут присутствовать водный раствор электролита, газовая смесь, жидкие и твердые углеводороды, минералы в виде твердых растворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма.

♦ Изучение метастабильных, неполных и промежуточных равновесий с включением дополнительных ограничивающих условий.

♦ Исследование неравновесной эволюции систем на основе принципа частичного равновесия.

♦ Моделирование физико-химической динамики взаимодействующих между собой резервуаров с обменными и сквозными потоками вещества в виде групп подвижных фаз, в том числе модели проточных и последовательных реакторов.

♦ Расчеты в режиме исследования влияния неопределенности исходной термодинамической информации и химического состава на точность решения.

♦ Расчет, согласование и корректировка исходных термодинамических данных.

ОБЛАСТИ ВОЗМОЖНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

♦ Петрология и геохимия: гидрохимия, геохимия углеводородов, глобальные и локальные геохимические циклы веществ, геотермальные источники, подземное и поверхностное выщелачивание, расчет водно-солевых балансов в процессах растворения, переноса, конденсации, смешения, нагревания, охлаждения и взаимодействия с другими системами, поиск эффективных композиций растворителей и осадителей, геохимия подземных и континентальных вод.

♦Экология и геохимия техногенеза: физико-химические процессы загрязнения и очистки окружающей среды, модели физико-химических барьеров в связи с техногенными захоронениями, включая захоронения АЭС.

♦ Химическая технология органических, неорганических и вяжущих веществ.

♦ Горение, взрыв, детонация.

♦ Аналитическая химия.

♦ Гидро- и пирометаллургия.

♦Компьютерное обучение химической термодинамике в высших и средних учебных заведениях, школах и других образовательных и обучающих организациях.

♦ Другие области применения физико-химических исследований.

  
Минералогический состав шламов, полученных по способу спекания, представлен основной структурой - белитом.Ca2SiO4 (80-90%). Для консервации шламов в условиях гидротехнических объектов исследованы пути реструктуризации белитового шлама в технологически сохраняемый и экологически безвредный продукт. Несмотря на тенденции к цементации, шлам не формирует водонепроницаемых структур при увеличении дисперсности (измельчения). Необходимо дополнительное образование основной цементирующей фазы - тоберморита, что возможно при добавлении SiO2. При этом количество реагирующего шлама достигает 10 г/кг H2O (> 10-2), начинается образование тоберморита, формирование же других фаз прекращается.

Результаты физико-химического моделирования показывают, что поступившие с газопылевыми выбросами Sr, F, Cd, Pb постепенно выносятся из почв, a Ni, Сu, Мn, Сr накапливаются в труднорастворимых формах. Показано, что основные элементы выбросов алюминиевого производства (F, Al, Be, Na, As), присутствующие в водном растворе и минеральных фазах, не представляют серьезной экологической проблемы для территорий, удаленных от завода более чем на 5 километров.

Преобразование аэрозолей в зоне непосредственного воздействия алюминиевого завода отличается от процессов, протекающих на фоновых территориях, поскольку здесь основные токсичные элементы накапливаются в водном растворе. Твердые аэрозоли на фоновых участках представлены каолинитом, мусковитом, карбонатами терригенного происхождения. Преобразование твердого осадка снега незагрязненных территорий приводит к незначительному увеличению минерализации снеговой воды (до 38 мг/л), рН становится слабощелочным (8,0). Содержание Са, Na, F, Zn, Be, S, Ca, в водном растворе остается постоянным, рост концентраций Si, Pb, Cd, Sr, Mg незначителен.