Bibliographic Details
| Title: |
DEVELOPMENT OF AN ALGORITHM FOR CALCULATING ION EXCHANGE PROCESSES USING THE PYTHON ECOSYSTEM. |
| Alternate Title: |
OPRACOWANIE ALGORYTMU OBLICZANIA PROCESÓW WYMIANY JONOWEJ Z UŻYCIEM EKOSYSTEMU PYTHON. (Polish) |
| Authors: |
Chub, Iryna, Proskurnia, Oleksii, Demchenko, Kateryna, Miroshnyk, Oleksandr, Shchur, Taras, Halko, Serhii |
| Source: |
Informatics Control Measurement in Economy & Environment Protection / Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska; 2025, Vol. 15 Issue 4, p95-99, 5p |
| Subject Terms: |
ION exchange (Chemistry), PYTHON programming language, SOFTWARE libraries (Computer programming), WATER purification, ALGORITHMS, NONLINEAR equations, GREEN technology |
| Abstract (English): |
Ion exchange plays a key role not only in eliminating water hardness and reducing the concentration of unwanted ions, but also in protecting the environment. Due to its versatility, it is an indispensable tool in modern environmental technologies. Calculation methods are an important component of the implementation of ion exchange technologies, as they play a crucial role in their effective operation. There are calculation methods used in the design of ion exchange systems, but similar methods have not yet been developed to determine operating parameters during operation. This complicates the optimization of the process in real conditions and requires further research and development. The calculation method should be easy to use, but at the same time provide high accuracy of results, taking into account such important factors as water composition, filtration rate, temperature and type of ion exchange resins. It is especially important that the method be developed based on open Python libraries to ensure accessibility and versatility. The differential mathematical approach using Python provides significantly higher accuracy, efficiency and flexibility in calculations. Therefore, the development of an algorithm for solving systems of nonlinear equations by Newton's method will allow achieving maximum accuracy of results. The article develops an algorithm for solving a nonlinear system of equations by Newton's method, which allows determining the distribution of ions in the working zone of the filter in both liquid and solid phases. The implementation of the developed algorithm is carried out using the Python ecosystem. Based on the calculation results, a graph of the output curve is constructed and a complex software module is developed that allows controlling the most important operating parameters of ion-exchange filters. Also, the use of a complex software module will contribute to reducing the operating costs of ion-exchange filters and increasing the efficiency of processes. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Polish): |
Wymiana jonowa odgrywa kluczową rolę nie tylko w usuwaniu twardości wody i redukowaniu stężenia niepożądanych jonów, ale także w ochronie środowiska. Ze względu na swoją uniwersalność jest niezastąpionym narzędziem w nowoczesnych technologiach ochrony środowiska. Metody obliczeniowe stanowią istotny element wdrażania technologii wymiany jonowej, gdyż odgrywają kluczową rolę w ich efektywnym działaniu. Istnieją metody obliczeniowe wykorzystywane przy projektowaniu układów wymiany jonowej, lecz podobne metody służące określaniu parametrów roboczych w trakcie pracy nie zostały jeszcze opracowane. Utrudnia to optymalizację procesu w warunkach rzeczywistych i wymaga dalszych prac badawczorozwojowych. Metoda obliczeniowa powinna być prosta w użyciu, a jednocześnie zapewniać wysoką dokładność wyników i uwzględniać takie istotne czynniki, jak skład wody, szybkość filtracji, temperatura i rodzaj żywic jonowymiennych. Szczególnie ważne jest, aby metodę tę opracowano w oparciu o otwarte biblioteki Pythona, co zapewni dostępność i wszechstronność. Podejście matematyczne oparte na różniczce z wykorzystaniem języka Python zapewnia znacznie większą dokładność, wydajność i elastyczność obliczeń. Zatem opracowanie algorytmu rozwiązywania układów równań nieliniowych metodą Newtona pozwoli na osiągnięcie maksymalnej dokładności wyników. W artykule opracowano algorytm rozwiązywania układu równań nieliniowych metodą Newtona, który pozwala na określenie rozkładu jonów w strefie roboczej filtra zarówno w fazie ciekłej, jak i stałej. Implementację opracowanego algorytmu przeprowadzono z wykorzystaniem ekosystemu Python. Na podstawie wyników obliczeń skonstruowano wykres krzywej wyjściowej oraz opracowano kompleksowy moduł programowy umożliwiający sterowanie najważniejszymi parametrami pracy filtrów jonowymiennych. Ponadto zastosowanie kompleksowego modułu programowego pozwoli na obniżenie kosztów eksploatacji filtrów jonowymiennych i zwiększenie efektywności procesów. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
|
Copyright of Informatics Control Measurement in Economy & Environment Protection / Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska is the property of Lublin University of Technology and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.) |
| Database: |
Complementary Index |
Nájsť tento článok vo Web of Science