減壓膜蒸餾過程模擬及通量強化研究.pdf

1、膜蒸餾屬于一種采用非選擇滲透膜的熱滲透蒸發(fā)法，其優(yōu)點是：能在常壓和較低溫度下進行、設(shè)備簡單、操作方便；可利用太陽能、地?zé)?、溫泉、工廠余熱等廉價能源；因為只有水蒸氣能透過膜孔，所以蒸餾液十分純凈，可望成為大規(guī)模、低成本制造超純水的有效手段；膜蒸餾也是唯一能從溶液中直接分離出結(jié)晶產(chǎn)物的膜過程。此外，膜組件很容易設(shè)計成潛熱回收形式，并具有以高效的小型組件構(gòu)成大規(guī)模生產(chǎn)體系的靈活性。進行膜蒸餾的研究對海水淡化、高濃鹽水處理、物料濃縮、廢水回收利

2、用等方面具有重要意義。
　　本文在流體經(jīng)過所設(shè)計的分布器后進入膜組件均勻分布的基礎(chǔ)上，采用通用的計算流體力學(xué)軟件Fluent建立錯流式中空纖維膜組件的計算模型，編寫用戶自定義函數(shù)實現(xiàn)減壓膜蒸餾過程中的傳熱與傳質(zhì)的耦合過程，計算膜通量與實驗所測值具有較好的一致性，說明所建模型能比較正確客觀的反映實際減壓膜蒸餾過程。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析探討了不同操作條件下組件內(nèi)部的溫度分布、流場分布、傳熱效果和溫度極化效應(yīng)，為優(yōu)化操作條件提供指導(dǎo)意義

3、。
　　在系統(tǒng)分析殼程流體特征外，還根據(jù)實驗?zāi)ね坑嬎愠稣魵鉂B透進入管程的平均速度，以此建立蒸氣在管程纖維腔內(nèi)的流動擴散模型。比較了不同操作條件下所獲得膜通量所對應(yīng)的管程蒸氣的壓力分布和流速情況，據(jù)此提出強化傳質(zhì)與蒸氣流動擴散的措施。
　　此外，還根據(jù)實驗中觀察到在高流速下彈性纖維的振動從而以振動為切入點，分析纖維振動時對纖維外表面附近流場和溫度場的影響，結(jié)合場協(xié)同理論探討振動后速度場與溫度梯度場協(xié)同性的變化情況及對邊界層內(nèi)