減壓膜蒸餾過(guò)程模擬及通量強(qiáng)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(diǎn)是：能在常壓和較低溫度下進(jìn)行、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便；可利用太陽(yáng)能、地?zé)帷厝?、工廠余熱等廉價(jià)能源；因?yàn)橹挥兴魵饽芡高^(guò)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(guò)程。此外，膜組件很容易設(shè)計(jì)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(jìn)行膜蒸餾的研究對(duì)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(guò)所設(shè)計(jì)的分布器后進(jìn)入膜組件均勻分布的基礎(chǔ)上，采用通用的計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent建立錯(cuò)流式中空纖維膜組件的計(jì)算模型，編寫(xiě)用戶自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)減壓膜蒸餾過(guò)程中的傳熱與傳質(zhì)的耦合過(guò)程，計(jì)算膜通量與實(shí)驗(yàn)所測(cè)值具有較好的一致性，說(shuō)明所建模型能比較正確客觀的反映實(shí)際減壓膜蒸餾過(guò)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(chǎng)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(shí)驗(yàn)?zāi)ね坑?jì)算出蒸氣滲透進(jìn)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(dòng)擴(kuò)散模型。比較了不同操作條件下所獲得膜通量所對(duì)應(yīng)的管程蒸氣的壓力分布和流速情況，據(jù)此提出強(qiáng)化傳質(zhì)與蒸氣流動(dòng)擴(kuò)散的措施。
　　此外，還根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀察到在高流速下彈性纖維的振動(dòng)從而以振動(dòng)為切入點(diǎn)，分析纖維振動(dòng)時(shí)對(duì)纖維外表面附近流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響，結(jié)合場(chǎng)協(xié)同理論探討振動(dòng)后速度場(chǎng)與溫度梯度場(chǎng)協(xié)同性的變化情況及對(duì)邊界層內(nèi)