陶瓷膜錯(cuò)流微濾懸浮液過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)模擬.pdf

1、微濾是目前所有膜技術(shù)中應(yīng)用最廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各工程領(lǐng)域流體中微粒的分離與凈化。錯(cuò)流微濾過(guò)程的模擬一直是研究的熱點(diǎn)，但是大多為穩(wěn)態(tài)模擬，鮮有非穩(wěn)態(tài)模擬報(bào)道。因膜通量隨時(shí)間不斷下降直至趨于穩(wěn)定是錯(cuò)流微濾過(guò)程的顯著特征，故本文對(duì)錯(cuò)流微濾碳酸鈣懸浮液非穩(wěn)態(tài)過(guò)程進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，獲得適用較廣操作條件范圍的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。 本文引入膜通量下降率J/J<,0>，由于膜純水通量J<,0>體現(xiàn)了膜的特性，使單獨(dú)分析錯(cuò)流微濾過(guò)程

2、膜面區(qū)域成為可能，過(guò)程分析明顯簡(jiǎn)化。從近膜面微粒的受力分析出發(fā)，對(duì)錯(cuò)流微濾過(guò)程進(jìn)行因次分析，獲得兩個(gè)與傳統(tǒng)形式相同、但具有特殊意義的新特征量Eu<,m>和Re<,m>。在錯(cuò)流微濾分離機(jī)理基礎(chǔ)上，建立了包含Eu<,m>和Re<,m>的非穩(wěn)態(tài)膜通量數(shù)學(xué)模型：上式經(jīng)積分得到不同時(shí)間下膜通量的數(shù)學(xué)表達(dá)式實(shí)驗(yàn)使用19孔道的α-Al<,3>O<,3>陶瓷膜，對(duì)不同料液性質(zhì)和操作條件下的膜通量進(jìn)行測(cè)定。用Fortran 90 Marquardt非線性

3、擬合程序?qū)δＰ椭兴▍?shù)K<,1>、K<,3>進(jìn)行回歸，結(jié)果顯示K<,1>、K<,2>不受操作條件的影響。 模型在下列較寬參數(shù)范圍與實(shí)驗(yàn)擬合良好，平均相對(duì)誤差為4.4％：微粒粒徑 2≤d<,p>/d<,m>≤9(本實(shí)驗(yàn)0.4μm<ν<3.5 m.s<'-1>，料液濃度 0.65 kg.m<'-3>