兩相流管式膜錯(cuò)流微濾的模型建立及研究.pdf

1、本文對(duì)兩相流管式膜錯(cuò)流微濾的膜污染過(guò)程進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)滲透通量強(qiáng)化效果最佳的彈狀流的速度計(jì)算，揭示了引入氣液兩相流后膜管中混合流體的真實(shí)流動(dòng)狀況；首次將降膜液層速度分布計(jì)算與單顆粒模型相結(jié)合，建立了能計(jì)算出兩相流錯(cuò)流微濾過(guò)程中不同時(shí)刻滲透通量的機(jī)理模型。并用兩相流管式炭膜錯(cuò)流微濾鈦白懸浮液的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值符合較好。 通過(guò)對(duì)膜污染過(guò)程的分析，本文將兩相流管式膜錯(cuò)流微濾分為兩個(gè)階段：膜孔堵塞階段以及濾餅層形

2、成和發(fā)展階段。研究表明，在膜孔堵塞階段滲透通量迅速下降，且氣液兩相流對(duì)其影響不大，故采用標(biāo)準(zhǔn)堵塞模型對(duì)此過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算。在濾餅層形成和發(fā)展階段，氣體的通入使得混合流體在膜管中的流動(dòng)狀況較常規(guī)錯(cuò)流微濾過(guò)程發(fā)生了根本性的改變，本文通過(guò)對(duì)彈狀流中Taylor氣泡、降膜液層和液彈的速度計(jì)算，較好地揭示了膜管中混合流體的真實(shí)流動(dòng)狀況。對(duì)于浸沒(méi)在降膜液層中的濾餅層，為了求得作用在其最外層固體顆粒的液體速度，本文對(duì)降膜液層的速度分布進(jìn)行了理論推導(dǎo)，

3、得出了降膜液層中不同位置處液體速度的計(jì)算公式，從而能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出作用在固體顆粒上的錯(cuò)流曳力。再將計(jì)算結(jié)果和單顆粒模型相結(jié)合，通過(guò)受力分析計(jì)算出不同時(shí)刻顆粒能夠沉積的臨界粒徑，再計(jì)算出一定時(shí)間間隔內(nèi)顆粒沉積質(zhì)量、濾餅層厚度和比阻等參數(shù)，從而算出微濾過(guò)程的總阻力和滲透通量。將此計(jì)算過(guò)程循環(huán)即可得到兩相流管式膜錯(cuò)流微濾過(guò)程中不同時(shí)刻的滲透通量。 為了獲得相同操作條件下的最大滲透通量，本文還實(shí)驗(yàn)考察了膜組件傾斜角度和混合流體流動(dòng)方向?qū)?/p>