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《北京化工大学》 2011年
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卷式膜组器结构的优化设计

张正府  
【摘要】:卷式膜组器的几何结构对组器内的流体流动和膜通量有着重要的影响。在卷式膜组器中,计算流体力学(CFD)方法被有效地用来研究和模拟流体的流动。在纳滤和反渗透分离过程中,膜通量与进料液流量相比过小,膜通常处理为非渗透的壁面。然而,在超滤卷式膜组器中,较大的膜通量对流体流动有着重要的影响,超滤膜的渗透性不可忽略。在超滤卷式膜组器的三维流道中,研究了流体流动对膜通量和压降的影响。此时,超滤膜处理为多孔性的壁面并利用了FLUENT中的K-ε湍流模型。该论文研究了两种型式的流道:平行流道和菱形流道。在平行流道中,研究了网丝直径、网丝形状以及横向网丝间距对流体流动的影响;在菱形流道中,研究了网丝直径和网丝形状对流体流动的影响。另外,为对超滤卷式膜组器进行优化设计,对组器内膜通量与能耗之间的关系进行了讨论。 在网丝直径不同的五种平行流道中,上下网丝直径均为0.30mm的流道是较好的流道。对于横向网丝间距不同的三种平行流道,在压降损失相同时,横向网丝间距为2mm的流道与另外两种流道相比,具有较好的膜通量。在网丝形状不同的三种平行流道中,正方形是较好的网丝形状。 在网丝直径不同的三种菱形流道中,网丝直径为0.10mm的流道是较好的流道。在网丝形状不同的三种菱形流道中,推荐圆形网丝用于流道的优化设计,因为它具有较好的膜通量。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH703

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