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《鼓氣強(qiáng)化膜蒸餾過(guò)程數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào):學(xué)校代碼:10128UDC學(xué)號(hào):20151100133:碩士學(xué)位論文（學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：動(dòng)力工程及工程熱物理論文題目：鼓氣強(qiáng)化膜蒸餾過(guò)程數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究英文題目：NumericalSimulationandExper-imentalStudyonbubblingenhanceProcessofMembranesDistillation學(xué)生姓名：劉常友導(dǎo)師姓名：楊曉宏教授二○一八年六月內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要膜蒸餾過(guò)程中會(huì)不可避免的出現(xiàn)膜面污染、溫度極化、濃度極化所導(dǎo)致的通量降低等問(wèn)題。通過(guò)超聲技術(shù)、電磁技術(shù)、微波技術(shù)、兩相流技術(shù)等與膜蒸餾
2、技術(shù)相結(jié)合以及膜組件優(yōu)化等方式，在一定程度上可以破壞溫度邊界層和濃度邊界層，對(duì)提高膜通量具有積極影響。采用歐拉多相流模型，分別對(duì)中空纖維膜組件和氣隙式平板膜組件鼓氣膜蒸餾過(guò)程鼓氣后的兩相流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)特性，包括速度、湍流強(qiáng)度、膜面剪切力等進(jìn)行了分析。模擬結(jié)果表明，膜組件內(nèi)兩相流場(chǎng)速度、湍流強(qiáng)度、進(jìn)出口壓降隨鼓氣速度的增加而增大；通過(guò)鼓氣可以改變膜面附近流場(chǎng)形態(tài)，增強(qiáng)膜面剪切力，對(duì)膜蒸餾傳質(zhì)過(guò)程具有促進(jìn)作用。搭建鼓氣膜蒸餾實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)中空纖維膜組件連續(xù)鼓氣過(guò)程和間歇鼓氣過(guò)程進(jìn)行研究。對(duì)比連續(xù)鼓氣實(shí)驗(yàn)過(guò)程不同熱工質(zhì)溫度、流量以及鼓氣強(qiáng)度下膜通量的變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，不同流量和溫度下
3、的鼓氣強(qiáng)化效果不同，熱工質(zhì)溫度、流量和鼓氣強(qiáng)度共同決定膜蒸餾傳質(zhì)過(guò)程；在氣液流量比在0.5左右時(shí)可以使膜通量得到較好的強(qiáng)化，實(shí)驗(yàn)熱工質(zhì)流量為80L/h，溫度為65℃時(shí)，與未鼓氣相比膜通量強(qiáng)化效果達(dá)到了31%。通過(guò)控制不同的鼓氣時(shí)間和鼓氣間隔時(shí)間，在一定工況下進(jìn)行間歇鼓氣實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，鼓氣時(shí)間相同時(shí)，膜通量隨鼓氣間隔時(shí)間的延長(zhǎng)而增大；鼓氣間隔時(shí)間相同時(shí)，膜通量隨鼓氣時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)；無(wú)論是間歇鼓氣還是連續(xù)鼓氣膜通量均大于未鼓氣時(shí)膜通量，且間歇鼓氣較連續(xù)鼓氣過(guò)程強(qiáng)化效果更為明顯；將鼓氣時(shí)間控制在30s進(jìn)行間歇鼓氣，膜通量最優(yōu)強(qiáng)化效果達(dá)到了35%；將鼓氣間隔時(shí)間控
4、制在90s，膜通量最優(yōu)強(qiáng)化效果則達(dá)到了45%。氣液兩相流應(yīng)用于膜蒸餾過(guò)程在技術(shù)上具有可行性，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)膜通量得到了很好的強(qiáng)化。關(guān)鍵詞：膜蒸餾；鼓氣；強(qiáng)化；數(shù)值模擬；實(shí)驗(yàn)研究I內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractIntheprocessofmembranedistillation,fluxreductionduetotheunavoidableproblemssuchasmembranefouling,thephenomenonoftemperaturepolarizationandconcentrationpolarization.Bymeansofultrasonic
5、technology,electromagnetictechnology,microwavetechnology,two-phaseflowtechnologycombinedwithmembranedistillationtechnology,ormembranemoduleoptimization,thetemperatureboundarylayerandtheconcentrationboundarylayercanbedestroyed,whichhasapositiveimpactonimprovingthemembraneflux.InthispaperEuler
6、multiphaseflowmodelwasusedtostudytheflowcharacteristicsofthetwo-phaseflowafterbubblingofhollowfibermembranemoduleandair-gapflatmembranemodule,includingvelocity,turbulenceintensity,wallshearforceandsoon.Thesimulationresultsshowthatthespeed,turbulenceintensity,pressuredropofthemembranemodulesi
7、ncreasewiththeincreaseofthebubblingspeed.Therefore,itcanbeseenfromthesimulationthatthebubblingcanchangetheflowfieldnearthemembranesurface,enhancetheshearforceonthemembranesurface,andhasapromotingeffectonmasstransferprocessofmembranedistillation.The
