正滲透膜技術(shù)作為一種新興的膜分離技術(shù),已經(jīng)在廢水處理、海水淡化和發(fā)電等方面展現(xiàn)出了潛力和優(yōu)勢。正滲透膜分離技術(shù)以半透膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動力。由于膜分離過程中不可避免的存在濃差極化,可以在卷式膜組件中加入隔網(wǎng),增加對速度邊界層的擾動,減緩濃差極化。計算流體力學CFD是模擬膜組件內(nèi)部流動和膜內(nèi)傳質(zhì)一種有效的方法,可以得到膜組件內(nèi)壓強分布、速度分布和壁面剪切力的分布。本研究使用計算流體力學軟件FLUENT 15.0和網(wǎng)格劃分工具ANSYS Meshing。對正滲透膜組件原液通道中加入長方體隔網(wǎng)的流道進行模擬,其中隔網(wǎng)纖維的排布方式有浸沒式、單邊式和交錯式。從流道壓降和壁面剪切力兩個方面,對比三種不同排布方式得出,浸沒式隔網(wǎng)流道壁面剪切力最大,同時其壓降也最大,與傳統(tǒng)圓柱體隔網(wǎng)相比,長方體隔網(wǎng)無論是哪種排布方式都比圓柱體隔網(wǎng)的壁面剪切力和壓降都要大。將浸沒式隔網(wǎng)二維模型與三維模型計算結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)二維模型在壓降和壁面剪切力方面與三維模型基本相符。三種不同排布方式,進口流速增加,流道壓降和平均壁面剪切力均增加,但是壁面剪切力的作用范圍沒有發(fā)生變化,只是峰值和谷值發(fā)生了變化。為了增強傳質(zhì)效果... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

膜過濾中的滲透壓：ΔP–施加壓力；Δπ–兩種溶質(zhì)的滲透差；Jw–水通量

研究隔網(wǎng)纖維排布方式（單邊式、浸沒式、交錯式）對于流道平均壓降和壁面平均剪切力的影響；對比長方體隔網(wǎng)與傳統(tǒng)圓柱體隔網(wǎng)，對于流道平均壓降和壁面平均剪切力的影響；改變進口流速，研究對于三種排布方式中流道平均壓降和壁面平均剪切力的影響；改變隔網(wǎng)纖維尺寸，研究隔網(wǎng)纖維尺寸對于流道平均壓降和壁面平均剪切力的影響。2.1 CFD 模擬模型建立2.1.1 物理模型將正滲透卷式膜組件展開[59]即可簡化為的長為 40 mm，寬為 10 mm，高為 1mm 的長方體模型，由于長方體的長度和寬度都超過了高度的一個數(shù)量級，所以我們可以將需要討論的流道簡化為長為 40mm，寬為 1mm 的長方形。其中，正滲透原料液從長方形的左側(cè)流入，右側(cè)流出，長方形的上下表面均為膜，正滲透原料液在流經(jīng)正滲透膜表面時，一部分透過正滲透膜，進入汲取液中，一部分沿著水流方向流出流道。在流道中加入長方體隔網(wǎng)，在二維模型中長方體隔網(wǎng)截面為正方形。本章采用三種排布方式，對應(yīng)三種流道，每種流道對應(yīng)的計算域如圖 2.1 所示。

合肥工業(yè)大學碩士學位論文 2.2.2 隔網(wǎng)纖維排布方式的的影響本節(jié)在流道中加入隔網(wǎng)纖維截面為正方形的隔網(wǎng)，其中流道的高度 h=1mm，入口流速 u=0.1m/s，隔網(wǎng)纖維位于流道的中心，正方形隔網(wǎng)的邊長為 0.5mm，隔網(wǎng)纖維之間的距離均為 4mm。通過對流道中流體的流速，壓降和膜表面剪切力的分析，研究正方形隔網(wǎng)對于膜分離過程的影響。（1）速度分析利用 FLUENT 進行模擬計算后，得到三種排布方式的速度云圖如圖 2.3 所示，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]平板膜組件中隔網(wǎng)構(gòu)型的CFD模擬[J]. 王濤,何欣平,吳珍,李繼定.  膜科學與技術(shù). 2017(03)
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本文編號：3127738