计算流体力学在膜过程传质优化中的研究进展

作     者：何欣平 王涛 李祥 李继定 HE Xinping;WANG Tao;LI Xiang;LI Jiding

作者机构：清华大学化学工程系北京100084 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2017年第36卷第6期

页      面：1961-1968页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(21576150) 清华大学科学基金(20131089399) 国家科技部科研院所技术开发研究专项资金(2013EG111129)项目 

主　　题：计算流体力学 膜分离 传质优化 形貌设计 两相流 

摘      要：分别从膜组件、膜本身结构、膜过程操作条件、膜过程耦合4个方面的优化阐述了近期计算流体力学(CFD)在膜过程传质优化中的研究及应用进展。指出CFD模拟对料液隔网的形态研究和局限性改进显示出了优越性;在膜表面形貌及支撑层结构修饰与优化方面发挥了关键作用;对脉动流、两相流与机械振动的引入及其在流场、浓度场、温度场中的可视化研究也已相对成熟;此外,CFD模拟证明,将膜过程与其他动态分离过程相耦合也是提高膜表面剪切速率、增强传质与分离效率的有效途径。指出了目前大部分CFD模拟工作的准确性还不够、通过模型优化改善准确性时会不可避免地增加模拟计算的复杂性以及膜组件的设计研究与材料加工工艺还不很匹配等存在的问题,认为该领域未来的发展方向将集中在不同优化方式的耦合,以及利用新兴的检测技术与制备工艺弥补目前实验数据缺乏的弊端,得到更贴合实际的理论模型。