真空膜蒸馏过程的流体力学模拟

作     者：张永刚 胡建坡 骆湘兴 ZHANG Yonggang;HU Jianpo;LUO Xiangxing

作者机构：北京惠源三达水处理设备有限公司北京100124 

出 版 物：《膜科学与技术》 (Membrane Science and Technology)

年 卷 期：2019年第39卷第4期

页      面：54-62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] 

主　　题：真空膜蒸馏(VMD) 计算流体力学(CFD) 数学模拟 

摘      要：利用计算流体力学(CFD)技术成功建立了真空膜蒸馏(VMD)过程中空纤维膜的三维传热和传质模型,并通过实验数据进行了验证.评估了操作条件对VMD性能的影响,讨论了温度、传热系数、热通量、膜通量、温度极化系数和总热效率沿着纤维长度的变化规律.研究发现,VMD中传质主要受料液热边界层内的传热控制,传热阻力主要存在于进料侧.较高的料液进口温度可以增大平均膜通量和总热效率,但温度极化现象更显著.提高料液流速有助于获得更高的跨膜通量,但会使总热效率减小.当料液流速低于0.7 m/s时,温度极化系数先减小随后增大,但若料液流速高于0.7 m/s,则呈现持续减小的趋势.透过侧绝对压力减小会提高传质推动力,进而提高膜通量和热效率,但真空泵的能耗会升高.