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湍流促进器强化陶瓷膜微滤CaSO4悬浆液的研究

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化学反应工程与工艺 2010年第1期26卷 92-96页

作者：沈志洵陈亚中崔鹏合肥工业大学化学工程学院可控化学与材料化工安徽省重点实验室安徽合肥230009

研究了湍流促进器对19通道陶瓷膜微滤CaSO4悬浆液过程的影响,优化湍流促进器的优化设计参数。确定螺旋式湍流促进器的强化效果较好。设置方式为内圈螺间距4 mm,外径3.4 mm和外圈螺间距8 mm,外径3.4 mm的组合式,螺旋湍流促进器的强化效... 详细信息

研究了湍流促进器对19通道陶瓷膜微滤CaSO4悬浆液过程的影响,优化湍流促进器的优化设计参数。确定螺旋式湍流促进器的强化效果较好。设置方式为内圈螺间距4 mm,外径3.4 mm和外圈螺间距8 mm,外径3.4 mm的组合式,螺旋湍流促进器的强化效果最佳,膜通量提高23.76%,并有效地改善了膜通道内流体流动状态。

关键词：湍流促进器陶瓷膜硫酸钙微滤

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集成反应器微滤过程中湍流促进器的研究

化学工程 2007年第3期35卷 34-37页

作者：周民杰崔鹏贺州学院生化系广西贺州542800 合肥工业大学化工学院安徽合肥230009

采用湍流促进器对陶瓷膜分离TiO2超细粒子悬浆液微滤过程进行了强化研究。考察了湍流促进器结构参数对强化过程的影响,确定了合适的湍流促进器为螺旋式湍流促进器,其结构参数为螺杆直径2 mm,螺距20 mm;探讨了湍流促进器的强化机理,同时... 详细信息

采用湍流促进器对陶瓷膜分离TiO2超细粒子悬浆液微滤过程进行了强化研究。考察了湍流促进器结构参数对强化过程的影响,确定了合适的湍流促进器为螺旋式湍流促进器,其结构参数为螺杆直径2 mm,螺距20 mm;探讨了湍流促进器的强化机理,同时对湍流促进器的有效性进行了实验考察。研究表明,采用这种方法提高了渗透通量。

关键词：集成反应器湍流促进器强化机理

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低阻力湍流促进器设计与流动特性分析

现代化工 2018年第10期38卷 222-225页

作者：郗元刘泽坤李伟娇代岩大连理工大学盘锦产业技术研究院辽宁盘锦124221 大连理工大学石油与化学工程学院辽宁盘锦124221 中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司辽宁沈阳110167

设计了一种梯形截面的新型螺旋型湍流促进器,分析了速度、湍动能、湍流耗散率、压力、壁面剪切力等物理量的指标变化以及在流场中的分布状态,结合数值模拟分析法探索螺旋型湍流促进器强化传质过程的作用机理,并与传统半圆形截面螺旋型... 详细信息

设计了一种梯形截面的新型螺旋型湍流促进器,分析了速度、湍动能、湍流耗散率、压力、壁面剪切力等物理量的指标变化以及在流场中的分布状态,结合数值模拟分析法探索螺旋型湍流促进器强化传质过程的作用机理,并与传统半圆形截面螺旋型湍流促进器的流体动力学性能和能耗进行了对比。研究表明,梯形截面螺旋型湍流促进器流场的最大速度为1.44 m/s,湍动能平均值为0.023 K,壁面剪切力平均值为9.55 Pa,轴向压力降与壁面剪切力的比值为165;半圆形截面螺旋型湍流促进器流场的最大速度为1.17 m/s,湍动能平均值为0.02 K,壁面剪切力平均值为7.35 Pa,轴向压力降与壁面剪切力的比值为155;梯形截面的螺旋型湍流促进器流场的流体动力学性能要优于半圆形截面螺旋型湍流促进器,且压力降与壁面剪切力相比增加幅度较小,即相对阻力更小,在满足强化传质要求的同时消耗更少的能量。

关键词：湍流促进器梯形截面数值模拟压力降壁面剪切力

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湍流促进器对平板膜分离过程影响的研究

湍流促进器对平板膜分离过程影响的研究

作者：赵靓天津大学

学位级别：硕士

渗透汽化（Pervaporation）作为一种新兴的膜分离过程已广泛应用于环境治理，地下水净化，食品生产中风味物质的回收等分离领域。渗透汽化分离过程的传质推动力为膜两侧组分蒸汽压差，为降低浓差极化提高传质通量，可采用带有湍流促进... 详细信息

渗透汽化（Pervaporation）作为一种新兴的膜分离过程已广泛应用于环境治理，地下水净化，食品生产中风味物质的回收等分离领域。渗透汽化分离过程的传质推动力为膜两侧组分蒸汽压差，为降低浓差极化提高传质通量，可采用带有湍流促进器的膜组件。膜通道内安装湍流促进器可对边界层造成扰动从而降低浓差极化。计算流体力学软件CFD已广泛应用于膜组件内流体流动及传质过程的模拟。利用CFD软件可得到流道内流体速度分布、剪切应力分布和压强分布。本模拟采用CFD软件FLUENT14.0及网格生成软件Gambit2.4.6。对平行排布的长方体湍流促进器存在的长方体流道进行二维模拟及三维模拟。湍流促进器在流道内采用两种不同的排布方式。首先对无湍流促进器的空流道进行流场和传质模拟，模拟结果显示，空流道内有速度边界层和浓度边界层存在，浓度边界层是影响传质的重要因素。对湍流促进器存在的流道的模拟集中在压降和壁面剪切应力两方面。由于湍流促进器的存在，膜组件壁面剪切应力出现波动，同时压降增大。剪切应力的大小与传质通量呈正相关，剪切应力的波动可增大传质，但压降的升高会造成能量损失的增大。改变湍流促进器的尺寸、进口速度，壁面剪切应力、压降也随之改变。对比两种不同排布方式的湍流促进器，结果表明，湍流促进器均位于流道中央时壁面剪切应力和压降更大。为增强传质效果，本文引进了一种新型湍流促进器，模拟结果显示，新型湍流促进器较原湍流促进器可更好的提高壁面剪切应力。建立存在一层及两层网状湍流促进器的流道的三维模型，并对流道内壁面剪切应力和压降进行分析。结果显示，由于障碍物的存在，壁面剪切应力和压强产生了波动。隔网的排布对壁面剪切应力和压降有很大的影响。考察了隔网的夹角对壁面剪切应力和压降的影响。模拟结果显示，流道内存在一层网状障碍物较存在二层网状障碍物时流道内壁面剪切应力更大，但同时产生的较高压降影响了其应用。

关键词：计算流体力学渗透汽化湍流促进器剪切应力压降

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湍流促进器在错流膜分离中的应用及结构优化

湍流促进器在错流膜分离中的应用及结构优化

作者：胡斌星天津大学

学位级别：硕士

湍流促进器是错流膜分离装置内部重要组件,它具有提高膜组件内流体湍流程度的作用,可以一定程度地减轻膜污染并具有性能稳定等优点,越来越多地在错流膜分离过程中得到应用。本文采用实验和计算流体力学的方法系统地研究了湍流促进器在... 详细信息

湍流促进器是错流膜分离装置内部重要组件,它具有提高膜组件内流体湍流程度的作用,可以一定程度地减轻膜污染并具有性能稳定等优点,越来越多地在错流膜分离过程中得到应用。本文采用实验和计算流体力学的方法系统地研究了湍流促进器在错流膜分离过程中的作用,并对湍流促进器的结构进行了多目标优化。实验以腐植酸为有机污染物制备模拟二级污水,使用平板聚醚砜纳滤膜处理模拟二级污水。首先探究了水力条件、腐植酸浓度和p H对膜污染的影响。结果表明,良好的水力条件有助于减轻膜污染,在低p H和高浓度的腐植酸溶液中,纳滤膜污染速率更快。其次通过实验发现,在膜组件内加入湍流促进器,能有效减轻膜污染、提高膜通量、降低膜通量衰减速率,当处理腐植酸浓度为500 mg/L、250 mg/L和50 mg/L模拟二级污水时,纳滤膜使用寿命分别增加了85.7%、80.4%和23.1%。通过计算流体力学模拟发现,湍流促进器的截面形状、角度以及高度对膜组件内的流场皆有影响。增大湍流促进器角度和高度均会显著提高流体的湍流程度及其对膜表面的剪切作用,同时也会增加膜室轴向压降。截面形状为椭圆形的湍流促进器在提升膜表面流体剪切速率、湍流动能方面与增加膜室轴向压降之间取得了较好的平衡。通过采用响应曲面法和多目标遗传算法相耦合的方法,对湍流促进器结构进行优化,确定短轴为0.51 mm,长轴为0.99 mm,角度为75°的椭圆柱湍流促进器为适宜的结构型式,并对优化后的湍流促进器进行数值模拟计算,与实验结果吻合良好。通过以上对错流膜分离过程中湍流促进器性能及结构优化的研究,探究了湍流促进器提高错流膜分离过程中膜性能的作用及机理,并对湍流促进器在提高性能和压降之间的平衡,给出了解决方案。本研究为湍流促进器的优化设计提供了思路,对于提升膜错流分离性能以及降低膜分离过程的操作费用具有一定的实用价值。

关键词：湍流促进器错流膜分离腐植酸计算流体力学多目标优化

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基于BP神经网络的湍流促进器多目标优化

现代化工 2019年第6期39卷 201-205页

作者：郗元成明峰张西龙郭明钢杨晓航大连理工大学盘锦产业技术研究院辽宁盘锦124221 大连理工大学石油与化学工程学院辽宁盘锦124221 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 盘锦浩业化工有限公司辽宁盘锦124123

利用CFD软件STAR-CCM+对螺旋缠绕式湍流促进器的8种设计参数进行流场数值计算,以壁面剪应力和轴向压降为指标,比较不同参数的湍流促进器强化效果。建立了基于遗传算法优化的BP神经网络,使用神经网络对不同的设计参数进行流场效果预测,... 详细信息

利用CFD软件STAR-CCM+对螺旋缠绕式湍流促进器的8种设计参数进行流场数值计算,以壁面剪应力和轴向压降为指标,比较不同参数的湍流促进器强化效果。建立了基于遗传算法优化的BP神经网络,使用神经网络对不同的设计参数进行流场效果预测,网络拟合精确度达到了0.99718。以最小化轴向压降最大化平均壁面剪应力为目标,利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,计算出Pareto最优支配前沿,在最优支配前沿中寻找到合适的设计点,并对预测出的优化参数进行建模并模拟验证。结果分析表明,与初始设计参数相比,在中心杆直径选取为10.8mm、螺距为6.5mm时,流场的轴向压降增加了1.7%,平均壁面剪应力提高了9.7%。

关键词：湍流促进器多目标优化计算流体力学 BP神经网络 NSGA-Ⅱ算法

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湍流促进器性能试验

水处理技术 1978年第2期 12-16页

1977年3月24日—4月27日在实验室进行了圆板式反渗透淡化器的结构试验。本试验是在以往的现场试验及1976年流体力学试验的基础上,对淡化器的结构作了某些改进,并于圆板式反渗透淡化器中加入湍流促进器的情况下进行。经过一个多月(累计运... 详细信息

1977年3月24日—4月27日在实验室进行了圆板式反渗透淡化器的结构试验。本试验是在以往的现场试验及1976年流体力学试验的基础上,对淡化器的结构作了某些改进,并于圆板式反渗透淡化器中加入湍流促进器的情况下进行。经过一个多月(累计运转724小时)的运转试验,基本上达到了预期的目的。

关键词：湍流促进器流道脱盐率操作压力沉淀物淡化器反渗透淡化浓差极化性能试验

锯齿形湍流促进膜过滤器处理SiC废水性能研究

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现代化工 2015年第7期35卷 104-107页

作者：刘建新刘志军王晓娟许晓飞刘凤霞魏炜大连理工大学流体与粉体工程研究设计所辽宁大连116024

为提高平板膜过滤器的过滤性能,设计了一种新型的锯齿形湍流促进膜过滤器。以含有不同浓度的Si C颗粒废水为研究对象,通过错流微滤实验对促进器强化过滤性能进行了研究,分析了促进器作用下膜组件的流动阻力和能量利用率。结果表明,锯齿... 详细信息

为提高平板膜过滤器的过滤性能,设计了一种新型的锯齿形湍流促进膜过滤器。以含有不同浓度的Si C颗粒废水为研究对象,通过错流微滤实验对促进器强化过滤性能进行了研究,分析了促进器作用下膜组件的流动阻力和能量利用率。结果表明,锯齿形促进器可使常规过滤渗透通量提高3.46倍,尤其是在低进料流量、低雷诺数下能有效地强化膜通道内的湍动能,提高能量利用率。锯齿形促进器的强化作用与锯齿的疏密有关,当锯齿的疏密程度增加50%时,单齿强化过滤效率可提高3.7倍。

关键词：膜过滤膜污染过滤强化湍流促进器

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计算流体动力学在膜技术中的应用

中国农村水利水电 2008年第1期 40-44页

作者：刘百仓马军张立秋王弘宇哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

膜技术广泛的应用于水处理过程中,而膜污染和浓差极化限制了它的推广应用。计算流体动力学的应用在减轻膜污染与浓差极化方面起到了非常显著的作用,论述了计算流体动力学技术在膜处理中强化传质、降低能耗方面的应用、膜组件几何形状的... 详细信息

膜技术广泛的应用于水处理过程中,而膜污染和浓差极化限制了它的推广应用。计算流体动力学的应用在减轻膜污染与浓差极化方面起到了非常显著的作用,论述了计算流体动力学技术在膜处理中强化传质、降低能耗方面的应用、膜组件几何形状的优化、描述膜处理过程中所应用的数学模型的发展以及有待进一步解决的主要问题。

关键词：计算流体动力学膜湍流促进器浓差极化