中空纤维透析器管外传质系数的计算

假定中空纤维管空间排布服从正三角形和正方形排布,纤维管半径服从Gauss分布的前提下,从理论上推导出中空纤维透析器管外传质系数表达式,并分析管外液体流速、压降及流量恒定时纤维管半径的分散性对管外传质系数的影响. 结果表明,纤维管半径的分散性导致了中空纤维透析器传质系数的下降,且在高填充密度下,纤维管半径分散性的影响更加显著. 在相同的纤维管半径分散性下,正三角形排列方式要优于正方形的排列方式. 这对提高中空纤维透析器的透析效率以及对中空纤维透析器医疗器械的改进有重要意义.     

多进口中空纤维膜吸收器的流动特性与传质性能

采用多壳程进口聚丙烯中空纤维膜器测定了在吸收剂分布式进料操作条件下,中空纤维膜器壳程流体停留时间分布,据此分析了吸收剂壳程分布式进料时的壳程流动特性,结果表明在中空纤维膜器壳程存在返混等非理想流动。同时,针对酸性气体膜吸收传质实验,分析了吸收剂分布式进料操作时中空纤维膜酸性气体吸收过程的传质特性,并与单一进口进料操作时的传质特性作了比较,证明了壳程非理想流动会造成传质效率的下降。     

中空纤维膜接触器精馏过程传质性能的研究

以乙醇-水体系的精馏分离为研究对象,选用不同装填分率的中空纤维膜组件,研究了中空纤维膜接触器的气液传质性能。结果表明：不同装填分率的中空纤维膜接触器,随着装填分率的减小,壳程膜丝分布更加均匀、传质阻力减小、传质性能提高;乙醇-水体系的精馏传质过程为液膜控制,可通过控制液相传质来改善总传质效果;当装填分率一定时,随着气相速度的增加,总传质系数增大、传质性能增强,且其实际值与理论值存在差异。     

二维随机分布纤维过滤介质的压力损失分形模型

为了研究影响纤维过滤器压力损失的主要因素,开发了能够生成二维随机分布的虚拟纤维过滤介质的VBA程序,并在纤维随机分布的二维区域中利用计算流体力学(CFD)技术计算了Stokes方程的数值解.通过对虚拟滤料CFD模拟计算结果的数据回归分析可知,纤维过滤介质的压力损失随纤维填充率增加呈非线性增加,与纤维直径的二次方呈反比例关系,与纤维介质厚度及过滤速度呈线性正比例关系,由此提出了二维随机分布纤维过滤介质的压力损失预测模型.在此基础上,考虑了分形维数和迂曲度对过滤压力损失的影响,得出压力损失随分形维数和迂曲度的增加呈非线性增加,提出了包含分形维数、迂曲度的压力损失预测表达式,该表达式与相关文献的分形理论模型具有很高的一致性.     

装填分率对中空纤维膜组件壳程传质性能的影响

文中测定了不同装填分率中空纤维膜组件壳程的流体力学性能,并对其传质性能进行了理论计算及实验研究,获得了传质准数关联式。结果表明：在相同Re下,当装填分率小于60%时,传质系数随装填分率的增大而增大;当装填分率大于60%时,传质系数则随装填分率的增大而减小。将传质系数的理论计算值与实测值进行比较,二者基本吻合,表明该理论方法可以较好地预测中空纤维膜组件壳程的传质性能。     

中空纤维膜萃取器内流动特性

对中空纤维膜器内流动特性的研究是膜器设计和放大的基础。该文通过测量装填因子不同的 3个聚丙烯中空纤维膜萃取器壳程和管程的停留时间分布曲线 ,研究了不同流速下膜器的流动状况 ,并用轴向扩散模型描述了流动的非理想性。结果表明 ,中空纤维膜萃取器的管程和壳程流动与理想平推流和理想全混流相差较大 ,装填因子与流速对二者均有较大影响。采用轴向扩散模型得到的响应曲线的计算值与实验值符合较好 ,且中空纤维膜萃取器中轴向返混的影响不可忽略。     

U型或浮头式换热器管板中的热应力及其主要影响因素研究

采用有限元法研究了U型或浮头式换热器管板中的热应力，并考察了管板厚度及管壳程对流换热系数的影响。研究结果表明，对于U型或浮头式换热器，管板内仍存在较大的热应力，这是由于管板上换热管中热量传递造成的，并且当管板较厚时这种应力更为突出；在管程走热流体时，管板两侧表面存在拉伸热应力，降低管板厚度可以有效地降低由热载荷引起的管板壳程侧表面热应力，壳程侧表面热应力可由40 MPa降至-13 MPa；壳程传热系数对管板温度场的影响明显，在换热器设计中使对流换热系数较低的介质走壳程有利于降低管板的热应力。     

无管板列管式换热器的结构及传热研究

针对列管式换热器壳程传热膜系数较低、高流速时易产生流体诱发振动、管板与换热管之间存在间隙腐蚀的实际情况,提出了一种无管板列管式换热器结构.该结构提高了壳程的传热膜系数,解决了间隙腐蚀的问题,减小了壳程流体的流动阻力和流体诱发振动,为列管式换热器的结构改造提供了好的形式.     

中空纤维膜吸收过程多釜串联传质模型

建立了一个可用于描述中空纤维壳程非理想流动的全混釜多级（多釜）串联传质模型，研究了中空纤维膜吸收器壳程非理想流动对其传质性能的影响，并对中空纤维膜吸收器的总传质系数进行了估算．模型预测与实验结果的比较表明，多釜串联传质模型可以较为准确地预测中空纤维膜吸收器的传质性能，有助于中空纤维膜吸收器的设计与优化．     

非织造材料分形维数与填充率及纤维直径的关联

开发随机排列的模拟非织造材料表面及截面生成程序,针对3种不同的纤维直径,生成非织造材料表面及截面的纤维结构分布,并采用计算机软件分别计算其分形维数和填充率.通过大量的计算机模拟计算数据及关联回归分析,得出模拟的非织造材料表面及截面的分形维数与其填充率和纤维直径之间关系的关联表达式.结果表明:非织造材料具有分形特征,其结构可采用分形维数进行描述;而其分形维数与纤维填充率及纤维直径之间存在一定的关联规律,模拟的非织造材料的表面分形维数关联表达式的计算结果与实测相对误差小于4.83%;非织造材料表面分形维数与截面分形维数关联表达式的计算结果进行比较,其平均绝对误差为0.163.非织造材料表面分形维数与截面分形维数计算式具有相同的表达形式.