高通量空气隙膜蒸馏系统的实验研究

该文提出一种高通量的新型膜组件,它采用热液旋转切向湍流入流以冲刷膜面,减小温度和浓度边界层,改善温度和浓度极化,提高传热传质效率,并采用小间隙及膜与冷壁部分接触以减小空气隙的传热传质阻力,从而显著提高蒸馏通量。实验结果表明:最佳切向入流角为30,°膜面接触率为75%~80%。采用这种膜组件的空气隙膜蒸馏系统,当用自来水作为热溶液、间隙为1mm、冷热水温差为65℃时,蒸馏通量可高达120 kg.m-2.h-1,而传统的空气隙膜蒸馏系统(间隙为4mm以上)的最大蒸馏通量仅为28 kg.m-2.h-1。热溶液为15%的浓盐水的蒸馏通量实验也得到类似结果。     

空气间隙式膜蒸馏的传质机理

空气间隙式膜蒸馏是一种新型膜分离技术。采用一维定常流动及空气间隙层中不冷凝的假定,对空气隙膜蒸馏系统的传质传热机理进行了理论研究,数学推导中对相关物理量进行了量阶分析,提出小量假设,导出了计算蒸馏通量的理论公式。还通过膜蒸馏实验测定自来水、盐水、染色水和碱溶液等４ 种不同溶液的膜蒸馏通量,理论分析和实验结果的比较表明所提出的理论公式能正确预测蒸馏通量     

刮膜分子蒸馏传质和传热的数学模型

在对刮膜式蒸馏器蒸发表面流体流动和传质传热进行分析的基础上，研究了分子蒸馏过程，并建立了数学模型．该模型揭示了液膜温度和浓度在轴向、圆周方向和径向上的三维变化规律，反映了进料温度、浓度和流量以及刮膜器速度等参数对分子蒸馏过程的影响，适用于恒壁温以及绝热等不同操作情况．分别用龙格—库塔法和平均隐式差分法对头波常微分方程和液膜偏微分方程进行数值求解，该数值方法求解过程稳定．     

膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的抑制

分析了HCl-H₂O体系气液平衡关系及膜蒸馏与渗透蒸馏耦合分离HCl过程中伴生水传质的推动力,考察了盐浓度、吸收液温度、料液中盐酸和硫酸浓度对伴生水传质的抑制效果。结果表明：料液中含盐、适当升高吸收液温度均能够抑制伴生水的传质;料液中盐酸浓度增大,水的跨膜通量减小,HCl的摩尔通量增大;料液中硫酸浓度从0.01mol/L增大到0.05mol/L,水的跨膜通量下降了28.1%,HCl的摩尔通量增大了2.1倍。     

膜孔径分布对直接接触式膜蒸馏传质速率的影响

膜蒸馏用膜是一种孔径不均一的多孔介质。文中考察孔径分布的存在对直接接触式膜蒸馏跨膜传质速率的影响。按“熵最大”原则导出了膜孔面积的取值服从指数分布规律,其不对称性可能导致按平均孔径预测的传质速率与考虑孔径分布时预测的传质速率有差异,后者应该更接近于真实情况。模拟计算结果表明,按这两种方法预测的传质速率确实存在不容忽视的差别。两种聚四氟乙烯(PTFE)平面膜的直接接触式膜蒸馏实验结果表明,考虑孔径分布的传质速率预测值更接近于实测值。因此,考虑孔径分布的质量传递模型能更准确地描述直接接触式膜蒸馏的跨膜传质过程。     

溴化锂溶液降膜吸收传热传质的研究

在分析国内外相关文献的基础上,介绍了溴化锂水溶液降膜吸收水蒸气过程传热传质的理论与实验研究进展,提出了研究中存在的不足及进一步研究的方向．     

太阳能膜蒸馏实验与数学建模

为以太阳能作为膜蒸馏驱动能源,在不同热工质温度与流量下进行气隙式膜蒸馏实验,建立膜蒸馏传热、传质过程的数学模型,并对该数学模型求解以验证其计算结果的正确性,计算了太阳能膜蒸馏系统的热效率.结果表明,该数学模型是可靠的,可以预测不同工况下膜蒸馏通量;热工质温度较高和流量较大时,膜蒸馏系统具有较高的热效率.     

真空膜蒸馏用于脱除水中氨的传质性能研究

对真空膜蒸馏脱除水中氨过程总传质系数的计算式进行了理论推导,并以真空膜蒸馏实验考察了料液温度、料液浓度及pH值对总传质系数影响。实验结果表明,随料液温度和pH值的增加,总传质系数明显增大,但pH值升至11后,总传质系数的变化不再明显。在实验所涉及的范围内,料液浓度对总传质系数的影响不大。总传质系数理论计算值与实验测定值吻合较好。     

基于高分子透湿膜的全热回收器的传热传质的研究

基于高分子透湿膜的全热回收器是一种新型的高效换热器。为了更好地揭示膜换热器内部的传热传质过程,对膜全热回收器建立了空气侧、膜侧的传热传质数学模型。研究全热回收器的传热传质过程。研究结果表明,膜的热阻对显热交换的影响不大,而膜的湿阻对潜热交换有较大的影响。膜的厚度很小,湿扩散系数很大,因此膜的湿阻较小,使得新风和排风的潜热交换非常充分,结果基于透湿膜的全热回收器的潜热效率很高,达到60%以上,比基于纸的全热回收器的潜热效率高20%左右。     

用气隙式膜蒸馏进行膜渗透性能影响因素研究

利用气隙式膜蒸馏实验对料液温度、流率及气隙宽度等操作条件对膜渗透性能的影响进行了测试和分析。结果表明,提高料液温度,可使膜通量有所提高,但温度极化现象会随之加重。冷液流率的提高引起的膜通量变化明显小于热侧液流率提高对膜通量的影响。另外,小的气隙宽度可得到大的膜通量。     

用减压膜蒸馏测定对流传热系数的研究

介绍了应用减压膜蒸馏技术测定膜组件对流传热系数的理论方法, 并通过实验测定了膜组件的对流传热系数。实验结果得到的关联式与Dittus-Boelter方程基本一致。     

一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法

提出了一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法,即考察NaCl和KCl水溶液膜蒸馏浓缩过程中的通量变化,利用膜表面结晶导致通量急剧下降这一现象间接确定料液侧膜表面的温度,从而由模型方程计算传热系数。通过不同流速下的膜蒸馏实验结果,拟合出了传热系数关联式,其中雷诺准数指数为0.8,与Dittus-Boelter公式一致;在此基础上求出膜蒸馏系数,其平均值5.5×10^-7kg/(m²·s·Pa),与文献报道接近;以实验确定的模型参数预测纯水膜蒸馏通量,实验值与预测值吻合较好。这些都说明了本文提出方法的有效性。     

膜蒸馏技术应用于海水淡化的技术分析与研究进展

介绍了膜蒸馏的原理与影响膜蒸馏通量的相关因素,总结了膜蒸馏方法应用于海水淡化的优势与劣势,对膜蒸馏的分类进行了介绍。针对膜材料发展与蒸馏过程中的膜污染相关问题进行了探讨,对国内膜蒸馏海水淡化技术发展前景进行了展望。     

Analysis of the effects of mass transfer on heat transfer in the process of moisture exchange across a membrane

A theoretical study was conducted to investigate the effects of mass transfer on heat transfer in the process of moisture exchange across a membrane and a mathematical model describing the heat transfer with consideration of the effect of mass transfer was developed.A dimensionless variable,ψi,which presents the degree to which the mass transfer affects the heat transfer,was proposed through theoretical analysis.With calculating of this dimensionless variable,the heat transfer coupled with mass transfer can...     

浸没燃烧蒸发过程单个气泡传热传质模型

浸没燃烧蒸发器是一种利用高温气体与低温液体直接接触传热的高效蒸发设备,其现有传热传质模型较为繁琐。该文从传质推动力角度出发建立了高温气泡在水中上升过程的传热传质模型,计算结果与文献报道的实验数据、模拟结果基本吻合。利用该模型计算可得出,浸没燃烧蒸发过程中,液体平衡温度随气体初始温度的升高或气泡内初始水蒸汽含量的增大而升高,接触时间在一定范围内的增加使得液体平衡温度随之降低,超出1 s后对液体平衡温度影响不大。