计算流体力学在膜过程传质优化中的研究进展
本文选题:计算流体力学 切入点:膜分离 出处:《化工进展》2017年06期 论文类型:期刊论文
【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。
[Abstract]:From the membrane, membrane structure, operation conditions optimization of membrane process, the 4 aspects of membrane process coupling describes recent computational fluid dynamics (CFD) research and application progress in the optimization of mass of membrane process. It is pointed out that the morphology of the CFD simulation and limitations of the liquid net improvement demonstrates the superiority; play a key role in membrane surface morphology and support layer structure modification and optimization; the pulsating flow, two-phase flow and the introduction of mechanical vibration and the flow field, concentration field, temperature field visualization research has been relatively mature; in addition, the CFD simulation proved that the membrane separation process and other process dynamic coupling is to improve the membrane surface shear rate, effective way to enhance the mass transfer and separation efficiency. The accuracy of most CFD simulation work is not enough, the optimization model to improve the accuracy and will inevitably increase simulation The research and design materials processing technology and the complexity of the membrane module is not matching problems, think the future direction of the coupled field will focus on different optimization methods, and the use of detection technology and system of new preparation process so the lack of experimental data, the theoretical model is more practical.
【作者单位】: 清华大学化学工程系;
【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
【分类号】:TQ021.1
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