新型板框气隙式膜蒸馏组件流场的CFD数值模拟
本文选题:气隙式膜蒸馏 + 计算流体力学 ; 参考:《膜科学与技术》2017年02期
【摘要】:利用计算流体力学(CFD)软件,构造三维计算模型,对新型的热量回收板框气隙式膜蒸馏组件内部热质传递过程进行研究.分别考察了不同进料温度、流速和操作真空度条件下模型内部流体温度分布情况.模拟结果表明:提高进料侧料液流速或者减小渗透侧真空度,在同一位置的膜表面温度均增加;渗透侧换热中空纤维从下至上壁面温度呈现递增的趋势,各层中空纤维外表面温度均存在差异,距离膜侧位置越近,中空纤维表面温度越高.研究发现,在不同条件下渗透侧底部区域的蒸汽温度大于热料液主体温度,不利于膜蒸馏过程和热量回收利用;当增加料液温度或者下游侧真空度时,有效膜蒸馏面积增大.结果揭示了新型组件内部直观的参数分布规律,为内部结构进一步优化奠定了基础.
[Abstract]:A three-dimensional computational model was constructed by using computational fluid dynamics (CFD) software to study the heat and mass transfer process in a new heat recovery plate-frame air-gap membrane distillation module. The fluid temperature distribution in the model was investigated under different feed temperature, flow rate and operating vacuum. The simulation results show that the surface temperature of the membrane increases at the same position by increasing the feed flow rate or decreasing the vacuum on the permeable side, and the temperature of the permeable side heat transfer hollow fiber increases from the top to the bottom of the wall. The outer surface temperature of hollow fiber in each layer is different, and the closer it is to the membrane side, the higher the surface temperature of hollow fiber is. It is found that the vapor temperature in the bottom of permeable side is higher than that in the main body of the hot feed under different conditions, which is not conducive to the process of membrane distillation and the recovery of heat, and the effective membrane distillation area increases with increasing the temperature of feed liquid or the vacuum degree of downstream side. The results reveal the distribution law of the parameters in the new component, and lay a foundation for further optimization of the internal structure.
【作者单位】: 天津大学化工学院;化学化工协同创新中心;化学工程联合国家重点实验室;天津市膜科学与海水淡化重点实验室;
【基金】:天津市支撑计划项目(12ZCZDSF02200)
【分类号】:TQ028.8
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本文编号:1786778
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