CFD技术在膜过滤过程中的应用

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计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟应用于膜过滤过程是近年新发展起来的一种膜过滤研究方法。综述了CFD模拟在膜过滤过程中的应用。从膜组件过滤特性和反应容器水力特性两个角度概述了 CFD模拟膜内部浓差极化、质量传递系数等流态特性。膜面压力、渗透速率等流体特性参数,膜组件优化和反应器内流场分布.为膜过滤过程的评价提供了理论依据,对于实际应用具有极其重要的意义。

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膜过滤技术是借助一定的外加压力使液体通过膜后分离成浓缩液和渗透液的分离技术常用于水处理的膜过滤技术依据过滤膜孔径、被截留物质的尺寸和施加的过滤压力的不同可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。该技术在长期的运转过程中.会引起膜的污染,导致渗透通量下降。获得满意的膜通量及最大限度地降

低膜污染是膜技术应用的关键选择合适的操作参数是解决膜污染的主要途径但借助实验通过改变过滤反应器的各项参数解决膜污染问题会耗费大量的人力、物力和财力,且会受到实验仪器的精度及不稳定状况影响。

对于膜过滤反应器和膜组件的优化过程首先应是对过滤运行参数的实验优化上升到过滤数学模型的建立.通过建立 的数学模型再去指导实验.最后由实验来修正数学模型的循环过程。由于实验过程的复杂与多变.许多学者通过计 算流体动力学来对膜过滤反应器进行优化模拟计算流体动力学(CFD)是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科.通过计算机数值计算和图像显示的方法.在时间和空间上定量描述流场的数值解.从而达到对物理问题研究的目的。

运用CFD模拟,可以大幅度减少实验工作量、降低实验成本,通过对膜过滤反应器的内部流态特征和分布流场的数值模拟.可形象而直观地获得各个流动参数特征.从而对膜组件的特性和运行条件进行优化,减轻膜污染。在某些不能进行实

验研究的情况下,CFD模拟还可用于指导工程设计和施工,这也将是未来各种模型优化的理想选择之一。CFD方法与传统的理论分析方法和实验测量方法共同组成了研究流体流动问题的完整体系笔者结合国内外的一些研究现状.综述了CFD技术在膜过滤过程中的研究应用.以使更多研究者关注和重视CFD技术未来的发展。来源:谷腾水网

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