旋转错流式膜分离过程的CFD流体动力学研究

摘要：

在不同盘间距和转速下,利用MRF、多孔介质模型和基于k-ω湍流模型对旋转错流式膜分离过程的出水阶段和不出水“冲刷”阶段进行了流体动力学分析,揭示其内部流动规律,并与测定的结果比较,显示模拟结果与试验吻合较好.分析结果表明:在出水阶段,当盘间距每减小5 mm,在60 r/min时流速的峰值会减小约10％,但随着膜盘转速的增加,这种差异性逐渐减小,同时膜盘间主要流速范围沿盘径向外推移.在不出水阶段,流速的峰值随盘间距减小而增加,而转速的增加使曲线差异性减小,同时膜表面剪切力会随转速增加而增大,可增强对膜表面的冲刷,减缓膜通量的衰减;膜盘间距对剪切力的影响在低转速下较明显,但随着转速提高,曲线差异性逐渐变小,当转速达到500 r/min时曲线的峰值差异已减小到约1 Pa.另通过实验表明,转速和出水量的变化具有不一致性,转速大于400 r/min时,出水量开始明显减小,说明设备运行时转速不宜过大.并在此基础上尝试对加入扰流板的改进设备结构进行模拟,模拟结果显示,改进结构可使膜表面的剪切力峰值增加约1.5 Pa,进一步缓解膜通量的衰减.

关键词：旋转错流、旋转速度、盘间距、CFD

所属期刊栏目：37

分类号：TQ028.8(一般性问题)

资助基金：广西壮族自治区水利科技项目资助201316

在线出版日期：2017-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：107-113,121