逆流空气隙平板膜接触器耦合传热传质特性研究

研究了逆流空气隙平板膜接触器流道内流体的耦合传热传质特性。选择逆流空气隙平板膜接触器中的相邻膜流道、流道内的流体以及流道之间的空气隙作为研究对象,建立流体流动与耦合传热传质三维数学模型,再通过计算软件COMSOL Multiphysics对模型进行求解,获得计算单元内膜流道的出口参数、膜接触器的制热效率以及热流密度等特性参数,分析不同膜流道宽长比以及空气隙厚度下膜接触器的传热传质特性。结果表明,随着膜流道宽长比的增大,溶液出口温升大幅升高,但制热效率却大幅降低;随着空气隙厚度的增大,溶液出口温升和制热效率均呈现出先增大、后减小的趋势,当空气隙厚度在1~1.5 mm之间时,溶液出口温升和制热效率达到最大值;显热传递和潜热传递都对膜接触器的制热性能有重要影响,当空气隙厚度较小时,显热传递的影响更大,而当空气隙厚度较大时,潜热传递的影响更大。