平板膜组件中隔网构型的CFD模拟

在由卷式膜组件简化成的平板膜组件的隔网流道中,利用计算流体动力学(CFD)方法对流道中纤维丝的排布方式进行二维模拟。考察了3种排布方式(同边,交错,中心)下,流体的速度分布以及对于壁面的剪应力分布.结果表明,交错排列的方式效果最佳.当提升流体流速时,纤维丝背后产生的逆流区域范围逐步增大,但存在一定的上限值.通过自行搭建的平板膜组件测试装置,考察了纤维丝不同排布方式下的Re和摩擦因子f的关系曲线,与CFD模拟得到的结果比较吻合良好,证明了模型的准确性.

平板膜组件内部流体流动状态的可视化

自行设计了透明的有机玻璃膜组件,用于直接观测组件内部流体流动状态。分别测定了空流道和含有料液隔网流道的压力损失,并根据摩擦因子f随Re值的变化曲线确定了临界Reynolds数(Rec)的范围。结果表明,含有料液隔网流道的Rec相比空流道大大减小。利用注射颜料的方法对流体流动情况进行观测,验证了上述结果。随后测定了表面粗糙度、隔网排布形式、孔隙率对流体流动情况的影响。最后,自制小型卷式膜进行测试,结果与平板膜的压力损失情况相符,表明平板膜的实验结果可以用于预测卷式膜的行为。