湍流促进器对液固一体式膜反应器中膜过滤性能影响的研究

以改善液固一体式膜反应器中膜过滤性能为目的,设计了3种外置式湍流促进器进行膜过滤强化实验,考察了湍流促进器的构型、旋转速度等因素对膜通量的影响。结果表明,旋转的湍流促进器可以明显地提高膜通量,其中推进式湍流促进器的强化效果最明显;随着湍流促进器旋转速度的增加,膜通量也相应增加;采用该湍流促进器可以进行高悬浮液质量浓度的膜过滤强化实验。

板刺式微通道湍流促进器强化SMBR的CFD数值模拟

采用CFD中的Standard k-ε湍流模型模拟板刺式微通道湍流促进器的刺角度及微孔尺寸对浸没式平板膜生物反应器内流场特性的影响,选出对减轻膜污染和浓差极化效果最佳的刺角度及微孔尺寸.在文中通过定性和定量分析附加板刺式微通道湍流促进器后浸没式平板膜生物反应器中的流体速度、静压、湍流动能、湍流强度、湍流耗散率和膜表面剪切力性能指标的变化.从模拟结果可得出,刺角度为60°和微孔半径为0.3mm时,流体速度、湍流动能和剪切力增加明显,并在微通道湍流促进器附近产生涡,从而能有效强化过滤性能,抑制膜表面滤饼层的形成,减缓膜污染.

集成反应器微滤过程中湍流促进器的研究

采用湍流促进器对陶瓷膜分离TiO2超细粒子悬浆液微滤过程进行了强化研究。考察了湍流促进器结构参数对强化过程的影响,确定了合适的湍流促进器为螺旋式湍流促进器,其结构参数为螺杆直径2 mm,螺距20 mm;探讨了湍流促进器的强化机理,同时对湍流促进器的有效性进行了实验考察。研究表明,采用这种方法提高了渗透通量。

湍流促进器强化陶瓷膜微滤CaSO4悬浆液的研究

研究了湍流促进器对19通道陶瓷膜微滤CaSO4悬浆液过程的影响,优化湍流促进器的优化设计参数。确定螺旋式湍流促进器的强化效果较好。设置方式为内圈螺间距4 mm,外径3.4 mm和外圈螺间距8 mm,外径3.4 mm的组合式,螺旋湍流促进器的强化效果最佳,膜通量提高23.76%,并有效地改善了膜通道内流体流动状态。

波纹微通道湍流促进器减缓SFMBR的膜污染效果分析

主要通过浸没式平板膜生物反应器的膜污染阻力分布和膜表面的污染特性来分析波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器的膜污染效果.结果表明,波纹微通道湍流促进器有效地降低了总阻力Rt,降低率达到68.01%,其中的Rrf、Rc和Rp+Ra分别降低54.20%、87.98%和84.00%;滤饼层厚度、有机和无机污染成分都减少,且污染层更易去除.综合膜污染阻力分布和膜表面污染物表征结果从扰流作用强化机理、逆扩散机理、絮凝机理和微孔强化过滤机理四个方面分析了波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器膜污染的效果.

基于BP神经网络的湍流促进器多目标优化

利用CFD软件STAR-CCM+对螺旋缠绕式湍流促进器的8种设计参数进行流场数值计算,以壁面剪应力和轴向压降为指标,比较不同参数的湍流促进器强化效果。建立了基于遗传算法优化的BP神经网络,使用神经网络对不同的设计参数进行流场效果预测,网络拟合精确度达到了0.99718。以最小化轴向压降最大化平均壁面剪应力为目标,利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,计算出Pareto最优支配前沿,在最优支配前沿中寻找到合适的设计点,并对预测出的优化参数进行建模并模拟验证。结果分析表明,与初始设计参数相比,在中心杆直径选取为10.8mm、螺距为6.5mm时,流场的轴向压降增加了1.7%,平均壁面剪应力提高了9.7%。

低阻力湍流促进器设计与流动特性分析

设计了一种梯形截面的新型螺旋型湍流促进器,分析了速度、湍动能、湍流耗散率、压力、壁面剪切力等物理量的指标变化以及在流场中的分布状态,结合数值模拟分析法探索螺旋型湍流促进器强化传质过程的作用机理,并与传统半圆形截面螺旋型湍流促进器的流体动力学性能和能耗进行了对比。研究表明,梯形截面螺旋型湍流促进器流场的最大速度为1.44 m/s,湍动能平均值为0.023 K,壁面剪切力平均值为9.55 Pa,轴向压力降与壁面剪切力的比值为165;半圆形截面螺旋型湍流促进器流场的最大速度为1.17 m/s,湍动能平均值为0.02 K,壁面剪切力平均值为7.35 Pa,轴向压力降与壁面剪切力的比值为155;梯形截面的螺旋型湍流促进器流场的流体动力学性能要优于半圆形截面螺旋型湍流促进器,且压力降与壁面剪切力相比增加幅度较小,即相对阻力更小,在满足强化传质要求的同时消耗更少的能量。

微通道湍流促进器强化平板MBR的CFD数值模拟

采用CFD中的Standard k-ε湍流模型模拟微通道湍流促进器在平板膜生物反应器中的5种不同放置位置及其6种不同形状对膜生物反应器流体动力学性能的影响,通过定性和定量分析附加微通道湍流促进器后平板膜生物反应器中的流体速度、静压、湍流动能、湍流耗散率和剪切力性能指标的变化。从模拟结果可得出,附加微通道湍流促进器的平板膜生物反应器的流体动力学性能要优于无湍流促进器的流体动力学性能,且梯形微通道湍流促进器双面平行放置于平板膜生物反应器时增加流体速度、湍流动能和剪切力且湍流耗散率和静压增加幅度较小,并在微通道湍流促进器附近有涡的产生,从而有效抑制膜表面滤饼层的形成,减缓浓差极化和减轻膜污染。

曝气速率对附加微通道湍流促进器SMBR流体动力学性能的影响

从CFD数值模拟和PIV实验两方面研究5种不同曝气速率对附加微通道湍流促进器的浸没式平板膜生物反应器中的流体动力学性能的影响,对膜面上液相流速和剪切力随曝气速率的变化进行了分析。从CFD模拟结果与PIV实验结果均可得出,曝气速率为0.5 m/s时附加微通道湍流促进器的浸没式平板膜生物反应器的流体动力学性能要优于其他曝气率下的流体动力学性能,且速度和膜面剪切力平均偏差率分别为7.49%和14.19%。PIV实验验证了CFD模拟过程中模型和边界条件的合理性。这也表明当曝气与微通道湍流促进器结合在一起,更易于在微通道湍流促进器附近产生旋涡和加强流体的湍流程度,从而有效抑制膜表面滤饼层的形成,减缓浓差极化和减轻膜污染。

锯齿形湍流促进膜过滤器处理SiC废水性能研究

为提高平板膜过滤器的过滤性能,设计了一种新型的锯齿形湍流促进膜过滤器。以含有不同浓度的Si C颗粒废水为研究对象,通过错流微滤实验对促进器强化过滤性能进行了研究,分析了促进器作用下膜组件的流动阻力和能量利用率。结果表明,锯齿形促进器可使常规过滤渗透通量提高3.46倍,尤其是在低进料流量、低雷诺数下能有效地强化膜通道内的湍动能,提高能量利用率。锯齿形促进器的强化作用与锯齿的疏密有关,当锯齿的疏密程度增加50%时,单齿强化过滤效率可提高3.7倍。

陶瓷微滤膜处理钛白粉水洗液的过程强化研究

本文采用湍流促进器和反冲对陶瓷膜处理钛白粉水洗液的微滤过程进行了强化研究。实验结果表明：采用以上两种方法均不同程度地提高了渗透通量，降低了能耗。考察了湍流促进器结构参数和反冲持续时间、压力、周期对强化效果的影响，确定了合适的湍流促进器结构参数和反冲条件，并对反冲的重复性进行了实验考察。

计算流体动力学在膜技术中的应用

膜技术广泛的应用于水处理过程中,而膜污染和浓差极化限制了它的推广应用。计算流体动力学的应用在减轻膜污染与浓差极化方面起到了非常显著的作用,论述了计算流体动力学技术在膜处理中强化传质、降低能耗方面的应用、膜组件几何形状的优化、描述膜处理过程中所应用的数学模型的发展以及有待进一步解决的主要问题。

膜微滤强化技术国内研究进展

概述了国内膜微滤强化技术研究进展,分析了附加场、设置湍流促进器或脉动进料方法,以及旋转横流强化、旋转动态膜强化、组合强化等方法的特点。

陶瓷膜分离CaCO_3悬浆液强化过程的研究

在固定反冲条件下,研究了螺旋型湍流促进器及其螺杆直径、螺间距等参数对19通道无机陶瓷膜分离轻质碳酸钙悬浆液的强化过程,确定了湍流促进器的优化设计参数,并在优化条件下,对操作压力、操作温度、膜面流量和溶液浓度等操作条件进行了研究。

圆板式反渗透装置性能预测及流速的影响

反渗透过程中,流体的流动状态直接影响膜性能的发挥,而流动状态取决于流道的几何形状和流速。在平行板距形流道中,板间距及网状湍流促进器对反渗透膜性能的影响己从实验得到了证明。本文将进一步综合讨论流速对圆板反渗透装置(加导流板或湍流促进器)性能的影响,并简略介绍预测该装置性能的方法。