旋流强化中空纤维膜组件结构优化及壳程流动研究

作者：张婷; 李传玺; 郭凯; 张会书; 冯爱国; 刘春江^*

来源：化工学报, 2018, 69(11): 4663-4674.

• 计算流体力学
• 优化
• 过滤
• Box-Behnken方法
• 结垢

提出并优化了一种旋转流强化的膜组件水力学模型。Box-Behnken方法用于进口直径、进口长度、膜壳高度、进/出口端管长度、球突结构直径,进出口倾斜角度的多参数的实验设计,获得了响应变量最优的膜组件设计方案。通过雷诺应力RSM湍流模型与基于Euler-Lagrange算法的离散相DPM模型的耦合计算,模拟研究了三维模型内液固两相流的颗粒停留时间分布、流体力学特征。模拟结果显示,旋流强化的膜组件壳程的速度分布更加均匀,膜面剪切应力高;湍流耗散率、涡量分布不同于传统膜组件。实验结果证实,优化后的膜组件具有高产水量、低压力降,膜污染速率低的特点。

• 单位
  天津大学; 化学工程联合国家重点实验室