計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)模擬應用于膜過濾過程是近年新發展起來的一種膜過濾研究方法。綜述了CFD模擬在膜過濾過程中的應用。從膜組件過濾特性和反應容器水力特性兩個角度概述了 CFD模擬膜內部濃差極化、質量傳遞系數等流態特性。膜面壓力、滲透速率等流體特性參數,膜組件優化和反應器內流場分布.為膜過濾過程的評價提供了理論依據,對于實際應用具有極其重要的意義。
關鍵字:計算流體動力學模擬 膜過濾過程 過濾特性 水力特性
膜過濾技術是借助一定的外加壓力使液體通過膜后分離成濃縮液和滲透液的分離技術常用于水處理的膜過濾技術依據過濾膜孔徑、被截留物質的尺寸和施加的過濾壓力的不同可分為微濾、超濾、納濾和反滲透等。該技術在長期的運轉過程中.會引起膜的污染,導致滲透通量下降。獲得滿意的膜通量及最大限度地降低膜污染是膜技術應用的關鍵選擇合適的操作參數是解決膜污染的主要途徑但借助實驗通過改變過濾反應器的各項參數解決膜污染問題會耗費大量的人力、物力和財力,且會受到實驗儀器的精度及不穩定狀況影響。
對于膜過濾反應器和膜組件的優化過程首先應是對過濾運行參數的實驗優化上升到過濾數學模型的建立.通過建立 的數學模型再去指導實驗.最后由實驗來修正數學模型的循環過程。由于實驗過程的復雜與多變.許多學者通過計 算流體動力學來對膜過濾反應器進行優化模擬計算流體動力學(CFD)是建立在經典流體動力學與數值計算方法基礎之上的一門新型獨立學科.通過計算機數值計算和圖像顯示的方法.在時間和空間上定量描述流場的數值解.從而達到對物理問題研究的目的。
運用CFD模擬,可以大幅度減少實驗工作量、降低實驗成本,通過對膜過濾反應器的內部流態特征和分布流場的數值模擬.可形象而直觀地獲得各個流動參數特征.從而對膜組件的特性和運行條件進行優化,減輕膜污染。在某些不能進行實驗研究的情況下,CFD模擬還可用于指導工程設計和施工,這也將是未來各種模型優化的理想選擇之一。CFD方法與傳統的理論分析方法和實驗測量方法共同組成了研究流體流動問題的完整體系筆者結合國內外的一些研究現狀.綜述了CFD技術在膜過濾過程中的研究應用.以使更多研究者關注和重視CFD技術未來的發展。來源:谷騰水網
更多內容請見附件:CFD技術在膜過濾過程中的應用

