渗透汽化膜组件中流动和传质的数值模拟及实验研究

摘要

采用计算流体力学(CFD)的方法,对自制的矩形平板PDMS(聚二甲基硅氧烷)复合膜构造而成的板框式渗透汽化膜组件进行了流体流动和对流传质的研究,并以乙醇水溶液为分离对象,通过实验对模拟结果加以验证.数值模拟结果给出了原料液在流道内的速度分布以及乙醇质量分数云图,揭示了速度分布对渗透通量的影响.对不同流量下的模拟计算结果对比分析可知,增大流量有利于缓解浓差极化现象,降低传质阻力,从而促进渗透传质进行.基于串联阻力模型,探讨了膜表面的液体流动状况对膜传质的影响,拟合出对流传质系数与Reynolds数的关系式,与实验值极为吻合.