【摘 要】
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微滤是目前所有膜技术中应用最广、经济价值最大的技术,广泛应用于各工程领域流体中微粒的分离与净化。错流微滤过程的模拟一直是研究的热点,但是大多为稳态模拟,鲜有非稳态模拟
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微滤是目前所有膜技术中应用最广、经济价值最大的技术,广泛应用于各工程领域流体中微粒的分离与净化。错流微滤过程的模拟一直是研究的热点,但是大多为稳态模拟,鲜有非稳态模拟报道。因膜通量随时间不断下降直至趋于稳定是错流微滤过程的显著特征,故本文对错流微滤碳酸钙悬浮液非稳态过程进行理论和实验研究,获得适用较广操作条件范围的非稳态数学模型。本文引入膜通量下降率J╱J0,由于膜纯水通量J0体现了膜的特性,使单独分析错流微滤过程膜面区域成为可能,过程分析明显简化。从近膜面微粒的受力分析出发,对错流微滤过程进行因次分析,获得两个与传统形式相同、但具有特殊意义的新特征量Eum和Rem。在错流微滤分离机理基础上,建立了包含Eum和Rem的非稳态膜通量数学模型:上式经积分得到不同时间下膜通量的数学表达式实验使用19孔道的α-Al2O3陶瓷膜,对不同料液性质和操作条件下的膜通量进行测定。用Fortran 90 Marquardt非线性拟合程序对模型中所含待定参数K1、K2进行回归,结果显示K1、K2不受操作条件的影响。模型在下列较宽参数范围与实验拟合良好,平均相对误差为4.4%:微粒粒径2≤dp╱dm≤9(本实验0.4μm<dp<1.8μm),操作压差0.1 MPa<△P<0.2 MPa,错流速率1.4 m·s-1<ν<3.5 m·s-1,料液浓度0.65kg·m-3<c<1.2kg·m-3。
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