中空纤维膜接触器壳程添加构件强化传质研究

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1、北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：重垄堑日期：21垡：友：至2关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：毽堑幺日期：兰!!!：查：垒!导师签名：壶j函塑日期：塑』!￡!三2导师签名：—≥4靴舆日期：—二塑型上￡墨Lr学位论文数据集中图分类号1’Q028．8学科分类号530。2150论文编号1001020llOll4密级学位授予单位代码10010学位授予单位名

3、称北京化工大学作者姓名董艳艳学号2008000114获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码0817课题来源自选课题研究方向膜分离论文题目中空纤维膜接触器壳程添加构件强化传质研究中空纤维膜接触器，壳程、强化传质、筛网、弓形折流板、螺旋折关键词流板论文答辩日期2011．5—27论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长刘丽英副教授北京化工大学化学工程指导教师评阅人1丁忠伟教授北京化工大学化学工程评阅人2孙建军副教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员蝴陈晓春教授北京化工大学化学工

4、程答辩委员1丁忠伟教授北京化工大学化学工程答辩委员2刘伟教授北京化工大学化学工程答辩委员3孙建军副教授北京化工大学化学工程答辩委员4杜俊琪副教授北京化工大学化学工程答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《(中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB厂r13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要中空纤维膜接触器壳程添加构件强化传质研究摘要中空纤维膜接触器以其体积小、装填密度高和无需支撑等优势受到

5、关注，在膜分离领域有越来越广泛的应用。但是，由于其中壳程流动情况复杂，影响因素较多，一直是人们关注的热点。对于传统的平直式中空纤维膜接触器，膜丝的随机装填使其在壳程分布不均匀，造成流体的非理想流动，使传质效率降低。因此，研究中空纤维膜接触器壳程强化传质性能，对于中空纤维膜接触器的应用有着重要的实际意义。本文以氮气吹扫水中溶解氧为实验体系，通过在壳程中添加筛网、弓形折流板和螺旋折流板三种不同构件改变壳程的空间结构，研究了装填分率、构件的数目及组件的尺寸对壳程流体力学性能及传质性能强化的影响。对中空纤维膜组件壳程中添加筛网强

6、化传质过程进行了研究。考察了装填密度及筛网数目对流体力学性能和传质性能的影响，得到了传质增幅与压降增幅的关系及单位压降的传质系数。结果表明：添加筛网使壳程的非理想流动下降，沟流、死区等影响降低，有效传质面积增大，传质性能增强。在研究范围内，添加3个筛网时，传质系数增幅最大达46％。装填密度低，雷诺数较小时，传质增幅较大。添加l、2个筛网组件单位压降下的传质系数高于平直组件，添加3个筛网组件单位压降下的传质系数低于平直组件，且添加2个筛网的组件单位压降下的传质系数最高。对中空纤维膜组件壳程中添加弓形折流板强化传质进行了研究

7、。研究I北京化工大学硕士学位论文了装填分率、组件的长径比对流体力学性能及传质性能强化的影响，得到压降增幅与传质增幅的关系及单位压降的传质系数，并获得了传质准数关联式。结果表明：添加弓形折流板后流体的湍动程度增大，传质性能增强明显。对于长径比为14的膜组件，装填分率越大，强化传质效果越好，最大传质增幅为37％，但是单位压降下的传质系数均小于平直组件。对于长径比为4的组件，传质增幅较大在60％．100％，且单位压降下的传质系数高于平直组件。类比于螺旋折流板换热器，对中空纤维膜组件壳程中添加螺旋折流板强化传质进行了研究，并与添

8、加弓形折流板组件进行了对比。结果表明：添加螺旋折流板后流体湍动程度大大增强，传质效果是平直组件的1．7—2．2倍，且单位压降下的传质系数高于平直组件；添加的螺旋折流板数目越多，强化传质效果越显著。与相应的弓形折流板组件相比，在同样条件下，螺旋折流板组件的传质系数更大、压降更小，即单位压降下的传质系数更大。从传质系数的