胡俊虎
,
田瑞
,
杨晓宏
,
席魁
,
魏文龙
,
张欣宇
工程热物理学报
设计了一种新型的半导体制冷空气隙膜蒸馏系统,将具有半导体制冷的冷腔与膜蒸馏系统的热腔有机地结合起来.实验研究了半导体输入电流、冷却水流量及热液温度对通量的影响.实验表明:冷却水流量900 L/h,输入电流8A时的冷壁温度平均为5℃,制冷面各测点的温差最大只有0.5℃,制冷面温度均匀;实验工况8～12 A,冷却水流量300L/h时,膜通量随半导体输入电流的增大而增大.本文的研究为小型半导体制冷空气隙膜蒸馏系统的理论与应用研究奠定了基础.
关键词:
半导体制冷
,
空气隙膜蒸馏
,
膜通量
,
电流
尹秀翠
,
邢世录
,
杨晓宏
,
杨胜男
,
田瑞
膜科学与技术
以新型气隙式膜蒸馏冷腔为研究对象,拟寻求合适的制冷源来代替大型、高耗能的制冷机.对新型空气隙膜组件与半导体制冷片的匹配理论进行了研究,并且做了耦合设计.实验采用空气强制对流散冷和循环水浴散热的方式,测试分析在特定条件下半导体冷端温度的变化规律,探求适合于空气隙膜蒸馏冷腔的片数及运行工况.研究结果表明,半导体制冷片不但响应时间迅速,而且长时间运行稳定性好.散热循环水浴流量对半导体冷端的温度影响很大.在风机风量600 m3/h,室温22℃,散热循环水浴流量700 L/h,水温20℃的条件下,输入电流I=20 A时,半导体冷端温度是8.86℃,制冷量是112.83W,在膜面积为0.010 4m2时,可以达到膜蒸馏冷腔所需的温度条件.可以作为优化新型气隙式膜组件冷腔的首选方案.
关键词:
空气隙膜蒸馏
,
半导体制冷
,
耦合设计
,
匹配理论
徐义明
,
何清凤
,
黄晶晶
,
李凭力
,
陈英才
,
吴浩赟
,
陆晓咏
,
耿洪鑫
,
黄益平
膜科学与技术
针对含有Ca2+、Mg2+及SiO32-的反渗透(RO)浓水,提出了化学除硬→絮凝沉淀→离子交换→超滤处理的新型预处理流程.研究了该预处理方法对RO浓水中易结垢离子的去除效果,及其对气隙式膜蒸馏(AGMD)性能的影响.实验结果表明,经过该预处理过程后Ca2+、Mg2+和SiO32-的含量均低于5 mg/L.与常规的除硬处理不同,经过该预处理过程后,RO浓水中的难溶盐CaCO3、Mg (OH)2均未达到饱和,进行膜蒸馏浓缩时,不会立即在膜表面沉积.经预处理后,原RO浓水中的主要成分为NaCl,其可在膜蒸馏浓缩得到结晶固体.未经预处理的RO浓水浓缩7倍时,产水通量衰减了40.55％,电导率增大了22.71％,CODCr含量为40～60mg/L;对于预处理后的浓水,该衰减程度减小24.02％,且产水电导率保持相对稳定,COD含量低于10 mg/L,产水可以用作工业循环冷却水和工业洗涤水,经活性炭吸附后可用作锅炉用水.预处理后的RO浓水进入AGMD装置浓缩168 h,产水通量衰减缓慢,产水电导率一直维持在5 μS/cm以下,整个过程中COD均小于10mg/L.
关键词:
RO浓水
,
气隙式膜蒸馏
,
预处理
,
产水通量
,
产水电导率
薛喜东
,
王建友
,
刘红斌
,
张振辉
,
杨建鑫
,
王济虎
,
李卜义
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.04.019
设计了一种小型太阳能膜蒸馏海水淡化系统,采用自主设计的螺旋缠绕式中空纤维空气隙膜蒸馏组件(SW-AGMD-HF)作为核心的膜蒸馏(MD)单元.以TDS(总可溶固体物)为35 000 mg/L的模拟海水为原水,考察冷热水流量、膜组件启动温度和天气对太阳能膜蒸馏系统产水的影响.结果表明,在太阳辐照量一定的条件下,产水量随进水流量的增大而减小,膜组件启动温度的高低则对产水量无显著影响,日照条件是产水量的最显著影响因素.以上实验条件对产水电导率均无显著影响.在夏季晴朗的天气下,太阳能集热器日平均集热效率约为30％;当集热面积为15 m2,膜面积为1.56m2,冷热水流量为90 L/h;膜组件启动温度为50℃时,最高日产水量为44.3 L,产水电导率始终低于50 μS/cm,SW-AGMD-HF装置的脱盐率为99.9％.太阳能膜蒸馏充分利用了太阳能作为能源,运行稳定,产水水质好,有望成为一种新型的海水及苦咸水淡化技术,为小型海岛和偏远地区提供可靠的饮用水.
关键词:
太阳能
,
空气隙膜蒸馏
,
中空纤维膜组件
,
海水淡化
许凯
,
李保安
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2017.02.014
利用计算流体力学(CFD)软件,构造三维计算模型,对新型的热量回收板框气隙式膜蒸馏组件内部热质传递过程进行研究.分别考察了不同进料温度、流速和操作真空度条件下模型内部流体温度分布情况.模拟结果表明:提高进料侧料液流速或者减小渗透侧真空度,在同一位置的膜表面温度均增加;渗透侧换热中空纤维从下至上壁面温度呈现递增的趋势,各层中空纤维外表面温度均存在差异,距离膜侧位置越近,中空纤维表面温度越高.研究发现,在不同条件下渗透侧底部区域的蒸汽温度大于热料液主体温度,不利于膜蒸馏过程和热量回收利用;当增加料液温度或者下游侧真空度时,有效膜蒸馏面积增大.结果揭示了新型组件内部直观的参数分布规律,为内部结构进一步优化奠定了基础.
关键词:
气隙式膜蒸馏
,
计算流体力学
,
模型设计
,
温度分布
陈永艳
,
田瑞
,
林丽华
,
高志鹰
,
王亚辉
工程热物理学报
空气隙膜蒸馏系统热容腔内料液的流动状态直接影响到温度和浓度边界层效应,决定系统的膜通量。本文采用三根沿圆周平均分布的入流管,喷管是鸭嘴形,应用PIV系统测试膜面附近流动状态。在5种喷管中心线与热容腔径向夹角β和3种喷管前端和膜面间距离δ下,测试得到膜面附近的速度场数据,并计算得到涡量场信息。结果表明,所研究的膜组件结构参数β和δ对热容腔内料液的流动状态影响很大,适当的热容腔结构参数可以有效地改善温度极化边界层和浓度极化边界层的影响,增大膜通量。研究结果为空气隙膜蒸馏系统热容腔入流装置的优化设计提供了实验数据和研究经验。
关键词:
空气隙膜蒸馏
,
流场
,
PIV
韩丽宁
,
陈永艳
,
田瑞
,
杨晓宏
膜科学与技术
空气隙式膜蒸馏旋转切向入流利用出水口流体的切向流动对膜面进行冲刷,且不同的结构参数δ、β可加大靠近膜面流体的湍流强度,从而降低靠近膜面的边界层厚度即降低靠近膜面的浓度极化和温度极化现象,进而增大膜通量.利用Fluent软件可以模拟靠近膜面流体的流场、温度场、压力场等流体的流动情况.通过对比几组结构中靠近膜面流场的情况,可以推断出不同的β,δ以改变靠近膜面的浓度极化和温差极化现象.从而得到热容腔的最优结构.
关键词:
空气隙膜蒸馏
,
旋转入流
,
数值模拟
