旋转切向流强化管式膜微滤的机理研究

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　　旋转切向流强化膜微滤是近几年提出的一种新的强化方法,它把水力旋流器的作用原理引入到管式膜微滤中,从而改进了膜器结构和悬浮流体进入膜器的方式,提高了膜通量,降低了膜污染.本课题首次设计出了旋转切向流管式膜分离器及其实验系统,通过理论研究和实验测试,首次系统地研究了旋转直线切向流和旋转圆弧切向流聚丙烯管式膜微滤的流场特征,揭示了旋转切向流强化膜微滤的机理.研究成果不仅具有理论价值,而且具有推广应用价值.研究的主要内容和成果如下: 1.在一定条件下,首次从Navier-Stokes方程推导出膜器环隙三维旋转流切向速度,径向速度和轴向速度的解析表达式,分析了其相应的变化规律. 2.推导出旋转切向流单位时间内形成滤饼层的厚度公式.公式表明,滤饼层厚度与过滤渗透速度和悬浮液与渗透液的密度差成正比,与滤饼层的密度成反比. 3.推导出旋转切向流管式膜器膜管与外筒的半径比,旋转流切向速度和膜器环隙过滤渗透速度之间的关系式,以及最大膜管长度的计算公式,为优化设计旋转切向流管式膜器提供了理论依据.