膜科学与技术学报

抽象的

多孔壁毛细管膜死端反冲洗入口边界条件研究

胡萨姆·曼苏尔和沃伊切赫·科瓦尔奇克

毛细管膜技术已成为生产饮用水的有效方法之一。膜的寿命和渗透性受操作和反冲洗条件的显著影响。为了增强反冲洗过程，对多孔壁中的流动和毛细管膜内的压降进行了数值研究。为此，模拟了描述在死端模式下运行的毛细管膜内部稳态层流的 3D 模型。研究了各种边界条件对毛细管膜内流动模式和膜特性的影响。据此，在考虑膜污染的情况下，估算了模块中的压降以及轴向和径向速度分布。渗透通量的计算有助于提高反冲洗性能并最大限度地降低能耗。本研究提出了将自由流的 Navier-Stokes 方程与预测多孔膜内流动的 Darcy-Forchheimer 方法耦合的方法。通过将数值结果与实验数据进行比较，验证了 CFD 模型。结果非常吻合。