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膜换湿过程热质耦合的分析与模拟

胡腾 , 闵敬春 , 宋耀祖

工程热物理学报

从理论上分析了膜换湿过程中传质过程和传热过程之间的耦合关系,建立了相应的物理数学模型,发展了一种计算热质耦合的方法.分析结果表明传质过程对传热过程的影响主要体现在两方面;一是质量流携带的焓对传热过程的影响,二是吸附和脱附产生的吸附热对传热过程的影响.而传热过程对传质过程的影响主要体现在温度对膜湿阻的影响.采用数值模拟的方法对热质耦合过程进行了研究,结果表明:当热流与质量流方向相同时,热阻随湿度差的增大显著增大,而当热流与质量流方向相反时,热阻随湿度差的增大显著变小,而膜两侧湿度差对湿阻基本无影响.温度的升高会显著增大传质通量,同时降低湿阻,从而使得热流密度和热阻也受到显著的影响.

关键词: 热质耦合 , 湿阻 , 热阻 , 数值模拟

微观结构对膜换湿能力影响研究

胡腾 , 闵敬春 , 宋耀祖

工程热物理学报

对多孔膜换湿过程进行了理论分析,得到了透湿量和湿阻的计算式.同时对三种膜包括PVDF、PES和纤维素膜进行了湿阻的测量实验,通过对实验数据的回归处理,得到了多孔膜的结构参数.结果表明,膜厚、孔径分布、孔隙率及曲折因子对膜的换湿特性都有较大影响,在平均孔径相同的情况下,其它因素仍然导致了不同膜换湿能力的较大差距.在所获得的结构参数基础上,通过数值模拟的方法研究了平均孔径对膜换湿能力的影响.结果表明湿阻随平均孔径的增大而减小,减小趋势逐渐平缓最后趋向一定值.

关键词: 膜换湿 , 多孔膜 , 微观结构 , 湿阻

基于质量积耗散的膜法除湿组件结构设计

张宁 , 张立志

工程热物理学报

建立了错流中空纤维膜液体除湿组件的二维传热、传质数学模型,引入研究传质过程质量积耗散的湿阻来衡量溶液除湿过程中水分传递的不可逆性.通过分析膜法除湿组件中除湿与传热耦合的湿空气水分传递过程,得到了热湿传递过程中传质的阻力表达式.通过一个典型设计实例,得出了可以降低中空纤维膜除湿组件不可逆传质损失的管长、根数、管间距、排列方式等设计参数.

关键词: 膜法除湿组件 , 质量积耗散 , 湿阻 , 结构设计

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