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【6h】

陶瓷膜错流微滤悬浮液过程的非稳态模拟

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声明

前言

1选题背景及意义

2主要研究内容

第一章文献综述

1.1陶瓷膜

1.1.1陶瓷膜的发展

1.1.2陶瓷膜的特点

1.2微滤技术

1.2.1微滤技术的发展

1.2.2微滤技术的特点

1.2.3微滤操作方式

1.2.4微滤技术在悬浮液固液分离中的应用

1.3微粒悬浮液微滤模型

1.3.1阻力模型

1.3.2传递模型

1.3.3力平衡模型

参考文献:

第二章实验部分

2.1实验料液配制

2.2主要实验仪器

2.3实验装置

2.4实验涉及物理量的计算方法

2.4.1截留率的计算

2.4.2膜(渗透)通量的计算

2.4.3料液浓度测定

2.4.4错流速率的计算

2.4.5过滤压力的计算

2.5实验步骤

2.5.1膜的浸泡

2.5.2纯水实验及压力表和流量计数值的调节

2.5.3悬浮液实验

第三章实验结果与讨论

3.1错流微滤过程

3.2新膜纯水实验结果与讨论

3.3错流微滤悬浮液过程实验结果及讨论

3.3.1膜通量随时间的变化

3.3.2膜孔径对通量的影响

3.3.3颗粒粒径对膜通量的影响

3.3.4温度对膜通量的影响

3.3.5料液浓度对膜通量的影响

3.3.6料液粘度对膜通量的影响

3.3.7操作压差对膜通量的影响

3.3.8膜面流速对膜通量的影响

参考文献

第四章错流微滤过程模拟

4.1微滤分离机理

4.2过程特征量的导出

4.2.1错流微粒过程中近膜面微粒受力分析

4.2.2因次分析

4.3模型建立

4.3.1参数拟合

4.3.2平衡速率常数

4.4不同操作条件下模型预测值与实验值比较

参考文献

结论

附表非线性参数回归FORTRAN程序

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

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摘要

微滤是目前所有膜技术中应用最广、经济价值最大的技术,广泛应用于各工程领域流体中微粒的分离与净化。错流微滤过程的模拟一直是研究的热点,但是大多为稳态模拟,鲜有非稳态模拟报道。因膜通量随时间不断下降直至趋于稳定是错流微滤过程的显著特征,故本文对错流微滤碳酸钙悬浮液非稳态过程进行理论和实验研究,获得适用较广操作条件范围的非稳态数学模型。 本文引入膜通量下降率J/J<,0>,由于膜纯水通量J<,0>体现了膜的特性,使单独分析错流微滤过程膜面区域成为可能,过程分析明显简化。从近膜面微粒的受力分析出发,对错流微滤过程进行因次分析,获得两个与传统形式相同、但具有特殊意义的新特征量Eu<,m>和Re<,m>。在错流微滤分离机理基础上,建立了包含Eu<,m>和Re<,m>的非稳态膜通量数学模型:上式经积分得到不同时间下膜通量的数学表达式实验使用19孔道的α-Al<,3>O<,3>陶瓷膜,对不同料液性质和操作条件下的膜通量进行测定。用Fortran 90 Marquardt非线性拟合程序对模型中所含待定参数K<,1>、K<,3>进行回归,结果显示K<,1>、K<,2>不受操作条件的影响。 模型在下列较宽参数范围与实验拟合良好,平均相对误差为4.4%:微粒粒径 2≤d<,p>/d<,m>≤9(本实验0.4μm<ν<3.5 m.s<'-1>,料液浓度 0.65 kg.m<'-3>

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