果胶超滤纯化过程传质模型和动力学分析

研究了果胶提取液超滤膜分离处理过程传质特征,建立了渗透通量、膜面浓度与压差的传质模型,并对膜阻力和浓差极化阻力进行了定量描述;同时对超滤过程的动力学进行了分析.     

超滤-微滤膜过滤传质理论的研究进展

探讨了超滤-微滤膜过滤传质理论的研究状况,重点介绍了超滤-微滤膜过理论模型、非牛顿液体膜堵塞过滤以及动态过滤等常规过滤理论的研究进展,评述了超滤-微滤膜过滤传质机理的动态,指出了超滤-微滤膜过滤基本理论模型需进一步研究解决的问题.     

有机管式超滤膜回收造纸黑液中木质素的研究

有机管式膜具有宽流道和强耐污染特性的结构和性能优势,在高污泥浓度的膜生物反应器以及高固含的果汁浓缩等领域均有广泛应用.虽然近年来有机管式膜的应用逐渐拓展到电镀、粘胶纤维、卤水精制、油田水回注等工业废水领域,但其在工业废水资源化领域的应用研究甚少.我国造纸行业产生的制浆蒸煮黑液巨大,制浆蒸煮黑液含有大量木质素,如果仅作为废液处理,是对资源的极大浪费.本研究通过非溶剂致相转化和涂覆的方法制备了以无纺布为支撑体的PES内压式有机管式膜,研究了不同切割分子量的有机管式膜在造纸黑液中木质素资源化利用方面的技术优势及可行性.还探讨了有机管式膜运行参数对膜浓缩提取木质素的影响,得出了平衡分离性能和能耗的最优操作条件.在此操作条件下,进一步采用"超滤+纳滤"双膜法黑液资源化处理工艺,可以实现对造纸黑液中90%以上木质素的回收.     

大试剂比条件下液膜传质机理

提出了确定液膜过程传质机理的新方法，其要点为：在膜相中增加载体浓度，就会提高溶质在膜相的分配比，一般也会提高液膜中传质速度．比较分配比提高的倍数和传质速度提高的倍数，可判断该过程的速控步骤：如这两个倍数相等，即速度和分配比成正比，则为膜相控制；如分配比增大而传质速度不变，则为外水相扩散控制；如速度增加倍数小于分配比增加倍数，则为混合控制．在混合扩散控制时还给出了估算不同过程扩散的相对阻力，并对我们过去研究过的体系作了验证，得到一些有意思的结果．还对ｌｎ（Ｃ０／Ｃ）～ｔ有无直线关系作了探讨     

电厂用水超滤处理中膜污染化学清洗技术及应用

本文以煤矿矸石电厂中的化学除盐水实验工程为研究对象,研究并分析了超滤装置的工艺和运行模式,并且对超滤装置运行处理中膜污染产生的原因和膜污染类型进行研究分析,根据研究结果提出解决膜污染的化学清洗方案和清洗控制的参数,从而为电厂用水超滤处理工艺的运行和维护提供更坚实的依据。     

膜技术在处理造纸黑液污染中的应用

研究用MAE（membrane-assisted electrolysis）单阳膜技术控制造纸黑液的污染,探讨了这种膜技术从造纸黑液中回收氢氧化钠等有用化学品的途径;黑液中大量存在的硅,对离子交换膜可能产生的影响;黑液污染控制的可行性和控制的程度。研究表明：MAE单阳膜技术不但能回收有用的化学品,还可将黑液的CODCr值从112000mg／L处置到2000mg／L左右,具有明显的控制效果。     

均质硅橡胶膜用于含酚水溶液膜萃取传质过程

研究了一种将均质硅橡胶膜与碱性萃取液相结合的新型膜萃取技术,用以处理含酚水溶液的传质机理与过程,并考察了该体系中两相流动状态、萃取液pH、料液浓度、两相压力和温度等因素对苯酚膜萃取传质速率的影响.基于液-膜-液串联传质阻力模型,通过实验测定苯酚的总传质系数Kov.研究表明:对于氢氧化钠-苯酚-水实验体系,传质由膜阻控制,Kov为3.72×10-7m/s;化学反应对苯酚传质速率的增强作用不显著;苯酚溶液浓度＞8000mg/L,Kov与其初始浓度无关;致密膜体系中两相压差的存在不利于传质的进行;Kov与运行温度呈直线关系.     

药液超滤过程中的膜污染及其防治

超滤过程中存在的膜污染问题极大地影响了超滤技术在生产实际中的应用。本文介绍了药液超滤过程中膜污染的机理及影响因素、已污染超滤膜的物理和化学清洗方法及超滤时膜污染的防止及控制等方面近来来国内的研究状况,以便推动超滤技术在各个领域特别是在医药生产中得到更广泛应用。     

第七届全国膜与膜过程学术报告会征文启事和第一轮会议通知

由杭州水处理技术研究开发中心和浙江大学膜与水处理技术教育部工程研究中心共同承办的第七届全国膜与膜过程学术报告会定于2011年11月上旬在杭州举行.一.征文要求和内容(1)膜材料、膜制备方法与膜结构性能表征;(2)膜过程传质、传热基础研究;(3)反渗透、纳滤、超滤、微滤;(4)气体分离、     

凝胶过程中的磁场作用对CoCl2传质速率及聚丙烯腈超滤膜结构与性能的影响

以COCl2为添加剂、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用湿法相转化工艺制备了聚丙烯腈超滤膜.对比研究了凝胶过程中磁场作用对凝胶浴液电导率、钴离子浓度的影响,并采用扫描电子显微镜、原子力显微镜观察了膜的断面与表面结构,通过超滤实验测定了膜的性能.实验结果表明:凝胶过程中的磁场作用能明显提高成膜过程中COCl2的传质速率;磁场作用使得膜断面的大孔穴数目明显减少、膜的表面粗糙度降低和膜的孔径分布变窄;磁场作用对膜的渗透通量和耐污染性的影响不大,但能提高膜的截留率.     

聚丙烯腈/醋酸纤维素共混超滤膜的研制与改性

研究了聚丙烯腈 /二醋酸纤维素 (PAN/CA)共混超滤膜的性能与聚合物共混比、聚合物质量分数等的关系 .结果表明 ,加有氯化锂 (LiCl)的二甲基乙酰胺 (DMAC)是PAN/CA共混体系的良溶剂 .当聚合物的质量分数为 14 % ,PAN/CA共混比为 5 0 / 5 0时 ,所制得的共混超滤膜的性能较好 .对共混超滤膜进行水解改性的实验发现 :膜的截留率上升 ,水通量下降 .用酱油、药酒为料液的超滤实验表明 :共混膜和水解改性膜的耐污染性能优于聚丙烯腈 (PAN)、聚砜 (PS)和磺化聚砜 (SPS)膜     

再生纤维素超滤膜的研制及其耐污染性研究

以纤维素浆板和二醋酸纤维素为原料 ,通过直接制膜和醋酸纤维素成膜后水解两种方法制备再生纤维素超滤膜 ,并以酱油、药酒和牛奶等为料液 ,对膜进行了耐污染实验 .与聚砜和聚丙烯腈膜比较 ,再生纤维素膜具有良好的耐污染特性 .     

精制木质素改性聚氨酯发泡材料

目的 为了提高精制木质素的提取率,改善聚氨酯发泡材料的力学性能,增强木质素的利用率,降低聚氨酯发泡材料的生产成本,扩大使用范围.方法 通过碱溶酸析、液-液提取及超滤膜过滤处理工艺获取精制木质素,采用预聚体法合成精致木质素基聚氨酯发泡材料.结果 当NaOH溶液浓度为2.5 mol/L时,提取率最高;H2SO4浓度对提取率无明显影响;精制木质素的添加增大了泡沫密度,提高了压缩强度和拉伸强度.结论 当精制木质素质量分数为10％、二月桂酸二丁基锡质量为0.24 g、三乙醇胺质量为0.04 g时,制备的精制木质素基聚氨酯发泡材料的性能相对最优.     

跨临界CO_2热泵气体冷却器对系统性能及最优排气压力的影响

为了研究气体冷却器换热面积及其内部制冷剂质量流速对跨临界CO2热泵热水器系统性能及其最优排气压力的影响,本文建立了变换热面积和变质量流速的气体冷却器数学模型,通过理论计算得出,在一定范围内,当CO2质量流速不变时,增加气体冷却器的换热面积可以提高系统制热量及制热能效比;但由于压降的影响,增加气体冷却器内CO2质量流速而换热面积不变时,系统的性能系数会先上升后降低。同时,气体冷却器换热面积的增加会使系统的最优排气压力降低,气体冷却器内CO2质量流速的升高会使系统的最优排气压力升高,因此在跨临界CO2热泵设计中,确定气体冷却器换热面积及质量流速对系统获得较高的COP并维持最优排气压力有着重要意义。     

分液冷凝器的管程理论设计及热力性能评价

根据分液冷凝器强化换热思想对其管程理论设计方法进行了研究。依据质量流速和干度来判断每一流程中制冷剂的流型,并依此选取Cavallini换热模型公式的方法求其平均换热系数,同时采用Cavallini两相压降模型和Darcy-Weisbach单相压降模型分别确定冷凝区和过冷段的压降。针对一个案例计算了三种管程设计方案下冷凝器管内冷凝换热系数和端压值,并用惩罚因子PF对其综合热力性能进行了评价。计算结果表明:不同的管程设计方案中管内制冷剂的流量分配均匀性存在较大的差异,均匀性越好,其综合热力性能越优。在质量流速为1200~1500 kg/(m2.s)范围内,与同等换热面积的蛇形管冷凝器相比,其中最好的分液冷凝器的PF值减小了48.5%~54.1%,可见设计优良的分液冷凝器的综合热力性能明显优于蛇形管冷凝器。     

Solute transfer in fluid flow in permeable tubes with application to flow in glomerular capillaries

Summary A mathematical model for solute transfer in an ultrafiltering glomerular capillary has been proposed. The solute transfer, by diffusion and convection, within and across the tube wall has been considered. Effects due to the presence of red cells are neglected and the blood is assumed to be Newtonian fluid with constant viscosity. The rate of fluid movement at the wall is assumed to be proportional to the difference between the net hydrostatic and osmotic forces — Starling's law. The velocity and concentration profiles, at different positions along the axis, the axial distribution of hydrostatic and osmotic pressures and the total solute clearance have been obtained. It is found that the osmotic pressure has relatively greater influence on capillary mass transfer than the hydrostatic pressure. Radial concentration gradients of considerable order have been observed, particularly near the entrance portion of the tube. The radial concentration gradient increases with ultrafiltration parameter and decreases, as the diffusion coefficient increases. The influence of transmittance coefficient (solute wall permeability coefficient) is found to be predominant at higher ultrafiltration rates (higher concentration difference across the membrane). The generalized nature of the present model has been illustrated by obtaining some of the existing results as the particular cases of this model. Using relevant data, the physiological implications of some of the obtained results have been briefly discussed.     

Condensation heat transfer and pressure drop characteristics of CO2 in a microchannel

The condensation heat transfer coefficient and pressure drop of CO₂ in a multiport microchannel with a hydraulic diameter of 1.5 mm was investigated with variation of the mass flux from 400 to 1000 kgm⁻²s⁻¹ and of the condensation temperature from −5 to 5 °C. The heat transfer coefficient and pressure drop increased with the decrease of condensation temperature and the increase of mass flux. However, the rate of increase of the heat transfer coefficient was retarded by these changes. The gradient of the pressure drop with respect to vapor quality is significant with the increase of mass flux. The existing models for heat transfer coefficient overpredicted the experimental data, and the deviation increased at high vapor quality and at high heat transfer coefficient. The smallest mean deviation of ±51.8% was found by the Thome et al. model. For the pressure drop, the Mishima and Hibiki model showed mean deviation of 29.1%.     

低温推进剂贮箱增压过程的传热传质数学模拟

针对火箭发动机地面试验中低温液氧贮箱的预增压和增压过程建立了气相空间的传热、传质数学模型.运用实际气体的状态方程、连续性方程、能量守恒方程以及推进剂与气相空间的传热、传质方程等组成了关于气相空间参数的微分方程组,并运用四阶Runge-Kutta算法对其进行求解.获得了气相空间的压力、温度、增压气体流量、液氧挥发速率以及贮箱壁温等参数的变化规律.结果表明,在发动机启动前的预增压过程中,气相空间的温度和压力急剧增加,液氧的挥发速率也增加很快;发动机启动后的保持增压阶段,由于气相空间的体积不断发生变化,气相空间参数的变化趋于平缓,液氧表面向气相空间的传质速率也趋于稳定.     

青霉素发酵液超滤处理的膜材料

提出了处理具体发酵液所用膜材料的选择方法、流程、设备，并对青霉素发酵滤液进行处理、结果表明，膜技术用于青霉素发酵液后处理过程时选择合适的膜材料，不会对青霉素造成吸附和破坏。实验中选用的超滤膜用于青霉素发酵滤液的处理是合适的，膜不会溶胀、变性，能长期使用。     

翅片管式CO2气体冷却器模拟与优化

为了研究CO2在翅片管式气体冷却器内的流动特性,建立了稳态分布参数模型,并进行了实验验证。结果表明:CO2侧换热系数受入口压力和质量流量的影响较大,但入口温度对其影响很小。换热量随着入口压力的变化有一个最大值;且随着流量的增大,最大换热量所对应的入口压力值逐渐增大。压降和换热量均随入口温度的增加而线性增加。适当增加管程数,采用较小管径的气冷器性能更高。