旋转膜过滤器内部流动特性数值模拟

基于计算流体力学方法对旋转膜过滤器内部层流与湍流场进行研究，利用多孔介质模型描述滤膜的渗透性对流动的影响，开展验证实验，确定滤膜阻力修正系数，并验证模型的可靠性。在此基础上，对过滤器内部流体的速度和压力分布进行数值分析，并探究滤膜转速对滤膜表面跨膜压力和剪切应力的影响。结果表明，滤膜表面流体无量纲角速度沿径向呈现中间区域基本保持不变，旋转轴附近有所降低，滤膜边缘附近略有升高的趋势；流动状态对滤膜上、下方间隙流体无黏核心区的无量纲角速度有重要影响。研究还发现，跨膜压力沿径向趋于下降，同种流动状态下，跨膜压力随滤膜转速的增大而减小；同一滤膜转速下，剪切应力沿径向线性增大，提高滤膜转速，剪切应力显著增加。