膜生物反应器近膜面流场特性实验研究

利用PIV技术测试了膜面附近的气液两相流动力学特性,在2.5m~3/h曝气强度下,对1、2、3 mm三种曝气孔径条件下的气泡动力学特性进行了研究,同时分析了不同孔径下对应的液相速度场、涡量场和雷诺应力分布规律.结果表明,在曝气强度较低的情况下,孔径大小是影响气泡大小的重要几何因素,3mm孔径所形成的气液两相流中液相速度、涡量值和雷诺应力均是最大的,表现在膜过滤过程中,能更好地促进膜表面浓差极化层的物料混合.     

基于PIV技术的膜生物反应器内液相流场特性研究

基于粒子图像测速(PIV)技术对膜生物反应器内气液两相流流动特性进行试验研究,在曝气孔径为4 mm、曝气强度为6.5 m3/h的条件下,分析得到距膜面不同位置处的液相流场数据,结果表明:越靠近曝气管的位置,液相速度矢量越大,随着远离曝气管位置,液相速度逐渐降低,在反应器边缘甚至出现了向下的液相速度矢量,C区中心线上5个激光断面的平均液相垂直速度分别为0.512、0.308 7、0.229、0.033和-0.018 m/s;分析激光断面1处反应器轴向各区域的液相速度矢量分布表明,A区域液相速度矢量较小,进入B、C区域液相速度逐渐增大且稳定,D区域液相速度矢量比较紊乱。该研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了数据支持。     

半导体制冷应用于新型膜组件冷腔的试验研究

以新型气隙式膜蒸馏冷腔为研究对象,拟寻求合适的制冷源来代替大型、高耗能的制冷机。实验采用大空间空气强制对流散冷和循环水浴散热的方式,测试分析在特定条件下半导体冷端温度的变化规律,探求适合于空气隙膜蒸馏冷腔的片数及运行工况。研究结果表明,散热循环水浴流量和温度对半导体冷端的温度影响很大,环境温度的变化对半导体冷端温度也有一定的影响。同时并且适合于长时间运行,制冷迅速,稳定性好。在风机风量每小时60立方米,室温24℃,散热循环水浴流量每小时700升,温度20℃的条件下,半导体冷端温度是9.7℃,可以达到膜蒸馏冷腔所需的温度条件。可以作为优化气新型隙式膜组件冷腔的首选方案。     

空气隙膜组件与半导体制冷的耦合设计与研究

以新型气隙式膜蒸馏冷腔为研究对象,拟寻求合适的制冷源来代替大型、高耗能的制冷机.对新型空气隙膜组件与半导体制冷片的匹配理论进行了研究,并且做了耦合设计.实验采用空气强制对流散冷和循环水浴散热的方式,测试分析在特定条件下半导体冷端温度的变化规律,探求适合于空气隙膜蒸馏冷腔的片数及运行工况.研究结果表明,半导体制冷片不但响应时间迅速,而且长时间运行稳定性好.散热循环水浴流量对半导体冷端的温度影响很大.在风机风量600m3/h,室温22℃,散热循环水浴流量700L/h,水温20℃的条件下,输入电流I=20A时,半导体冷端温度是8.86℃,制冷量是112.83 W,在膜面积为0.010 4m2时,可以达到膜蒸馏冷腔所需的温度条件.可以作为优化新型气隙式膜组件冷腔的首选方案.