A numerical approach to module design for crossflow vacuum membrane distillation systems

膜蒸馏 浓差极化 计算流体力学 层流 传质 化学 焊剂(冶金) 材料科学 热力学 传热 质量通量 机械 分析化学(期刊) 海水淡化 色谱法 物理 有机化学 生物化学
作者
Boyue Lian,Yuan Wang,Pierre Le‐Clech,Vicki Chen,Greg Leslie
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:510: 489-496 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2016.03.041
摘要

A numerical model for heat and mass transfer in vacuum membrane distillation (VMD) under laminar flow was developed using Computational Fluid Dynamics (CFD). Three-dimensional (3D) simulations of temperature and concentration polarization in single and multiple fibre VMD modules were used to estimate permeate flux (kg m−2 h−1) over a range of temperatures (30–70 °C), vacuum pressures (10–100 mmHg), crossflow velocities (0.0072–0.72 m/s), and feed concentrations (0–0.4 kg/L NaCl). Simulated flux differed by less than 7% from experimental data for a module with comparable dimensions. Simulations indicate that a 56% increase in fibre packing density resulted in a 24% flux decline at high operating temperature (70 °C), and more than 50% flux decline at low crossflow velocity (0.0072 m/s). The effect of vacuum pressure on flux was found to be independent to the module packing density, while the effect of salt concentration was found to be 28% lower than estimates based on Raoult's law, due to lower spatial variations in membrane surface temperatures at higher salt concentrations. The approach developed in this paper may be used to evaluate performance of alternative configurations for VMD models to aid module design, scale-up and process optimization.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mushanes完成签到 ,获得积分10
刚刚
壮观人达完成签到,获得积分10
4秒前
wmz完成签到 ,获得积分10
7秒前
是阮软不是懒懒完成签到 ,获得积分10
11秒前
wwgn完成签到 ,获得积分10
19秒前
shell完成签到,获得积分10
25秒前
掠影完成签到,获得积分10
26秒前
cliff139完成签到,获得积分10
26秒前
林好人完成签到 ,获得积分10
28秒前
FashionBoy应助shell采纳,获得10
29秒前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
39秒前
852应助xyh采纳,获得10
39秒前
45秒前
倪小呆完成签到 ,获得积分10
46秒前
wb发布了新的文献求助10
48秒前
52秒前
名子劝学完成签到 ,获得积分10
55秒前
xyh发布了新的文献求助10
56秒前
jeronimo完成签到,获得积分10
57秒前
美丽心情完成签到,获得积分10
1分钟前
xingyong发布了新的文献求助10
1分钟前
xzx完成签到,获得积分10
1分钟前
龄仔仔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Omni发布了新的文献求助20
1分钟前
wb完成签到,获得积分10
1分钟前
观妙散人完成签到,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助Sciolto采纳,获得10
1分钟前
QixuGuo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
芽衣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lucky完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xingyong完成签到,获得积分10
1分钟前
纤指细轻捻完成签到,获得积分10
1分钟前
大大完成签到 ,获得积分10
1分钟前
缓慢的甜瓜完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科多兽骑士完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Sciolto发布了新的文献求助10
1分钟前
jhxie完成签到,获得积分10
1分钟前
xyh完成签到,获得积分10
1分钟前
点点应助Sciolto采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
How to Develop Robust Scale-up Strategies for Complex Injectable Dosage Forms 450
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5861619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6371498
关于积分的说明 15644014
捐赠科研通 4974891
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2683827
邀请新用户注册赠送积分活动 1627312
关于科研通互助平台的介绍 1584680