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用于膜分离的密排中空纤维的快速可扩展网格生成方法:应用于直接接触膜蒸馏。 (英语) Zbl 07510240号

摘要:膜蒸馏的建模研究需要对动量、质量和传热现象进行耦合模拟。中空纤维模块因其高填充比而被首选于工业应用,导致纤维数量约为\(O(10^2{--}10^3) \)装在容器中。在中空纤维膜蒸馏过程中,多重物理的计算流体动力学(CFD)模拟需要高质量的网格来进行精确计算。两个不同相区之间的网格界面应符合耦合动量、热量和质量传递的连续性条件。由于HF封装结构具有独特的几何特征,因此有必要采用可扩展的网格划分方法,但尚未积极研究。这项工作开发了一种数值方法,通过形成由管腔、膜和壳区域组成的六边形单元细胞来生成许多纤维的六边状填充结构。单个细胞是通过复制一个种子细胞制成的,并进行包装,以创建一个自相似的六边形中空纤维膜包装,用于多物理CFD模拟。发展了一种新的理论方法,将类喷流对流传质表示为传导传热,我们的CFD结果与实验观测结果吻合良好。本研究中开发的理论方法和数值算法有助于提高CFD模拟从实验室模块到中试系统的可扩展性。

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76倍 流体力学
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全文: 内政部

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