Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Исследование входных граничных условий на капиллярной мембране с пористой стенкой при тупиковой обратной промывке

Хусам Мансур и Войцех Ковальчик

Технология капиллярной мембраны стала одним из эффективных методов получения питьевой воды. Срок службы и проницаемость мембраны существенно зависят от условий эксплуатации и промывки обратным потоком. Для улучшения процесса промывки численно исследовались поток в пористой стенке и перепад давления внутри капиллярной мембраны. Для этой цели была смоделирована 3D-модель, описывающая стационарный ламинарный поток внутри капиллярной мембраны, работающей в тупиковом режиме. Было изучено влияние различных граничных условий как на характер потока внутри капиллярной мембраны, так и на характеристики мембраны. При этом оценивались перепад давления в модуле, а также осевой и радиальный профиль скорости с учетом загрязнения мембраны. Расчет потока пермеата способствует повышению производительности промывки обратным потоком и минимизации энергопотребления. В текущем исследовании предлагается метод сопряжения уравнения Навье-Стокса для свободного потока и подхода Дарси-Форхгеймера для прогнозирования потока в пористой мембране. Модель вычислительной гидродинамики была проверена путем сравнения численных результатов с экспериментальными данными. Было достигнуто очень хорошее согласие.