一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法，包括建立反渗透膜组件的计算域几何模型；几何模型网格划分；网格模型导入CFD软件中，设置并求解压降；通过修改相关的参数，重复上述步骤，进行多次数值模拟；将所述多次数值模拟所对应的压降数据整理并建立数据库，以反渗透膜组件浓差极化和膜污染现象最轻为目标，通过数据库自动寻优，选择最优的隔网入水角度，以保证膜组件件浓差极化和膜污染现象最轻。本发明专利技术通过计算机模拟技术对反渗透膜组件不同隔网入水角度的流体流动状态进行预测，以浓差极化和膜污染现象最轻目标寻优，以保证膜组件能耗最低，为反渗透膜组件优化提供一条快捷途径。

An optimization method of the water inlet angle of the separation net of the reverse osmosis membrane module based on CFD software

【技术实现步骤摘要】
一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法
本专利技术涉及反渗透膜组件的优化方法，具体涉及一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法。
技术介绍
膜组件是反渗透技术的核心，其中卷式膜组件结构简单、造价低廉，是最主要的反渗透膜组件。在卷式反渗透膜组件中，浓水隔网不但起到支撑流道、导流液体的作用，而且可以作为组件内的湍流促进器，在有效加强湍流的同时降低膜面上的浓差极化和污染现象。但是，隔网在提高传质效率的同时，使得流体的流动阻力增加，压力损失增大，从而加大了能耗，还会带来局部的沟流、死区等，因此隔网的优化设计的重点在于如何平衡传质效率和压降之间的关系。目前对隔网的优化主要集中在隔网厚度，隔网间距、隔网入水角度以及隔网形状等几何参数的优化设计。然而优于浓水隔网构成的流道结构复杂，大大增加了组件结构研究的复杂性。计算流体动力力学(简称CFD)是通过数值方法求解流体动力学控制方程，通过计算机运算和图形显示，对包含有流体流动和传热等相关物理现象的系统进行分析的方法。CFD技术的应用领域不断扩展，近年来在膜分离领域已经得到越来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)建立几何模型：根据反渗透膜组件的基本尺寸参数，建立反渗透膜组件的几何模型，包括定义流体计算域；/n2)划分网格：将不同入水角度的流体计算域导入的几何模型导入网格划分软件中进行网格划分；/n3)将步骤2)中得到的网格划分后的几何模型导入CFD软件中，定义基本求解器、启动能量方程、指定层流模型、指定组分运输模型、定义材料的物理属性、边界条件参数及初始化后，开始数值模拟计算；/n4)判断是否收敛，如果残差值小于设定值，则收敛并进行下一步骤；如果不收敛，对步骤2)中的流体计算域的几何模型重新进行划分网格，优化...

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立几何模型：根据反渗透膜组件的基本尺寸参数，建立反渗透膜组件的几何模型，包括定义流体计算域；
2)划分网格：将不同入水角度的流体计算域导入的几何模型导入网格划分软件中进行网格划分；
3)将步骤2)中得到的网格划分后的几何模型导入CFD软件中，定义基本求解器、启动能量方程、指定层流模型、指定组分运输模型、定义材料的物理属性、边界条件参数及初始化后，开始数值模拟计算；
4)判断是否收敛，如果残差值小于设定值，则收敛并进行下一步骤；如果不收敛，对步骤2)中的流体计算域的几何模型重新进行划分网格，优化网格后，重复步骤1)～3)直至收敛为止；
5)重复步骤1)～4)，进行多次数值模拟；每一次数值模拟过程中改变步骤1)中的基本尺寸和边界条件参数；
6)将所述多次数值模拟所对应的压降数据整理并建立数据库，以反渗透膜组件浓差极化和膜污染现象最轻为目标，选择最优的入水角度，以保证反渗透膜组件的浓差极化和膜污染现象最轻。


2.根据权利要求1所述的基于CFD软件对反渗透膜组件隔网入水角度的优化方法，其特征在于：所诉步骤1)中基本尺寸参数包括反渗透膜组件几何尺寸、入水角度。

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，康志雄，张朝晖，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12