664 热泵-壳管型气扫式膜蒸馏装置模拟软件

结构

热泵-壳管型气扫式膜蒸馏装置的基本结构如下图(王珍)。

图中,压缩机、加热器、膨胀阀、吸热器构成热泵;热泵与壳管型气扫式膜蒸馏组件耦合构成热泵-膜蒸馏装置。

装置运行时,热泵吸热器吸收出膜蒸馏组件的吹扫气中蕴含的热能,经热泵升温后通过加热器加热料液至适宜温度并进入膜蒸馏组件进行浓缩。

基于壳管型膜蒸馏组件的热泵-膜蒸馏装置较适于耐温较高的料液的浓缩或分离。

软件界面

软件界面(V1版)如下图。

软件上部为14个输入参数,底部为12个输出参数,中间是计算按钮。

14个输入参数

1-膜管内直径,通常取0.5~5.0mm

2-膜管长度,通常取200~1500mm

3-膜管根数,通常取20~1000根;

4-膜孔直径,通常取0.1~1.0um

5-膜孔隙率,通常取0.3~0.9

6-壳体内直径,通常取20~200mm

7-料液(此处为LiBr溶液)质量流量,通常取值使膜管中料液流速0.05~1.5m/s

8-料液进膜蒸馏组件温度,通常取50~120℃;

9-料液进膜蒸馏组件浓度,通常取0.4~0.5

10-吹扫气(此处为空气)质量流量(指干空气质量流量;当空气温度和湿度不高时,可近似取进膜蒸馏组件湿空气质量流量),通常取值使膜管外空气流速0.1~1.0m/s

11-吹扫气进膜蒸馏组件温度,通常取10~40℃;

12-吹扫气进膜蒸馏组件相对湿度,通常取0.1~0.9

13-热泵加热器中料液与热泵工质的传热温差,通常取4~10℃;

14-热泵吸热器中吹扫气与热泵工质的传热温差,通常取6~15℃。

11个输出参数

1-膜蒸馏组件的膜通量,g/(m2.s)

2-膜蒸馏组件的热效率,无因次;

3-热泵制热量,W

4-热泵制热系数,无因次;

5-装置浓缩速率(除湿溶液中水分排出速率),g/s

6-装置除湿能耗比(热泵压缩机消耗1kWh电能从溶液中除去的水分量),kg/kWh

7-料液出膜蒸馏组件温度,℃;

8-料液出膜蒸馏组件浓度,无因次;

9-吹扫气出膜蒸馏组件温度,℃;

10-吹扫气出膜蒸馏组件时含水蒸气的分压力,Pa

11-料液在膜管内流速,m/s

12-吹扫气在膜管外流速,m/s

软件应用方法

在输入参数框内输入合理数值,点击计算按钮即可。

通过调整输入参数值,可掌握各输入参数对装置性能和状态参数的影响规律,为装置设计和调控提供依据。

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