文献综述

1 前言

膜技术在我国的应用领域越来越广泛，特别是在水环境污染日益严重的今天，膜技术越来越得到全社会的关注。膜技术的应用过程需要考虑两方面的工作，一方面是膜材料的研究和生产，另一个方面是膜材料加工成膜组器的过程，前者国内具有较好的基础，而后者，即膜组器的设计和生产还需要有很多工作开展。本课题就是基于这样的背景来开展膜组器的流体特性和设计的研究工作的，通过CFD模拟实验，除了能够得到实际设计中可参考的实验数据，它还能提供流体内部的一些通过实验不能或很难得出的流动情况，如剪切力、速度等的分布信息。更重要的是，通过CFD模拟减少了实际实验操作所需的时间，减少实验费用，因而降低了成本并提高了效率，意义很大。

2 卷式膜组件

2.1 卷式膜组件的结构

卷式膜组件又称螺旋卷式膜组件，具有装填密度大、易于大规模生产并实现工业化的特点，由美国Gulf General Atomics公司开发于20世纪60年代，是如今在膜技术领域极为广泛流行的组件形式，在反渗透、超滤、渗透汽化等技术中的应用越来越普遍，主要在水处理、废水回收等方面大有作为^[1]。

卷式膜组件是由膜叶缠绕在中心管上卷制而成的。其中，每个膜叶是由两张矩形膜片中间插入透过液隔网制成，膜片三端密封，一端开口；开口端与收集透过液的中心管相连。卷式膜组件的主要结构包括：膜、进料通道、渗透液通道和用于分离相邻膜片并支撑膜通道的隔网^{[2] [3]}。卷式膜组件的结构如图1所示：

图1 卷式膜组件结构示意图