中空纖維膜液體除濕組件熱力學研究與優(yōu)化設計.pdf

1、中空纖維膜除濕系統(tǒng)是一種間接接觸式液體除濕技術，利用一種選擇性透過膜將濕空氣和除濕溶液相分離，避免了液體除濕中直接與除濕液接觸而發(fā)生的液體夾帶的問題。水蒸氣可通過膜傳遞到除濕液中而阻止其它氣體和液體的滲透，從而實現(xiàn)氣液分離的同時實現(xiàn)除濕的目的。其中中空纖維膜因傳熱傳質性能優(yōu)越而得到了廣泛的運用。本文建立了中空纖維膜除濕系統(tǒng)的熱力學熵產以及總年平均運行成本的數(shù)學模型，并基于多目標粒子群算法對其進行優(yōu)化設計，同時分別研究了四個設計參數(shù)管內徑

2、，管長，管數(shù)以及裝填密度對除濕性能以及熱力學性能的影響。并建立了試驗臺對實驗測得數(shù)據(jù)的準確性進行了驗證。獲得了以下結論：
　　（1）建立了中空纖維膜除濕組件熵產數(shù)學模型。分析了各變量在非劣解的分布情況發(fā)現(xiàn)管內徑對除濕系統(tǒng)性能影響最大，最小的是管的長度。隨著管數(shù)、管長以及裝填密度的增加，除濕過程的總熵產減少但總年運行成本增加。隨著管內徑的增加，存在一個熵產最小值，此時傳熱傳質不可逆性最小，效率最高。
　?。?）中空纖維膜除濕系

3、統(tǒng)除濕過程中，隨著濕空氣流量的增加，空氣與膜接觸的時間變短而使除濕過程不充分引起除濕效率下降以及出口濕度增加。流量增加使得管內擾流嚴重，邊界層變薄，傳熱過程劇烈故出口溫度升高?？傡禺a也因流量變大而引起顯熱不可逆性熵產增加而增加。
　　（3）中空纖維膜除濕系統(tǒng)除濕過程中，隨著濕空氣進口溫度的增加，殼側濕空氣的水蒸氣分壓力也增加故除濕效率增加。進一步提高溫度，因膜表面形成液膜而增加傳質熱阻使得除濕效率降低。空氣出口溫度增大。總熵產則減