Bài 4: Mô hình hóa quá trình chuyển khối trên màng

Phân cực nồng độ trong lớp biên phía dịch vào (và phân cực nhiệt độ trong quá trình thấm bốc và thẩm khí) - Phân bố nồng độ trong lớp dế của màng đảo pha/màng Composit - Tổn thất áp suất của dòng thấm qua lớp đế
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài 4: Mô hình hóa quá trình chuyển khối trên màng Kỹ Thuật Màng và Ứng DụngBài 4: Mô hình hóa quá trình chuyển khối trên màng Giảng viên: Nguyễn Minh Tân Bộ môn QT-TB CN Hóa học & Thực phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tannm-dce@mail.hut.edu.vn Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trình Trở lực cấp khối cục bộ Dung dịch vào Nước trong- Phân cực nồng độ trong lớpbiên phía dịch vào (và phân cựcnhiệt độ trong quá trình thấm bốcvà thẩm khí)- Phân bố nồng độ trong lớp dế củamàng đảo pha/màng Composit- Tổn thất áp suất của dòng thấmqua lớp đế- Phân cực nồng độ trong lớp biêncủa phía nước trong Phân cực nồng Lớp Lớp Phân cực độ phía dung nồng độ phía dịch vào hoạt đế rỗng nước trong động 1 Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trìnhPhân cực nồng độ trong lớp biên phía dịch vào Màng Phân cực nồng độ phía dịch vào Dòng (khuyếch tán, đối lưu, chính) trong lớp biên phía dịch vào Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trìnhPhân cực nồng độ trong lớp biên phía dịch vào(1) Quá trình chuyển chất phụ thuộc vào màng - Xảy ra trong các quá trình phân tách các chất lỏng tan lẫn tuân theo nguyên lý Hòa tan – Khuyếch tán - Dòng nước lọc nhỏ - Trở lực của màng đóng vai trò quan trọng - Dòng nước lọc chịu ảnh hưởng của hiện tượng phân cực nồng độ(2) Quá trình chuyển chất phụ thuộc lớp cặn - Xảy ra trong quá trình Siêu lọc (UF) và Vi lọc (MF) - Dòng nước lọc lớn hơn - Hệ số khuyếch tán của các phân tử bị màng giữ lại nhỏ hơn - Các cấu tử bị giữ lại trên màng liện kết với nhau tạo thành lớp cặn/cake layer - Trở lực của màng nhỏ hơn trở lực của lớp cặn 2 Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trình Phân cực nồng độ trong lớp biên phía dịch vào (1) Quá trình chuyển chất phụ thuộc vào màng Giải thiết để tính toán nồng độ của các cấu tử trên bề mặt màng: - Quá trình đạt cân bằng - Quá tình khuyếch tán tuân theo định luật Fick - Không xảy ra biến đổi hóa học - Gradient nồng độ theo hướng song song với màng nhỏ hơn Gradient nồng độ vuông góc với màng Cân bằng vật liệu đối với cấu tử j bên phía dịch vào: 0= ∂ (w j mGes ) y − ∂ ⎛ ρ F Dij ⋅ ∂w j & ′′ ⎜ ⎞ ⎟ ∂y ∂y ⎜ ⎝ ∂y ⎟ ⎠ Dòng đối lưu Dòng khuyếch tán Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trình Phân cực nồng độ trong lớp biên phía dịch vào Tích phân phương trình cân bằng vật liệu trên kết hợp với: mGes ( y ) = − m′′ = const & ′′ &P hay mij′,Ges ( y ) = − mij′, P = const &′ &′ Cùng với điều kiện biên: y = 0: wj = wj2 y = δF : w j = w j1 Phân bố nồng độ khoảng không gian bên trên màng: Đối với màng loại ống (hệ tọa độ trụ) w j1 − w* ⎛ δF ⎞ w j1 − w* ⎛ Ri dr ⎞ = exp⎜ − m′′ ∫ dy ⎟ = exp⎜ − m′′ RM ∫ ⎟ j j &P &P w j 2 − w* ⎜ ρ F Dij ⎟ wj2 − wj * ⎜ rρ F Dij ⎟ j ⎝ y =0 ⎠ ⎝ Ri −δ F ⎠Nồng độ khối lượng cấu Dòng lọctử j trong dòng lọc tại vị trí đang khảo sát 3 Vận chuyển vật chất trên bề mặt màng Các hiệu ứng giảm động lực quá trìnhPhân cực nồng độ trong lớp biên ...