بررسی تاثیر مشخصات غشا پلیمری بر عملکرد مرطوب ساز تخت غشایی

Abstract

در مرطوب‌ساز غشایی، مشخصات غشا به عنوان قلب مرطوب‌ساز و انتخاب نافیون به عنوان رایج‌ترین غشا برای کاربرد در فرآیند جداسازی دو جریان مرطوب و خشک تاثیر زیادی بر عملکرد آن دارد. در این مطالعه، به روش دینامیک سیالات محاسباتی و به کمک نرم افزار انسیس فلوئنت و با اضافه کردن یک کد به آن برای شبیه سازی انتقال آب در غشا به بررسی سه بعدی یک مرطوب‌ساز تخت غشایی شامل نواحی کانال‌های خشک، غشا، کانال‌های مرطوب و صفحات در طرف غشا پرداخته شده و تاثیر مشخصات غشا شامل: ضخامت، نفوذپذیری و ضریب تخلخل بر انتقال جرم (آب) و حرارت از طریق غشا و در نتیجه عملکرد مرطوب‌ساز بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از نافیون 111 به دلیل ضخامت کمتر نسبت به نافیون‌های 115، 117 و 211، منجر به بهبود انتقال حرارت و جرم شده و از ‌این‌رو عملکرد مرطوب‌ساز غشایی را بهبود می‌بخشد. با در نظر گرفتن نقطه شبنم که تاثیر همزمان انتقال جرم و حرارت را نشان می‌دهد؛ افزایش ضریب نفوذپذیری غشا از 21-10 تا 15-10 متر مربع، دمای نقطه شبنم در خروجی سمت خشک حدود 5/3 کلوین افزایش می‌یابد. در محدوده‌های متداول ضریب تخلخل غشاهای تجاری متداول، تغییر ضریب تخلخل تاثیر چندانی بر عملکرد مرطوب‌ساز غشایی ندارد.

Keywords

• مرطوبساز غشایی
• نفوذپذیری
• ضریب تخلخل
• ضخامت
• دمای نقطه شبنم
• مدلسازی عددی