[发明专利]一种用于卷式反渗透膜元件进水导流网的建模方法

说明书

本发明公开了一种用于卷式反渗透膜元件进水导流网的建模方法，包括，将进水导流网分成上层网丝和下层网丝，所述进水导流网由上层网丝和下层网丝搭接而成，将上层网丝和下层网丝分别进行独立建模，包括将上层/下层网丝分割成块体，所述块体包含若干个同径段和变径段，所述块体沿长度方向横截面积呈现变径状态，分别设置各同径段和各变径段的长度及直径，而后将块体拼接成上层/下层网丝，完成后根据进水导流网的厚度将上层网丝和下层网丝搭接形成进水导流网，基于该模型进行的数值模拟可以有更高的精度。

技术领域

本发明涉及压力推动致密膜分离技术领域，尤其涉及一种用于卷式反渗透膜元件进水导流网的建模方法。

背景技术

进水导流网（参考图4）一方面作为反渗透膜片支撑体，构成进水流道；另一方面，对物料传质过程起着重要的促进作用，比如在进水流速相对较低的情况下可以控制浓差极化的影响等。目前针对反渗透膜元件的计算流体力学（CFD）数值模拟中，对进水导流网的几何特征一般作简化处理，其简化的几何特征为沿着网丝长度方向的等横截面积的细长圆柱体，该建模方法简单，可以快速完成几何特征建模，但是，通过对进水导流网进行微观观察（三维扫描，参考图5），可以发现其并不是等横截面积，而是呈现变径的特征，因此基于等横截面积的进水导流网的特征得到数值模拟结果与实际运行结果存在差异，无法准确反映实际状态下反渗透膜元件的运行结果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，通过对进水导流网的详细建模，可以真实反映出卷式反渗透膜元件内部进水流道的特征，从而基于该模型进行的数值模拟可以有更高的精度。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种用于卷式反渗透膜元件进水导流网的建模方法，将进水导流网分成上层网丝和下层网丝，所述进水导流网由上层网丝和下层网丝搭接而成，具体包括以下步骤：

S1：将上层网丝和下层网丝分别进行独立建模，具体方法为：以相邻两个搭接点为断点，将上层/下层网丝分割成多个形状相同、长度相等的块体，每个块体包含若干个同径段和变径段，所述块体沿长度方向横截面积呈现变径状态，分别设置各同径段的长度和直径以及各变径段的长度和直径，设置完成后将块体拼接形成上层/下层网丝；

S2：根据进水导流网的厚度，将上层网丝和下层网丝进行搭接，形成进水导流网。

S3: 进行验证实验，并将验证实验的数据与等横截面积进水导流网的数据进行比较，确认模型的正确性。

本发明的有益效果是：

将进水导流网分成上层网丝和下层网丝，并且对上层/下层网丝进行单独详细建模，其沿网丝长度方向横截面积呈现变径状态，上层/下层网丝分割成多个块体，每个块体内同径段和变径段分别单独设置直径和长度，针对不同规格（进水流道厚度）的卷式反渗透膜元件，分别设置上层/下层网丝对应的尺寸参数，完成后对上、下两层网丝进行搭接组装，建立三维进水导流网模型，而后基于该模型进行的数值模拟可以有更高的精度。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为块体结构示意图。

图3为上层网丝和下层网丝搭接结构示意图。

图4为进水导流网实物图。

图5为进水导流网三维扫描细节特征图。

图6为等横截面积进水导流网与本发明建模的变横截面积进水导流网压力损失模拟结果图。

图中：10是进水导流网、11是上层网丝、12是下层网丝、20是块体、21是第一同径段、22是第二变径段、23是第三同径段、24是第四变径段、25是第五同径段。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。