成果名称: 复合支撑液膜的传热和传湿特性研究
完成单位: 华南理工大学
主要人员: 张立志、梁才航、裴丽霞
介绍:     本项目来源于国家自然科学基金。近年来,随着膜技术研究的进展,利用膜的选择透过性使空气中的水蒸汽选择性透过膜而实现新风热湿回收的方法引起了人们注意。支撑液膜是将液体膜相牢固地吸附在多孔支撑体的微孔与大孔中,依靠固定在多孔介质中的液膜相将介质分离开来的一种新型分离方法。它综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,具有生物膜的能动输送功能,是一种新型的膜分离方法。将复合支撑液膜用于空调新风的全热回收可 以克服固体高分子致密膜传质效率低下的弊端,在能源与空调领域具有重要应用价值。
    本项目开展的工作主要有:(1)制备了一种可用于空调热湿回收的复合支撑液膜;(2)建立了一套基于复合支撑液膜用于空调新风热湿回收传热传质过程的数学模型,通过复合支撑液膜的微观结构表征,性能实验测量和计算机模拟研究,分析了热量和水分在支撑层、液膜层和皮层中的传递机理以及各层之间在传热和传湿过程中的相互作用机制,了解各层厚度、孔隙率等物理性能对复合液膜透湿性与稳定性的影响,找到影响液膜性能的关键因素。(3)研究了全热交换器流动不均匀性对热湿交换效率的影响,指出,板间距大于2mm时,速度分布的不均匀性对热湿交换能力影响非常大,对潜热交换能力的影响更甚于对显热交换能力的影响。
    本项目研究的创新性是揭示了膜流道的传热传质规律。(a)针对平行板膜流道,发现了翅片导温和导湿因子对膜流道传热传质性能的影响规律,建立了膜流道在膜耦合边界条件下的传热传质准则式,揭示并澄清了经典的j比拟在膜流道发生失效的原因。(b) 针对中空纤维膜流道,发现了随机分布的中空纤维膜流道的分形特征,建立了描述其传热传质准则方程的分形计算公式,提供了一种指导中空纤维膜流道设计的数学工具。
    本项目的研究成果将指导复合液膜的制备,新风换热器的优化与设计,为节能减排的目标的实现做出应有的贡献,培养一支从事膜制备和新风换热器优化设计的研究和教学队伍。该项目的理论成果出版专著1部,发表论文19篇,其中国内核心期刊论文3篇,国际会议论文2篇,SCI论文14篇,论文他人引用422次,SCI 他引390次。申请发明专利6项,获得授权的发明专利4项,软件登记著作权1项。项目结题被国家自然科学基金委员会评为"优+"
批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0379
登记日期: 2018-10-15
研究起止时间: 2007.01 至2009.12
所属行业: 制造业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 华南理工大学学术委员会
评价日期: 2018.10.08