中文摘要：

本项目从膜器内流体流型的角度入手，对膜器性能进行了实验和理论研究。项目采用RTD和PIV相结合的方法进行，并用指数修正的高斯非线性模型对流型曲线进行了描述。卷式RTD结果表明，随膜器内雷诺数增大，分散数D/uL减小，表明流体分布变得均匀了，而进水压力对膜器内流体流型发展则无影响。膜器破损和膜污染都可导致流型更分散，从而不利于传质，而添加阻垢剂可减缓这种不利效应。PIV测量表明，速度分布同传统管内速度分布类似，为抛物线形。随雷诺数增大，流场图像分维数增大，表明流体湍流增大。CFD模拟显示，膜在初始污染时，垢质的存在会增大局部流速，导致局部剪切力更大，这有利于污染物的脱除，但这也会使流型更分散，从而降低传质效果。实验结果表明，在优化的隔网厚度和放置方向条件下，由于流型分散小，能够减轻膜污染。在本项目研究的基础上，发展了卷式膜器内流型诊断的新技术，有利于提高膜器运行效率，降低运行成本。本项目取得的创新成果，已申请国家发明专利4项，已授权1项，发表SCI论文4篇。