过去几年里,平板膜接触器被广泛用于空气加湿/除湿和空气/液体的全热回收中,这是暖通空调系统的新发展。既可以用于空气湿度控制,又可用于排出空气的能量回收。与传统直接接触式的加湿/除湿设备(如填料塔或填料床)相比,半透膜将空气和水/除湿剂隔开,仅允许热量和水蒸汽的交换,可以避免液体水或液体除湿剂被夹带到空气流中,从而送入室内,恶化室内空气品质。
该膜通常为平行板类型,但会因较弱的机械强度和流体压力而变形。为了解决这一问题,我校化学工程与能源技术学院黄斯珉教授研究了平板膜弯曲结构对流道内的流动与传热的影响规律。每个计算单元包括两个相邻膜和夹在膜中间的流道。通过建立均匀温度边界条件下动量和热量传递的控制方程,用有限容积法进行求解,获得了平均(fRe)和平均努塞尔数(Num)。通过分析不同变形高度(Δh)、宽高比(b/a)和不同雷诺数(Re)对(fRe)m和Num的影响,可以发现,当b/a小于或等于25时,对于空气流道,Num随着Δh的上升而增大,然而当b/a从30上升到40时,Num先增大后减小。对于水/LiCl溶液流道,LiCl溶液的Num比水流的Num大40%-56%左右。
本研究成果“Laminar flow and heat transfer in plate membrane channels: Effects of the deformation heights”发表在《International Journal of Thermal Sciences》上。该期刊为中科院JCR数据库SCI二区刊物、我校T类三级刊物,影响因子分别为3.615。