□ 吴俊飞 □赵文捷

青岛科技大学 机电工程学院 山东青岛 266061

1 研究背景

回收制浆黑液中难降解的大分子物质木质素，是解决造纸工业污染环境的根本问题[1-3]。当前,膜分离、电絮凝等技术在处理制浆黑液与大分子物质木质素回收再利用的过程中得到了国内外技术人员的关注与青睐[4-5]。膜分离技术通过不同切割分子量的膜,不仅能够除硅降黏,而且可以使制浆黑液得到一定程度的浓缩,将大分子量的木质素与小分子量的糖类及有机物分开,进而获得含有分子量分布均匀、结构单一的木质素的制浆黑液[6-7]。然而，随着分离时间的增加,滤饼的形成增大了过滤阻力。采用错流膜分离最大的特点就是旋转附件叶片或圆盘带动液体对膜表面产生高剪切力[8],减小滤饼造成的过滤阻力,从而提高过滤效率，延长膜的使用寿命[9]。

综合国内外膜分离制浆黑液中木质素的研究,动态错流过滤过程中旋转附件具有一定的转速,会受到来自黑液的压力,压力的大小与旋转速度、附件半径息息相关。对此，笔者应用Fluent计算流体动力学软件对错流过滤回收木质素时旋转附件叶片和圆盘所受的压力进行数值模拟[10],研究在不同转速、相同跨膜压差下,叶片和圆盘在过滤过程中所受压力的变化,分析所受压力随叶片、圆盘径向距离的变化趋势。所做研究可以为叶片或圆盘错流过滤设备的优化提供了技术参考。

2 数值模拟前处理

数值模拟之前，建立过滤腔室几何模型。……