膜蒸留法による水蒸気の透過特性

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概要

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3.4wt%NaCl水溶液を供試液とし, Polytetrafluoroethylene (PTFE) 多孔質膜を用いて, 膜蒸留法における水蒸気の透過特性および透過機構を検討した.その結果, 水蒸気の透過速度は原水と冷却面上の飽和水蒸気圧差Δ<I>P</I>に比例し, さらに, 膜の厚さδ, 空隙率ε, 膜と冷却面間の間隙<I>Z</I>にも影響されることがわかった.特に<I>Z</I>に関しては, その大きさにより透過機構が変化し水蒸気の移動は, <I>Z</I>が5mm以下では拡散に, 5mm以上では自然対流に支配されることがわかった。これから, <I>Z</I>が5mm以下での拡散領域における透過速度Qは, 上記因子のほか, 全圧π, 拡散係数<I>D</I>, ガス定数<I>R</I>, 温度<I>T</I>, 空気分圧Paと水の分子量<I>m</I>を用いて次式で整理された.<BR><I>Q</I>=π・<I>D</I>/<I>R</I>・<I>T</I>・<I>P</I>a・m (1/δ/ε<SUP>3.6</SUP>+<I>Z</I>) Δ<I>P</I><BR>また, <I>Z</I>が5mm以上の自然対流領域においても本実験条件の範囲で, 従来得られている垂直平板間の自然対流の無次元式で整理することができた.

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