膜蒸留法における熱および物質移動特性

概要

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3.4%NaCl水溶液を供試液とし, PTFE多孔質膜を用いて, 膜蒸留法における熱および物質移動特性を検討した.実験は原水および冷却水の温度と流速を変化させた際の, 透過水量と原水および冷却水の温度変化より, 熱および物質移動特性を検討した.その結果, 膜蒸留法における熱移動は, 原水側および冷却水側の境膜伝熱係数とギャップ内の伝熱係数に影響を受け, 特に, ギャップ内の伝熱係数はギャップ5〜10mmを境にして, 熱伝導もしくは自然対流により支配される.さらに, それぞれの移動現象とも, 従来の拡散, 熱伝導, 自然対流の式で整理可能であり, 計算値と実験値の間に良い相関が得られた.さらに, 物質移動と熱損失の観点から効率の高いギャップ1.4mmでのシミュレーションから, 熱損失は高い温度レベル (60〜90℃) での操作により低減可能であるが, 原水および冷却面表面の境膜における温度降下による透過量の低減を防止するため, 原水および冷却水流路の乱流化が必要であることがわかった.