580 热敏物料低能耗干燥装置-壳管型气扫式膜蒸馏组件-模拟分析与设计软件
基本结构
壳管型气扫式膜蒸馏组件基本结构如下图。
图中，溶液在膜管内流动，其中的水分在膜管内表面汽化为水蒸气并穿过膜壁中的膜孔到达膜管外，被膜管外的吹扫气带走（吹扫气通常与溶液逆向流动）。
软件方程
溶液在膜管内流动与换热方程、吹扫气在膜管外的传热与传质方程、水蒸气穿过膜壁过程方程等可参考热泵技术手册或冷热平台前面的文章（如第223篇膜蒸馏组件设计示例-气扫式等）。
软件基础
在编制软件时，对膜蒸馏组件进行了一些简化处理，如：
膜管为直管且在壳体内均匀分布。
膜管为圆管且直径均一。
膜管壁中的膜孔为规整圆孔且直径均一。
溶液流动在各膜管内均匀分布。
吹扫气在膜管外均匀流动。
溶液在膜管内采用集总参数处理。
吹扫气在膜管外采用集总参数处理。
膜组件处于稳定运行状态且无热损失。
软件界面
软件界面如下图。
上部为12个输入参数，底部为13个输出参数，中间是计算按钮。
12个输入参数分别为：
膜管内直径，通常取0.5~5.0mm；
膜管长度，通常取30~1500mm；
膜管根数，通常取20~1000根；
膜孔直径，通常取0.1~1.0微米；
膜孔隙率，通常取0.2~0.9；
壳体内直径，通常取20~200mm；
溶液流量，通常取2.0~200g/s（通常使膜管内流速不大于1.0m/s）；
溶液进膜组件温度，通常取40~120℃；
溶液质量浓度（软件中所用溶液为溴化锂水溶液），通常取0.4~0.5；
吹扫气（空气）流量，通常取0.3~30g/s（通常使膜管外流速不大于1.0m/s）；
吹扫气进膜组件温度，通常取20~60℃；
吹扫气进膜组件相对湿度，通常取0.05~0.95；
13个输出参数分别为：
溶液出膜组件温度，℃；
溶液出膜组件浓度，0.3~0.5；
吹扫气出膜组件温度，℃；
吹扫气出膜组件时其中水蒸气分压力，Pa；
膜组件的膜通量，g/(m2.s)；
膜组件的热效率，0.5~1.0；
膜组件的热负荷，W；
溶液中水分分离速率（浓缩速率），g/s；
膜管内表面总面积，m2；
溶液在膜管内流速，m/s；
吹扫气在膜管外流速，m/s；
溶液在膜管内流动压降，Pa；
吹扫气在膜管外流动压降，Pa。
软件应用方法
在输入参数框内输入合理数值，点击计算按钮，即可得出上述输入参数下膜蒸馏组件的13个状态参数和性能参数，如下图。
通过调整12个输入参数值，可掌握各输入参数对膜蒸馏组件性能和状态参数的影响规律，为优化设计提供依据。
实际应用时，可根据对膜蒸馏组件的设计要求，如溶液进出膜组件温度、吹扫气进出膜组件温度、溶液浓缩速率、膜面积等，调整各输入参数得到满足设计要求的膜蒸馏组件（可得出多种设计方案进行优选，也可在软件内自动搜索优化设计方案）。
此外，当溶液或吹扫气进出膜组件参数变化较大，或膜管较长时，可采用分段计算，可有助于提高计算精度。