Связь между толщиной микропористой мембраны, пористостью и скоростью потока

Существует тесная взаимосвязь между толщиной микропористой мембраны, пористостью и скоростью потока. Изменения каждого элемента здесь влияют на общую скорость фильтрации и эффект мембраны. Вот простой анализ:

Во-первых, давайте поговорим о толщине микропористой мембраны. Для композитных мембран толщина мембраны означает общее расстояние над и под двумя ее поверхностями или между слоями. Более толстые мембраны обычно обеспечивают больше места для потока жидкости через пористую структуру. , но эта чрезмерно толстая мембрана приведет к увеличению сопротивления потоку жидкости из-за более длинного пути или большего перепада давления на мембране, что непосредственно приведет к увеличению перепада давления в переходном процессе, т.к. 1. Толще. Мембрана обеспечивает более длинный путь фильтрации жидкости, а это означает, что жидкость должна пройти большее расстояние, чтобы пройти через мембрану. Хотя жидкость протекает по более длинному пути, на своем пути она сталкивается с большим сопротивлением и трением. увеличение площади контакта с материалом мембраны приведет к более высокому перепаду давления. 2. Более толстые мембранные материалы будут вызывать большую усадку пор, поскольку более толстые мембраны обычно содержат больше пор в своей толщине с несколькими слоями или структурами, поскольку эти слои имеют меньший размер. поры или более узкие пути потока жидкости, неизбежно, что жидкость будет испытывать большее сопротивление потоку при прохождении через эти суживающиеся поры, что также приведет к увеличению давления фильтрации. 3. Еще одна вещь, которую все легко упускают из виду, - это вязкостное сопротивление. Толщина пленки повлияет на профиль потока жидкости, поскольку в более толстой пленке скорость жидкости вблизи центра выше, и взаимодействие с материалом пленки приведет к большей силе трения, которая представляет собой силу вязкого сопротивления, также приводит к более высокому перепаду давления на мембране. Теоретически зависимость между толщиной мембраны и перепадом давления не является линейной и зависит от многих других факторов, таких как пористость мембраны, распределение пор по размерам и свойства жидкости.

Давайте поговорим о пористости мембраны. Пористость относится к объемному распределению пустот или пор в микропористой мембране. Интуитивно говоря, это количество открытого пространства для потока жидкости. Более высокая пористость означает большее количество взаимодействий. поры могут способствовать транспортировке жидкости через мембрану. Когда пористость переходной мембраны выше, в теле мембраны появляется больше доступных путей или взаимосвязанных промежутков, так что жидкость также может течь через большее количество отверстий. Каналы или поры в определенной степени уменьшают сопротивление потоку и способствуют более высоким скоростям потока; с другой стороны, высокая пористость также снижает сопротивление потоку жидкости. Чем больше открытого пространства, с которым сталкивается жидкость. Чем меньше препятствий, тем меньше трение. что в конечном итоге приводит к более плавному и быстрому потоку.

Подобно указанному выше индексу толщины, пористость можно назвать лишь одним из факторов, влияющих на скорость потока. Другие факторы включают распределение пор мембраны по размерам и свойства жидкости (например, вязкость).   В реальных условиях более высокая пористость не всегда означает лучший диапазон пористости, который следует выбирать исходя из реальной ситуации с фильтрацией. Если он превышает этот диапазон, слишком высокая пористость также приведет к снижению механической стабильности или повреждению эффективности мембранного разделения. и другие аномалии, поэтому самый разумный выбор — найти правильный баланс между пористостью, механической прочностью и требуемыми характеристиками потока, что имеет решающее значение для оптимизации характеристик переходной мембраны.

Наконец, давайте поговорим о скорости потока. Как мы уже говорили, на скорость потока через микропористую мембрану влияет множество факторов, включая толщину и пористость мембраны. Вообще говоря, если вы хотите просто увеличить скорость фильтрации, выбирайте более высокую скорость. пористость мембраны. И более тонкие мембраны являются предпочтительным вариантом, поскольку более тонкие мембраны могут обеспечить более короткий путь диффузии для жидкости, уменьшая сопротивление потоку, в то время как более высокая пористость может обеспечить больше пригодных для использования каналов для жидкости, способствуя большему потоку. Конечно, для обеспечения эффекта фильтрации необходимо также всесторонне учитывать другие параметры, такие как распределение пор по размерам, характеристики материала мембраны, давление, прикладываемое во время фильтрации, и вязкость жидкости.

Выше кратко анализируется взаимосвязь между толщиной микропористой мембраны, пористостью и скоростью потока. Выбор микропористой фильтрующей мембраны, изготовленной из полимерного материала, должен основываться на потребностях, требованиях к потоку фильтруемой жидкости, эффекте фильтрации, влияющих факторах и т. д. Только путем оценки и анализа в сочетании с различными индикаторами мембран от поставщиков материалов можно выбрать наиболее подходящий материал мембраны.