Возможные пути воспроизводства пресной воды на планете (переброска каналами многоводных рек, транспортировка айсбергов) не во

Метод расчета мембранной установки с рулонными элементами

Исходными данными для расчета и проектирования мембранного аппарата являются:

• 
  производительность аппарата (L_н);
  
• 
  начальная и конечная концентрация растворенного вещества (х_н, х_к);
  
• 
  перепад рабочего давления через мембрану (Δр);
  
• 
  физико-химические свойства смеси (ρ, υ или Re);
  
• 
  температура;
  

1.Определение рабочей площади мембраны
Степень концентрирования:

Истинную селективность мембран φ_и рассчитываем по формуле:

где a и b – константы для данной мембраны при определенных давлении и температуре (табл. 2); ΔН_с.г. – среднее геометрическое значение теплот гидратации ионов, образующих соль; Z_m – валентность иона с меньшей теплотой гидратации.
Ниже представлены характеристики ацетатцеллюлозных мембран для обратного осмоса, выпускаемых в СССР (характеристики установлены при перепаде рабочего давления через мембрану Δр = 5 МПа и рабочей температуре t = 25 °С; в качестве удельной производительности по воде указаны средние значения за длительный период эксплуатации; значения констант а и b отвечают размерности ΔН в кДж/моль):
Таблица 1

Марка мембраны	Удельная производительность по воде G0·10^3, кг/(м^2·с)	Константы уравнения
		a	b
МГА-100	1,4	6,70	3,215
МГА-95	2,3	3,47	1,844
МГА-90	3,0	2,67	1,420
МГА-80	4,9	1,00	0,625

Аналогичным образом определим истинную селективность для остальных мембран

Считая,, что в первом приближении наблюдаемая селективность равна истинной, определяем среднюю концентрацию х₂ растворенного вещества в пермеате

Находим расход фильтрата L_ф

Потери растворенного вещества с пермеатом составляет

Проницаемость на входе разделяемого раствора в аппарат и на выходе из аппарата соответственно равна

где G₀ - удельная производительность (проницаемость) мембраны (определяется по табл.2).
Δπ_н и Δπ_к - осмотическое давление в объеме разделяемого раствора на входе и выходе из аппарата.
Средняя проницаемость мембраны

Определяем рабочую поверхность мембран

2.Определение основных размеров мембранного модуля
Основные характеристики выбранного аппарата:

• 
  Длина рулонного модуля l_м=0,90 м
  
• 
  Длина пакета l_п=0,95 м
  
• 
  Ширина пакета b_п=0,83 м
  
• 
  Высота напорного канала, равная толщине сетки сепаратора δ_с=5·10^-4 м
  
• 
  Толщина двух мембран с расположенным между ними дренажным слоем δ_п=0,5-1,5 мм. Примем δ_п=1 мм
  
• 
  Число элементов в модуле n_э=5
  

Рабочая повepхность мембран в данном элементе составит

Рабочая пoвepхность мембран в одном модуле будет

Сечение аппарата, по которому разделяемая смесь

Сечение аппарата, занятое мембранными и дренажными слоями

Общее сечение модуля находят с учетом 10 %-ного запаса на конструктивные элементы, термоотводящие трубки и т.д.

Внутренний диаметр аппарата

Общее число модулей в мембранной установке