干法成膜过程中的传热传质机理的研究

制备具有指状孔结构的多孔膜是研制用于热湿回收领域的透湿膜的关键技术。在制备方法中，干法成膜过程由于对环境污染小，工艺简单，成膜质量高而且日益受到重视。干法成膜过程中铸膜液与周围环境之间的传热传质过程对膜微观结构和最终性能有决定性影响。本项目拟研究铸膜液与周围环境之间的传热传质过程，通过对其成膜过程中的传热传质现象进行模拟与测试，研究成膜过程中的传热传质行为对铸膜液的热力学状态演变规律的影响，分析影响成膜质量的关键因素如温度、湿度、风速、涂膜厚度、铸膜液浓度等，探讨传热传质过程对膜内部微观结构如指状孔大小、数目、形态等参数的影响，为优化操作条件、确定最佳制膜工艺，改善膜性能提供基础理论依据。

本项目研究了用于空调热回收领域的多孔膜。本项目以水为致孔剂、丙酮为溶剂利用二步干法制备CA多孔膜，并对其微观结构和透湿性能进行表征，揭示干法成膜过程中铸膜液与周围环境之间的传热传质机理，分析成膜关键因素如涂膜厚度、铸膜液浓度等对成膜质量的影响；建立了平行流道结构的膜式全热换热器的传热传质数学模型，并对其进行了实验验证。研究了交叉三角形波纹板流道在耦合壁面边界条件的层流状态下的对流传热规律，并对制膜工艺所用的热风管道的流场特性进行了模拟。研究结果表明，最优的膜制备成分为：CA的质量分数为6%，丙酮与水的质量比为3:1，所制备的透湿膜具有多孔指状结构。对于平行流道结构的膜式全热换热器，从理论和实验都表明了全热回收器的潜热效率很高，说明了膜的湿阻很小，有利于传质的进行，使得风和排风的潜热交换非常充分。 在交叉流三角流道膜式全热换热器方面，热传递效果与热边界条件有关，耦合壁面条件下的传热效果处于恒热流和恒壁温之间。在热风管道的数值模拟方面，出口流场的均匀度与管道的进口速度没有多大的关系。. 研究过程发表了SCI论文1篇，2篇EI论文，1篇国际期刊 论文，3篇核心期刊论文，申请了2项发明专利，获得授权实用新型专利5项。