用有限元模拟方法研究阶层式多孔薄膜几何参数对水通量的影响

doi:10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023485

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吉林大学学报(理学版) ›› 2024, Vol. 62 ›› Issue (03) : 721-727. DOI: 10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023485

用有限元模拟方法研究阶层式多孔薄膜几何参数对水通量的影响

卢婉, 杨永彪, 丁明明

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摘要

通过系统改变阶层式多孔薄膜大孔和小孔的孔径及孔隙率等几何参数，用有限元模拟方法研究薄膜通量与相关几何参数之间线性或非线性的定量关系.模拟结果表明，在弯曲孔道基体中添加球形空穴形成阶层式多孔结构后，可使薄膜水通量提升约为原来的171%.对于弯曲孔道，单纯增加其数量可使水通量线性提升，单纯增大其孔径可使水通量以指数函数形式提升.对于球形空穴，单纯增加其数量或单纯增大其孔径，水通量均以指数函数形式提升.此外，球形空穴的水通量提升作用还依赖于它与弯曲孔道基体网格的相对尺寸，通过调节制备条件可提升分离膜材料的性能.