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系統識別號 U0002-2006201409483400
中文論文名稱 旋濾機之研究
英文論文名稱 Study of Cyclone Filter
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學工程與材料工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemical and Materials Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 黃耀緯
研究生英文姓名 Yao-Wei Huang
學號 601400111
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-06-10
論文頁數 92頁
口試委員 指導教授-吳容銘
委員-李篤中
委員-黃國楨
委員-鄭東文
中文關鍵字 旋濾機  水旋風分離器  濾液通量 
英文關鍵字 Cyclone Filter  Hydrocyclone  The Filtrate Flux 
學科別分類
中文摘要 本研究主要對三種不同的旋風濾機進行實驗,此三種濾機分別為與陶瓷薄膜濾材組合的Type A型旋風濾機;與二氧化鈦濾材組成的Type B型旋風濾機;與市售濾芯組成的Type C型旋風濾機,實驗中主要以Type A型旋風濾機與傳統管式模過濾模組做為比較,再以Type A型旋風濾機對另外兩種儀器做為比較。
實驗結果顯示,Type A型旋風濾機的濾液單位面積下總體積在18小時之後可以超越傳統管式膜過濾,Type B型旋風濾機,擁有結構簡單且容易安裝的優勢,Type C型旋風濾機,濾材方便取得且便宜。
旋風濾機和傳統水旋風分離器做比較,水旋風分離器主要優勢是對於顆粒大小的分級,旋風濾機保有此項優勢,在旋風濾機實驗中可以發現,其分級效率並不會因濾材在內部而降低其分級效果,尤其在主要分級的範圍約8-10um處沒有明顯的分級差異,經由以上的實驗證明旋風濾機的優勢。
英文摘要 This study mainly experiments on three different types of cyclone filter. Type A cyclone filter is combined with Ceramic filter material. Type B cyclone filter is combined with titanium dioxide filter material. Type C cyclone filter is combined with commercially available filter. And the experiment mainly focus on compared type A cyclone filter with tubular membrane modules and the other two instruments.
The results are as follow: First, type A cyclone filter’s volume per unit area can go beyond tubular membrane modules after 18 hours. Second, advantages of type B cyclone filter machine are simple structure and easy installation. Last, type C cyclone filter material is cheap and easy to obtain.
Here we compare Cyclone filter with traditional hydrocyclone. The main advantage of traditional hydrocyclone is particle size classification. In cyclone filter experiments, we can found that the efficiency of particle size classification is not reduced due to internal filter material. In particular, in major particle size classification range of about 8-10 um, there is no significant difference. Therefore, the above experiments prove the advantages of the cyclone filter.
論文目次 目錄
頁次
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 薄膜分離技術 2
1-3 研究動機與目的 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 簡述水旋風分離器的發展 4
2-1-1水旋風分離器之結構 4
2-1-2 水旋風分離器之結構與簡介 5
2-1-3 水旋風分離器之規格介紹 7
2-1-4 水旋風分離器分離原理 9
2-1-4 水旋風分離器的優缺點 10
2-2 水旋風分離器之特殊現象 12
2-2-1魚鉤現象 12
2-2-2空氣柱現象 13
2-2-3 短路流現象 14
2-2-4 循環流現象 14
2-3 水旋風分離器之數值分析 14
2-3-1無因次群 14
2-3-2平型軌道理論 16
2-3-3流場中固體顆粒受力分析 17
2-3-4水旋風分離器內部剪切應力 18
2-3-5兩相流動的受力分析 20
2-4 影響水旋風分離器之參數 22
2-4-1幾何結構的影響 22
2-4-2物性參數的影響 25
2-4-3操作參數的影響 26
2-5 薄膜分離 29
2-5-1薄膜定義 29
2-5-2薄膜種類型式 31
2-5-3薄膜分離 33
2-5-4薄膜上的阻力 34
2-5-5無機薄膜上 36
2-6 掃流過濾 37
2-6-1掃流過濾之相關研究 37
2-6-2掃流過濾濾速之影響 39
第三章 實驗裝置與方法 41
3-1 實驗物料與薄膜管 41
3-2實驗儀器與設備 45
3-3 實驗裝置 47
3-3-1 旋風濾機裝置 47
3-2-2管式膜裝置 56
3-4 實驗步驟 58
3-4-1 Type A型旋風濾機 58
3-4-2 Type B型旋風濾機 59
3-4-3 Type C型旋風濾機 60
3-4-4管式膜過濾模組 61
3-4-5薄膜管之清洗 62
第四章 結果與討論 62
4-1 Type A型旋風濾機實驗結果 63
4-1-1 Type A型旋風濾機通量與濃度 63
4-1-2 Type A型旋風濾機之分級效率 65
4-1-3工作流體濃度不同之影響 67
4-1-4 Type A型旋風濾機和同尺寸水旋風分離器之差異 68
4-2 管式膜過濾膜組實驗結果 70
4-2-1 管式膜過濾模組通量與濃度 70
4-2-2 Type A型旋風濾機與管式膜過濾模組濾液通量比較 71
4-3 Type B型旋風濾機實驗結果 73
4-3-1 Type A與Type B型旋風濾機濾液通量比較 73
4-3-2工作流體種類之影響 75
4-3-3 Type B型旋風濾機和同尺寸水旋風分離器之差異 76
4-4 Type C型旋風濾機實驗結果 77
4-4-1 Type C型旋風濾機通量 77
4-4-2工作流體濃度不同之影響 78
4-4-3 Type C型旋風濾機和同尺寸的水旋風之比較 79
第五章 結論 80
符號說明 82
參考文獻 87

圖目錄
第一章
圖1-1薄膜過濾示意圖 2
第二章
圖2-1 水旋風分離器裝置內部流動示意圖 6
圖2-2 長錐與短錐水旋風分離器示意圖(a)短錐(b)長錐 8
圖2-3魚鉤現象示意圖 12
圖2-4水旋風分離器LZVV區域圖 19
圖2-5水旋風分離器的基本結構圖 24
圖2-6過濾物質大小和膜過濾關係圖 24
圖2-7膜過濾程序之分類 34
圖2-8薄膜過濾阻力示意圖 35
圖2-9提高濾速之方式 35
第三章
圖3-1碳化矽粉末之粒徑分佈圖 41
圖3-2 TAMI陶瓷薄膜管 44
圖3-3長城新元膜陶瓷薄膜管 44
圖3-4好安居RO逆滲透濾心 45
圖3-5 Type A型旋風濾機分離器尺寸圖 48
圖3-6實際Type A型旋風濾機圖 49
圖3-7 Type B型旋風濾機尺寸圖 50
圖3-8實際Type B型旋風濾機圖 51
圖3-9 Type C型旋風濾機圖 52
圖3-10實際Type C型旋風濾機圖 53
圖3-11 Type A型旋風濾機整體裝置圖 54
圖3-12 Type B型旋風濾機整體裝置圖 55
圖3-13 Type C型旋風濾機整體裝置圖 55
圖3-14管式膜過濾系統示意圖 56
圖3-15實際管式膜過濾系統圖 57
第四章
圖 4-1 Type A型旋風濾機蒸餾水與0.3wt%碳化矽濾液通量圖 63
圖 4-2 Type A型旋風濾機濾液通量圖 65
圖 4-3 Type A型旋風濾機進料、溢流和底流累積粒徑百分比 66
圖 4-4 Type A型旋風濾機實驗的分級效率圖 66
圖 4-5 0.3wt%、1wt%和3wt%濾液通量比較圖 67
圖 4-6一般型與Type A型旋風濾機之分級效率比較圖 69
圖 4-7管式膜濾液通量圖 70
圖 4-8 Type A型旋風濾機與管式膜濾液通量比較圖 72
圖 4-9 Type A型旋風濾機與Type B型旋風濾機濾液通量比較圖 74
圖 4-10 Type B型旋風濾機和一般型水旋風分離器分級效率比較 76
圖 4-11 Type C型旋風濾機蒸餾水濾液通量 77

表目錄
第二章
表2-1不同模組的單位體積下的比表面積與優缺點 31
表2-2各種薄膜材質與其特性和應用 32
表2-3應用角度無機陶瓷膜之分類 37
第三章
表3-1 TAMI陶瓷薄膜管之性質 42
表3-2長城新元膜陶瓷薄膜管之性質 43
表3-3好安居RO逆滲透濾心之性質 43
第四章
表 4-1原液與各時間溢流端與底流端濃度表 64
表4-2不同工作流體濃度下溢流端與底流端的濃度表 68
表4-3一般型與Type A型旋風濾機溢流端與底流端的濃度表 69
表4-4管式膜原液和回流液濃度 71
表4-5 Type A型旋風濾機與Type B型旋風濾機溢流底流端濃度差異 74
表4-6氫氧化鋁和氫氧化鎳混和工作流體之濃度差異 75
表4-7 0.3wt%和1wt%碳化矽工作流體之溢流、底流濃度差異 78
表4-8一般型與Type C型旋風濾機溢流端與底流端的濃度表 79
參考文獻 參考文獻

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