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系統識別號 U0002-2506201412132900
中文論文名稱 透析並伴有非均勻濾速的超過濾質量傳送分析
英文論文名稱 Analysis of mass transfer for dialyzers with ultrafiltration of nonuniform flux
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 劉宗翰
研究生英文姓名 Tsung-Han Liu
電子信箱 aboy4400@hotmail.com
學號 601401168
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-05-29
論文頁數 84頁
口試委員 指導教授-葉和明
委員-何啟東
委員-蔡少偉
中文關鍵字 質量傳送  透析  超過濾濾速遞減  順流式  平板薄膜膜組 
英文關鍵字 Mass transfer  Dialysis  Ultrafiltration with declining flux  Cocurrent flow  Rectangular module 
學科別分類
中文摘要 本論文主要推導在薄膜透析器中伴隨著非均勻濾速之超過濾質量傳送分析。透析伴隨超過濾於並流式之矩形透析器的研究是基於假設通道中均勻的流速和濃度所做出的質量平衡。考量到過程中濃度極化現象的增加與透膜壓差的遞減效應,並為了更加接近與符合實際的物理現象,我們不再假設均勻的超過濾通量,而是一隨距離增加而遞減的指數函數。在本研究的結果數據與圖表中可發現,提高超過濾通量以及進料體積流率可使溶質與溶劑的分離更加良好,也使得分離效率有著顯著的提升。此外,對於質量傳送而言,增加透餘相中的體積流率會比增加透析相的體積流率來的更有效益。而在透析系統中導入超過濾對於分離效率是有著顯著的成效的,特別是對於有著低質量傳送係數的系統。

英文摘要 Dialysis coupled with ultrafiltration in parallel-flow rectangular membrane modules was investigated, based on mass balances with the assumption of uniform velocity and concentration within the cross sections of flow channels. The declination of ultrafiltration flux along the membrane module due to the increase of concentration polarization and the declination of transmembrane pressure, is also taken into consideration. Considerable improvement in separation efficiency is achievable if the effect of ultrafiltration is applied, especially for the system with low mass transfer coefficient. The enhancement in separation efficiency is significantly increased with increasing ultrafiltration flux, as well as with increasing the volumetric flow rates.
論文目次 目錄
誌 謝 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 薄膜分離的驅動力 2
1.3 研究動機與目的 3
第二章 文獻回顧 5
第三章 薄膜透析器合併超過濾操作之理論分析 8
3.1 順流式平板型薄膜透析器 8
3.1.1 濃度分佈 8
3.1 2總質量傳送速率 13
3.1.3 超過濾效應所提昇分離效率 14
3.2 逆流式平板型薄膜透析器 15
3.2.1 濃度分佈 15
3.2.2總質量傳送速率 20
3.2.3 超過濾效應所提昇的分離效率 23
第四章 結果與討論 24
4.1 範例計算 24
4.2 順流平板型薄膜透析器伴隨超過濾濾速遞減效應之影響 25
4.2.1 透餘相之出口濃度 25
4.2.2 質量傳送速率 26
4.2.3 超過濾效應所提昇的分離效率 26
4.3 逆流平板型薄膜透析器伴隨超過濾濾速遞減效應之影響 46
4.3.1 透餘相之出口濃度 46
4.3.2 質量傳送速率 46
4.3.3 超過濾效應所提昇的分離效率 47
4.4 順流型與逆流型薄膜透析器之比較 58
第五章 結論 75
符號說明 77
參考文獻 79




圖目錄
圖 1順流式平板型薄膜透析伴隨超過濾系統 9
圖 2逆流式平板型薄膜透析伴隨超過濾系統 16
圖 3順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 28
圖 4順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 29
圖 5順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 30
圖 6順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 31
圖 7順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 32
圖 8順流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 33
圖 9順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 34
圖 10順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 35
圖 11順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 36
圖 12順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 37
圖 13順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 38
圖 14順流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 39
圖 15逆流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 48
圖 16逆流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 49
圖 17逆流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 50
圖 18逆流透析器之總質量傳送速率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 51
圖 19逆流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 52
圖 20逆流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 53
圖 21逆流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 54
圖 22逆流透析器之超過濾效應所提昇的分離效率對透餘相體積流率作圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 55
圖 23順流與逆流透析器在θ = 1.0之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 59
圖 24順流與逆流透析器在θ = 1.0之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 60
圖 25順流與逆流透析器在θ = 1.0之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 61
圖 26順流與逆流透析器在θ = 1.0之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 62
圖 27順流與逆流透析器在θ = 0.61之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 63
圖 28順流與逆流透析器在θ = 0.61之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 64
圖 29順流與逆流透析器在θ = 0.61之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 65
圖 30順流與逆流透析器在θ = 0.61之總質量傳送速率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 66
圖 31順流與逆流透析器在θ = 1.0之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 67
圖 32順流與逆流透析器在θ = 1.0之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 68
圖 33順流與逆流透析器在θ = 1.0之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 69
圖 34順流與逆流透析器在θ = 1.0之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 70
圖 35順流與逆流透析器在θ = 0.61之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 71
圖 36順流與逆流透析器在θ = 0.61之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 72
圖 37順流與逆流透析器在θ = 0.61之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 73
圖 38順流與逆流透析器在θ = 0.61之分離效率提昇率比較圖(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 74

表目錄
表 1順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 40
表 2順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=2×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 41
表 3順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 42
表 4順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 43
表 5順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 44
表 6順流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=8×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 45
表 7逆流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=0.5) 56
表 8逆流透析器伴隨超過濾濾速遞減效應計算結果(Qd,i=4×10^-6 m3/s,CB,i=0.5 kg/m3,CD,i=0,f=1.0) 57
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