系統識別號 | U0002-2507201613080200 |
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DOI | 10.6846/TKU.2016.00847 |
論文名稱(中文) | 離心過濾裝置之研發 |
論文名稱(英文) | A Study of Centrifugal Filtration Device |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 化學工程與材料工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Chemical and Materials Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 104 |
學期 | 2 |
出版年 | 105 |
研究生(中文) | 林家丞 |
研究生(英文) | Chia-Cheng Lin |
學號 | 603400424 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2016-06-01 |
論文頁數 | 80頁 |
口試委員 |
指導教授
-
吳容銘
委員 - 李篤中 委員 - 黃國楨 委員 - 郭修伯 |
關鍵字(中) |
離心機 離心過濾機 濾液通量 |
關鍵字(英) |
Centrifugal Centrifugal Filtration The Filtrate Flux |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本研究所研發之離心過濾設備與一般離心過濾機過濾方式有所不同,在市面上還未曾出現,藉由在濾室中央裝置過濾介質,持續添加工作流體,顆粒受離心力的影響往濾室周圍移動遠離濾材,不易造成濾餅的堆積,藉由進料量大於出料量來達到過濾效果,與傳統的管式膜過濾進行濾液通量的比較,結果顯示本離心過濾裝置擁有非常好的過濾效果。 使用不同的粉體粒徑、改變工作流體的濃度、調整濾室的轉速與裝置不同的濾材來探討本研究所研發之離心過濾機,在進行過濾時濾液通量的多寡,與顆粒在濾室內移動的情形。 結果顯示粒徑越大粉體受離心力的影響越大,濾液量越多;濾液通量會隨著工作流體的濃度增加而濾液通量減少;調整濾室轉速越高,顆粒在濾室內所產生的離心力越大,越不易附著在濾材上,因此濾液量就多,使用濾心當做過濾介值濾液通量比薄膜管多。 |
英文摘要 |
The centrifugal filtration equipment in my study is different from other centrifugal filtration devices, it had never appeared in the market before. This centrifugal filtration equipment takes the method of continuing filtration. By putting filter member in the middle of the filter chamber and continuous adding working fluid, the particles will keep away from the filter member because of the centrifugal force and the cake will be hard to accumulate. The effect of centrifugation is better than cross flow. I make the inlet bigger than outlet to filtrate and compare with the filtration flux of traditional tubular membrane filtration, it seems that the centrifugal filtration equipment in this study has excellent filtration effect. When particles are bigger, the influence by the centrifugal force is more obviously and the filtrate will get more. The filtration flux will become lower when the concentration gets higher. When the rotation is higher, the particles in the filter chamber are bigger and accumulate hardly, therefore we can get more filter. To sum up, using cores the as filter membrance can get more filter than membrance. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 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 3 1-3 研究動機與目的 4 第二章 文獻回顧 7 2-1 簡述離心機的發展 7 2-1-1離心機的歷史與發展 7 2-1-2 離心機工作原理分類 8 2-1-3 離心機之分離原理 9 2-1-4 離心機的特點 10 2-2 離心力場之數值分析 11 2-2-1離心力F_c 11 2-2-2離心過濾理論 12 2-2-3 離心沉降原理 14 2-3 影響離心機分離性能的因素 15 2-3-1分離因數的影響 15 2-3-2固體顆粒大小對分離的影響 16 2-4 薄膜分離 18 2-4-1薄膜定義 18 2-4-2薄膜種類型式 19 2-4-3薄膜分離 22 2-4-4薄膜上的阻力 23 2-4-5無機薄膜上 25 2-5 掃流過濾 26 2-5-1掃流過濾之相關研究 26 2-5-2掃流過濾濾速之影響 28 第三章 實驗裝置與方法 30 3-1 實驗物料 30 3-2實驗濾材 31 3-3 實驗儀器與設備 34 3-4 實驗裝置 36 3-4-1 本離心機濾室內部結構 37 3-4-2 管式膜裝置 47 3-5 實驗步驟 49 3-5-1本研究所研發之離心過濾機 49 3-5-2管式膜過濾膜組 51 3-5-3薄膜管之清洗 52 第四章 結果與討論 53 4-1 薄膜管實驗部分 53 4-1-1 本離心過濾機使用不同粒徑之粉體 53 4-1-2 本離心過濾機調整轉速之影響 55 4-2 管式膜過濾膜組實驗結果 56 4-2-1 管式膜過濾模組通量 56 4-2-2本離心過濾機與管式膜過濾模組濾液通量比較57 4-3 濾芯實驗部分 60 4-3-1 本離心過濾裝置使用濾芯的結果 60 4-3-2調整濾室轉速之影響 63 4-3-3 工作流體濃度不同之影響 65 4-3-4 濾室轉速與工作流體濃度之關係 67 4-3-5 本離心過濾機調整濾室轉速與濾芯轉速之影響69 第五章 結論與建議 72 5-1 結論 72 5-2 建議 74 符號說明 75 參考文獻 78 圖目錄 第一章 圖1-1薄膜過濾示意圖 3 圖1-2一般離心過濾機過濾方式示意圖 5 圖1-3本離心過濾機過濾方式示意圖 6 第二章 圖2-1澄清型蝶式分離機分離原理 8 圖2-2物體圍繞圓心做高速旋轉運動 12 圖2-3一維的離心過濾系統圖 14 圖2-4過濾物質大小和膜過濾關係圖 19 圖2-5膜過濾程序之分類 23 圖2-6薄膜過濾阻力示意圖 24 圖2-7提高濾速之方式 29 第三章 圖3-1碳化矽粉末之粒徑分佈圖 30 圖3-2 TAMI陶瓷薄膜管 33 圖3-3 Aqua-Safe逆滲透濾心 34 圖3-4 TQ 400馬達外型圖 35 圖3-5 KH-02-60S馬達外型圖 35 圖3-6本離心過濾裝置濾室結構設計圖 38 圖3-7本離心過濾裝置示意圖 40 圖3-8本離心過濾裝置完成示意圖 42 圖3-9本離心過濾設備裝置濾芯正面圖 44 圖3-10本離心過濾裝置反面圖 45 圖3-11本離心過濾機整體裝置系統圖 46 圖3-12管式膜過濾系統示意圖 47 圖3-13際管式膜過濾系統圖 58 第四章 圖 4-1不同粒徑之碳化矽濾液通量比較 53 圖 4-2為實驗後之薄膜管的情況 54 圖 4-3 0.3wt%SiC不同轉速濾液通量圖 56 圖 4-4管式膜濾液通量圖 57 圖 4-5轉速2000rpm與管式膜過濾濾液通量比較圖 59 圖 4-6轉速1000rpm與管式膜過濾濾液通量比較圖 59 圖 4-7轉速500rpm與管式膜過濾濾液通量比較 60 圖 4-8清水與0.3wt%氧化鋁濾液通量圖 61 圖 4-9清水與0.3wt%氧化鋁0rpm和2000rpm濾液通量圖 62 圖 4-10為實驗後濾芯的使用情形 63 圖 4-11 0.3wt%氧化鋁調整轉速濾液通量比較 64 圖 4-12 1wt%氧化鋁調整轉速濾液通量比較 64 圖 4-13 2wt%氧化鋁調整轉速濾液通量比較 65 圖 4-14 2000rpm 0.3wt%、1wt%和2wt%濾液通量比較 66 圖 4-15實驗後濾芯的使用情形 67 圖 4-16 500rpm 0.3wt%、1wt%和2wt%濾液通量比較 68 圖 4-17改變濾室轉速與工作流體濃度之濾液通量比較 69 圖 4-18調整濾室轉速與濾材轉速之濾液通量比較 70 表目錄 第二章 表2-1不同種類離心機的分離因數 16 表2-2為固體顆粒粒徑與分離難易的分類 17 表2-3不同模組的單位體積下的比表面積與優缺點 20 表2-4各種薄膜材質與其特性和應用 21 表2-5應用角度無機陶瓷膜之分類 26 第三章 表3-1為氧化鋁的物性資料 31 表3-2 TAMI陶瓷薄膜管之性質 32 表3-3 Aqua-Safe逆滲透濾心之性質 32 表3-4濾室結構規格說明表 39 表3-5本離心過濾裝置規格說明 41 表3-6本離心過濾裝置完成示意圖規格說明 43 第四章 表4-1不同轉速下的濾液通量數據表 55 表4-2 0.3wt%氧化鋁實驗1小時顆粒堆積在濾芯上的量 62 表4-3實驗1小時粉體堆積在濾芯上的量 71 |
參考文獻 |
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