單位場強下的液體移動速度稱為電滲速度。液體的電滲速度與固液兩相間的ξ電勢成簡單的正比關系,所以可以利用電滲來測量ξ電勢,但此法只限于能形成毛細管或多孔介質的材料。電滲技術在工業中常用于, 增強微流道內的流體混合, 驅除產品中的水分,制備多孔介質材料, 控制生物芯片中的液體薄膜移動等實際應用。
電滲過程的仿真涉及描述流體運動的流動方程(Navier-Stokes方程),描述電勢與電荷(電子或帶電粒子)的方程(如Poisson-Boltzmann方程),及描述離子/帶電粒子運動的輸運方程。
例如一個應用COMSOL Multiphysics模擬的電滲流微混合器,
幾何模型如圖,
>>兩股流體從左端進入,層流入口
>>施加交變電場,按正弦曲線變化,V0和頻率相同,電極極性交替變化
仿真結果:
交變電場為最大幅值時流線分布和濃度分布
利用電滲析原理進行脫鹽或處理廢水的裝置,稱為電滲析器。(1)電滲析器的構造它由膜堆、極區和壓緊裝置三大部分構成。1)膜堆:其結構單元包括陽膜、隔板、陰膜,一個結構單元也叫一個膜對。一臺電滲析器由許多膜...
電滲析法是利用電場的作用,強行將離子向電極處吸引,致使電極中間部位的離子濃度大為下降,從而制得淡水的。 一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜,除非人工合成的大分子離子。 電滲析與電解不同之處在于:電...
萊特、萊德、電滲析法是利用電場的作用,強行將離子向電極處吸引,致使電極中間部位的離子濃度大為下降,從而制得淡水的一種方法。一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜,除非人工合成的大分子離子。電滲析與電解...
電滲力是一種利用電能對地基進行加固的地基處理方法,電滲力的歷史可以追溯至 1809 俄國學者 Reuss 的研究工作,后來各國學者在其加固機理與應用方面開展了大量的研究工作。電滲力具有加固速度快,對細顆粒、低滲透性土有良好的加固效果等優點。由于電滲力需要消耗大量的電能,因此,在很長一段時間內,對電滲力的研究是以室內實驗研究為主,而現場應用卻不多見。隨著我國港口建設的飛速發展,利用港池和航道疏浚土吹填造陸工程如雨后春筍般地不斷涌現。疏浚土往往具有細顆粒、高塑性、低滲透等特性,采用常規排水固結法加固這種地基時,初期效果比較顯著,但后期加固效果明顯下降,表現為后期沉降緩慢,加固后的強度值較小,加固效果并非十分理想。電滲加固效果對土顆粒大小并不敏感,而且隨著經濟的發展和技術水平的提高,電滲力很可能成為此類土的一種高效且造價可以承受的地基加固方法。
電滲析法電滲析器
利用電滲析原理進行脫鹽或處理廢水的裝置,稱為電滲析器。
(1)電滲析器的構造它由膜堆、極區和壓緊裝置三大部分構成。
1)膜堆:其結構單元包括陽膜、隔板、陰膜,一個結構單元也叫一個膜對。一臺電滲析器由許多膜對組成,這些膜對總稱為膜堆。隔板常用l~2mm的硬聚氯乙烯板制成,板上開有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使兩層膜間形成水室,構成流水通道,并起配水和集水的作用。
2)極區:極區的主要作用是給電滲析器供給直流電,將原水導入膜堆的配水孔,將淡水和濃水排出電滲析器,并通入和排出極水。極區由托板、電極、極框和彈性墊板組成。電極托板的作用是加固極板和安裝進出水接管,常用厚的硬聚氯乙烯板制成。電極的作用是接通內外電路,在電滲析器內造成均勻的直流電場。陽極常用石墨、鉛、鐵絲涂釘等材料;陰極可用不銹鋼等材料制成。極框用來在極板和膜堆之間保持一定的距離,構成極室,也是極水的通道。極框常用厚5~7mm的粗網多水道式塑料板制成。墊板起防止漏水和調整厚度不均的作用,常用橡膠或軟聚氯乙烯板制成。
3)壓緊裝置:其作用是把極區和膜堆組成不漏水的電滲析器整體。可采用壓板和螺栓拉緊,也可采用液壓壓緊。(2) 電滲析器的組裝 電滲析器的基本組裝形式如圖17-4所示。在實踐電通常用“級”、“段”和“系列”等術語來區別各種組裝形式。電滲析器內電極對的數目稱為“級”,凡是設置一對電極的叫做一級,兩對電極的叫二級,依此類推。電滲析器內,進水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”,凡是水流方向每改變一次, "段"的數目就增加l。
電滲析是膜分離技術的一種,它是在外加直流電場作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子透過,陰膜只允許陰離子透過),使水中陰、陽離子作定向遷移,從而達到離子從水中分離的一種物理化學過程。用電滲析法能夠把電解質從溶液中分離出來,從而實現溶液的淡化、濃縮、精制或純化的目的。
電滲析技術主要包括:倒極電滲析(EDR)、液膜電滲析(EDLM)、填充床電滲析(EDI)、雙極性膜電滲析(EDMB)、無極水電滲析和高溫電滲析等。
電滲析技術的優點是:能量消耗低;藥劑耗量少,環境污染小;對原水含鹽量變化適應性強;操作簡單,易于實現機械化、自動化;設備緊湊耐用,預處理簡單;水的利用率高。電滲析也有它自身的缺點:在運行過程中易發生濃差化極而產生結垢;與反滲透相比,脫鹽率較低。
毛細電滲析以集成電 路為基礎的毛細電滲析,通過添加少量溶解聚合物,可明顯提高肽縮氨酸和氨基 酸的溶解與分離。毛細電滲析已成為一種應用廣泛的分離大范圍多種類無機或有 機化合物的方法。因為它的高分離效率,它可以與傳統的色譜分離方法相媲美。