ВПЛИВ КУТА ОРІЄНТАЦІЇ КРУГЛОГО ТА ТРИКУТНОГО СПЕЙСЕРА НА ГІДРАВЛІЧНИЙ ОПІР

Анотація

У статті представлено результати досліджень впливу кута орієнтації круглого та трикутного спейсера на гідравлічний опір у каналах зворотного осмосу. Метою роботи було проведення чисельного моделювання гідродинаміки процесу і порівняння втрат тиску для стандартних спейсерів із круглими нитками та нового запропонованого спейсера з трикутним перерізом за кутів 90° та 45°. Наукова новизна полягає у вперше системному аналізі взаємного впливу форми поперечного перерізу спейсера та кута розташування ниток на гідродинаміку каналу. Доведено, що трикутний профіль знижує перепад тиску на 20–30 % порівняно з круглим аналогом. Кут 45° для обох типів генерує вищий опір, ніж 90°, проте різниця між кутами для трикутних ниток менша, що свідчить про часткову компенсацію гідравлічних втрат завдяки оптимізованому обтіканню та зменшенню зон рециркуляції. Практична цінність дослідження полягає у запропонованому підході до розділення параметрів проектування: геометрія перерізу використовується для мінімізації ΔP, а кут орієнтації – для регулювання інтенсивності перемішування та стійкості до забруднення. Встановлено, що спейсер із трикутними нитками під 45° дозволяє зберегти переваги діагональної конфігурації щодо пригнічення концентраційної поляризації без критичного зростання енерговитрат. Отримані результати створюють теоретичну та інженерну основу для впровадження енергоефективних спейсерів у промислові мембранні модулі опріснення та очищення води.