空气质量的高低直接影响人们的生活和工作状态,而温度的高低以及湿度的大小则是衡量空气质量的重要指标。室内空气的品质影响着人们的工作效率和生活质量,温度值和湿度值调节在适宜范围会使人们的日常生活、工作环境处于非常舒适的状态,空气质量不好会降低人们的舒适感,甚至会影响人们的健康。例如,室内空气湿度较低会使人们皮肤易干燥,易患呼吸道疾病,免疫力也会随之下降,因此对空气的湿度进行控制显得尤为重要。目前用于调节空气湿度的气/液膜接触器的潜在候选对象包括管状中空纤维接触器、平板膜接触器和管壳式交叉流动中空纤维膜接触器。它们通常是封闭和集成的结构,这降低了接触器的可维护性,使接触器的拆卸和维护使用变得不方便。本文提出了一种单元组合式新型气/液中空纤维膜接触器,该膜接触器是在前人的气/液接触中空纤维膜组件的基础上进行结构上的改进,将纤维管束集制造成小单元,然后由单元自由自合形成大组件。特殊的组件结构设计不仅对组件性能的提升有帮助,而且还能很大程度上降低组件的制造成本和维护成本。基于以上优点,新型中空纤维膜组件具有很好的发展前景。本文的主要研究工作归纳为以下几个方面:1.依据室内环境增湿标准的要求,以课题组内自主研发的中空纤维膜为基础,对前人的组件进行改造和设计,并制作了单元组合式中空纤维膜组件。制备的单元组合式中空纤维膜组件中的小模块填充率为35%和50%。选取不同充填率的中空纤维膜小模块各五个来进行实验并开展相应的数值模拟。2.根据对管束特征的准确分析,发现密集管束结构带有双重尺度特征。根据这一特征建立了该类多孔介质的流动与传热传质模型。使用该理论模型对组件在各种工况条件下的运行情况进行模拟并与实验结果进行对比,结果验证了理论模型的在部分条件下的准确性。3.该数值模型的模拟结果显示,增加空气流量会使组件的增湿量和总平均传质系数增大,但会增大壳程压降、降低加湿效率。增大单元开口程度到一定程度会使单元的传质系数和压降大幅度降低。其原因都是因为流体在组件内的分布随着组件入口流速和开度大小发生改变。本文针对单元组合式中空纤维膜组件提出了一套优化参数,该新型中空纤维膜组件的最佳运行参数和几何参数如下:填料密度=0.35/0.5,Re=0~100,S_w=20mm,S_T=32mm。4.单元组合式膜组件与其他类型的膜组件相比,新型中空纤维膜组件的可维护性高,几何设计简单,具有良好的放大性能。