湍流促進器一般是指可以強化流體的流態的各種障礙物。最常見的湍流促進器是直接在平板膜面上放置的具有一定間隔的突起物或波紋狀物體。當流體流過這些物體時，可以在傳質邊界層中產生周期性不穩定的流動，破壞濃度邊界層，從而強化傳質。但是由於邊界層的流速較低，因此產生的渦旋強度較低。這時可以通過將湍流促進器安裝在流速較高的區域等方法來加強渦旋強度。
基本介紹
- 中文名：湍流促進器
- 外文名：Turbulence accelerator
- 釋義：可以強化流體的流態的各種障礙物
- 常見：突起物或波紋狀物體
- 作用：減少濃差極化
- 套用學科：化工原理
簡介,湍流促進器結構設計,減少濃差極化,
簡介
控制濃差極化實際上就是要設法提高邊界層的傳質係數。在過程套用上，傳質係數可用傳質方面的關聯式來進行計算，在這方面有許多研究人員進行了研究，得到不少傳質關聯式。
由於傳質係數的大小決定於物料的流動條件（如速度、密度、粘度、擴散係數）和膜單元的幾何結構，一方面，提高流速或溫度，即通過操作條件的改變可以改變物料的粘度和擴散係數，從而可以強化傳質；另一方面，可以通過改變膜單元的幾何結構來改變傳質係數。在實際套用中除了中空纖維組件外，其他形式的壓力驅動膜組件通常可在流道中加入湍流促進器，改變流體的流動方式，從而達到強化傳質的目的。
對管式膜組件而言，內部可以安裝圓形擋板、環形擋板或螺旋擋板等各種形式的擋板來強化傳質。實踐表明，在膜組件流道中安裝湍流促進器一般可以使系統的傳質係數增加4~10倍。但是傳質係數增加的代價是系統壓力降的增加，從而導致能耗的增加；同時膜組件的構造更加複雜、拆洗更加困難。
湍流促進器結構設計
在流道貼近膜面處放置由隔網、金屬格柵、塑膠窄條或細棒和螺桿等製作的湍流促進器，誘發低速滯流流動的料液的湍動，從而增加膜面處的剪下速率，減少濃差極化和污染，提高通量。
湍流促進器的體積約占空流道體積的20%~50%。湍流促進器的設計應儘可能減少對料液流動的阻力，避免死角。
通過特殊裝置使料液的流速或壓力產生脈動，從而增加溶質自螺桿多孔管濃差極化層至料液主體的擴散，提高通量。因此，湍流促進器結合脈動是一種十分高效的構型設計。
減少濃差極化
對於各式反滲透器的濃差極化消除措施，通常還可採用器內設定湍流促進器的辦法。所謂湍流促進器一般系指可強化流態的多種障礙物。例如對管式組件而言，內部可安裝螺旋擋板或圓球。對板式或卷式的反滲透組件可內襯網柵等物以促進湍流。舉例說明如下：
在超濾膜管中放置螺桿並使其軸向振動。螺桿：材質為聚丙烯酸樹脂；外徑10mm；螺距4mm；螺高1mm和長度210mm。螺桿距膜表面0.9mm，膜管內徑遂為11.8mm。螺桿振幅4mm，振動頻率5~30Hz。
螺桿和膜管的詳圖下圖為料液質量濃度7g/L，流速5.7L/min的通量Jv與操作壓力Δp的關係。
圖一下圖進料液質量濃度40g/L，流速0.1L/min的通量Jv和操作壓力Δp的關係。
圖二料液為葡萄糖T-500（Mw=50000）的水溶液。由圖一知，在此高進料液流速和低進料液濃度下，系統濃差極化不嚴重，螺桿即使不振動，僅靠湍流促進器的作用也可使系統濃差極化幾近克服，其通量幾乎與純水通量一致，圖二中表明，在低進料液流速和高進料液濃度下，系統濃差極化嚴重，螺桿的湍流促進器作用使通量有一定提高，振動的螺桿產生料液的脈動使通量進一步提高，且振動頻率越高，通量增加愈甚。
