膜蒸馏可以在沸点以下的低温条件下运行,操作条件温和,分离效率高,结构简单易于维护,对于膜的力学性能要求低,并且可以利用太阳能、地热、工业余热等低品位能源,具有良好的可操作性和稳定性,因此膜蒸馏技术具有很好的发展潜力。膜蒸馏技术以疏水性多孔膜为介质,在料液侧与渗透侧之间挥发性组分压差的作用下,料液侧挥发性组分蒸发使其以蒸汽的形式穿过微孔膜,驱动分离过程,因此对膜蒸馏过程涉及质量、动量、能量传递,研究膜蒸馏系统的热质传递特性具有重要意义。本文基于中空纤维膜以及致密冷凝膜的物理特性,结合气隙式膜蒸馏系统的热质传递过程机理,建立了新的数学模型,并考虑了壁面接触角和滑移边界对热质传递过程的影响,对数学模型进行了简化并采用FLUENT通过数值模拟研究了中空纤维膜与致密冷凝膜构成的膜组件传热传质过程,使用UDF定义传质阻力系数以及蒸发和冷凝过程的热量和能量源项以实现中空纤维膜和致密冷凝膜表面的传热以及传质,并利用参考文献中的计算结果对模型进行了验证。数值模拟计算得到了气隙式膜蒸馏系统内的温度分布情况、温度极化系数、浓度极化系数、膜通量以及热效率在不同操作条件下的变化情况,对不同操作条件下的气隙式膜蒸馏系统中膜组件的传热传质性能进行了评估。为气隙式膜蒸馏系统的热质传递性能优化提供了参考依据,研究膜组件的传热传质特性对膜蒸馏系统的优化以及操作条件的调控有很大的意义。