管式膜具有流道宽、不易污染、易于清洗、对料液的预处理精度要求低等优点,近年来在液体分离领域得到了广泛的应用。寻找减少和消除膜过滤过程中浓差极化和膜污染的方法,强化膜过滤过程,一直是膜领域研究的热点。因此对膜过滤过程的流体动力学研究非常重要。本文通过实验、CFD和基本理论公式三种方法对管式膜过滤过程进行了流体力学研究。首先,自制管式膜组件,并搭建试验台。建立纯水在管式膜过滤过程的数学计算模型,对膜组件行进80kPa恒定压力、七种不同流量和1000L/H恒定流量、五种不同压力的过滤过程进行了计算分析,揭示了内部的流动特性,经实验验证,模拟结果与实验值吻合较好。分析结果表明：流量越大对膜内壁面的冲刷能力更强、涡旋扰动更剧烈、渗透流量更大、跨膜压差也更大,膜管内随着轴向距离的增加压力呈线性减小的趋势,压力值线性减小的斜率k随着流量Q(1/h)的增加而减小、基本符合K=-0.0125Q的关系。径向速度和渗出水量随着出口压力的增大明显增大,压力增加比流量增加更能增加滤过水量。第二,对8mm和12.8mm两种不同膜管直径的膜组件进行了同流速对比计算分析,结果表明：直径越小湍动能和压力越大,在相同滤过水量的情况下,消耗更少的能源。直径越小轴向速度在近壁面区域和膜管中心区域相差越小,压力值线性减小的斜率越大。第三,通过实验、管中流动基本理论方程、利用多孔介质模型模拟膜管的CFD研究和将膜管看成无渗透壁面的CFD研究四种方法,来对管式膜组件进行压力特性的分析。结果表明：理论公式计算和无渗透壁面CFD分析值比较接近。而实验值和多孔壁面CFD分析值更接近。所以本文所建的理论模型更适合对管式膜组件的过滤过程进行研究,将膜管看成无渗透的壁面进行研究会产生更大的误差。最后,通过对相同的入口速度和出口压力,五种不同的渗透阻力系数进行计算分析,结果表明：渗透阻力系数越小其滤过水量越大,轴向速度、湍动能和压力值越小。随着轴向距离的增加,不同渗透阻力系数下的轴向速度、湍动能和压力值的差值会越来越大。由于滤过水量增大,径向速度则随着渗透阻力系数的减小而明显增大。不同渗透阻力系数下,压力值曲线都呈线性减小的趋势,且渗透阻力系数越大其减小的斜率越大。不同渗透阻力系数的膜组件在L=460mm处压力值相等,曲线汇集于一点。