太陽能膜蒸餾海水淡化過程的研究

【摘要】：能源危機與淡水資源短缺已成為制約人類社會發(fā)展的重要因素,本課題將太陽能集熱技術和膜蒸餾海水淡化技術進行耦合,實現(xiàn)了利用太陽能進行海水淡化的過程,為分散式供水的海洋平臺和島礁開發(fā)開辟了一條選擇的途徑。論文提出了一種新型太陽能集熱管,利用集熱管內不同區(qū)域的密度差形成的推動力來推動海水在膜蒸餾系統(tǒng)裝備中的流動,并以此設計了自推動的太陽能膜蒸餾海水淡化系統(tǒng)裝置。研究了太陽照度、流量、進口海水溫度等因素對集熱管出口溫度的影響,并對新型太陽能集熱管進行了計算機CFD模擬,觀察了太陽能集熱管部件內海水的流動狀態(tài)及其溫度分布情況,提出集熱管內部結構優(yōu)化方案,優(yōu)化后出口海水溫度升高了2.3℃。然后研究了整個系統(tǒng)膜淡水通量與太陽照度、流量等影響因素的關系,研究表明在一定太陽照度下,存在系統(tǒng)最佳流量使得膜淡水通量有最大值。最后研究了增加濕壁后膜兩側溫差及膜蒸餾淡水通量的變化情況,實驗表明可以在膜組件增加濕壁對膜蒸餾過程進行強化,增加濕壁后在適宜的條件下,膜的最大淡水通量達到232 g/m2.h。 【關鍵詞】：太陽能 膜蒸餾 海水淡化 集熱管 傳熱強化
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P747.14
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 能源危機現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 世界能源短缺現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 我國能源問題11
• 1.2.3 新能源的利用11-12
• 1.3 淡水資源短缺現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 淡水資源危機12-13
• 1.3.2 海水淡化發(fā)展概況13-14
• 1.3.3 海水淡化方法14-17
• 1.4 新能源在海水淡化中的應用17
• 1.5 本文的主要研究內容17-19
• 第2章 自推動太陽能膜蒸餾海水淡化過程裝備開發(fā)19-28
• 2.1 自推動太陽能膜蒸餾海水淡化原理19-20
• 2.2 太陽能集熱管結構及原理20-21
• 2.2.1 傳統(tǒng)太陽能集熱管結構與原理20
• 2.2.2 新型太陽能集熱管結構與原理20-21
• 2.3 膜蒸餾組件的特征及其結構21-26
• 2.3.1 膜蒸餾技術的特征22-23
• 2.3.2 膜蒸餾過程用膜的選取23-24
• 2.3.3 膜蒸餾類型的選取與改進24-25
• 2.3.4 膜組件的結構及其傳熱傳質類型25-26
• 2.4 太陽能膜蒸餾海水淡化實驗裝置26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 全玻璃太陽能真空集熱管集熱過程的研究28-47
• 3.1 太陽能真空集熱管中阻力與推動力28-30
• 3.2 太陽能集熱管集熱過程研究30-46
• 3.2.1 太陽能集熱管集熱過程實驗研究30-33
• 3.2.2 太陽能集熱管集熱過程計算機模擬研究33-37
• 3.2.3 改造后的太陽能真空集熱管內流場及溫度場37-46
• 3.3 本章小結46-47
• 第4章 太陽能膜蒸餾海水淡化膜蒸餾部分研究47-60
• 4.1 膜蒸餾傳熱傳質的數值計算方法47-50
• 4.1.1 改進后膜蒸餾過程傳熱計算47-49
• 4.1.2 改進后膜蒸餾過程傳質計算49-50
• 4.2 太陽能膜蒸餾海水淡化膜蒸餾部分實驗結果及分析50-55
• 4.2.1 蒸餾膜兩側流體溫度對膜通量的影響50-52
• 4.2.2 膜蒸餾系統(tǒng)流量對膜蒸餾淡水通量的影響52-53
• 4.2.3 太陽照度對膜蒸餾淡水通量的影響53-55
• 4.3 太陽能膜蒸餾海水淡化系統(tǒng)膜蒸餾組件的結構優(yōu)化55-59
• 4.3.1 干濕溫差及其特征56-57
• 4.3.2 干濕球溫差對膜蒸餾通量的影響57-59
• 4.4 本章小結59-60
• 第5章 結論與展望60-62
• 5.1 結論60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66

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