多場(chǎng)輔助太陽(yáng)能露點(diǎn)蒸發(fā)海水淡化關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】：超聲波作用于液態(tài)水時(shí)的空化效應(yīng)等作用可使水霧化成微小顆粒，增加分子內(nèi)能，強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)；電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用將影響氫鍵的排列或使其斷裂，改變水的物理、化學(xué)性質(zhì)，促進(jìn)傳遞過(guò)程。將多場(chǎng)作用應(yīng)用到太陽(yáng)能海水淡化過(guò)程，提高熱、質(zhì)傳遞系數(shù)，彌補(bǔ)該方法能量消耗高、產(chǎn)水量低的不足，加速其規(guī)?；褂?。 本文采用頻率為1.7M Hz的超聲波發(fā)生器、中心磁感應(yīng)強(qiáng)度為1300Gs的鐵氧體磁芯和1.5V電壓與反應(yīng)槽連接搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，分別對(duì)鹽度為0、15、20、2、25、30、35的模擬海水進(jìn)行蒸發(fā)過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究，獲得在單場(chǎng)和多場(chǎng)組合作用下海水溫度范圍為35~70℃內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在外場(chǎng)作用下不同鹽度海水的蒸發(fā)速率均高于自然狀態(tài)，說(shuō)明此三種場(chǎng)都對(duì)海水蒸發(fā)有促進(jìn)作用，而且多場(chǎng)作用效果更為顯著。溫度是影響蒸發(fā)速率的主要因素，但鹽度對(duì)不同外場(chǎng)或組合下海水蒸發(fā)速率的影響效果不盡相同。自然狀態(tài)、超聲波、磁場(chǎng)作用下蒸發(fā)速率隨鹽度增大而下降，而在電場(chǎng)作用下則相反，此外多場(chǎng)共同作用時(shí)并無(wú)規(guī)律性影響。為進(jìn)一步判斷何種情況對(duì)蒸發(fā)最有利，將蒸發(fā)速率與溫度和鹽度進(jìn)行多元線性擬合，得到相應(yīng)的蒸發(fā)速率表達(dá)式。再對(duì)比相應(yīng)的蒸發(fā)比，可以看出在本實(shí)驗(yàn)條件下超聲波+磁場(chǎng)作用效果最好。 露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)由增濕—去濕淡化方法發(fā)展而來(lái)，是一種新的淡化技術(shù)。它是以空氣為載體，通過(guò)用海水對(duì)其增濕和去濕來(lái)制得淡水。而與傳統(tǒng)的增濕一去濕淡化不同的是，露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)通過(guò)熱傳遞將冷凝過(guò)程與蒸發(fā)過(guò)程直接耦合起來(lái)，連續(xù)地直接將冷凝潛熱傳遞到蒸發(fā)室，為蒸發(fā)鹽水提供汽化潛熱，大幅度提高過(guò)程的熱利用效率。露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)具有投資小、效率高、工作條件溫和、設(shè)備不宜結(jié)垢、原料水預(yù)處理要求低、可以利用低位熱能等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用到露點(diǎn)蒸發(fā)海水淡化方法中，設(shè)計(jì)出多場(chǎng)輔助太陽(yáng)能露點(diǎn)蒸發(fā)海水淡化裝置，利用超聲波和磁場(chǎng)強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)過(guò)程，以提高太陽(yáng)能利用率和系統(tǒng)效率。 針對(duì)裝置工作流程，列出蒸發(fā)室增濕過(guò)程、冷凝室散熱過(guò)程及冷凝室與蒸發(fā)室換熱過(guò)程的熱量平衡和質(zhì)量平衡方程，建立露點(diǎn)蒸發(fā)海水淡化過(guò)程的傳熱傳質(zhì)微分方程組，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算提供理論依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：水分子團(tuán)簇 超聲波 磁場(chǎng) 電場(chǎng) 露點(diǎn)蒸發(fā)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P747
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 太陽(yáng)能海水淡化12-17
• 1.2.1 海水淡化技術(shù)12-14
• 1.2.2 太陽(yáng)能海水淡化14-16
• 1.2.3 太陽(yáng)能露點(diǎn)法海水淡化16-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 純水及海水性質(zhì)18-25
• 2.1 純水特性18-21
• 2.1.1 水中氫鍵18-19
• 2.1.2 水分子團(tuán)簇19-20
• 2.1.3 改變水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的方法20-21
• 2.2 海水的性質(zhì)21-22
• 2.2.1 基本組成21
• 2.2.2 海水氯度和鹽度21-22
• 2.2.3 海水表面張力22
• 2.2.4 海水狀態(tài)方程22
• 2.3 鹽離子對(duì)水結(jié)構(gòu)的影響22-24
• 2.3.1 黏度系數(shù)23
• 2.3.2 分子結(jié)構(gòu)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 超聲波及電、磁場(chǎng)作用25-33
• 3.1 超聲波作用25-27
• 3.1.1 作用機(jī)理25-26
• 3.1.2 海水淡化中的應(yīng)用26-27
• 3.2 磁場(chǎng)作用27-29
• 3.2.1 對(duì)水性質(zhì)的影響27-28
• 3.2.2 機(jī)理淺析28-29
• 3.2.3 海水淡化中的應(yīng)用29
• 3.3 電場(chǎng)作用29-32
• 3.3.1 對(duì)水性質(zhì)的影響30
• 3.3.2 機(jī)理淺析30-31
• 3.3.3 海水淡化中的應(yīng)用31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 多場(chǎng)作用海水蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)33-58
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)33-38
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及系統(tǒng)33-35
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)計(jì)參數(shù)35-36
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟36-38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-55
• 4.2.1 單場(chǎng)作用對(duì)蒸發(fā)速率的影響45-48
• 4.2.2 多場(chǎng)作用對(duì)蒸發(fā)速率的影響48-50
• 4.2.3 同鹽度不同外場(chǎng)作用下蒸發(fā)速率對(duì)比50-53
• 4.2.4 曲線擬合分析53-55
• 4.2.5 蒸發(fā)比對(duì)比55
• 4.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 多場(chǎng)輔助露點(diǎn)法海水淡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-64
• 5.1 露點(diǎn)法海水淡化系統(tǒng)58-59
• 5.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型59-63
• 5.2.1 基本方程60
• 5.2.2 模型推導(dǎo)60-62
• 5.2.3 中間參數(shù)確定62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作71-72
• 致謝72

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