多效降膜太陽能海水淡化技術(shù)研究

【摘要】：世界淡水比例較低,水資源分布不均勻,同時(shí)水體污染問題不斷加重,全球用水形勢(shì)日益嚴(yán)峻,海水淡化已成為獲得淡水資源的重要手段之一。但與此同時(shí)常規(guī)的海水淡化技術(shù)是一個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè),在化石燃料供應(yīng)逐漸短缺、能源價(jià)格飛漲、環(huán)境質(zhì)量惡化的今天,利用新型的清潔可再生能源進(jìn)行海水淡化將成為重要的發(fā)展方向。尤其在淡水缺乏的海上孤島、船艦及電力供應(yīng)困難的偏遠(yuǎn)地區(qū),利用天然的太陽能進(jìn)行海水淡化具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。 本文沿著避免使用其它動(dòng)力裝置利用太陽能進(jìn)行海水淡化,同時(shí)克服傳統(tǒng)盤式蒸餾器海水厚度大、熱容量大升溫慢、潛熱無重復(fù)利用等缺點(diǎn)的思路,提出了多效豎板降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化技術(shù)。 建立了單效豎板降膜蒸發(fā)海水淡化數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算。模擬了不同進(jìn)水流量與投入能流下裝置的產(chǎn)水。裝置的產(chǎn)水速率隨進(jìn)水流量的增大有一個(gè)先增大后減小的趨勢(shì),一定的投入能流下有一個(gè)最佳的進(jìn)水流量值。在單效模型的基礎(chǔ)上,深化并建立了多效降膜蒸發(fā)海水淡化數(shù)學(xué)模型。計(jì)算了不同級(jí)數(shù)對(duì)多效降膜海水淡化產(chǎn)水的影響,計(jì)算顯示隨著級(jí)數(shù)的增加裝置的產(chǎn)水速率增大,級(jí)數(shù)越大增加的幅度越小 以得到的理論模擬結(jié)果為指導(dǎo),設(shè)計(jì)并搭建了一套寬0.27m、高0.44m蒸發(fā)面積為0.1188m2的多效豎板降膜蒸發(fā)海水淡化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成了單效和六效豎板降膜海水淡化實(shí)驗(yàn)研究。裝置的產(chǎn)水特性隨不同進(jìn)水流量和投入能流的變化趨勢(shì)與數(shù)學(xué)模型的模擬結(jié)果具有較好的吻合。單效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示裝置在海水進(jìn)水流量為4.0×10-4kg.s-1.1.m-1時(shí)既不會(huì)出現(xiàn)干點(diǎn)又能保證裝置具有相對(duì)較高的性能系數(shù)。在裝置的平均投入能流為600W.m-2時(shí),該降膜蒸餾器每平米一天的產(chǎn)水可達(dá)到4.77kg,性能系數(shù)可達(dá)到0.53,相比盤式蒸餾器提高了77%。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了六效降膜蒸發(fā)研究,海水進(jìn)水流量為8.0×10-4kg.s-1.m-1時(shí)蒸發(fā)面既不會(huì)出現(xiàn)干點(diǎn)又能保證裝置具有相對(duì)較高的性能系數(shù)。600W.m-2的投入能流下,裝置每天每平米的產(chǎn)水量為16.62kg,為傳統(tǒng)的盤式太陽能蒸餾器產(chǎn)水量的5-6倍。 測(cè)量了杭州2012年7月5日的太陽總輻射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化,擬合實(shí)驗(yàn)得到的六效豎板降膜蒸發(fā)海水淡化裝置產(chǎn)水與投入能流的關(guān)系式,把實(shí)際太陽能輻射強(qiáng)度值耦合到產(chǎn)水與投入能流的關(guān)系式中,得到裝置的產(chǎn)水速率與隨時(shí)間的變化關(guān)系,積分累積得到在這一天太陽能輻射強(qiáng)度下裝置的產(chǎn)水為15kg,為盤式蒸餾器的5倍左右。證明多效豎板降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化技術(shù)方法作為一種新型海水淡化技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)研究意義。 【關(guān)鍵詞】：海水淡化 降膜蒸發(fā) 太陽能 性能系數(shù) 多效
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK519;P747
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目次10-12
• 1. 緒論12-28
• 1.1. 研究背景12-16
• 1.1.1. 世界淡水資源概況12-13
• 1.1.2. 我國(guó)淡水資源概況13-14
• 1.1.3. 太陽能海水淡化研究的意義14-16
• 1.2. 海水淡化技術(shù)16-22
• 1.2.1. 傳統(tǒng)海水淡化技術(shù)方法16-20
• 1.2.2. 國(guó)內(nèi)外海水淡化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用20-22
• 1.3. 太陽能海水淡化技術(shù)22-27
• 1.3.1. 太陽能海水淡化技術(shù)分類22-25
• 1.3.2. 國(guó)外太陽能海水淡化技術(shù)發(fā)展25-26
• 1.3.3. 國(guó)內(nèi)太陽能海水淡化技術(shù)發(fā)展26-27
• 1.4. 本文的主要研究?jī)?nèi)容27-28
• 2. 豎板降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化計(jì)算模型28-46
• 2.1. 單效豎板降膜太陽能海水淡化數(shù)學(xué)模型28-38
• 2.1.1. 單效豎板降膜海水淡化裝置結(jié)構(gòu)28-29
• 2.1.2. 單效豎板降膜海水淡化計(jì)算模型29-34
• 2.1.3. 單效豎板降膜海水淡化裝置計(jì)算結(jié)果34-38
• 2.2. 多效豎板降膜太陽能海水淡化數(shù)學(xué)模型38-44
• 2.2.1. 多效豎板降膜海水淡化裝置結(jié)構(gòu)38-39
• 2.2.2. 多效豎板降膜海水淡化計(jì)算模型39-40
• 2.2.3. 多效豎板降膜海水淡化裝置計(jì)算結(jié)果40-44
• 2.3. 本章小結(jié)44-46
• 3. 多效豎板降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化實(shí)驗(yàn)研究46-66
• 3.1. 多效豎板降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化裝置組成46-52
• 3.1.1. 給水平衡系統(tǒng)48
• 3.1.2. 海水淡化單元48-50
• 3.1.3. 能量投入系統(tǒng)50-51
• 3.1.4. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)51-52
• 3.2. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作過程原理52-53
• 3.3. 豎板降膜蒸發(fā)海水淡化實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-64
• 3.3.1. 單效豎板降膜蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-57
• 3.3.2. 多效豎板降膜蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-64
• 3.4. 本章小結(jié)64-66
• 4. 全文總結(jié)與展望66-69
• 4.1. 全文總結(jié)66-67
• 4.2. 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)67-68
• 4.3. 不足之處與研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 作者簡(jiǎn)歷75

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科技創(chuàng)新“復(fù)制”的奇跡    王利元　劉增兵

大型石墨列管式換熱器投放市場(chǎng)    記者 魏雙林

精餾法分離脂肪酸項(xiàng)目 低溫遠(yuǎn)紅外功能陶瓷材料通過鑒定    魯華龍 焦念友

貴鋁氧化鋁廠節(jié)能成效顯著    徐新模

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搖擺狀態(tài)下降膜吸收過程中動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞規(guī)律研究    劉艷麗

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壁面薄膜流的熱質(zhì)傳遞和穩(wěn)定性研究    葉學(xué)民

波形豎管降膜蒸發(fā)傳熱與流動(dòng)性能的研究    姜世楠

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