太陽(yáng)能煙囪海水綜合系統(tǒng)中間壁冷凝換熱機(jī)理的研究

【摘要】： 針對(duì)太陽(yáng)能煙囪系統(tǒng)的特點(diǎn),結(jié)合目前太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),本論文首先提出了太陽(yáng)能煙囪海水綜合利用系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行了理論分析。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)綜合系統(tǒng)的淡水產(chǎn)量進(jìn)行了核算,并對(duì)冷凝器進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。 論文主要對(duì)綜合系統(tǒng)的間壁冷凝換熱機(jī)理進(jìn)行了探討和研究。建立了豎直間壁冷凝換熱小型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),針對(duì)不同的溫度、風(fēng)速條件進(jìn)行了光滑管和翅片管強(qiáng)化傳熱實(shí)驗(yàn),考察了溫度的軸向和徑向分布,煙囪高度、集熱范圍、不凝性氣體濃度等對(duì)冷凝能力的影響關(guān)系,以及翅片管對(duì)傳熱的強(qiáng)化效果。建立了兩種光滑管傳熱冷凝理論模型,即衰變因子模型和擴(kuò)散速率模型,考慮了不凝氣體濃度、氣液界面切應(yīng)力和物性參數(shù)變化、液膜波動(dòng)等對(duì)冷凝換熱的影響。 系統(tǒng)性能分析結(jié)果表明,每平方米集熱棚面積的淡水產(chǎn)量為750.05kg/(m2·a)、原鹽量8.35kg/(m2·a),200m煙囪高度下風(fēng)電量為1.11kWh/(m2·a),水電量為0.29kWh/(m2·a)。分析證明,飽和濕熱空氣中大量不凝性氣體的存在對(duì)系統(tǒng)的淡水獲取和余熱利用量起控制作用。實(shí)驗(yàn)得出了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的溫度場(chǎng)分布和風(fēng)速的理論預(yù)測(cè)公式,指出了光滑管冷凝傳熱效果最優(yōu)的條件是高集熱溫度、達(dá)到風(fēng)速臨界值、有效冷凝效率位于波峰,并且不凝性氣體對(duì)數(shù)濃度差與冷凝淡水產(chǎn)量呈正比關(guān)系,肯定了斜螺紋式翅片管的強(qiáng)化換熱性能,但是卻不利于淡水的收集。理論分析給出了光滑管和斜螺紋式翅片管的飽和空氣冷凝換熱機(jī)理。建立的理論模型屬于非迭代簡(jiǎn)單模型,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)直接計(jì)算得出,都較好的表達(dá)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的冷凝淡水收集情況和飽和空氣的冷凝換熱情況。分析表明在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,可以忽略冷凝液膜產(chǎn)生的阻力影響。本論文的研究將為系統(tǒng)的間壁冷凝換熱提供具體的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ),為獲得最大程度的冷凝淡水找出最佳的途徑。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能煙囪 海水淡化 間壁冷凝 不凝性氣體
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 前言8-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-25
• 1.1 太陽(yáng)能煙囪技術(shù)10-14
• 1.1.1 太陽(yáng)能煙囪發(fā)電技術(shù)11
• 1.1.2 太陽(yáng)能煙囪發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀11-12
• 1.1.3 太陽(yáng)能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)12-13
• 1.1.4 建立太陽(yáng)能煙囪綜合系統(tǒng)13-14
• 1.2 太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)14-15
• 1.3 含不凝性氣體蒸汽的冷凝換熱15-23
• 1.3.1 現(xiàn)象及機(jī)理15-16
• 1.3.2 研究現(xiàn)狀16-22
• 1.3.2.1 理論研究16-20
• 1.3.2.2 實(shí)驗(yàn)研究20-22
• 1.3.3 強(qiáng)化傳熱的研究22-23
• 1.4 論文工作的提出23-25
• 第二章 太陽(yáng)能煙囪海水綜合利用系統(tǒng)25-35
• 2.1 綜合系統(tǒng)的提出和工作原理25-28
• 2.1.1 風(fēng)力發(fā)電綜合利用系統(tǒng)25-26
• 2.1.2 水力發(fā)電綜合利用系統(tǒng)26-27
• 2.1.3 特殊設(shè)計(jì)27-28
• 2.2 綜合系統(tǒng)的性能分析28-33
• 2.2.1 計(jì)算參數(shù)28-29
• 2.2.2 冷凝水產(chǎn)量29-30
• 2.2.3 水電量估算30-31
• 2.2.4 風(fēng)電量估算31-32
• 2.2.5 原鹽產(chǎn)量估算32-33
• 2.3 多產(chǎn)品系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 含不凝性氣體蒸汽的冷凝實(shí)驗(yàn)研究35-62
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置35-38
• 3.1.1 光滑管冷凝實(shí)驗(yàn)36-37
• 3.1.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)36
• 3.1.1.2 測(cè)量參數(shù)36-37
• 3.1.2 強(qiáng)化冷凝實(shí)驗(yàn)37-38
• 3.1.2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)38
• 3.1.2.2 測(cè)量參數(shù)38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)流程38-39
• 3.3 本實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)39
• 3.4 光滑管自然拔風(fēng)冷凝實(shí)驗(yàn)39-48
• 3.4.1 溫度的場(chǎng)分布39-41
• 3.4.1.1 軸向溫度場(chǎng)39-40
• 3.4.1.2 徑向溫度場(chǎng)40-41
• 3.4.2 溫度對(duì)自然風(fēng)速的影響41-43
• 3.4.3 冷凝水量分析43-46
• 3.4.3.1 各溫度項(xiàng)的綜合影響43-44
• 3.4.3.2 不凝性氣體濃度的影響44-46
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)冷凝換熱系數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算46-48
• 3.5 光滑管強(qiáng)制風(fēng)冷凝實(shí)驗(yàn)48-56
• 3.5.1 溫度的場(chǎng)分布48-51
• 3.5.1.1 與自然風(fēng)對(duì)比下的溫度場(chǎng)48-49
• 3.5.1.2 不同水浴溫度下的溫度場(chǎng)49-50
• 3.5.1.3 不同風(fēng)速條件下的溫度場(chǎng)50-51
• 3.5.2 冷凝水量分析51-55
• 3.5.2.1 風(fēng)速的影響51
• 3.5.2.2 溫度的影響51-52
• 3.5.2.3 不凝性氣體濃度的影響52-54
• 3.5.2.4 蒸發(fā)水分的有效冷凝效率54-55
• 3.5.3 實(shí)驗(yàn)冷凝換熱系數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算55-56
• 3.6 強(qiáng)化冷凝實(shí)驗(yàn)56-60
• 3.6.1 溫度場(chǎng)分布57
• 3.6.1.1 軸向溫度場(chǎng)57
• 3.6.1.2 徑向溫度場(chǎng)57
• 3.6.2 強(qiáng)化冷凝效果分析57-58
• 3.6.3 強(qiáng)化換熱機(jī)理分析58-59
• 3.6.4 強(qiáng)化換熱系數(shù)簡(jiǎn)單估算59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-62
• 第四章 含不凝性氣體蒸汽的冷凝理論研究62-77
• 4.1 不凝性氣體－水蒸汽冷凝換熱機(jī)理62-63
• 4.2 衰變因子模型63-71
• 4.2.1 模型介紹63-65
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?/span>65-71
• 4.3 擴(kuò)散層理論模型71-75
• 4.3.1 冷凝速率71-73
• 4.3.2 總傳熱系數(shù)73-75
• 4.4 綜合系統(tǒng)的性能驗(yàn)證和初步設(shè)計(jì)75-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 結(jié)論和展望77-79
• 5.1 結(jié)論77
• 5.2 展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-87
• 發(fā)表論文和專利87-88
• 發(fā)表的論文:87
• 發(fā)明專利:87-88
• 符號(hào)說(shuō)明88-91
• 致謝91

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我省海水淡化系統(tǒng)印尼投運(yùn)    劉婧婷　記者 張桂英 張斯文

國(guó)華滄電引來(lái)海水釀甘露    王穎聰 郭寶慧

華能玉環(huán)電廠海水淡化工程掃尾    通訊員 袁平素 記者 鐘光偉

太陽(yáng)和風(fēng)可淡化海水    本報(bào)記者 吳德強(qiáng)

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大唐電廠：投入一分“綠” 產(chǎn)出十分“光”    本報(bào)記者 龍全忠

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