结合太阳能空气集热器的海水淡化装置研究

【摘要】： 随着社会经济的快速发展和人口的增长,人类对淡水的需求量迅速增长。由于环境破坏所造成的水污染、水土流失、土地沙漠化,使得世界上许多国家和地区都面临着水资源危机。如何解决人类的水资源短缺,是全球目前急需解决的难题,太阳能海水淡化是解决人类缺水的有效方法之一。 本文提出了将太阳能空气集热器与海水淡化装置相结合,利用热空气增湿-除湿来实现淡化海水的试验装置。它是以热空气作为热源,热空气既把热量传给海水,同时又将水分子从海水中携带走,热空气变成湿空气,再利用冷凝器,使用海水来冷却湿空气制备淡水的过程。此方法中淡水冷凝所释放出的潜热直接传递给海水,使海水的温度升高,有利于海水蒸发,同时又提高了系统的热效率。 本论文主要进行了以下三方面工作: 一、提出了将太阳能空气集热器产生的热空气与海水混合来实现海水淡化的设计方案。设计了热空气作用于水面、热空气通入水中、喷雾蒸馏、电加热等海水蒸发的试验方案。通过试验比较,得出热空气通入水中为最佳的海水蒸发方案。 二、研制了将热空气通入水中的蒸馏装置,进行了试验测量,试验表明蒸发量的增加取决于海水初始加入量的减少、海水温度的升高、热空气流量的增加和热空气温度的升高。利用模拟装置获得的最大蒸发量为1.72kg/h。进行了电吹风模拟的太阳能海水淡化装置试验,选择盘管冷凝器和翅片管冷凝器。实验发现翅片管冷凝器有较好的冷凝效果。装置的热力学效率η可达到约40%。 三、进行了实际的结合太阳能空气集热器的太阳能海水淡化装置试验。试验结果表明,由于太阳能空气集热器的热效率不高,导致集热器向蒸馏器输入的能量不足,从而带来了系统的产水率和热力学效率远小于利用电吹风模拟的实验系统。进行了太阳能空气集热器与电加热器模拟太阳能热水器相结合的海水淡化装置试验,结果表明,提高水温能大幅度的提高系统的产水率和热力学效率。 实验结果表明,利用太阳能空气集热器与海水淡化装置相结合的太阳能海水淡化系统,系统的产水率和热力学效率太低,必需增加太阳能热水器、聚光集热器等辅助装置来提高水温或空气温度,从而提高系统的运行温度。 【关键词】：太阳能集热器 海水淡化 增湿 除湿 热空气 热效率
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P747
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 课题的研究意义10-12
• 1.2 传统的海水淡化技术12-14
• 1.2.1 反渗透法(Reverse Osmosis)12-13
• 1.2.2 多级闪蒸(Multi-stage Flash)13-14
• 1.2.3 多效蒸馏(Multi-effect Distillation)14
• 1.3 太阳能海水淡化技术14-18
• 1.3.1 直接法15-17
• 1.3.2 间接法17-18
• 1.4 增湿除湿海水淡化技术18-23
• 1.4.1 增湿除湿海水淡化基本原理18-19
• 1.4.2 典型的增湿除湿海水淡化过程19-23
• 1.5 论文的主要研究目的23-24
• 第二章 增湿除湿太阳能海水淡化装置设计及原理24-32
• 2.1 结合太阳能空气集热器的增湿除湿海水淡化系统设计24-25
• 2.2 湿空气的性质及热力过程25-28
• 2.2.1 湿空气的性质26-27
• 2.2.2 湿空气的热力过程27-28
• 2.3 增湿除湿海水淡化理论基础28-31
• 2.3.1 增湿除湿系统的状态方程28-30
• 2.3.2 参数分析30-31
• 2.4 小结31-32
• 第三章 不同的海水蒸发方案比较32-46
• 3.1 蒸发基本知识32-34
• 3.2 热空气作用在水面34-36
• 3.3 喷雾蒸馏36-38
• 3.4 电加热38-40
• 3.5 热空气通入水中40-43
• 3.6 理论计算43-45
• 3.7 小结45-46
• 第四章 电吹风模拟太阳能空气集热器的海水淡化试验46-58
• 4.1 增湿除湿海水淡化装置的蒸发试验46-50
• 4.1.1 装置设计46-47
• 4.1.2 试验数据采集与讨论47-50
• 4.2 增湿除湿海水淡化系统试验50-57
• 4.2.1 冷凝器的计算50-52
• 4.2.2 利用盘管冷凝器的系统试验52-54
• 4.2.3 利用翅片管冷凝器的系统试验54-57
• 4.3 小结57-58
• 第五章 与空气集热器相结合的太阳能海水淡化试验58-73
• 5.1 太阳能基本知识58-59
• 5.2 太阳能空气集热器简介59-60
• 5.3 集热器各部分设计60-62
• 5.3.1 集热器透明盖板的设计60-61
• 5.3.2 吸热板的设计61-62
• 5.3.3 框架的设计62
• 5.4 实验测量仪表介绍62-63
• 5.5 与空气集热器结合的海水淡化试验63-72
• 5.5.1 风机位置的确定63-64
• 5.5.2 系统试验过程64-69
• 5.5.3 辅助电加热系统试验69-72
• 5.6 小结72-73
• 第六章 总结及展望73-75
• 参考文献75-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士期间发表的论文78

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

海岛开发淡化海水系统研究综述    王世明;刘银;

论太阳能海水淡化技术    胡福彪;邹得球;

太阳能海水淡化系统运行特性研究    崔夏菁

分级回热式太阳能增湿海水淡化试验研究与仿真计算    袁怡刚

一种新型多效内回热式太阳能海水淡化装置    陈子乾,郑宏飞,何开岩,杨英俊,李正良

太阳能海水淡化技术的研究概况    朱世华,秦思昌

常压开式循环太阳能海水淡化装置研究    代彦军,李增耀,张鹤飞,俞金娣

太阳能平板集热／储热系统    苏文佳;左然;张志强;李平;张立平;

一种回收蒸发潜热太阳能蒸馏装置的研究    赵军,方承超,齐锡龄,张迎军,罗九如,张文起

陶粒湿屋面隔热效果的测试研究    杨红霞;戴天兴;刘加平;李盛斌;

地板辐射采暖双向散热系统夏季供冷分析    赫海灵;

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

沥青和水泥混凝土导热特性研究    张仁义;顾强康;林超群;何培;

气囊式蓄能器气体多变指数值域的研究    吴晓元,陈忠基,王世东,徐广普,李全美

坡度隧道的火灾烟囱效应的升压力分析    徐琳;张旭;

深埋长大高速铁路隧道阻塞比对温度影响研究    朱艳峰;吴亚平;

织物层热湿传递过程仿真研究    郑连锋,张洪弟

地源热泵系统地中集热器强化传热初步研究    魏加项,唐志伟,丁万磊,马重芳

腔体结构对射流陀螺分辨率影响的有限元分析    张保丽;朴林华;梅传志;

非接触端面气体润滑密封热效应影响数值分析    许静;彭旭东;孟祥铠;白少先;

毛细管平面辐射空调传热特性的研究    刘学来;李永安;

夏热冬冷地区地源热泵技术应用问题的几点思考    姜晨光;林长胜;钱保国;何跃平;朱烨昕;顾持真;

通讯设备户外机柜静音散热设计    谭迅;陈洁茹;何朝来;骆军;

焊接车间污染源放散与控制的研究    刘秋新;张琳琳;

CRH2型动车组空调换气系统的结构组成及常见故障分析    赵政云;

单排椭圆管散热器散热量的实验研究    宋德福;王平;张双喜;余才锐;生晓燕;

低气压环境对人体散热特性影响的研究初探    辛岳芝;刘国丹;胡松涛;生晓燕;

吊顶辐射采暖制冷的研究    亓玉栋;宋桂梅;

芯层为秸杆的复合材料热工性能的实验研究    王平;张双喜;生晓燕;张剑平;余才锐;

高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究    李国富

热电联产系统冷源领域节能及耦合机理研究    林振娴

低能耗建筑主动动态复合围护结构研究    张辉

SCPC集热器及其太阳能热泵热水系统研究    穆振英

冷热原油顺序输送技术研究    吴玉国

太阳能热风采暖系统与村镇建筑一体化研究    李宪莉

整流翼型均速管流量传感器研究    齐利晓

薄板坯轧制气车大梁钢的控制冷却工艺研究    周满春

小框体复合外墙保温隔热系统的研究与应用    李建光

BUMP燃烧室"内混合气形成及缸内气流运动的研究    赵昌普

方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究    赵永梅

带嵌件注塑模具冷却过程的边界元分析    张明飞

三级轴流压气机湿压缩特性数值研究    陈佩

C/E复合材料磨削温度理论建模与分析    马海龙

渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究    徐义洪

汽车油气弹簧特性仿真研究    孙文君

空调办公室内气流组织和空气品质评价的数值模拟研究    祝百茹

巷道煤柱自燃温度分布数值模拟    李鑫

喷雾蒸发—低温蒸馏集成海水淡化设备研究    侯经纬

CPU热柱散热器的实验研究及流场和温度场的数值模拟    李艳红

降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的测试与分析    郑宏飞,张联英

利用太阳能淡化海水前景展望    陈志云,陈苓

海水淡化技术与太阳能利用    张耀明,邹宁宇

相对垂荡运动浮子在海水淡化中的应用探讨    林润生;叶家玮;刘林;

加快开发太阳能发电    侯丽华,刘凯

平板混合边界层厚度近似解    罗静;李云东;

气体水合物应用技术研究进展    王林军;邵磊;张学民;张东;魏国栋;

低温多效蒸馏海水淡化工程与技术进展    于开录;吕庆春;阮国岭;

光伏反渗透海水淡化装置的设计与优化    赵云鹏;姜海波;

反渗透技术的研究进展及应用    戴玉玲;张建国;贾铭椿;

真空管集热的太阳能海水淡化系统性能研究    陈文博

CPC热管式真空管太阳能集热器传热特性的研究    赵玉兰

太阳能海水淡化装置的能量系统研究    张小粉

太阳能建筑供暖和储热系统的研究    王坤

多效鼓泡蒸发式太阳能海水淡化技术研究    刘忠

利用太阳能的小型海水/苦咸水淡化装置研究    张建柱

鼓泡增湿—去湿太阳能海水淡化技术的研究    郭丽玮

太阳能海水淡化系统经济性对比研究    赵广斌

太阳能海水淡化装置性能研究    刘畅

降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的测试与分析    郑宏飞,张联英

一种新型集热-储存整体式太阳能热水系统    黄护林,施明恒,葛新石

水平管薄膜蒸发传热系数    许莉,王世昌,王宇新,凌毅

降膜蒸发冷却复合传热传质研究    代彦军,张鹤飞

横管降膜蒸发内回热式太阳能海水淡化装置的实验研究    郑宏飞,吴裕远

新型海水淡化装置中的模糊控制    屈卫东,俞金娣,张鹤飞

舰船真空海水淡化装置热力分析    陈金增,黄素逸,周广庆

信息与简讯    

泰达安装国内首台万吨级海水淡化设备 海水淡化 日产万吨    

滨海新区海水淡化问题研究    寇小萱;孙艳丽;

海水淡化装置水流特性的三维数值模拟    梁鹏飞,石娟,姚征

发展海水淡化的制约因素及政策    王世昌;

海水淡化方兴未艾    顾育豹;

国产小型反渗透海水淡化装置通过设计定型审查    沈兵

利用纳米技术制成的小型海水淡化装置    

新型海水淡化装置    洁茹;

潮汐能太阳能多效蒸馏海水淡化装置的实验测试    刘业风;赵奎文;

低温多效蒸馏海水淡化装置仿真虚拟环境的研究    李楠;李蔚清;俞永江;刘广超;

走向21世纪的舰船辅机    富贵根;

绿色超大型浮式结构物研发方向    翁震平;

新加坡新泉海水淡化厂设计及工艺参数    童金忠;Gireesh Babu Bhat;葛文越;

海洋动物的海水淡化装置    杨正

江苏大学海水淡化装置科研成果国际领先    苏克

国投北疆电厂海水淡化装置制淡水制盐两相宜    张霁

国内首台百吨级低温多效海水淡化装置问世    张秋丰 徐树春

国内最大海水淡化装置产量突破百万吨    阎春凌 通讯员 王英俪

靠海“吃”海 让水于民    记者 王卫

中船绿洲研制成功新型板式海水淡化装置    特约记者 龚辉平

后工研制成功新型海水淡化装置    殷邦科

日本研制出高效海水淡化装置    唐 仪

渤海三叹    宋明霞　宋国兴 廉志新

我国海水淡化产业化的机理研究    程海燕

高分子传热元件用于露点蒸发海水淡化装置的研究    成怀刚

热法太阳能海水淡化技术及系统研究    陈志莉

水电联产低温多效蒸发海水淡化系统的热力性能研究    杨洛鹏

海水淡化系统能量综合利用与经济性研究    邓润亚

热电联产多级闪蒸海水淡化技术的理论与实践    周少祥

船舶海水淡化装置模拟操作系统的研究与开发    韩涛

两效100吨/日海水淡化装置研究    岳海鹏

低温多效海水淡化装置运行分析与故障诊断    王丙贵

余热海水淡化装置热力性能分析与结构设计    周北辰

太阳能与废热结合的渔船用海水淡化装置研究    许攀

小型热泵式低温多效蒸馏海水淡化装置的实验研究    刘瑞璟

水电联产系统中低温多效蒸发海水淡化装置性能分析    卢德扬

低温多效蒸发海水淡化装置进水流程分析    孙甜悦

水电联产企业综合效益的评价    刘伟

低温多效蒸馏海水淡化装置的特性分析    王辰烨