海用救生衣淡水供给装置的研制
发布时间：2021-01-21 23:20
随着海洋资源的深度开发,海洋救援逐渐引起海洋科研工作者的关注,完善的海洋救生装备也引起了海洋作业者的重视;经海难获救人员调查:海难人员在获救前最缺乏是饮用淡水,渴死在海上是海难人员死亡的重要原因之一。为完善海洋救生装备,本文提出了一种海用救生衣淡水供给装置,并以此展开理论和应用研究,主要工作如下:（1）针对当前海洋作业者的需求,首次提出了海用救生衣淡水供给装置,并对其淡水供给过程系统展开描述。（2）为了弥补范霍夫公式在海水渗透压领域应用的局限性,本文重新从海水化学势气液平衡的角度出发,推导得到了反渗透膜边界海水渗透压随溶质浓度的变化规律:（?）（3）利用COMSOL Multiphysics软件中的混合物模型和稀物质传递模型对海水反渗透的跨膜传质现象进行仿真研究,通过仿真分析得出了脉冲流量进口条件下的海水反渗透过程要优于恒定流量进口条件下的反渗透过程。（4）基于前文对海用救生衣淡水供给装置的理论研究和对装置不同工作方式的仿真成果,设计了一套适用于海洋遇险环境下的手动式海用救生衣淡水供给装置。（5）通过搭建实验装置,对本文研制的海用救生衣淡水供给装置的海水淡化能力进行了实验验证。同时,额...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内海上救援瓶颈
1.2.1 海上救援力量的不足
1.2.2 海上救援技术的不足
1.2.3 国内海上救援落后引发的若干思考
1.3 海用救生衣的发展现状
1.4 几种主流海水淡化技术及其特点
1.4.1 多级闪蒸法
1.4.2 多效蒸馏法
1.4.3 电渗析法
1.4.4 反渗透法（RO）
1.4.5 小型淡化装置的海水淡化技术选型
1.5 本文研究内容
第2章 海用救生衣淡水供给系统过程
2.1 海用救生衣淡水供给流程
2.2 预处理单元
2.2.1 悬浮固体杂质的处理
2.2.2 常用的过滤装置
2.3 增压给水单元
2.4 膜组件单元
2.4.1 螺旋卷式膜结构简介
2.4.2 中空纤维膜结构简介
2.5 储水单元
2.6 海用救生衣淡水供给装置模型展示
2.7 本章小结
第3章 浓差极化对海水渗透压变化规律的探究
3.1 反渗透理论
3.1.1 基本公式
3.1.2 影响膜性能的因素
3.2 浓差极化现象
3.2.1 盐水反渗透的传质模型
3.2.2 浓差极化的基本原理
3.2.3 浓差极化的危害
3.3 范霍夫渗透压公式应用的局限性
3.4 新海水渗透压变化规律的研究
3.4.1 海水溶液中的化学势
3.4.2 海水溶液中的渗透压
3.5 本章小结
第4章 脉冲流量工作特性下的反渗透浓差极化数值模拟
4.1 CFD数值模拟技术及其在膜分离中的应用
4.1.1 CFD技术简介
4.1.2 CFD流体力学的控制方程
4.1.3 计算流体域的边界条件
4.2 浓差极化过程数值模拟的必要性
4.3 数值模拟步骤
4.3.1 二维轴对称几何模型
4.3.2 网格剖分
4.3.3 物理场的选择
4.3.4 边界条件
4.4 数值模拟结果
4.4.1 海水的膜分离浓差极化特性
4.4.2 渗透膜的理想反扩散特性
4.5 本章小结
第5章 海用救生衣淡水供给装置的设计
5.1 反渗透海水淡化的基本设计参数
5.2 装置材料的选择
5.3 预处理
5.4 增压配件的设计
5.4.1 手动往复泵的总体设计
5.4.2 液压缸的设计
5.4.3 活塞杆组件的的设计
5.5 反渗透膜组件的设计
5.5.1 主流反渗透膜性能的比较
5.5.2 反渗透膜的选用规格和性能
5.6 储水装置
5.7 管材和阀件
5.8 本章小结
第6章 海用救生衣淡水供给装置的实验验证
6.1 海用救生衣淡水供给装置淡化能力的实验验证
6.1.1 实验装置
6.1.2 实验控制方法
6.1.3 海用救生衣淡水供给装置淡化能力实验结果与分析
6.2 海水进口流量脉冲流量输入手动往复泵的科学性验证
6.2.1 实验装置
6.2.2 实验控制方法
6.2.3 脉冲流量的反渗透海水淡化方式与恒流量的实验对比分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：2992072
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内海上救援瓶颈
1.2.1 海上救援力量的不足
1.2.2 海上救援技术的不足
1.2.3 国内海上救援落后引发的若干思考
1.3 海用救生衣的发展现状
1.4 几种主流海水淡化技术及其特点
1.4.1 多级闪蒸法
1.4.2 多效蒸馏法
1.4.3 电渗析法
1.4.4 反渗透法（RO）
1.4.5 小型淡化装置的海水淡化技术选型
1.5 本文研究内容
第2章 海用救生衣淡水供给系统过程
2.1 海用救生衣淡水供给流程
2.2 预处理单元
2.2.1 悬浮固体杂质的处理
2.2.2 常用的过滤装置
2.3 增压给水单元
2.4 膜组件单元
2.4.1 螺旋卷式膜结构简介
2.4.2 中空纤维膜结构简介
2.5 储水单元
2.6 海用救生衣淡水供给装置模型展示
2.7 本章小结
第3章 浓差极化对海水渗透压变化规律的探究
3.1 反渗透理论
3.1.1 基本公式
3.1.2 影响膜性能的因素
3.2 浓差极化现象
3.2.1 盐水反渗透的传质模型
3.2.2 浓差极化的基本原理
3.2.3 浓差极化的危害
3.3 范霍夫渗透压公式应用的局限性
3.4 新海水渗透压变化规律的研究
3.4.1 海水溶液中的化学势
3.4.2 海水溶液中的渗透压
3.5 本章小结
第4章 脉冲流量工作特性下的反渗透浓差极化数值模拟
4.1 CFD数值模拟技术及其在膜分离中的应用
4.1.1 CFD技术简介
4.1.2 CFD流体力学的控制方程
4.1.3 计算流体域的边界条件
4.2 浓差极化过程数值模拟的必要性
4.3 数值模拟步骤
4.3.1 二维轴对称几何模型
4.3.2 网格剖分
4.3.3 物理场的选择
4.3.4 边界条件
4.4 数值模拟结果
4.4.1 海水的膜分离浓差极化特性
4.4.2 渗透膜的理想反扩散特性
4.5 本章小结
第5章 海用救生衣淡水供给装置的设计
5.1 反渗透海水淡化的基本设计参数
5.2 装置材料的选择
5.3 预处理
5.4 增压配件的设计
5.4.1 手动往复泵的总体设计
5.4.2 液压缸的设计
5.4.3 活塞杆组件的的设计
5.5 反渗透膜组件的设计
5.5.1 主流反渗透膜性能的比较
5.5.2 反渗透膜的选用规格和性能
5.6 储水装置
5.7 管材和阀件
5.8 本章小结
第6章 海用救生衣淡水供给装置的实验验证
6.1 海用救生衣淡水供给装置淡化能力的实验验证
6.1.1 实验装置
6.1.2 实验控制方法
6.1.3 海用救生衣淡水供给装置淡化能力实验结果与分析
6.2 海水进口流量脉冲流量输入手动往复泵的科学性验证
6.2.1 实验装置
6.2.2 实验控制方法
6.2.3 脉冲流量的反渗透海水淡化方式与恒流量的实验对比分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：2992072
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