分级回热式太阳能增湿海水淡化试验研究与仿真计算

发布时间：2021-08-04 10:10

　　海水淡化技术是解决当今社会水资源短缺问题的重要手段,常规海水淡化技术大量消耗宝贵的化石燃料,对环境生态影响巨大,其负面效应已为人所重视；太阳能海水淡化技术能较好的兼顾能源和水源需求,有助于解决农村苦咸水地区、海外离岛等地区饮用水问题,已成为淡化工业的重要发展方向。本文在系统了解前人研究的基础上,针对太阳能增湿海水淡化过程中存在回热差,产水率低等问题进行了分析,依据分级回热和多级增湿的基本原理,提出了分级回热的增湿淡化方法,以改善系统的回热特性和产水性能,并建立了分级回热式增湿淡化的数学模型,通过试验研究与仿真计算,获得分级回热的特性曲线及系统最佳操作参数。本文的主要研究内容包括以下几个方面：（1）设计分级回热式的太阳能增湿海水淡化装置,研究分级回热式增湿淡化装置的产水特性,分析了各参数对增湿淡化过程的影响规律。研究表明采用闭式空气循环方法的热损失更低；当加湿器工作风速低于0.5m/s时,喷水温度低于70℃时,加湿器出口湿空气接近饱和。（2）研究水膜加湿器的增湿特性,通过试验研究与理论分析,探讨影响增湿过程的重要参数。试验表明加湿器的出口气温主要与喷水温度和水气比相关,无量纲温度O随水气... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
第1章 绪论
    1.1 海水淡化技术发展现状
        1.1.1 常规能源海水淡化技术
        1.1.2 太阳能海水淡化技术
    1.2 空气增湿海水淡化技术
        1.2.1 鼓泡增湿淡化
        1.2.2 喷雾增湿淡化
        1.2.3 水膜增湿淡化
    1.3 本文的研究目的和主要内容
第2章 分级回热式增湿海水淡化原理与试验装置设计
    2.1 分级回热式增湿淡化的淡化原理
        2.1.1 试验系统及工作原理
        2.1.2 空气增湿过程的基本理论
    2.2 分级回热式多级增湿淡化装置的设计与计算
        2.2.1 集热器匹配选型
        2.2.2 加湿器设计计算
        2.2.3 分级回热设计计算
        2.2.4 空气循环方式的选择
    2.3 试验方案与测量方法
        2.3.1 试验方案
        2.3.2 测量方法
        2.3.3 湿空气温度修正
    2.4 本章小结
第3章 分级回热式多级增湿淡化试验研究
    3.1 闭式空气增湿淡化的基本影响规律
        3.1.1 循环风量
        3.1.2 加湿器喷水流量
        3.1.3 加湿器喷水温度
    3.2 增湿过程试验拟合与修正
        3.2.1 水气比对增湿过程的影响
        3.2.2 增湿过程试验拟合模型与修正
    3.3 分级回热对增湿淡化影响规律
        3.3.1 分级流量控制的影响规律
        3.3.2 分级回热对整体淡化效能的评价
    3.4 自然辐照条件下淡化装置整体性能
        3.4.1 自然辐照条件下淡化装置试验研究
        3.4.2 淡化装置的产水性能评价
        3.4.3 水质检测
    3.5 本章小结
第4章 分级回热式多级增湿淡化过程数学模型
    4.1 物理模型与物性参数
        4.1.1 物理模型描述
        4.1.2 物性参数
    4.2 空气增湿过程的数学模型
        4.2.1 模型简化与条件假设
        4.2.2 模型建立
    4.3 分级回热过程的数学模型
        4.3.1 模型简化与条件假设
        4.3.2 模型建立
    4.4 集热过程的数学模型
    4.5 本章小结
第5章 基于MATLAB的模型仿真计算与分析
    5.1 计算流程及模型参数
    5.2 增湿过程仿真计算与分析
        5.2.1 不同工况下的湿膜温度场分析
        5.2.2 湿膜尺寸对增湿效果的影响规律
    5.3 模型有效性分析
        5.3.1 模型评价标准
        5.3.2 模型相关性与误差分析
    5.4 分级回热式增湿淡化过程仿真计算与分析
        5.4.1 系统稳态模拟与分析
        5.4.2 系统瞬态模拟与分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]直接热耦合增湿-去湿海水淡化过程数值模拟[J]. 丁涛,王世昌.  水处理技术. 2010(02)
[2]一种新型太阳能海水淡化系统的实验研究[J]. 张旭朋,左然,丁刚,张建柱.  节能技术. 2010(01)
[3]太阳能在海水淡化产业中的应用与研究进展[J]. 李蛟,刘俊成,高从堦,张金玲.  水处理技术. 2009(10)
[4]平板混合边界层厚度近似解[J]. 罗静,李云东.  高师理科学刊. 2009(02)
[5]太阳能空气隙膜蒸馏系统实验研究[J]. 高虹,田瑞,杨晓宏.  可再生能源. 2008(06)
[6]表冷器热力计算方法的分析与比较[J]. 倪美琴,刘光远,杨卫波,马荣生,谢治祥.  暖通空调. 2008(07)
[7]新型闭式太阳能海水淡化装置及其性能模拟[J]. 原郭丰,张鹤飞.  水处理技术. 2007(01)
[8]新型太阳能海水淡化系统[J]. 张晓东,原郭丰,成珂,张鹤飞.  水处理技术. 2006(06)
[9]降膜蒸发内回热型太阳能海水淡化装置的实验研究[J]. 张联英,吴裕远,郑宏飞,张小玉.  水处理技术. 2005(04)
[10]降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的测试与分析[J]. 郑宏飞,张联英.  北京理工大学学报. 2002(06)

硕士论文
[1]利用太阳能的小型海水/苦咸水淡化装置研究[D]. 张建柱.江苏大学 2010
[2]鼓泡增湿—去湿太阳能海水淡化技术的研究[D]. 郭丽玮.天津大学 2009
[3]结合太阳能空气集热器的海水淡化装置研究[D]. 李平.江苏大学 2008



本文编号：3321510