超声波露点法海水淡化关键技术研究

发布时间：2021-08-18 16:49

　　以提高海水淡化系统的热效率和产水率为目标，首次提出超声波雾化蒸发技术和露点凝结技术相结合的新设想，利用超声波雾化技术强化蒸发过程传热传质；利用露点凝结改善海水淡化系统的经济性。论文在超声波雾化加湿器原理基础上，搭建了超声雾化蒸发实验平台，建立了相应的蒸发量测试系统，对超声波雾化的微观机制进行探讨：超声波在液体雾化过程中产生的热效应，增加了水分子运动的动能，迫使水分子团簇间的氢键断裂，使大的水分子团簇变小，强化传热传质的进行；超声波雾化过程中能够产生动量积聚，在超声波和表面张力波两者频率相近时激发共振，从而克服海水表面张力，使更多微小的水分子扩散到空气中，加速水分子团簇的雾化和蒸发。这一机制为海水淡化技术的研发提供了新的思路。基于以上实验条件设计盐度和温度两个变量，研究温度为35⁶8℃之间，盐度为30⁵0之间的海水在超声作用下的蒸发规律，经过实验数据及其拟合公式表明：温度与盐度共同影响海水的蒸发速率，温度升高，海水的蒸发速率升高，超声波雾化的最适宜温度为50℃⁶5℃；随着盐度从30到50的改变，对超声波蒸发速率的影响系数很... 

【文章来源】：青岛理工大学山东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 海水淡化方法概述
    1.2 海水淡化技术应用现状
    1.3 露点蒸发海水淡化技术
        1.3.1 露点蒸发海水淡化技术原理与发展历程
        1.3.2 超声波与露点蒸发海水淡化技术的结合
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 超声波雾化
    2.1 引言
    2.2 超声波
        2.2.1 超声波的定义
        2.2.2 超声波的特性
        2.2.3 超声波的主要基本参数
    2.3 超声波的作用机理
        2.3.1 超声波的空化效应
        2.3.2 超声波的机械效应
        2.3.3 超声波的热解和自由基效应
        2.3.4 超声波热效应
        2.3.5 超声波微扰动效应
        2.3.6 超声波作用影响因素
    2.4 超声波雾化及其应用
        2.4.1 超声波雾化过程
        2.4.2 超声波雾化应用现状
        2.4.3 超声波技术在海水淡化中的应用
    2.5 本章小结
第3章 纯水与海水的热物性及关联
    3.1 纯水的特性
        3.1.1 水分子的特殊结构
        3.1.2 水分子的特殊性质
        3.1.3 水分子间作用力
        3.1.4 改变水分子间作用力的方法
        3.1.5 水分子团簇的改变对传热传质的影响
    3.2 海水的性质和组成
        3.2.1 海水氯度和盐度
        3.2.2 海水中的溶解气体
        3.2.3 海水表面张力
        3.2.4 海水的粘滞力
    3.3 本章小结
第4章 超声波雾化实验
    4.1 实验装置及系统简介
        4.1.1 实验设备和材料
        4.1.2 实验条件和设计参数
        4.1.3 实验系统构成和工作模式
        4.1.4 实验方法
    4.2 实验误差处理
    4.3 实验数据处理和结果分析
        4.3.1 超声波雾化微观机制
        4.3.2 盐度和温度对超声波雾化的影响
    4.4 本章小结
第5章 超声波露点法海水淡化系统工艺流程分析
    5.1 引言
    5.2 超声波露点法海水淡化系统物理模型
        5.2.1 超声波露点法海水淡化系统简介
        5.2.2 系统的物理模型
        5.2.3 超声波露点法海水淡化工作原理
    5.3 系统主要部件数学模型
        5.3.1 蒸发器数学模型
        5.3.2 冷凝器数学模型
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
硕士期间发表论文及申请专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国海水淡化技术研究现状与展望[J]. 冯厚军,谢春刚.  化学工业与工程. 2010(02)
[2]超声波雾化器雾滴飞行时间的分析[J]. 赵洪英,蔡乐才.  四川理工学院学报(自然科学版). 2010(01)
[3]蚕用CYS220-40A型电热升温超声波补湿自控装置[J]. 青学刚,张友洪,李文学,王皓,李甫恩.  四川蚕业. 2009(04)
[4]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)
[5]超声加工技术的发展及其在航空航天制造中的应用潜能[J]. 郑书友,冯平法,吴志军,郁鼎文.  航空制造技术. 2009(13)
[6]GE海水淡化项目有望落地渤海湾[J]. 王晓慧.  新财经. 2008(12)
[7]海水淡化的发展及应用[J]. 王俊红,高乃云,范玉柱,施利毅.  工业水处理. 2008(05)
[8]海水淡化与火力发电厂现状[J]. 陈跃华,安恩科.  水电能源科学. 2007(05)
[9]增湿-去湿海水淡化技术研究进展[J]. 成怀刚,王世昌.  水处理技术. 2007(10)
[10]反渗透海水淡化技术的发展与应用[J]. 梁承红,姜宏,邢红宏.  海军航空工程学院学报. 2007(04)

硕士论文
[1]超声波辅助蒸发太阳能海水淡化系统研究[D]. 王晓.青岛理工大学 2010
[2]低温多效蒸发海水淡化装置进水流程分析[D]. 孙甜悦.大连理工大学 2010
[3]横管降膜蒸发传热实验研究[D]. 任显龙.大连理工大学 2009
[4]应用超声波技术海水淡化的基础实验研究[D]. 席细平.北京工业大学 2007
[5]臭氧与超声协同降解水中有机污染物过程及其单片机控制系统[D]. 石晓荣.河海大学 2007
[6]改变水分子簇结构对传质过程的影响[D]. 张建平.天津大学 2004



本文编号：3350259