淡化浓海水自然蒸发多因素协同作用规律研究

发布时间：2017-12-12 00:15

  本文关键词：淡化浓海水自然蒸发多因素协同作用规律研究

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【摘要】：海水淡化是解决我国淡水资源危机的主要途径。工业化的海水淡化方法主要有膜法(反渗透方法)和热法(多级闪蒸和低温多效蒸馏)。海水淡化将副产与淡水等量的浓度高出海水约1倍的淡化后浓海水。沿海地区将海水淡化与自然蒸发制盐相结合,既能解决淡化后浓海水的排放难题,又可以使资源得到充分合理的利用,对海水淡化产业链具有重要意义。采用室内自然蒸发模拟实验系统,研究淡化后浓海水自然蒸发规律,探明了自然蒸发的气象因子(太阳辐照、环境温度、空气相对湿度、风力等)、卤水条件(卤水浓度、卤水水温)等对淡化浓海水自然蒸发速率的影响。(1)揭示了单因素对淡化浓海水自然蒸发速率的影响机理及规律。淡化浓海水蒸发速率与辐照强度和风速均呈正比关系,而其与相对湿度则呈反比关系：一定气象及卤水条件下,辐照强度每增加O.1kW,蒸发速率约提高0.026mm/h；风速每增大1m/s,蒸发速率提高0.016mm/h；而相对湿度每增大10%,蒸发速率约降低0.06mm/h。淡化浓海水的蒸发速率随卤水温度和环境温度均呈二次函数增加,而其随卤水浓度的增大呈二次函数减小。(2)通过响应曲面法研究并探明了双因素协同作用对淡化浓海水自然蒸发速率的影响机理及规律。水分汽化控制因素(辐照、水温)与水分扩散控制因素(风速、湿度、浓度)组合会对淡化浓海水自然蒸发速率产生显著的协同作用,如：辐照与风速、辐照与湿度、水温与风速、水温与湿度、水温与浓度。当两个水分汽化控制因素的组合时,蒸发速率主要随其中一个因素发生线性变化。而两个水分扩散控制因素的组合时,蒸发速率主要随其中一个因素发生二次函数变化。(3)采用主成分分析方法研究了多因素协同作用对淡化浓海水自然蒸发速率的影响机理及规律。利用统计学中的主成分分析提取得到三个主成分：第一主成分(F1)是汽化方面的综合指标,主要由水温、气温和辐照协同作用,F1=(0.429辐照-0.248风速+0.354湿度+0.914水温+0.881气温-0.026浓度)/(?)；第二主成分(F2)是水汽扩散方面的综合指标,由风速和浓度共同作用,F2=(0.151辐照+0.822风速+0.118湿度-0.005水温+1.141气温+0.846浓度)/(?)；第三主成分(F3)是湿度指标,F3=(-0.774辐照-0.129风速+0.796湿度-0.019水温+0.045气温+0.145浓度)/(?)。将三个主成分对蒸发速率进行多重线性回归分析,得到三元一次线性回归方程：Y=126.819+5.919F1+12.935F2.9.098F3(R2-adj=0.777**),并用5%样本数据对所得回归方程进行检验,所得标准偏差为11.8%,小于通过原始数据直接回归方程(R2-adj=0.581**)的标准偏差16.7%。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P747

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本文编号：1280447