多效管式太阳能苦咸水淡化装置热质传递强化研究

针对管式太阳能蒸馏苦咸水淡化装置产水率低的问题,提出了一种多效管式太阳能苦咸水淡化装置。文章介绍了淡化装置的构造和运行原理,提出了两种强化管式太阳能苦咸水淡化装置内部传热传质效能的方法,测试了装置在定功率和定温度运行条件下蒸发温度、冷凝温度和产水量的变化,研究了对其第二效套筒风冷和水冷条件下,装置淡水产量随运行温度变化的规律。研究结果表明:在输入功率为335 W时,装置的性能系数达到1.37;当加热温度为80℃,对装置套筒进行风冷强化时,淡水产量为1.248 kg/h,比无风冷时的装置淡水产量增加了82.5%;当对装置套筒进行水冷强化时,淡水产量为1.556 kg/h,是无水冷时的装置淡水产量的2.28倍。     

两效竖管式太阳能苦咸水淡化装置性能研究

提出了一种新型两效竖管式太阳能苦咸水淡化装置,介绍了该装置的结构和运行原理,对其性能进行了试验研究和分析,给出了装置在室内电加热试验中各测点温度变化曲线、淡水产量和室外测试结果,计算了装置在室内测试条件下的性能参数GOR。试验结果表明:在室内测试中,该装置在加热功率为305 W的条件下,淡水产量为0.39 kg/h,其性能系数为0.84;在室外试验中,该装置的淡水产量可以达到1.25 kg/h。     

竖管式蒸馏太阳能苦咸水淡化装置性能研究

针对偏远缺水地区提出一种新型竖管式蒸馏太阳能苦咸水淡化装置,利用嵌套圆管之间小空间形成苦咸水受热蒸发冷凝腔从而生成淡水,该装置具有结构紧凑、节省空间、承压性能好等特点。介绍了竖管式蒸馏太阳能苦咸水淡化装置的结构原理,对装置在不同加热功率下淡水产量及蒸发冷凝温度进行了试验研究,得到了不同运行工况下装置的性能系数,探索了提高装置淡水产量的方法,分别研究了在负压运行工况和套筒外壁面水冷负压运行工况下的装置淡水产量和温度变化。结果表明:装置在输入功率为200 W时,性能系数可以达到0.80;工作压力为75kPa,加热温度为80.00℃时,装置淡水产量为0.259kg/h,比相同加热温度下常压时装置淡水产量提高23.90%;当装置套筒外壁面进行水冷强化,工作压力为75kPa,加热温度为70.00℃时,装置淡水产量为0.690kg/h,是非水冷相同运行工况下装置淡水产量的3.62倍。     

小型管式降膜太阳能海水蒸馏装置性能分析

为了利用分布式小型海水脱盐装置生产淡水,文章提出了一种新型管式降膜太阳能海水蒸馏装置,并分析了该装置的产水性能,以及进料海水盐度、进水流量等对该装置的产水速率、冷凝温度、排浓海水温度等的影响。研究结果表明:产水速率随着进料海水盐度的增加而减小,在运行温度为80℃的情况下,当进料海水盐度为3.5%时,产水速率为151.02 g/10 min,比进料海水盐度为10.5%时增加了20.33%;产水速率随着进水流量的减少而增加,在运行温度为80℃的情况下,当进水流量为0.44 kg/h时,产水速率为0.907 kg/h,比进水流量为0.68 kg/h时增加了21.42%;通过管式降膜太阳能海水蒸馏装置的模块化组合,可以满足用户不同的淡水需求量。     

横管式太阳能苦咸水淡化装置产水性能研究

提出一种新型横管式太阳能苦咸水淡化装置,介绍装置的工作原理,通过建立装置内传热传质关系,得到单效及两效横管式太阳能苦咸水淡化装置的淡水产量预测值。用电加热管代替太阳能集热系统,对单效和两效装置在稳态运行时测点温度变化和产水速率进行测试。结果表明:两个装置稳态运行时,蒸汽主要在套管内上部进行凝结,产水速率均随加热温度的升高而增大,两效淡化装置在加热温度为80℃时的淡水产量为0.728 kg/h,是单效装置的2.1倍,实验测试值与理论计算值随温度变化趋势一致,两效淡化装置性能系数可达1.67。     

三效竖管降膜蒸发式太阳能苦咸水淡化装置性能研究

针对传统太阳能苦咸水淡化装置产水量小、能量利用效率低等缺陷,文章设计、制作了一种具有回热功能的三效竖管降膜蒸发式太阳能苦咸水淡化装置,利用该装置可以有效地回收水蒸气的冷凝潜热。文章对该装置在不同输入功率下的瞬态、稳态性能进行分析,对不同运行工况下该装置的性能系数进行计算,同时,对该装置在回热和非回热运行工况下的进水温度、蒸发冷凝温差和产水速率等进行对比研究。分析结果表明:当输入功率为335 W时,稳态运行条件下,该装置的产水速率为175 g/10 min,性能系数最大,可达到2;定温运行工况下,采用回热运行模式时,该装置的产水速率大于非回热运行模式,最大可增加40.67%。     

低温多效太阳能海水淡化装置最优集热系统的匹配研究

利用实际天气的太阳辐射值,根据一套低温四效太阳能海水淡化系统稳态实验数据,通过模拟计算,研究分析与该海水淡化系统匹配的太阳能集热系统参数,给出太阳能集热系统集热器面积和储热水箱容量、海水淡化系统启动和暂停温度等参数的最佳取值范围,计算了该装置的年淡水产量,为太阳能海水淡化装置的设计提供一种有效地方法.     

多效竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能研究

设计一种由平板太阳集热器和海水淡化单元组成的多效同轴竖管降膜蒸发式太阳能海水淡化装置。研究装置的能量流动情况,并在实际天气条件下对装置进行性能测试,给出该装置的产水量和运行温度随运行时间、辐照度的变化曲线。结果表明,装置在实际天气条件下,日产水量最高达到9.92 kg,最大产水速率为2.0 kg/h,是一种理想的太阳能海水淡化器。     

不凝气体对竖管太阳能海水淡化装置性能的影响

针对太阳能海水淡化装置内不凝气体抑制气水混合物冷凝换热的问题,设计一种竖管太阳能海水淡化装置,通过分别填充氦气和空气作为蒸发冷凝腔工作介质,研究2种不凝气体对装置产水速率、蒸发冷凝温差、热扩散系数以及竖直温度梯度分布等性能的影响机理。结果表明,该淡化装置加热温度为80℃时,填充氦气的装置产水速率为245 g/h,比填充空气的装置产水速率增加15%,填充氦气的装置上测点温度与下测点温度相差约0.1℃,基于试验数据给出不凝气体为氦气运行条件下装置内Nu与Ra的经验关联式,二者呈指数函数关系,决定系数为0.9926。     

多效蒸馏/闪蒸太阳能海水淡化系统数值模拟

根据顺流五效蒸馏/闪蒸太阳能海水淡化装置,参照广东地区春分日和冬至日太阳能辐射量情况,通过数值模拟对这套太阳能海水淡化系统运行参数进行分析,得出一年内不同季节系统最佳运行参数;同时得到了春秋季和冬季不同运行条件下相邻两效间的最大压力差,为系统全年能否正常工作的判定提供依据,从而为太阳能海水淡化系统运行奠定理论基础。     

不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器热性能分析

为提高小型太阳能海水蒸馏器热能利用效率和产水速率,设计一种管式降膜太阳能海水蒸馏器,基于小高径比环形封闭空间水蒸气传热传质特性,分析特征尺寸和运行温度对装置单位冷凝面积产水速率的影响机理,研究不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器蒸发冷凝温差、竖直方向冷凝温度梯度等变化规律。结果表明,运行温度为85℃时,特征尺寸为0.015 m的管式降膜太阳能海水蒸馏器单位冷凝面积产水速率为0.696 kg/(h·m~2),比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器增加10.48%,冷凝温度T_4为81.94℃,比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器高3.83℃,在测试范围内蒸发冷凝温差最小为1.9℃,该研究可为强化管式太阳能海水淡化装置热质传递过程提供技术参考。     

叠置式增湿去湿太阳能海水淡化系统的稳态研究

设计了一台具有叠置结构的增湿去湿太阳能海水淡化系统,该系统可采用太阳能系统供热,也可利用其他余热系统供热。在稳态供热条件下,对系统的产水性能随热海水布水温度的变化进行了测试,并对该条件下性能系数进行了计算。结果表明:当喷淋海水温度为85℃时,系统的淡水产量可达到63.4 kg/h,单效时性能系数可达0.77;在关闭循环风机,仅依靠热湿空气自身升力的条件下,此温度下淡水产量约为37 kg/h,可达有风机时的58%,说明叠置式的分布设计是有效的。     

横管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的性能分析

在分析横管降膜蒸发机理的基础上，设计了一台降膜蒸发太阳能海水淡化装置，并对影响该装置性能的因素进行了实验研究。结果表明，该装置比传统的叠盘式太阳能海水淡化装置瞬态时间短，蒸发效果好，运行温度低。保持合理的海水喷淋密度，使海水在管外降膜蒸发，可使装置在较宽的温度范围内(70～9012)运行，且具有较高的淡水产量和能源利用率(7096以上)。     

特征尺寸对竖管降膜太阳能海水蒸馏装置性能影响

针对小型太阳能海水蒸馏装置产水速率低等问题,设计竖管降膜太阳能海水蒸馏装置,理论推导单位冷凝面积产水速率ms的计算方法,分析特征尺寸对该太阳能海水蒸馏装置单位冷凝面积产水速率、二元混合气体对流传热温度、冷凝壁面温度梯度值等热特性的影响机理。结果表明,在输入功率为168 W,特征尺寸为15 mm的装置稳态运行时,单位冷凝面积最大产水速率为240.63 g/20 min,比特征尺寸为35 mm的装置增加了24.16%,二元混合气体稳态运行温度为85.37℃,比特征尺寸为35 mm的装置提高了7.21℃。     

顺流流程多效蒸馏海水淡化系统的热力学分析

建立了顺流进料流程低温多效蒸馏海水淡化系统的热力过程数学模型;考虑了过程中物性变化和压力损失引起的传热温差变化,计算分析了在相同淡水产量下,蒸发器效数、末效蒸发器蒸发温度、加热蒸汽温度和浓缩比变化时,造水比、冷凝器海水流量、蒸发器总传热面积的变化规律.结果表明:蒸发器效数对系统性能有显著影响;末效蒸发器蒸发温度和加热蒸汽温度对蒸发器总传热面积影响较大;浓缩比在一定范围内,系统热力性能最优.     

一种新型太阳能、风能联合海水淡化装置

淡水资源短缺已成为一个世界性问题,我国也不例外.为了加大淡水供应,一条现实的途径就是充分利用我国丰富的海水资源,以及西北内陆地区的苦咸水(统称海水)进行淡化.提出了一种海水淡化装置,该装置利用温室效应原理和风能致热原理,可充分利用太阳能与风能进行海水淡化.与现有海水淡化装置相比该装置具有利用清洁能源、对环境无污染、适应性强、性价比高等特点.理论计算结果表明,该装置每小时产水量约为普通盘式太阳能海水淡化装置在晴天工作时的2倍.     

多效增湿除湿太阳能海水淡化装置的性能试验

文章提出了一种具有规模灵活、操作简单、维护运行成本低廉、易于和可再生能源结合等优点的新型多效增湿除湿太阳能海水淡化装置;介绍了装置的结构和运行原理,进行了海水运行温度、进水流量等影响产水性能的参数的实验研究。研究结果表明,装置产水量随进水流量和运行温度增加而增大,当进水流量为906 kg/h时,装置产水量达到58.14 kg/h。该多效增湿除湿海水淡化系统具有较大的性能提升空间和广阔的应用前景。     

竖壁自储水式太阳能蒸馏装置运行特性分析

设计一台三效回热竖壁自储水式太阳能海水淡化装置。对其在实际天气下的运行参数进行测试,得到装置全天温度、产水率及累计产水量变化曲线,实验测试中装置性能系数为1.35。构建装置的传热传质计算模型,通过与实验数据对比验证模型的准确性并进一步对装置特性进行研究。利用所构建模型分析系统的能量流动情况,结果发现无效热能散失过大是装置在实际天气运行时性能系数偏低的主要原因。最后,对该类太阳能海水淡化系统经优化后的实地运行性能进行预测和评估,为工程应用提供指导。     

多级迭盘式太阳能海水淡化装置的性能研究与经济性分析

设计制作了一台多级迭盘式太阳能海水淡化装置。该装置通过折皱底面来强化凝结作用,利用与最下面一级相连的热管式真空管集热器供热,在天气晴朗时能够不需其他动力自动制取淡水,具有操作简单、运行可靠、维护费用低等特点。试验结果表明,该装置利用太阳能制取淡水的性能系数为1.01,是一种较理想的户用太阳能海水淡化装置。文章还对装置寿命期内的经济效益进行了分析。     

降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化系统实验研究

基于横管与竖管降膜蒸发与降膜凝结的强化传热传质机理,设计建造了一台具有四效回热性能的小型低温多效式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,提高了系统的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为10kPa左右时,装置的性能系数可达到3.0左右。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。