降膜蒸发多效回热吸收式太阳能海水淡化系统的实验研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有四效回热性能的吸收式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,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,并由于吸收工质对最末效蒸汽进行了主动吸收,回收了蒸汽的焓,从而强化了最后一效的蒸发过程,因而系统具有较高的性能系数。在供热水温度为80℃、系统内部压力为15kPa时,四效装置的性能系数可达到3.0左右,体现出吸收式系统的良好优势。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。     

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。     

锥台式降膜蒸发太阳能苦咸水淡化装置实验研究

针对传统太阳能苦咸水淡化装置运行过程中水体热容量大、传热距离长的问题,文章提出并设计了新型锥台式降膜蒸发太阳能苦咸水淡化装置,通过倾斜冷凝面以拦截浮升水蒸气,从而缩短了苦咸水液膜蒸发传热距离,减少了蒸发冷凝腔内不凝气体量,实现了封闭环形空间内小特征尺寸传热,通过对比分析冷凝面倾斜角度为70°（装置一）和冷凝面倾斜角度为45°（装置二）两装置产水速率和性能系数（GOR）,得到影响该装置性能的关键因素。结果表明,在进水流量为0.30 kg/h时,装置一最大稳态产水速率为0.24 kg/h,比装置二增加了8.33%,其最大蒸发冷凝温差为3.8℃,竖直方向冷凝温度差为1.7℃,性能系数为0.63,该研究为提升小型太阳能苦咸水淡化技术热能利用效率做了有益的探索。     

基于风能利用的机械蒸汽压缩海水淡化系统模拟

通过对机械蒸汽压缩(mechanical vapor compression,MVC)-多效蒸馏(multi-effect evaporator,MEE)海水淡化系统建立模型,研究了压缩机输入功率与海水淡化系统运行参数之间的关系,分析了系统中压缩机与多效蒸发器之间相互耦合的匹配关系,探讨了辅助能源加热对系统运行状态及产水率的影响,并通过耦合风力发电机模型,研究了系统淡水产率随风电功率随机变化的响应曲线。结果表明:随压缩机输入功率的增加,多效蒸发器效间的传热温差增大,产水率也近似线性增加;辅助能源虽然有助于提高产水率,但其添加量不能超过一定的上限;对于一组平均为7.1m/s的随机风速,海水淡化系统的平均产水率为5.00t/h,平均产水能耗10.2kWh/t,而若采用20%辅助能源加热,可以使平均产水率提高0.21t/h。     

三效管式太阳能海水淡化装置性能分析

设计制造了一种三效管式太阳能海水淡化装置,对该装置进行了产水性能试验,给出了产水率、累计产水量随时间变化的曲线。试验结果表明,在全天累计辐照量为22.09 MJ/(m2·d)的情况下,装置全天累计产水量为2.48 kg。文章重点研究了系统的传热传质机理,构建了理论模型,利用数值计算软件Matlab对装置进行了性能分析,得到了装置的各级产水率、总产水量等数据。比较计算结果和试验结果表明,两者最大误差只有11%,说明所建立的理论模型是比较准确的。     

带肋片多效管式海水淡化装置的实验研究

设计一种带肋片多效管式海水淡化装置并利用模拟热源对装置进行实验研究。实验中对系统稳态产水性能进行测试,给出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:装置小时产水量随运行温度升高而增大,80℃时小时产水量为0.59 kg/h;对装置进行抽真空后装置的小时产水量增加明显,在运行温度为70℃压力为0.31 k Pa时,小时产水量最大为1.19 kg/h;装置的性能系数最高达1.5,定功率运行10 h,产水量最高为8.58 kg。     

横管降膜蒸发内回热式太阳能海水淡化装置的实验研究

设计建造了一台利用太阳能或其它余热驱动的横管降膜蒸发内回热式海水淡化装置，并利用模拟热源对该装置进行了实验研究，由于在系统的蒸发及冷凝过程中，大部分水蒸汽的凝结潜热被重复利用于海水的预热及蒸发过程，因而系统具有较高的产水率，同时，由于在气流的闭式环过程中，蒸发腔中处于负压状态，冷凝腔中处于正压状态，强化了系统的产水性能，使系统的产水效率比传统的盘式太阳能蒸馏器提高了3倍左右，介绍了系统的瞬态特性及运行温度，供海水流率与产水量的相互关系，对影响系统产水率的其它因素进行了讨论。     

横管降膜蒸发内系统自平衡多效回热式太阳能海水淡化装置模拟

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的太阳能多级蒸馏装置,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,进行了模拟实验。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了横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,因而系统有较高的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,性能系数达到2.0。探索与分析了影响产水率的主要因素,给出了合理的取值范围。     

光伏驱动的鼓泡加湿-热泵海水淡化装置研究

提出一种高效空气鼓泡加湿与热泵相结合的新型海水淡化装置,该装置可采用光伏发电驱动。重点设计加湿器及热泵的主要工艺参数和结构参数;计算并分析热泵冷凝和蒸发温度对装置主要性能参数的影响。研究表明,在设计工况下,0.09 m~2加湿器的产水量为6.40 kg/h,压缩机功耗为0.31kW。     

亲水/吸水改性下管式海水淡化器性能研究

设计一种表面亲水改性并包裹吸水材料的单效管式海水淡化器。探讨亲水/吸水改性强化淡化器热质传递的机制,并进行定温和定功率加热实验研究,获得淡化器表面亲水/吸水改性后的产水性能。实验结果表明:动态实验条件下,最佳进水速度为460 m L/h;淡化器的产水率与运行温度呈正线性关系,其中运行温度为80℃时,复合管产水率达255.6 m L/h,相比光滑管提高24.9%;定功率(100 W)加热12 h时,复合管的累计产水量和性能系数分别为1493.2 m L和0.78,相比于光滑管提高44.4%。