热法太阳能海水淡化技术及系统研究
热法太阳能海水淡化技术及系统研究【摘要】:随着世界淡水资源的日益枯竭,海水淡化已成为解决淡水资源紧缺最重要手段之一。常规的海水淡化是高能耗产业,而当前石化资源面临即将耗尽的威胁。使
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P747
【目录】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 1 绪论11-31
- 1.1 海水淡化的必要性11-15
- 1.1.1 世界淡水资源紧缺11-12
- 1.1.2 中国面临淡水危机12-13
- 1.1.3 海水淡化是解决淡水危机的重要途径13-15
- 1.2 太阳能海水淡化研究的现实意义15-19
- 1.2.1 国内外能源紧缺15-17
- 1.2.2 常规海水淡化能耗分析及对环境的影响17-18
- 1.2.3 利用可再生能源实现海水淡化的必要性18-19
- 1.3 国内外太阳能海水淡化发展概述19-29
- 1.3.1 国外太阳能海水淡化发展历史及现状19-21
- 1.3.2 中国太阳能海水淡化发展概况21-22
- 1.3.3 太阳能海水淡化技术分类22-27
- 1.3.4 太阳能海水淡化技术发展前景27-29
- 1.4 论文工作的提出与研究内容29-31
- 1.4.1 论文工作的提出29-30
- 1.4.2 研究内容30-31
- 2 多级强化冷凝面太阳能海水淡化装置性能研究31-49
- 2.1 装置结构及工作原理31-32
- 2.1.1 装置结构31
- 2.1.2 装置工作原理31-32
- 2.2 多级强化冷凝面太阳能海水淡化装置传热传质数学模型32-37
- 2.2.1 真空管集热器的集热效率32
- 2.2.2 装置的能质传输分析32-33
- 2.2.3 传热速率方程33-35
- 2.2.4 装置最上一级太阳能蒸馏的性能分析35-37
- 2.2.5 装置的性能系数37
- 2.3 多级强化冷凝面太阳能海水淡化装置稳态性能测试37-41
- 2.3.1 实验装置37-38
- 2.3.2 装置的瞬态性能38-39
- 2.3.3 产水速率与稳态运行温度的关系39-40
- 2.3.4 装置的稳态性能系数40
- 2.3.5 产水速率与输入功率的关系40-41
- 2.4 在室外实际天气条件下的实验测试41-48
- 2.4.1 实验装置41-42
- 2.4.2 太阳能集热系统接受太阳能辐射量情况42
- 2.4.3 淡化装置运行温度情况42-43
- 2.4.4 海水深度4cm 时淡化装置产水量情况43-45
- 2.4.5 海水深度3cm 时淡化装置产水量情况45-47
- 2.4.6 装置的性能系数47-48
- 2.5 本章小结48-49
- 3 多级强化冷凝面太阳能海水淡化装置性能模拟研究49-74
- 3.1 多级强化冷凝面太阳能海水淡化装置性能模拟49-70
- 3.1.1 模拟条件假设49-50
- 3.1.2 四级装置模拟计算结果分析50-59
- 3.1.3 三级装置模拟计算结果分析59-66
- 3.1.4 二级装置模拟计算结果分析66-68
- 3.1.5 顶级无阳光输入的四级装置模拟结果分析68-70
- 3.2 理论预测与实验结果对比分析70-72
- 3.2.1 装置各级盘水温及玻璃盖板温度对比71
- 3.2.2 装置各级盘产水率对比71
- 3.2.3 装置累积产水量对比71
- 3.2.4 装置性能系数对比71-72
- 3.3 本章小结72-74
- 4 降膜蒸发太阳能海水淡化装置研制及传热传质数学模型研究74-101
- 4.1 降膜蒸发太阳能海水淡化装置组成及运行原理74-85
- 4.1.1 装置组成74-85
- 4.1.2 装置运行原理85
- 4.2 膜蒸发与膜凝结的基本理论85-96
- 4.2.1 水平管(横管)降膜蒸发86-87
- 4.2.2 竖管内降膜蒸发87
- 4.2.3 竖壁降膜蒸发87-88
- 4.2.4 竖管(竖壁)降膜凝结88-89
- 4.2.5 水平管内降膜凝结89-91
- 4.2.6 水平管外降膜凝结91
- 4.2.7 膜态沸腾91-92
- 4.2.8 跨流管群的流动92-95
- 4.2.9 总传热系数95-96
- 4.3 降膜蒸发太阳能海水淡化装置传热传质数学模型96-100
- 4.3.1 数学模型建立的基本条件96
- 4.3.2 淡化装置传热传质关系分析96-100
- 4.4 本章小结100-101
- 5 降膜蒸发太阳能海水淡化装置中试研究101-119
- 5.1 降膜蒸发太阳能海水淡化装置产水率主要影响因素分析101-106
- 5.1.1 装置运行温度对产水率的影响101-102
- 5.1.2 加热水温度对装置性能系数的影响102-103
- 5.1.3 冷却水温度对产水率的影响103
- 5.1.4 供热水流量和冷却水流量对产水率的影响103-105
- 5.1.5 装置主机运行压力对产水率的影响105
- 5.1.6 加热水温度对装置主机内各部件盐水温度的影响105-106
- 5.1.7 影响装置产水率的其他因素106
- 5.2 降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能优化研究106-111
- 5.2.1 年产水总量与集热器面积的关系107
- 5.2.2 系统产水成本与集热器面积的关系107-108
- 5.2.3 年产水量与储热水箱容量的关系108-109
- 5.2.4 降膜蒸发太阳能加热系统的最佳匹配参数109
- 5.2.5 降膜蒸发太阳能海水淡化总系统运行参数的优化109-111
- 5.3 降膜蒸发太阳能海水淡化装置实际运行试验111-118
- 5.3.1 太阳能集热系统运行情况111-113
- 5.3.2 海水淡化装置主机运行试验测试113-114
- 5.3.3 装置在两年中基本运行情况114-117
- 5.3.4 产水水质检测与分析117-118
- 5.4 本章小结118-119
- 6 太阳能海水淡化系统经济性分析119-127
- 6.1 经济性分析的方法119-121
- 6.2 降膜蒸发太阳能海水淡化装置的经济性分析121-124
- 6.3 多级强化冷凝面太阳能海水淡化系统的经济性分析124-125
- 6.4 本章小结125-127
- 7 结论与建议127-129
- 7.1 结论127-128
- 7.2 建议128-129
- 致谢129-130
- 参考文献130-137
- 附录137-139
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