负压多级降膜蒸发在太阳能海水淡化中的应用研究

深入分析了海水在水平管外蒸发以及饱和水蒸气在水平管内冷凝的机理。分析表明：采用负压多级降膜蒸发，在加热水温度一定的情况下可大大强化传热传质过程，提高海水的蒸发量；利用饱和水蒸气在水平管内加压冷凝，可有效地促进热质交换过程，提高冷凝的效果。在该理论指导下设计制造的具有闪蒸与压缩蒸馏性能的太阳能海水淡化装置，不仅比传统的盘式太阳能淡化装置效率提高很多，而且可利用较低温度的太阳能加热水进行海水淡化，淡化效率保持在70％以上。     

降膜蒸发多效回热型太阳能海水淡化装置的测试与分析

对利用太阳能驱动的横管降膜蒸发多效回热型海水淡化装置进行了实际天气条件下的动态测试.对影响产水率的主要因素作了探索与分析,给出了合理的取值范围.实验结果证明,由于采用了多效回热以及其他强化系统产水性能的措施,使系统的产水效率比传统的盘式太阳能蒸馏器提高了近2.5倍.     

管式太阳能海水淡化装置的实验研究

针对淡水资源短缺的问题,设计制作了一种利用太阳能或者其他余热驱动的管式海水淡化装置.通过对装置的每小时产水量及装置内各测点温度进行测试,对装置的性能进行了定功率和定温度供热的实验研究.定功率实验结果表明,实验装置的性能系数最高能达到1.5左右;装置的产水量达到了20.078 kg/(m2.d),相比传统装置有很大的提高.定温加热的实验结果表明,运行温度的增加可以提高装置的产水量.在相同实验条件下,多级装置相比单级装置能获得更高的产水量.     

水平管外海水降膜蒸发传热特殊现象分析

以低温多效蒸发海水淡化装置中的水平管降膜蒸发过程为研究对象,对海水水平管降膜蒸发的传热系数在不同蒸发温度、雷诺数(Re)等条件下沿圆周角方向的分布特征进行了实验研究.研究结果表明:海水作为实验流体时,传热系数随蒸发温度的升高而降低,随Re的增大而呈现先升高,达到最大值后略微降低的趋势,随圆周角的增大而先减小后增大.     

增湿-除湿太阳能海水淡化装置实验研究

基于空气增湿-除湿海水淡化技术,采用曝气管将热空气曝入到太阳能热水器水箱中的增湿方法,设计了以太阳能为热源的小型太阳能海水淡化装置。实验研究表明,该曝气方式具有很好的加湿效果,在各种工况下出口湿空气的相对湿度均可达95.5%以上。出口湿空气的温度及相对湿度主要取决于热空气的曝气速度,选取合适的曝气速度可以使装置获得较高的淡水产率。     

太阳能海水淡化实验系统的热经济分析

本文对太阳能海水淡化实验系统还进行了热经济学分析。在确定了淡水单价的基础上,以年度化热经济成本最小为目标函数,分析了年度化热经济成本与闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度的关系。     

太阳能海水淡化蒸馏器的传热实验研究

利用科研项目设计制造的太阳能海水淡化装置进行实验教学,由学生完成太阳能热水系统的测试,海水淡化蒸馏系统的运行,并进行实验数据整理和分析,得出实验结论.     

LiBr溶液高温竖管降膜吸收过程的实验研究

针对吸收式太阳能海水淡化系统,设计了一套竖管降膜吸收实验装置,以溴化锂溶液为工质对装置进行了实验研究.通过改变水和溶液温度、喷淋量及溶液的浓度,测试了不同工况下系统的运行情况,得出溶液具有较好吸收率的基本条件,给出了系统最佳运行的参数范围.实验表明,在运行压力达到10 kPa和溶液浓度为50%左右的情况下,当被吸收水的温度高于30℃时,溶液已有较好的吸收速率,此时热源的温度仅为45℃～55℃,这十分有利于太阳能集热系统发挥供热效率.     

热泵辅助的露点蒸发海水淡化装置初步研究

文章以热泵系统来代替露点蒸发海水淡化系统中的二级淡化系统,通过对普通淡化系统和热泵辅助淡化系统的模型建立,对2种系统在不同操作条件下淡水产量和造水比的变化规律进行仿真和对比。仿真结果显示,热泵辅助淡化系统的性能优于普通淡化系统,当海水流量增加时,热泵辅助淡化系统的淡水产量比普通淡化系统的淡水产量高6.6 kg/h,造水比高1.10～1.30;当海水进口温度增加时,热泵辅助淡化系统的淡水产量比普通淡化系统的淡水产量最多高10.4 kg/h,造水比高0.67～1.15。     

我国太阳能海水淡化技术开发的现状与未来

淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一。人体的60％是液体，其中主要是水。水对人体健康至关重要，一旦失去体内水分10％，生理功能即严重紊乱；失去水分20％，人很快就会死亡。水对其他的生命也是如此，是一切生命之源。水对社会经济而言也不可或缺，农作物无水会枯死，工业生产无水会面临瘫痪。因此，水又是一切文明之     

水平管降膜蒸发器的管束列数优化数值模拟

基于分布参数方法,对大型制冷系统中水平管降膜蒸发器的换热特性进行管束列数优化数值模拟,计算了饱和液态制冷剂HFC-134a在水平铜管束外的流动蒸发换热特性,并考虑不同降膜管束列数和蒸发器中的满液管排数对蒸发器换热特性的影响,提出采用质流场均匀性因子来评价降膜蒸发器的换热性能.结果表明:在满液管排数一定的情况下,降膜蒸发器的管束布置列数越少,则降膜传热管外干斑面积越小;质流场均匀性因子越大,蒸发器换热特性越好.     

水平管排外降膜蒸发换热特性

采用层流和紊流两种模型对水平管外垂下液膜的强制对流蒸发换热性能进行了数值计算 .计算中 ,对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分方程组简化 .根据滞止区计算结果确定自由绕流区的初始边界条件 ,排除了以前类似计算中人为假定计算边界条件的缺陷 .紊流计算采用壁面函数法 .计算结果和作者的单管和管排实验数据及其他研究的实验数据进行了比较 ,结果表明 ,实验值处于层流解和紊流解之间 ,更靠近紊流解 .实验证明 ,单管和三管管排的平均换热系数十分接近 ,数值计算结果对管排中各管都能适用     

水平管外降膜流动的膜厚测量和数值模拟

采用激光诱导荧光法结合数字图像处理技术对水平管外降膜流动的液膜厚度进行了测量,得到了常温常压下水在水平光滑管和Turbo-CII强化管外降膜流动的过程中,液膜厚度随流量、管周角度和液体分布装置布液高度变化的规律.采用Fluent软件对单根水平管外的流动情况进行了二维数值模拟,并把计算结果和实验结果进行了对比.实验和模拟结果表明:上半周的液膜厚度比下半周的大,且在水平管上半周沿顺时针方向随着角度的增大而变小,而在水平管下半周变化不大,液膜最薄点出现在水平管下半周靠近90°附近的位置;液膜厚度随着流量的增大而变大,随着布液高度的增大而变小;管外液膜流动有波动,上半周的液膜波动比较大,Turbo-CII强化管外液膜表面的波动要比光滑管的小.     

一种新型多效内回热式太阳能海水淡化装置

设计建造了一台具有三效回热性能的紧凑式小型太阳能海水淡化装置,在稳态和实际天气条件下对装置的性能进行了测试.该装置的蒸馏系统采用了多级降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分蒸气潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用.实验测试表明,当系统在稳态温度70～75 ℃附近运行时,其性能系数可达2.0左右,在晴朗天气下,实际每平方米太阳能集热器的产水量可达10 kg.     

水平管间溴化锂溶液滴状降膜流动分析

对溴化锂溶液在水平管间的实际液滴流动过程进行了记录分析,以改进目前滴状降膜吸收数值模型中的理想化球形液滴假设.使用高速摄像机,对16 mm管间距下溴化锂溶液滴状流动过程进行了拍摄.采用图像边缘识别技术、样条拟合和二维曲线旋转积分方法,得到了液滴表面积和体积关于时间的变化关系.根据液滴的发展特点,将管间液滴形成划分为悬垂拉伸、不稳定液柱和破裂降落3个阶段,据此提出了不同溶液流量下液滴形成的预测模型.管间液滴表面积和体积发展的预测曲线与实测结果吻合较好.该模型可以在滴状降膜传热传质数值计算中得到应用.     

基于仿生结构对水平管降膜蒸发换热的模拟

水平管降膜蒸发器是广泛应用于海水淡化和化学工业等方面的换热设备。建立了三维数值模型,采用VOF(volume of fluid)方法结合UDF(user defined function)程序对水平管外降膜蒸发过程的换热特性进行了数值模拟研究,深入研究了光管和强化管针对不同管间距、喷淋密度、蒸发温度和管径对液膜厚度以及平均传热系数的影响。模拟结果表明：在相同条件下,强化管的平均传热系数要明显高于光管,可见基于仿生学原理优化换热表面结构能有效提高水平管外降膜蒸发的换热效率。光管和强化管的平均传热系数随着蒸发温度的升高都呈上升趋势,随喷淋密度的增加呈先上升后减少的趋势。光管和强化管的平均换热系数随管间距的增大而增大,随喷淋密度的增加呈先增加后减少的趋势;换热管的平均传热系数随着蒸发温度升高而升高,随喷淋密度的增加呈先上升后下降的趋势。