气隙扩散蒸馏式海水淡化的研究

论文摘要

水是生命之源,是人类社会赖以生存和发展的必要条件,但是,地球上的淡水资源总量匮乏且分布不均,工业的快速发展加剧了水资源短缺,水资源短缺已越来越成为人类面临的严峻的问题。我国的水资源总量居世界第四位,但是我国的人口众多,人均淡水总量仅为世界人均淡水总量的1/4。解决水资源短缺的问题,最有效的方法是生产淡水,即海水淡化,地球上的储水总量中约97.5%为海洋水,可以为海水淡化技术提供足够的供给溶液。海水淡化技术越来越受到各个国家的关注。本文所提出的AGDD(气隙扩散蒸馏式)海水淡化,具有常压操作、设备简单、能够实现低品位热源回收的优点,同时AGDD应用广泛,也可以用于溶液分离等水处理过程中。本文对气隙扩散蒸馏式海水淡化技术的研究采用了实验与计算相结合的方法,首先,对气隙扩散蒸馏式海水淡化进行建模分析,根据质量守恒定律与能量守恒定律进行传热传质分析,并使用MATLAB程序语言对气隙扩散蒸馏式海水淡化进行模拟计算。搭建AGDD装置的实验台,改变实验装置的运行参数及装置的尺寸,分析装置的运行工况。实验内容包括:改变冷料的入口温度分别为20℃、25℃、30℃,改变热料的入口温度分别为50℃、55℃、60℃、65℃,改变装置的工作料液的流量分别为2kg/h、3kg/h、4kg/h、5kg/h,改变实验装置的气隙厚度分别为5mm、8mm、10mm,改变装置的高度尺寸为0.9m、1.8m。将实验测试结果与程序模拟计算结果进行对比分析,分析装置的运行参数、尺寸以及工作料液浓度对装置的海水淡化性能的影响。该研究结果将为气隙扩散蒸馏式海水淡化进一步的研究提供指导。

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摘要

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1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.1.1 海水淡化技术与水资源短缺

1.1.2 海水淡化技术与溶液分离

1.2 膜蒸馏海水淡化的研究进展

1.3 本文研究内容

2 气隙扩散蒸馏式海水淡化装置的热质传递分析

2.1 气隙扩散蒸馏式海水淡化的物理模型

2.2 多孔介质在AGDD中的作用

2.3 气隙扩散蒸馏式海水淡化的数学模型

2.4 程序计算流程

2.5 本章小结

3 实验台的设计及搭建

3.1 AGDD海水淡化实验台设计

3.2 实验测量内容及步骤

3.3 实验装置和材料

3.3.1 多孔介质

3.3.2 数据采集及分析设备

3.3.3 其他实验台支持设备

3.4 实验台的搭建

3.5 海水淡化装置的评价指标

3.6 实验测量的不确定度

3.7 本章小结

4 气隙扩散蒸馏式海水淡化研究结果分析

4.1 冷料入口温度的影响

4.2 热料入口温度的影响

4.3 流量的影响

4.4 气隙厚度的影响

4.5 装置高度的影响

4.6 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

附录 A 主要符号表

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张淑萍

导师: 王平

关键词: 气隙,海水淡化,传热传质,实验,数值计算

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 大连理工大学

基金: 国家自然科学基金(No.51876023),辽宁省自然基金指导计划(No.20180550732)

分类号: P747

DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.002012

总页数: 68

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