小型太阳能低温多效海水淡化系统研究

摘要

在水资源日益缺乏的今天,太阳能低温多效海水淡化技术有着良好的应用前景,特别是在沿海的海岛上更有实际应用价值。本文设计了一套五效某海岛用小型太阳能低温多效海水淡化装置,使用VB语言对该装置进行了系统编程。利用所编写的程序研究该装置各操作参数对系统产水性能的影响情况。
　　本文首先对所设计的太阳能海水淡化装置进行选型,确定了该系统采用的太阳能集热器结构,计算了太阳能集热器的集热量。对太阳能海水淡化系统降膜蒸发换热系数进行了计算,最后对系统蒸发器、冷凝器等装置进行了设计计算。对横管换热熵产进行简化计算,并对蒸发器进行数值模拟研究。
　　本文对所设计的五效低温多效海水淡化装置的冷凝器、蒸发器等组成部分建立了数学模型,在文中给出各物性参数的计算公式,建立了VB模拟程序。并对该程序进行了准确性验证。
　　本文利用所编写的VB程序研究了首效加热蒸汽温度,进料海水流量,初、末效蒸发器压力及各效蒸发器传热参数等因素对系统性能影响。研究得出首效加热蒸汽温度的提高都将使系统造水比升高。顺、并流系统进料海水流量升高将导致系统造水比下降。首、末效蒸发器压力的升高将导致顺流系统的造水比下降。并流系统首效蒸发器压力的升高,将使系统造水比先下降后保持稳定;并流末效蒸发器压力的升高,将使系统造水比下降。在顺、并流系统各效蒸发器传热参数改变的情况下,除第二效蒸发器传热参数增大将使系统造水比下降外,其余各效传热参数增大都将使系统造水比升高,其中第五效传热参数变化对系统性能的影响最大。当顺流流程按某一种操作参数运行时,系统性能较优,此时造水比为3.92。当并流流程的各效进料海水量分配按1:1.1:1.2:1.3:1.4比例分配时,系统性能较优,造水比为3.82。
　　本文在相同的计算条件下,经VB程序模拟得出在加热蒸汽温度为60℃及以上的情况下,顺流流程的造水比高于并流流程。加热蒸汽温度在60℃以下的情况时,两种流程各有优劣。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 海水淡化研究现状

1.3 太阳能利用分类

1.4 太阳能低温多效海水淡化技术发展情况

1.5 论文的主要研究内容

第2章 小型太阳能低温多效海水淡化系统设计

2.1 小型五效太阳能低温多效海水淡化系统流程设计

2.2 抛物槽式太阳能集热系统设计

2.3 太阳能海水淡化系统蒸发器降膜蒸发传热系数的确定

2.4 小型太阳能海水淡化系统换热器结构设计

2.5 单管换热熵产分析

2.6 横管管内换热过程数值模拟研究

2.7 本章小结

第3章 太阳能低温多效海水淡化系统建模及程序设计

3.1 小型太阳能海水淡化系统模型

3.2 小型太阳能海水淡化系统数学模型建立

3.3 小型太阳能海水淡化系统数学模型求解

3.4 海水淡化程序验证

3.5 本章小结

第4章 小型太阳能低温多效海水淡化系统性能分析

4.1 顺流流程低温多效五效系统性能分析

4.2 五效低温多效并流流程系统性能分析

4.3 五效低温多效并流与顺流流程系统性能对比分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢