中小型低温多效海水淡化装置绘图软件开发

摘要

如今，人口增长、工业发展、污染加剧造成了淡水资源的日益短缺。作为一种可以制造淡水的技术手段，海水淡化技术备受关注。其中的低温多效蒸馏技术(LT-MED)因其操作温度低，装置组合方式灵活，不易结垢，可被低品位热源驱动等优点成为海水淡化的主流方法之一。
　　本文的研究对象为热水驱动的中小型LT-MED系统，分析总结了此类系统的工作原理和设计方法，提出了水和水蒸气物性参数的计算方法及海水沸点升高公式。基于能量与质量守恒定律，考虑流动阻力损失以及海水物性变化的影响，建立了各换热设备的数值模型，其中包括蒸发器、冷凝器、预热器和闪蒸罐等，设计了系统各参数的计算方法并给出了计算框图。
　　采用AutoLISP语言编写了中小型LT-MED装置换热管束排布图的出图程序，完成了对AutoCAD的二次开发。借助LT-MED可视化应用软件可以得出结构参数，用户通过输入相关结构参数，等待数秒即可得到计算机自动绘出的工程图，使工作量最小化。编写程序时，根据不同的图层将程序模块化，每一模块又包含了四个视图，分别进行编译，然后整合。工程图的尺寸和构造由程序读取的结构参数决定，可以满足大部分中小型多效蒸馏装置的设计。生成的工程图支持用户对其继续操作，便于用户进行后续的查阅及修改。
　　为了使用户更容易理解中小型LT-MED装置设计流程，本文以柴油发电机组废热驱动的MED系统为例，展示了从设计系统参数到生成换热管束排布图的整个过程。说明了设计时的注意事项和软件应用范围。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 水资源现状

1．1．2 海水淡化重要性

1．2 海水淡化的主要技术

1．2．1 多效蒸馏(MED)

1．2．2 多级闪蒸(MSF)

1．2．3 压气蒸馏(VC)

1．2．4 反渗透法(RO)

1．2．5 电渗析(ED)

1．3 低温多效海水淡化技术(LT-MED)

1．3．1 技术简介

1．3．2 国内外发展与应用情况

1．3．3 低温多效海水淡化系统模拟、设计软件简介

1．4 本文的研究内容

2 低温热水驱动的多效蒸馏海水淡化系统

2．1 低温多效海水淡化系统的工作流程

2．2 等温差法概况

3 系统数学模型的建立与计算

3．1 各换热设备数学模型

3．1．1 建模假设

3．1．2 预热器及首效蒸发器建模

3．1．3 第n效蒸发器模型(n≥2)

3．1．4 冷凝器模型

3．1．5 第n级(n≥2)淡水闪蒸罐模型

3．1．6 系统整体能量与质量守恒

3．2 相关参数

3．2．1 各效海水的盐浓度

3．2．2 盐水沸点升高

3．2．3 水的物性参数

3．3 系统数学模型计算

3．3．1 经验参数与设计参数

3．3．2 数学模型计算过程

3．4 换热参数的计算

3．4．1 横管管内换热系数

3．4．2 横管管外换热系数

3．4．3 各换热器的总传热系数和热负荷

3．4．4 各效传热面积及管数

4 利用AutoCAD自动生成管束排布图

4．1 中小型低温多效海水淡化可视化软件介绍

4．1．1 开发工具介绍

4．1．2 VB程序调用FORTRAN 95程序的实现

4．1．3 有关调用的若干约定

4．1．4 软件功能及程序结构

4．2 AutoCAD的二次开发

4．2．1 AutoLISP语言简介

4．2．2 AutoLISP程序的执行环境及过程

4．2．3 出图过程

5 小型低温多效蒸馏海水淡化装置整体设计流程演示

5．1 计算结果的得出

5．2 换热管束排布图的生成

结论

参考文献

致谢