具有强化凝结面的全被动多级迭盘式太阳能蒸馏器的稳态研究

设计制作了一台蒸发面积为1.2m2,具有强化凝结面的多级迭盘式太阳能蒸馏器,该蒸馏器最下面一级用热管式真空管集热器供热,最上面一级能被动接收阳光,可在晴好天气下,无需动力自动产生淡水。用普通电热器作为热源对其进行稳态性能测试,给出系统运行温度和产水量的关系,并给出系统在稳定供热时的升温曲线及在无热量输入时的降温曲线。结果表明,当系统运行温度大于70℃时,系统的产水性能明显提高。对影响产水率的其他因素也进行了讨论。

一种回收蒸发潜热太阳能蒸馏装置的研究

对一种回收蒸发潜热的太阳能蒸馏装置进行了研究。结果表明，太阳辐照度、冷凝器冷却海水流量和蒸发器入口海水温度是影响系统性能的主要因素，当冷凝器冷却海水流量为４５ｌ／ｈ，蒸发器入口海水温度为７５℃时，系统具有较大的淡水产量和合适的系统ＧＯＲ值。

太阳能蒸馏器非稳态传热传质问题的研究

建立了太阳能蒸馏器的非稳态物理数学模型,对其进行了传热、传质问题的研究,分析结果与试验结果吻合较好。结果表明:海水蒸发是海水温度和△T共同作用的结果。温度差是驱动海水蒸发的动力,水温对水表面蒸发有重要影响。在任何温度下,表面蒸发都可进行,但对蒸馏器来说,只有水温超过40℃,且△T为正值时,才有显著的蒸发,收到可观的淡水。高峰产水区主要在下午与傍晚时段,此时段占整个昼夜的比例不大,但是其对日产水量的贡献却是主要的。随着海水深度的增加,瞬时产水量白天减少,晚上增加,日产水量减少;当水深大于10cm时,日产水量变化不大;随着环境风速的增加,瞬时产水量白天增加,晚上减少,风速对日产水量的影响很小,但强风使日产水量有所下降。

多级迭盘式太阳能蒸馏器的实验研究

在稳态条件下,给出了不同迭盘数的情况下,蒸馏器的运行温度、能耗与产水量的关系,并比较了单级、二级和三级蒸馏器的单位能耗产水率。在实际天气条件下,对该装置的运行性能进行了测试,给出了运行温度、产水量与太阳能辐射总量的关系,并比较了它们在近似天气状况下的产水效率。

多级降膜式太阳能蒸馏器的模拟实验研究

用热水作为供热热源，对一台小型多级降膜式蒸馏器进行模拟实验研究。介绍了实验装置，给出了不同条件下的产水量。研究了蒸发－凝结板偏离铅垂线的角度θ与产水量的关系，给出蒸馏器单级和四级时的比产水率（单位能耗的产水率）曲线。对影响产水率的其它因素也作了讨论。

降膜蒸发-凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统的模拟实验研究

建立了一套采光面积为 1 0 7m2 、主动回收蒸汽潜热及浓海水余热的降膜蒸发 凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统 ,用 4盏卤素灯作为太阳能模拟器 ,对该系统进行了模拟实验研究。实验结果表明 ,由于在本蒸馏系统中采用了强迫降膜蒸发及降膜凝结技术 ,使其中大部分的蒸汽潜热以及浓盐水的显热都得到了重复利用 ,单位采光面积的产水量相对于传统的盘式 (单级 )太阳能蒸馏器提高了 2～ 3倍。

具有折皱底面的多级迭盘式太阳能蒸馏器的模拟实验研究

设计制作了一台蒸发面积为0 2025m2,各盘具有折皱底面的多级迭盘式太阳能蒸馏器,用普通电热器作为热源对之进行了模拟实验研究。对装置的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了在不同迭盘数的情况下,蒸馏器的运行温度、能耗与产水量的关系,并计算了在不同运行温度下装置的性能系数。结果表明,当温度大于70℃时,内强化传热多级迭盘式太阳能蒸馏器有良好的产水性能。对影响产水率的其它因素也作了讨论。

竖壁自储水太阳能蒸馏器的稳态实验研究

设计一台三效回热竖壁自储水式蒸馏器并介绍该装置的运行原理。使用不同功率电加热棒对装置进行6.5h定功率加热实验研究。研究结果表明该装置产水响应较快,在加热1h后即有淡水产出,5h左右达到最大产水率,系统性能系数可达1.85。根据测试结果对装置内部传热过程进行初步分析,给出装置断电后的产水特性曲线并解释其原因。通过拟合得到装置各级空腔产水效率随输入功率的变化关系,指出此类装置各级最大效率以及与之对应的功率。

太阳能蒸馏器中一组传热传质关系式

建立了盘式太阳能蒸馏器中一组传热传质关系式 ,并用多级迭盘式蒸馏室进行稳态模拟实验。发现该关系式在较大的雷利数范围 ( 3.5× 10 3<Ra<2 .2 6× 10 7)及较宽的温度段 ( 35℃ <TW<86℃ )内能很好地预示蒸馏器的产水量。

利用碳纳米管-水纳米流体增强三角锥形太阳能蒸馏器的传热和传质

本文对碳纳米管-水纳米流体对三角锥形太阳蒸馏器内双扩散对流的影响进行了三维数值研究。研究了浮力比(-10≤N≤0)、纳米粒子体积分数(0≤Φ≤0.05)和瑞利数(103≤Ra≤105)等大范围调节参数的影响。得到流动结构、温度场和传热传质速率变化等结果。结果表明,浮力比可作为热质传递的优化参数,使用碳纳米管对太阳能蒸馏器的性能有积极的影响。

基于界面蒸发的太阳能蒸馏器海水淡化性能研究

应用界面蒸发技术对传统太阳能蒸馏器结构尤其是侧壁进行优化,研究了界面蒸发结构与蒸馏器海水淡化性能之间的构效关系。蒸馏器系统中的界面蒸发结构可以有效地避免底面和侧壁的界面蒸发层向海水层的漏热,减少海水层的热量存储,从而减小系统热量损失,还能更高效地利用低入射角的阳光。改进后的太阳能蒸馏器最高日淡水收集量为5.7 kg/m^(2),能量利用效率约为50%,比传统太阳能蒸馏器性能平均提升了近28%。

多级迭盘式太阳能蒸馏器典型天气下的实验研究

设计了一种具有强化凝结面的多级迭盘式太阳能蒸馏器。对其在实际天气下的升温特性及产水性能进行测试,得到其内部各级海水运行温度的全天变化曲线以及全天总产水量的变化曲线。对装置顶层腔体全天进光率进行推导,根据实验数据进一步得到海水淡化主机全天工作效率。实验结果与文献[4]中的稳态实验结果进行对比分析,探索了该类装置在实际天气条件的产水特性,对其内部的热质传递规律进行初步研究。结果表明,该装置的日产水量可达约43kg(晴好天气下),性能系数可达1.54,是一种较理想的小型海水淡化装置。

纳米材料在太阳能蒸馏中的应用研究进展

太阳能海水淡化是缓解世界淡水资源压力的有效方法之一,在传统太阳能海水淡化系统中,蒸馏效率低是限制其发展的主要因素。纳米材料具有独特的光学、热力学特性,能够吸收太阳辐射并将其转化为热能,被广泛用于太阳能蒸馏系统来增强光-热-汽转换率。近年来,受益于纳米流体及界面光热技术,太阳能蒸馏技术发展迅速。固态纳米颗粒的导热系数远大于液态基质,故以纳米流体代替传统流体作为传热工质用于太阳能蒸馏系统。近年的研究中,纳米流体用于被动、主动式蒸馏系统中均显示出较强的吸光集热性能,蒸馏产水量提高25%以上,最大提高约130%;纳米流体具有独立产蒸汽能力,在太阳光模拟器下,流体迅速升温并产生蒸汽,热利用效率高达73%,产水率相比纯水增加近50%。界面光热技术是指在界面材料作用下,纳米吸收体吸收太阳光作用于水与空气界面的薄层水分子,而不是整个待蒸发水体。可用来作为界面光热材料的主要有等离激元材料、独立纳米凝胶材料、金属或金属氧化物涂层的复合材料、碳基复合材料、聚离子液体衍生膜及部分可降解有机材料。在界面光热蒸馏系统中,因材料强吸光特性及多孔特性,显著提高界面热利用效率及蒸馏产水速率。其中碳基材料因制备成本低、容易改性、无毒等优势应用最为广泛,开发环保型支撑结构是美丽家园建设下界面蒸馏技术发展的重要研究课题。本文综述了近年纳米材料在太阳能蒸馏中的应用研究进展,分别归纳了纳米流体技术及界面光热技术用于太阳能蒸馏系统的主要研究成果,简要介绍了各种材料的工作原理及优劣势,并展望了其发展前景。

基于界面蒸发的低成本太阳能蒸馏器海水淡化性能研究

应用低成本的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料作为蒸馏器的骨架,与传统太阳能蒸馏器和界面蒸发结构蒸馏器对比,研究了侧壁的热导率在界面蒸发结构中的关键作用。蒸馏器系统中应用界面蒸发结构可以有效地避免吸光蒸发层向海水层的漏热,侧壁采用低热导率的泡沫塑料可以进一步降低通过侧壁向海水层的漏热,从而有效地提高系统的太阳能利用效率。改进后的太阳能蒸馏器成本可以降至320元/m^(2),2月最高日淡水收集量为3.8 kg/m^(2),能量利用效率约为50%,比传统太阳能蒸馏器成本降低了70%,效率性能平均提升了近26%。

新颖实用的太阳能蒸馏器

随着环境的污染,我们周围可供使用的水质正日趋下降,水的硬度越来越高,给人们生产生活带来诸多不便。工业用水超过需水的硬度标准,就会影响产品的质量,使原材料、能源和劳动力消耗增加:如酿酒用水硬度超过4度,就会出现混浊和沉淀,酒质下降;纺织印染工业用水硬度超过0.56度。

太阳能蒸馏

世界上总水量约有1.5×1018米3,其中97.3％为海水,2％为冰,且冰冻在冰山或冰河中。可见,可供人类使用的淡水非常少。另一方面,随着人口增加,特别是大工业用水增加,使得用水日趋紧张,不少地方出现缺水现象。因此,海水淡化就越来越为人们所重视。早在1872年瑞典工程师威尔逊在智利建造了世界上第一座大型太阳能海水淡化装置,其采光面积为4450米2,日产淡水17.7吨。1976年在希腊兴建的一座太阳能蒸馏器,迄今为止是世界上规模最大的,其采光面积达8867米2,平均日产淡水31吨。太阳能蒸馏器的型式很多。

新型太阳能蒸馏器问世

在许多干旱地区,人们使用被称为“太阳能蒸馏器”的设备从海水或受污染的水中提取可饮用的水。近日,俄罗斯科学家们开发了一种实验性的新太阳能蒸馏器——一个长方形盆子(有一个铰链式透明盖),里面是一个水平方向的黑色钢筒。

太阳能光热-光电膜蒸馏系统发展历程

介绍了本课题组在太阳能光热-光电膜蒸馏系统方面开展研究的发展历程和主要的研究结果。为了强化气隙式膜蒸馏组件的通量,本课题组使用旋转切向入流的方式来减弱温度极化和浓度极化现象,经过几代的改进设计了结构紧凑、易于加工的并接式空气隙膜蒸馏组件,其膜通量也较大.本课题组也对太阳能集热系统、光伏发电系统和太阳能半导体制冷系统进行了研究,获得了相关的性能参数,建立了与膜蒸馏系统相匹配的理论模型,并搭建了太阳能光热-光电膜蒸馏系统.实验结果表明,其运行可靠,为太阳能光热-光电膜蒸馏系统的推广应用奠定了理论和实验基础.

回收塑料打造的太阳能蒸馏净水器

意大利设计师gabrielediamanti最近设计了＂eliodomestico＂太阳能淡水蒸馏器。该蒸馏器是用陶土、回收塑料和电镀锌混合制作的。蒸馏器一天能生产出5 L饮用水,并成为2011年prixémilehermés竞赛决赛入围作品之一。