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。

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。

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。

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%。

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。

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。

基于SSPCM的新型储能型太阳能蒸馏器实验研究

本文基于定型相变材料(SSPCM)建立了新型储能型太阳能蒸馏器的实验系统,并分别对普通SSPCM和高导热SSPCM的蒸馏特性进行了实验研究。研究发现:与传统太阳能蒸馏器相比,基于普通SSPCM的储能型蒸馏器的日产量提升了7.5%,采用高导热SSPCM的日产量提升了39%。此外,本文还对蒸馏器结构进行了优化研究,研制出了太阳能选择性吸收涂层和V型波纹板复合结构两种底衬,与普通底衬相比,两种优化的底衬分别使蒸馏器的日产量提高了16.8%和9.6%。

太阳能硬水蒸馏器在地下水脱盐中的应用

我们对３台为偏远地区生．产饮用水而设计的单向斜型太阳能硬水蒸馏器进行了调查分析，蒸馏器分别安装在３口井上，其中１口井底部安置有隔离层，另一口井井壁安置有隔离层。本文提出了有关环境气温、风速和太阳辐射量的多线性回归方程式，用于估算蒸馏器的产水量。研究表明，整个夜间蒸馏器内的冷凝作用都可以形成。结果还表明，通过井壁平均获得的淡水量约占５６％，而通过井底获得的淡水量仅占引％．因此，可以得出这样的结论，在多口井上安装多台独立的蒸馏器，要比在总体积相同的１口井上安装１台蒸馏器所得到的淡水量高。

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。

联合海水淡化的太阳能烟囱发电系统非稳态传热研究

提出联合海水淡化的太阳能烟囱发电综合系统的设计方案,给出描述综合系统非稳态传热问题的数学物理模型,搭建综合系统试验装置,并在实际天气条件下进行测试。结果表明:计算结果和试验结果吻合较好;海水厚度对综合系统运行特性有重要影响,单从获取淡水产量来说,在保证足够的水量以供蒸发又不至于在水面上形成反射盐层的前提下,水层应是越浅越好;单从可得到的理论发电功率来说,水层越浅越好;单从是否有利调整系统昼夜电力输出峰谷差,改善系统连续稳定运行来说,水层越厚越好。系统运行平稳时,海水厚度对太阳能日利用率的影响不大。

降膜蒸发内回热型太阳能海水淡化装置的实验研究

对一台利用太阳能驱动的横管降膜蒸发内回热型海水淡化装置进行了实际天气条件下的动态测试。系统采用了多效内回热措施,在蒸发及冷凝过程中,大部分水蒸汽的凝结潜热被重复利用于海水的预热及蒸发过程,在相同的天气条件下,该装置的产水率比单级盘式太阳能蒸馏器提高了2～3倍。太阳辐射越强,产水率越大;启动温度越高,产水量越大。对影响淡水产量的其他因素也进行了分析讨论。

太阳能直接法苦咸水淡化装置研究

宁夏南部山区苦咸水含盐量、含氟量均较高。设计了小型太阳能苦咸水淡化装置,考察其产水量的影响因素,并采用鼓泡方法对其进行内部传热传质强化。结果表明:(1)产生淡水电导率低至20μS/cm,氟离子基本去除;(2)蒸馏器中苦咸水层厚度有适宜值,大于或小于该值产水量均有所下降;(3)装置外部增加保温措施、内部放入黑色海绵,均可延长产水时间,提高日产水量。(4)采用鼓泡强化方法很大程度上提高了产水量,不同鼓泡量对蒸馏器内部传热传质速率影响不同,从而产水量也不同。(5)将实验产水量与理论产水量进行比较,分析结果表明二者吻合较好。

太阳能多级淡水器的研制

本文介绍了一种新型太阳能淡水器－太阳能多级蒸馏器的工作原理及结构设计与选材特点，观察了太阳能多级蒸馏器的太阳能集热效果及影响因素。试验表明，本淡水器的夏季产水量为２０－３０ｋｇ／（ｍ＾２．ｄ），冬季产水量为８－１２ｋｇ／（ｍ＾２．ｄ），水质分析结果优于国家饮用水卫生标准。本淡水器坚固，经济、操作简便，适合太阳能充足的地区制取淡水。

太阳能光热利用

太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器（槽式、碟式和塔式）等四种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,

Performance improvement in stepped solar still modified by sponge layer

In this paper,the experimental investigation on the performance improvement of conventional stepped solar still is conducted.The steps are covered by the porous material to improve the performance of the conventional device and increase the evaporation rate.All the parameters,including the temperature on the glass surface,the water temperature inside the evaporation zone,and the amount of water produced in both conventional and modified stepped solar stills are measured and compared.The efficiency of two devices and their exergy efficiency have been calculated.Finally,the economic analysis of both devices has been done to check the economic feasibility of the modified device.The amount of freshwater generated during one day was 2244.4 and 3076.2 mL/m^(2),respectively for the conventional and modified stepped solar stills.As a result,the amount of water produced in one day by modified stepped solar still is 35.5% more than the conventional one.Also,the costs for the conventional and modified stepped solar stills have been calculated as 0.0359 and 0.029$/(L·m^(-2)),respectively.

石墨烯水凝胶光蒸馏装置的性能研究

本研究通过简单的水热法制备得到了自组装石墨烯水凝胶(SGH),并对其蒸发性能和实际应用潜力展开研究。实验结果表明,SGH孔隙丰富,全光谱吸收率>95%,具有优良的蒸发性能和脱盐能力。在一个标准太阳光下,SGH的净蒸发速率可达1.93 kg·m^(-2)·h^(-1),光热转化效率为87%,而且盐浓度对蒸发速率的抑制作用不明显。同时,本研究自制了一个阶梯式太阳能蒸馏器,根据实验室和户外条件下的蒸馏实验结果,当光强相对稳定时,该蒸馏器的时平均产水速率最高可达1.65 kg·m^(-2)·h^(-1),而且出水水质满足饮用要求。因而,本研究开发的石墨烯水凝胶光蒸馏装置是具有实际应用价值的。