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。     

横管降膜蒸发闭循环式太阳能海水淡化装置的研制及性能测试

设计制造了一台能利用太阳能或其它余热驱动的横管降膜蒸发闭循环式海水淡化装置，并分别用稳态热源和实际太阳光对该装置进行了实验测试。实验结果表明，由于装置充分并反复利用了水蒸汽的凝结潜热，因而有较高的产水率。同时，由于在气流的闭式循环过程中，蒸发室内处于负压状态，冷凝室内处于正压状态，进一步强化了系统的产水性能。介绍了系统的工作原理、运行特性及在实际天气条件下的运行结果。     

太阳能膜蒸馏系统进展与展望

海水淡化技术可有效解决现有的淡水资源短缺等问题,但受限于高成本、高能耗、低热效率等因素,传统海水淡化工艺难以进一步推广。近年来,太阳能海水淡化作为一种高效低廉的海水淡化技术正逐渐进入人们的视野,其中,太阳能膜蒸馏技术更是凭借着适用范围广、蒸发效率高、能耗低、成本低廉等诸多优点为众多学者所青睐。各国学者从宏观的系统结构到微观的光热材料等方面展开了大量的工作。但由于膜蒸馏固有的温度极化以及膜污染等问题,太阳能膜蒸馏技术仍然处于发展瓶颈中。本文按照太阳能引入膜蒸馏装置位置的不同,对现有的诸多太阳能膜蒸馏系统进行分类,并针对各类太阳能膜蒸馏系统的发展现状和技术瓶颈进行详细阐述。探讨了当前太阳能膜蒸馏技术的局限性及未来的挑战,以期为太阳能膜蒸馏系统的进一步发展及应用提供参考。     

横盘管降膜蒸发舰载余热海水淡化装置

设计建造了一台利用余热驱动的横盘管降膜蒸发海水淡化装置,利用电加热系统,对该装置进行了稳态模拟实验研究。实验结果表明,由于采用了横盘管降膜蒸发与降膜冷凝工艺,不但使装置变得紧凑,大大减少了焊接工作量,也使系统内的传热传质过程得到极大强化。在实验条件下,单位蒸发与冷凝面积传热速率分别达到4．25kW／m^2和9．70kW／m^2,因而系统具有较高的产水率。对加热水流量、加热水温度、装置内压力及冷却水温度等影响产水率的因素作了测试与分析,给出了合理的取值范围。     

太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化系统研究

针对传统太阳能海水蒸馏淡化方法,综合多级闪蒸和多效蒸发两种系统的优点,设计制造了具有一效蒸发器的太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化装置,并对该装置进行了试验。试验结果表明,系统在海水温度为68~78℃范围内正常运行,具有较高的日产水量,系统达到稳定的时间较短。在闪蒸压力0.014 MPa,蒸发压力0.004 0 MPa条件下,最高海水温度为78℃时,系统产水量为56.30 kg/d,16 min就可以稳定。系统压力不变时,最高海水温度变化,而系统内部温度不变,比较适合太阳能热源不稳定情况。     

海水淡化装置中水平管降膜蒸发研究进展

本文对水平管降膜蒸发管的传热特性和流型分布特征进行了概括和总结。同时,对液膜负荷、液体进口温度、分配器结构及换热面强化等对水平降膜蒸发性能的影响进行了阐述。提出了海水淡化装置中采用水平管降膜蒸发器的优越性,及需进行的相关研究。     

光伏型太阳能热泵膜蒸馏装置及其性能分析

在介绍光伏型太阳能热泵膜蒸馏装置工作原理的基础上,以从海水中制取淡化水为背景,给出了装置的特性方程。计算并分析了当太阳能光照强度变化时,海水进膜组件温度、膜组件性能指标、热泵性能指标、装置总体性能指标的变化规律,可为光伏型太阳能热泵膜蒸馏装置的设计提供参考。     

蜂窝布水、板翅降膜太阳能海水淡化装置的实验研究

针对目前对小型海水淡化装置的需求,设计出一种利用蜂窝布水、板翅降膜技术的小型太阳能海水淡化装置,并利用模拟热源对该装置进行了实验研究。结果表明,由于装置采用了蜂窝布水,板翅降膜的关键技术,使得装置可以在温度50～90℃内运行,20～30 min后基本达到稳定状态,淡水产量随着运行温度的升高而增多,装置日效率可达85%。     

螺旋槽管降膜蒸发强化传热与结垢特性研究

降膜蒸发是海水淡化的一项主要技术。传热管是降膜蒸发器的核心部件。螺旋槽管是一种应用广泛的高效强化传热管,但在海水淡化中应用较少,缺乏相关的实验数据。为论证螺旋槽管用于海水淡化的可行性,首先在水平管降膜蒸发传热实验平台上,以自来水为工质,研究了螺旋槽管的强化传热特性,分析了喷淋密度、热通量、传热温差和蒸发温度对其传热的影响;然后借助低温多效蒸馏(LT-MED)海水淡化中试装置,在海水淡化实际工况下,运行测试180 d,研究了螺旋槽管的结垢特性。在本实验中,螺旋槽管传热系数较光管平均提高35%左右;其结垢厚度小于光管,结垢疏松多孔,易于清除。     

板式蒸发器的研制

<正> 板式蒸发器是英国APV公司于一九五六年开发的一种新型蒸发装置。目前,在国外已广泛应用于食品、化工、医药工业中热敏性物料的浓缩、稀溶液浓缩和海水淡化等过程中,国外文献报导的板式蒸发器大都采用升膜蒸发和降膜蒸发组合形式,并采用多效蒸发,以提高效率和节约能源。     

Theoretical study on multi-effect solar distillation system driven by tidal energy

Based on an analysis of the characteristics of solar and tidal energy, an innovative, multi-effect solar distillation unit for seawater desalination utilizing solar and tidal energy has been developed. The uniqueness of the system is that without being transferred to electricity, tidal energy is utilized to supply power for water supply and drainage, and vacuum extraction instead of pumps powered by electricity. So the cost can be greatly reduced. The system is based on multi-effect evaporation-condensation processes and operates under vacuum condition, so low grade solar heat can be used with a high thermal efficiency. Hydrodynamic and thermal analysis is carried out for the water supply and drainage system driven by tidal energy. The operating mechanism of the vacuum extraction system driven by tidal energy is presented. A parametric study of the behavior of the solar desalination unit has been performed.     

水平管外降膜蒸发的传热实验

为了提高水平管降膜蒸发的传热性能,提出了在水平管间增加肋板结构来强化传热。研究了以蒸馏水为介质的水平管外降膜蒸发的传热性能,结果表明,管外降膜蒸发传热系数随传热喷淋密度、传热温差和管间肋板宽度的增大而增大,随管径的增大而减小。     

脂肪酸降膜蒸发传热研究

在垂直降膜管上进行脂肪酸混合物降膜蒸发传热的实验研究 ,分析了进料流量、热通量和操作压力等因素对传热性能的影响。建立了数学模型 ,并进行数值求解。实验结果表明 ,在层流情况下 ,流量的增加不利于传热 ,热通量和操作压力的增加对表面蒸发传热有利。将模型计算结果与实验结果比较 ,发现模型较好地预测了实验结果     

影响水平管降膜蒸发因素的实验研究

以去离子水作为水平管降膜蒸发实验介质,考察了喷淋密度对热通量、管外传热系数和总传热系数的影响与传热总温差对于管内、外传热系数和总传热系数的影响,并分析其产生影响的原因,得到了水平管内、外和总传热系数随各操作因素的变化规律。通过分析实验结果,在前人经验公式的基础上加以修正,获得了多因素共同作用下管外蒸发传热系数的实验关联式,为水平管降膜蒸发技术实际应用提供实验依据。     

Falling film distillation column with heat transfer by means of a vapor chamber. Part II: operation with a temperature profile

Based on previous results and a new proposal for the configuration of falling film distillation columns heated by a vapor chamber operating at atmospheric pressure, the present study analyzed a different application for heat transfer by means of an the axial temperature profile in the same vapor chamber, generated by the presence of non-condensable gases. Experimental tests were performed with an ethanol–water mixture by varying the feed flow rate and vapor chamber temperature. This new heat transfer proposal allowed the formation of a temperature gradient inside the distillation tube (similarly to the isothermal proposal previously reported), thus indicating that this heat transfer method is feasible for a distillation unit. The results demonstrated that higher flow rates are suitable for the distillation of ethanol and water in this new proposal; the temperature profile operation shows the feasibility of this new heat transfer proposal in falling film distillation columns and encourages further studies on the optimization of the process and the evaluation of the energy consumption.     

制冷用水平管降膜蒸发器的研究进展及新技术

针对制冷系统中使用的水平管降膜蒸发器,进行了包括管间流型、管外绕流成膜特征、气流、表面传热系数等流动和换热机理的综述性报道,回顾了水平管降膜蒸发器的技术进展。在批判继承前人研究成果的基础上,提出了可以解决水平管降膜蒸发器内部流动稳定性、均匀性,有效避免局部干涸等难题的新型技术——带有导流和二次布液装置的水平管降膜蒸发器技术。     

水平管外降膜蒸发流动和传热特性数值模拟

建立三维模型并模拟了制冷剂R410A在水平管外的降膜流动和蒸发过程,探究了喷淋密度、热通量和布液孔偏离管轴心距离对降膜流动和传热的影响。结果表明：沿管周方向,液膜厚度和传热系数逐渐减小并趋于稳定,至管底处由于局部液体堆积,液膜增厚、传热系数降低;喷淋密度较小时,总传热系数随着热通量增加而降低,随着喷淋密度增加而显著提高;液膜Reynolds数达2000后,总传热系数随喷淋密度增加而缓慢提升并趋于平稳,此时热通量的增加会提升总传热系数;随着布液偏心距的增加,总传热系数先略微上升并趋于平稳,而后由于出现局部“干涸”和液膜堆积区域,总传热系数急剧下降;随喷淋密度的增加,总传热系数急剧下降的临界点会逐渐往大偏心距偏移。     

机械加工表面多孔管降膜沸腾传热的研究

本文报道了机械加工表面多孔管(JK-1管)水平管外降膜沸腾的传热性能及其分析.实验工质为R-113.结果表明:JK-1管降膜沸腾传热膜系数比其池式沸腾提高11—80%,比光滑管降膜沸腾提高1.7—5.2倍.通过分析,建立了一个预测值与实验值偏差在±8%以内的准则关联式.