静电雾化太阳能海水淡化蒸发系统分析

论文摘要

海水淡化是缓解全球水资源短缺的有效途径。太阳能海水淡化技术无需外部能源供应对环境适应性强,具有较好的应用价值。本文引入静电雾化技术,使液体处于高压静电场环境中,同时快速扩大海水的表面接触面积,以提高热传导效率来提高热法太阳能海水淡化的系统效率。本文对不同高压静电雾化模式下液滴与高温界面传热蒸发过程进行研究:(1)对自然状态下液滴的蒸发影响因素进行分析,建立自然状态液滴蒸发速率计算数学模型,为静电雾化液滴的蒸发分析提供参考。(2)根据热传导理论,建立静电雾化液滴蒸发热传导及静电雾化液滴蒸发速率数学模型,对不同模式下静电雾化液滴的传热过程进行分析;(3)建立静电雾化荷电液滴在耦合场作用下的运动方程,分析静电雾化液滴在耦合场中的运动规律;(4)建立流量与雾化液滴能量储存、能量释放及界面温度传热的关系曲线,结果表明液体荷电电压8KV,液体流量在347ml/min时雾化液滴的能量吸收与释放达到动态平衡,液体流量在73.33ml/min液滴蒸发量最大,36.67ml/min时液滴蒸发速率最大;(5)建立流速与静电雾化液滴能量储存、能量释放、蒸发量、蒸发速率及集热管界面温度的关系曲线,液体流速与雾化液滴蒸发速率呈抛物线变化趋势,静电雾化液滴蒸发量液体荷电电压10KV时,随着荷电液体流速的减小而增大;(6)获得了静电雾化液滴蒸发量、蒸发速率、液滴温度及集热管界面温度随电场变化曲线,雾化液滴蒸发量随电场强度的升高单调上升直至达到饱和状态,电场强度存在一个提高蒸发效率的幅度最大的场强阙值,达到该阙值后,继续提高电场强度,将不能有效的提高液滴的蒸发速率。本文对于不同模式下静电雾化液滴蒸发系统研究的实验数据及得到的关系曲线,可为静电雾化与传统海水淡化蒸馏技术的高效结合,建立静电雾化太阳能海水淡化蒸汽扩散数学模型提供参考资料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与研究意义
•   1.2 静电雾化技术
•     1.2.1 静电雾化的基本原理
•     1.2.2 静电雾化的国内外研究现状
•     1.2.3 液滴蒸发国内外研究现状
•   1.3 本文主要工作内容
•   1.4 本文章节安排
• 第2章 静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置基本原理
•   2.1 静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置结构设计
•     2.1.1 静电雾化太阳能海水淡化集热蒸发装置工作原理
•     2.1.2 太阳能集热管集热蒸发工作原理
•   2.2 液滴荷电雾化基本理论
•     2.2.1 液滴荷电破碎机理
•     2.2.2 静电雾化电场环境设计
•     2.2.3 荷电液滴雾化效果的分析
•   2.3 静电雾化液滴的蒸发过程分析
•     2.3.1 液体自然蒸发理论
•     2.3.2 静电雾化液滴的热传导
•     2.3.3 雾化液滴蒸发速率
•   2.4 本章小结
• 第3章 液体流量对静电雾化液滴蒸发效率的影响分析
•   3.1 液体喷射流量对液滴蒸发影响的理论分析
•   3.2 液体喷射流量对液滴蒸发影响的实验研究
•     3.2.1 液体流量控制系统设计
•     3.2.2 实验方案设计
•   3.3 实验数据分析
•   3.4 本章小结
• 第4章 液体流速对带电液滴的蒸发影响分析
•   4.1 喷射流速对荷电液滴的蒸发影响的理论分析
•   4.2 喷射流速对荷电液滴的蒸发影响的实验研究
•     4.2.1 液体流速控制系统设计
•     4.2.2 实验方案设计
•   4.3 实验数据分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 电场对带电液滴的蒸发影响实验研究
•   5.1 电场对荷电液滴的蒸发影响的理论分析
•   5.2 电场对荷电液滴蒸发影响的实验研究
•     5.2.1 电场环境设计
•     5.2.2 实验方案设计
•   5.3 实验数据分析
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士期间参与的科研项目与发表的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李星

导师: 周书民

关键词: 太阳能海水淡化,静电雾化,蒸发速率,耦合场,传热方程

来源: 东华理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 东华理工大学

分类号: P747

总页数: 81

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