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干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程及其强化研究

作　者: 贾磊
导　师: 周先桃
学　校: 华东理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 干湿壁温差 膜蒸馏 海水淡化 微尺度 污染尺度
分类号: P747
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


能源危机和淡水资源短缺正成为制约经济和社会发展的重要因素。本课题首次提出了一种普遍存在且数量巨大新能源——千湿壁温差,并将其与膜蒸馏技术相结合应用到海水淡化过程中,对解决当今的能源危机和淡水资源问题具有重要的意义。本文首先介绍了干湿壁温差的能源特性,阐述了干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程中的基本原理,搭建了以聚四氟乙烯微孔膜为基础的膜蒸馏海水淡化的实验装置,集中研究了干球温度、湿球温度、相对湿度等环境特性对渗透通量的影响及其规律。实验效果良好,在适宜的操作条件下,膜的淡水通量可达65g/(m2·h)。研究了利用太阳能强化干湿壁温差推动膜蒸馏过程。研究结果表明：利用太阳能可以显著提高膜蒸馏过程的渗透通量,最高可达508g/(m2·h)。利用长倍焦距显微镜,显微研究了微尺度强化传热表面在结晶型介质溶液中的污染过程,确定了微尺度强化传热表面最小有效尺度与溶液污染特性的关系。本论文通过对强化干湿壁温度差推动膜蒸馏海水淡化的传热过程研究,深化对人们对“干湿壁温差”所具有的能源特性的认识,为工业化利用“环境干湿壁温差”推动膜蒸馏海水淡化过程奠定了基础,推动了微尺度强化传热表面上最小有效尺度研究的深化和发展。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-23
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 能源危机及其发展趋势  10-16
    1.2.1 世界能源危机及我国的能源困境  10
    1.2.2 常规能源储藏与消费现状  10-14
    1.2.3 可再生能源  14-16
  1.3 淡水资源短缺及其对策  16-22
    1.3.1 水资源危机  16-17
    1.3.2 海水淡化发展概况  17-18
    1.3.3 海水淡化主要方法  18-21
    1.3.4 现阶段海水淡化的局限性  21-22
  1.4 本文的主要研究内容  22-23
第2章 干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化的原理及装置  23-33
  2.1 新型环境能源——干湿壁温差  23-27
    2.1.1 干湿壁温差的推动力特征  23-25
    2.1.2 上海某天环境中干湿壁温差的能源特性  25-27
  2.2 膜蒸馏技术  27-29
    2.2.1 膜蒸馏的基本原理和特点  27-28
    2.2.2 膜蒸馏用膜  28
    2.2.3 膜蒸馏组件和操作方式  28-29
  2.3 干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化的原理  29-30
  2.4 干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化的实验装置  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化的规律  33-50
  3.1 环境干球温度对渗透通量的影响  33-40
  3.2 环境相对湿度对渗透通量的影响  40-47
    3.2.1 干球温度一定时,相对湿度对渗透通量的影响  40-44
    3.2.2 湿球温度一定时,相对湿度对渗透通量的影响  44-47
  3.3 上海某天环境中干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化的实验效果  47-49
  3.4 本章小结  49-50
第4章 强化膜蒸馏海水淡化过程吸收太阳辐射的研究  50-56
  4.1 强化膜蒸馏过程的一般方法  50
  4.2 强化传热技术  50-53
    4.2.1 强化传热的机理分析  50-51
    4.2.2 强化传热技术的分类  51-53
  4.3 太阳能强化干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程的原理及实验装置  53-54
  4.4 太阳能强化干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程的实验效果  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章 结晶型介质传热表面的最小有效尺度研究  56-69
  5.1 微尺度传热  56-58
    5.1.1 微尺度传热的特点  56-57
    5.1.2 微尺度传热现象的影响因素  57-58
  5.2 微尺度换热表面的污染问题  58-59
  5.3 结晶型介质传热表面最小有效尺度模型  59-60
  5.4 微尺度换热表面最小有效尺度的实验研究  60-64
    5.4.1 微尺度换热表面的制备及清洗  61-62
    5.4.2 微尺度表面的显微特性  62-63
    5.4.3 主要实验设备  63
    5.4.4 实验溶液的配置  63-64
  5.5 微尺度换热表面最小有效尺度实验结果与分析  64-68
    5.5.1 各规格砂纸制备的微尺度表面的在不同浓度溶液中的结晶  64-66
    5.5.2 实验结果分析  66-68
  5.6 本章小结  68-69
第6章 结论  69-70
参考文献  70-75
致谢  75

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋资源与开发 > 海水淡化
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