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简析磁场场协同太阳能海水淡化系统关键技术

收藏本文 2024-03-16 点赞:9661 浏览:35479 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:太阳能海水淡化技术既利用储量多分布广泛的海水来制备人类正常生产生活所需的淡水,又利用太阳能这一清洁、可再生资源来降低燃料、电力等的利用,由此对太阳能海水淡化技术的探讨具有论述和实际的经济作用。场协同作用广泛有着于自然界和实验历程中,由最初的速度场与温度场协同延伸到各种其他的场的协同作用,因为它在传热传质历程中具有的特性与共性的特点,让科研人员对传热传质历程的微观层次的探讨有了进一步的进展。目前对利用场协同作用强化海水淡化蒸发历程的传热传质现象的探讨还比较欠缺,本论文利用磁场和超声波场的协同作用强化海水蒸发的传热传质历程,并以水的分子层面对蒸发历程进行了浅析,进而得出场协同作用的宏观现象的部分微观解释。超声波技术的空化效应、热效应和机械效应等多种效应使其作用在液态水时,可以使水雾化成微小颗粒;磁场的洛伦兹力、电磁感应效应和与水分子键的共振效果等效应使其作用于液态水时,影响水分子氢键的排列或使其断裂。这两种场协同作用时,虽然它们的作用机理不尽相同,但是超声波技术和磁场作用都能够推动海水蒸发历程的进行。本论文选择频率为1.7MHz超声波发生器和中心磁感应强度为1300Gs的铁氧体磁芯与反应槽连接搭建实验台,分别对纯水和盐度为35的模拟海水的蒸发历程进行实验探讨,获得在自然蒸发、超声波作用、磁场作用和协同场作用下两种实验材料在35~70℃的温度下蒸发历程的实验数据。以实验数据和其拟合公式可以看出,场协同作用和超声波作用下纯水和模拟海水的蒸发速率远远大于磁场作用和自然蒸发,但是场协同作用的效果并没有比超声波作用显著加强,并且其对模拟海水的影响效果大于纯水的;在温度方面,随着温度的升高蒸发速率也增加。实验结果表明:超声波和磁场作用于盐水都会提升它们的蒸发速率,当它们协同作用时这个作用会有一定程度的加强,这是因为磁场作用转变了盐水内部水分子团簇的大小和分子的定向排列,使水的表面张力和黏度降低,超声波作用破坏水的表面张力,为水的瞬间蒸发提供了能量。在场协同作用强化传热传质的实验基础上,设计场协同作用太阳能海水淡化系统,对系统中的具体运转历程进行描述,并阐述影响系统热量利用率和产水量的因素,浅析场协同作用下系统的经济效应,对场协同作用在太阳能海水淡化系统中的运用进行初步的论证。关键词:太阳能海水淡化论文场协同论文超声波论文磁场论文水分子团簇论文

    摘要9-11

    Abstract11-13

    第一章 绪论13-27

    1.1 探讨的背景及作用13-14

    1.2 海水淡化技术概述14-20

    1.2.1 海水淡化简要进展历史15-16

    1.2.2 主要海水淡化策略介绍16-20

    1.3 太阳能海水淡化技术20-24

    1.3.1 太阳能海水淡化装置的分类21-23

    1.3.2 太阳能海水淡化现存不足及解决方向23-24

    1.4 本论文的探讨内容24-27

    第二章 海水与纯水的性质27-45

    2.1 海水的组成及性质27-34

    2.1.1 海水的化学组成27-29

    2.1.2 海水的氯度和盐度29-31

    2.1.3 海水状态方程式31-32

    2.1.4 海水的其他性质32-34

    2.2 纯水的性质34-41

    2.2.1 水中的氢键34-35

    2.2.2 水分子团簇35-40

    2.2.3 纯水的性质40-41

    2.3 盐离子对水结构的影响41-43

    2.3.1 粘度系数41-42

    2.3.2 离子对水分子静态结构的影响42

    2.3.3 离子对水分子动力学的影响42-43

    2.4 本章小结43-45

    第三章 磁场和超声波场的场协同作用45-61

    3.1 场协同作用介绍45-48

    3.1.1 自然界中的场协同论述45

    3.1.2 传热传质历程中的广义场协同论述45-48

    3.2 磁场作用48-54

    3.2.1 磁场的相关知识48-50

    3.2.2 磁场的作用机理50-53

    3.2.3 磁场在水处理方面的运用53-54

    3.3 超声波作用54-60

    3.3.1 超声波的相关知识54-56

    3.3.2 超声波的作用机理56-59

    3.3.3 超声波在水处理中运用59-60

    3.4 本章小结60-61

    第四章 场协同作用下盐水蒸发实验61-81

    4.1 实验系统及策略介绍61-66

    4.1.1 实验系统构成和工作方式61-62

    4.1.2 实验设备和材料62-64

    4.1.3 实验条件和设计参数64-65

    4.1.4 实验策略步骤65-66

    4.2 实验数据处理和结果浅析66-77

    4.2.1 不同作用场对淡水蒸发速率的影响66-70

    4.2.2 不同作用场对模拟海水蒸发速率的影响70-74

    4.2.3 不同作用场下淡水和模拟海水蒸发速率的不同74-77

    4.2.4 曲线拟合公式浅析77

    4.3 实验误差浅析与处理77-79

    4.3.1 实验仪器的选择78

    4.3.2 实验环境的选择78

    4.3.3 实验数据的获得78-79

    4.3.4 实验数据的处理79

    4.4 本章小结79-81

    第五章 场协同辅助太阳能海水淡化系统设计81-93

    5.1 系统介绍81-83

    5.1.1 工作原理81-82

    5.1.2 装置描述82-83

    5.2 平衡计算83-85

    5.2.1 系统物料平衡83-84

    5.2.2 系统能量平衡84-85

    5.3 结构设计85-91

    5.3.1 传热系数计算85-88

    5.3.2 换热面积计算88-90

    5.3.3 管道壁厚的校核90-91

    5.4 本章小结91-93

    结论与展望93-95

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