基于太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化裝置研制與模擬仿真
發(fā)布時(shí)間:2021-12-17 18:05
現(xiàn)如今,隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,對(duì)淡水的需求越來(lái)越大,但淡水卻面臨著匱乏的狀況,發(fā)展海水淡化技術(shù)無(wú)疑不是解決用水緊張問(wèn)題的主要方式。但是常規(guī)的海水淡化方法卻需要消耗大量的燃料或電力,在化石能源短缺及化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的今天,利用新能源是發(fā)展海水淡化技術(shù)的最優(yōu)選擇。而太陽(yáng)能是可再生能源的一種,近些年在中高溫領(lǐng)域集熱技術(shù)發(fā)展的越來(lái)越成熟,因此,可以用它來(lái)為海水淡化提供熱量。本文以太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)作為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了一種小型家用的太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行了仿真模擬。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)設(shè)計(jì)出一種小型的太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng),通過(guò)利用太陽(yáng)常數(shù)、緯度、赤緯角等參數(shù)計(jì)算出春夏秋冬四季平均日太陽(yáng)能集熱器接收到的太陽(yáng)能輻照量,并且引入一種簡(jiǎn)便的多級(jí)閃蒸計(jì)算方法確定出閃蒸過(guò)程所需的工藝參數(shù),在此基礎(chǔ)上,又設(shè)計(jì)得到閃蒸室及其內(nèi)部主要組成部分的結(jié)構(gòu),從而為研究小型海水淡化系統(tǒng)提供了一種新的思路。(2)通過(guò)對(duì)閃蒸室內(nèi)預(yù)熱器建立動(dòng)態(tài)模型,研究鹽水進(jìn)口溫度、流量和閃蒸蒸汽加熱量發(fā)生擾動(dòng)時(shí),對(duì)出口溫度的影響,并在MATLAB軟件內(nèi)進(jìn)行模擬仿真,研究結(jié)果表明了進(jìn)口鹽...
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 太陽(yáng)能集熱技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 多級(jí)閃蒸海水淡化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4 課題的創(chuàng)新點(diǎn)與研究基本思路
第2章 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)理論分析
2.1 概述
2.2 多級(jí)閃蒸原理
2.2.1 多級(jí)閃蒸海水淡化裝置結(jié)構(gòu)原理
2.2.2 定壓下過(guò)熱海水的閃蒸過(guò)程
2.2.3 定壓下水蒸氣的凝結(jié)過(guò)程
2.3 太陽(yáng)能集熱器的工作原理
2.4 閃蒸過(guò)程遵循的定律
2.5 本章小結(jié)
第3章 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.2 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)流程介紹
3.2.2 閃蒸室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.3 基于壓差平衡的淡水收集器工作流程
3.3 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算
3.3.1 太陽(yáng)能集熱器的參數(shù)計(jì)算
3.3.2 閃蒸裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4 本章小結(jié)
第4章 預(yù)熱器動(dòng)態(tài)過(guò)程建模與仿真計(jì)算
4.1 概述
4.2 預(yù)熱器模型的建立
4.2.1 動(dòng)態(tài)過(guò)程的建模方法
4.2.2 預(yù)熱器模型與其解析解
4.3 整段線(xiàn)性化方法
4.4 模型的仿真計(jì)算
4.5 分段線(xiàn)性化方法
4.6 整段線(xiàn)性化方法與分段線(xiàn)性化方法對(duì)比分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于流程模擬與有限體積法對(duì)閃蒸特性研究
5.1 概述
5.2 閃蒸室模型建立
5.2.1 鹽水閃蒸模型
5.2.2 預(yù)熱器模型
5.2.3 閃蒸室的物質(zhì)平衡方程
5.3 AspenPlus軟件介紹
5.3.1 AspenPlus的主要功能
5.3.2 AspenPlus軟件在海水淡化中的應(yīng)用
5.4 AspenPlus模型的建立
5.4.1 單級(jí)閃蒸模型的建立
5.4.2 系統(tǒng)的定義
5.4.3 模擬的設(shè)定
5.4.4 模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較
5.5 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD介紹
5.5.1 FLUENT軟件介紹
5.6 基于有限體積法對(duì)閃蒸室模擬分析
5.6.1 數(shù)值計(jì)算方法
5.6.2 閃蒸相變方程
5.6.3 模型建立與網(wǎng)格劃分
5.6.4 網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性檢查
5.6.5 邊界條件
5.6.6 模擬結(jié)果分析
5.7 基于兩種方法分析閃蒸參數(shù)對(duì)閃蒸性能的影響
5.7.1 頂值溫度對(duì)閃蒸性能的影響
5.7.2 進(jìn)口鹽水流量對(duì)閃蒸性能的影響
5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專(zhuān)利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)太陽(yáng)能集熱器的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展[J]. 李彬. 節(jié)能. 2017(03)
[2]蒸餾海水淡化裝備材料腐蝕與防護(hù)研究進(jìn)展[J]. 徐克,張曉晨,邢玉雷,謝春剛,阮國(guó)嶺. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2016(06)
[3]新型U型管式真空管太陽(yáng)能集熱器研究[J]. 童逸杰. 綠色科技. 2016(12)
[4]基于VBA的結(jié)構(gòu)有限元建模命令流自動(dòng)生成方法[J]. 胡江,秦江濤. 造船技術(shù). 2016(01)
[5]海水淡化—應(yīng)用與發(fā)展[J]. 譚永文,王琪. 水處理技術(shù). 2015(10)
[6]CPC在中高溫太陽(yáng)能集熱器中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 廖乃雄,陳煥懿. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(32)
[7]翅片式熱管真空集熱管的熱損性能研究[J]. 張,,鄭宏飛,熊建銀,葛洪川. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]分段線(xiàn)性函數(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 莊方敏,黃若婷,陳滿(mǎn)春. 韓山師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 常澤輝,侯靜,溫雯. 價(jià)值工程. 2013(06)
[10]海水淡化集成系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[J]. 伍聯(lián)營(yíng),高從堦,胡仰棟. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2010(10)
博士論文
[1]熱電聯(lián)產(chǎn)多級(jí)閃蒸海水淡化技術(shù)的理論與實(shí)踐[D]. 周少祥.華北電力大學(xué) 2001
碩士論文
[1]重力熱管換熱器傳熱分析與數(shù)值模擬[D]. 程冉冉.江蘇科技大學(xué) 2016
[2]基于太陽(yáng)能與地?zé)崧?lián)合發(fā)電的中溫集熱器分析[D]. 黃秀勇.東南大學(xué) 2016
[3]太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 章雪曙.華中科技大學(xué) 2016
[4]太陽(yáng)能集熱器熱性能研究[D]. 劉建波.蘭州理工大學(xué) 2014
[5]與建筑一體化的新型太陽(yáng)能熱水利用裝置原理與分析研究[D]. 張磊.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[6]水電聯(lián)產(chǎn)低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)模擬[D]. 原雪迪.大連理工大學(xué) 2013
[7]太陽(yáng)能海水淡化裝置性能研究[D]. 劉暢.大連理工大學(xué) 2013
[8]多級(jí)閃蒸水電聯(lián)產(chǎn)集成系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[D]. 王慧敏.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[9]低溫多效蒸餾海水淡化流程能量?jī)?yōu)化[D]. 郝冬青.天津科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3540654
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 太陽(yáng)能集熱技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 多級(jí)閃蒸海水淡化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4 課題的創(chuàng)新點(diǎn)與研究基本思路
第2章 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)理論分析
2.1 概述
2.2 多級(jí)閃蒸原理
2.2.1 多級(jí)閃蒸海水淡化裝置結(jié)構(gòu)原理
2.2.2 定壓下過(guò)熱海水的閃蒸過(guò)程
2.2.3 定壓下水蒸氣的凝結(jié)過(guò)程
2.3 太陽(yáng)能集熱器的工作原理
2.4 閃蒸過(guò)程遵循的定律
2.5 本章小結(jié)
第3章 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.2 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)流程介紹
3.2.2 閃蒸室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.3 基于壓差平衡的淡水收集器工作流程
3.3 太陽(yáng)能多級(jí)閃蒸海水淡化系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算
3.3.1 太陽(yáng)能集熱器的參數(shù)計(jì)算
3.3.2 閃蒸裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4 本章小結(jié)
第4章 預(yù)熱器動(dòng)態(tài)過(guò)程建模與仿真計(jì)算
4.1 概述
4.2 預(yù)熱器模型的建立
4.2.1 動(dòng)態(tài)過(guò)程的建模方法
4.2.2 預(yù)熱器模型與其解析解
4.3 整段線(xiàn)性化方法
4.4 模型的仿真計(jì)算
4.5 分段線(xiàn)性化方法
4.6 整段線(xiàn)性化方法與分段線(xiàn)性化方法對(duì)比分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于流程模擬與有限體積法對(duì)閃蒸特性研究
5.1 概述
5.2 閃蒸室模型建立
5.2.1 鹽水閃蒸模型
5.2.2 預(yù)熱器模型
5.2.3 閃蒸室的物質(zhì)平衡方程
5.3 AspenPlus軟件介紹
5.3.1 AspenPlus的主要功能
5.3.2 AspenPlus軟件在海水淡化中的應(yīng)用
5.4 AspenPlus模型的建立
5.4.1 單級(jí)閃蒸模型的建立
5.4.2 系統(tǒng)的定義
5.4.3 模擬的設(shè)定
5.4.4 模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較
5.5 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD介紹
5.5.1 FLUENT軟件介紹
5.6 基于有限體積法對(duì)閃蒸室模擬分析
5.6.1 數(shù)值計(jì)算方法
5.6.2 閃蒸相變方程
5.6.3 模型建立與網(wǎng)格劃分
5.6.4 網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性檢查
5.6.5 邊界條件
5.6.6 模擬結(jié)果分析
5.7 基于兩種方法分析閃蒸參數(shù)對(duì)閃蒸性能的影響
5.7.1 頂值溫度對(duì)閃蒸性能的影響
5.7.2 進(jìn)口鹽水流量對(duì)閃蒸性能的影響
5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專(zhuān)利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)太陽(yáng)能集熱器的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展[J]. 李彬. 節(jié)能. 2017(03)
[2]蒸餾海水淡化裝備材料腐蝕與防護(hù)研究進(jìn)展[J]. 徐克,張曉晨,邢玉雷,謝春剛,阮國(guó)嶺. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2016(06)
[3]新型U型管式真空管太陽(yáng)能集熱器研究[J]. 童逸杰. 綠色科技. 2016(12)
[4]基于VBA的結(jié)構(gòu)有限元建模命令流自動(dòng)生成方法[J]. 胡江,秦江濤. 造船技術(shù). 2016(01)
[5]海水淡化—應(yīng)用與發(fā)展[J]. 譚永文,王琪. 水處理技術(shù). 2015(10)
[6]CPC在中高溫太陽(yáng)能集熱器中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 廖乃雄,陳煥懿. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(32)
[7]翅片式熱管真空集熱管的熱損性能研究[J]. 張,,鄭宏飛,熊建銀,葛洪川. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]分段線(xiàn)性函數(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 莊方敏,黃若婷,陳滿(mǎn)春. 韓山師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 常澤輝,侯靜,溫雯. 價(jià)值工程. 2013(06)
[10]海水淡化集成系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[J]. 伍聯(lián)營(yíng),高從堦,胡仰棟. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2010(10)
博士論文
[1]熱電聯(lián)產(chǎn)多級(jí)閃蒸海水淡化技術(shù)的理論與實(shí)踐[D]. 周少祥.華北電力大學(xué) 2001
碩士論文
[1]重力熱管換熱器傳熱分析與數(shù)值模擬[D]. 程冉冉.江蘇科技大學(xué) 2016
[2]基于太陽(yáng)能與地?zé)崧?lián)合發(fā)電的中溫集熱器分析[D]. 黃秀勇.東南大學(xué) 2016
[3]太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 章雪曙.華中科技大學(xué) 2016
[4]太陽(yáng)能集熱器熱性能研究[D]. 劉建波.蘭州理工大學(xué) 2014
[5]與建筑一體化的新型太陽(yáng)能熱水利用裝置原理與分析研究[D]. 張磊.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[6]水電聯(lián)產(chǎn)低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)模擬[D]. 原雪迪.大連理工大學(xué) 2013
[7]太陽(yáng)能海水淡化裝置性能研究[D]. 劉暢.大連理工大學(xué) 2013
[8]多級(jí)閃蒸水電聯(lián)產(chǎn)集成系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[D]. 王慧敏.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[9]低溫多效蒸餾海水淡化流程能量?jī)?yōu)化[D]. 郝冬青.天津科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3540654
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