隨著社會的發(fā)展與人口增長,淡水資源的短缺問題變得日益嚴峻,通過有效的手段實現(xiàn)淡水資源的開發(fā)利用成為迫在眉睫的議題。在自然界,濃霧中蘊含著豐富的淡水資源,此外,人類生產(chǎn)活動帶來的水分蒸發(fā)問題同樣產(chǎn)生了大量的水霧。因此,通過捕集空氣中的水霧將可以實現(xiàn)淡水資源的有效利用。首先,利用超疏水涂層強化不銹鋼網(wǎng)格的水霧收集效果。通過水熱反應在不銹鋼網(wǎng)格表面原位生長沸石涂層,進一步利用全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水改性制備出穩(wěn)固的超疏水涂層。研究了水熱反應時間和疏水改性時間對涂層表面形貌、化學組成、水接觸角的影響,并進一步考察了不同潤濕狀況下網(wǎng)格的水霧收集性能、超疏水涂層的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,在水熱反應24 h,疏水改性24 h后,不銹鋼網(wǎng)表面具有最佳的微納米級別的粗糙度,并且嫁接較多的含F(xiàn)基團,表面水接觸角達到155°,對水滴的粘滯力極低,具有良好的超疏水性。水霧收集實驗表明,超疏水網(wǎng)格可以大大降低網(wǎng)孔堵塞,改善網(wǎng)格空氣動力學效率;與未處理的不銹鋼網(wǎng)相比,其液滴的脫落時間大大降低,收集速率為4200 mg/(cm²·h),提升高達93%,連續(xù)20 h的使用性能不下降。此外超疏水...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1網(wǎng)狀捕霧器示意圖

傳統(tǒng)的網(wǎng)狀霧收集器[19-22],通常由支撐結(jié)構(gòu)(桿或者框架)支撐的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成,垂直地面設(shè)置于霧流通過的空間,如圖1.1所示。當攜帶霧滴的空氣通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時,微小的霧滴便會撞擊到網(wǎng)格線表面。在撞擊時,液滴粘附到網(wǎng)格線上,隨著與其他進入的霧滴凝聚,水滴逐漸長大。當它們達到臨界....

圖1.2拉舍爾網(wǎng)霧捕集器

1956年[23],位于智利北部安托法加斯塔的北方天主教大學利用編織網(wǎng)進行了第一次水霧收集實驗。自1987年以來[24],使用編織聚烯烴拉舍爾網(wǎng)格,如圖1.2所示,Schemnauer及其同事在世界許多干旱的地區(qū),例如西非(納米比亞),南美(智利和秘魯)和非洲中部的沿海沙漠,進行....

圖1.3空氣動力學效率與遮陰系數(shù)的關(guān)系

式中C0為壓降系數(shù);Cd為不透水的的等形板的阻力系數(shù)。Rivera揭示了最大收集效率的理想遮陰系數(shù)范圍為0.5到0.6,如圖1.3所示。雖然此模型估算最佳的陰影系數(shù)使得霧流最大化的運動向網(wǎng)格纖維,但可以通過更改網(wǎng)格中纖維的大小和數(shù)量(在給定陰影系數(shù)的約束范圍內(nèi))來減少空氣阻力,從....

圖1.4不同的霧收集器的性能

Shi[35]等人則提出了另一種避免這些問題的方法。如圖1.4所示,他們使用了小型的垂直排列的金屬絲(“霧豎琴”)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的十字形網(wǎng)格。在實驗室條件下,比較了三種不同線徑的豎琴的收集率與常規(guī)等效網(wǎng)格的收集率。證明了豎琴結(jié)構(gòu)有效的減少了水滴的釘扎里,使其不受阻礙的沿著豎琴平行導線....

本文編號：3955302