第二篇---加湿除湿海水淡化装置的理论与实践研究

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1、加湿除湿海水淡化装置的理论与实践研究E.H.Amer,H.Kotb,G.H.Mostafa,A.R.El-Ghalban埃及ShebinEl-Kom，Menoufiya大学工学院机械动力工程系文章信息：文章发布过程：2008年8月10日接收，2009年6月30接受，2009年10月13日网上公布关键词：海水淡化，加湿器，除湿器，数值模拟，试验研究，水分生产率摘要本文主要是关于海水淡化加湿除湿系统的理论和试验研究。本系统基于一个水开式循环系统和空气的闭式循环系统。空气可以通过自然或是强制循环。本系统模型基

2、于各种热量和质量平衡方程和他们的数值解。运行参数对系统特性的影响已经研究过。试验测试设备已经组合安装完毕。试验设备已经配置有适当的测量和控制装置。已经在不同的试验条件下使用不同的包装材料进行了具体的试验。已经用实验方法得到了热量和传质系数并且适应于形式上的经验关联式。调查研究的结果显示系统的生产率随着通过装置的水的质量流量比的增加而增加。冷凝器出口水温随着加湿器进口水温的增加而增加，也随着水流量的增加而减少。加湿器进口水温和水流量越高，冷凝器进口和出口的空气温度和湿度比越大。运用木石板包装的并通过强制空

3、气循环得到了5.8升/小时的最佳值。相对于由高水温的强制空气循环得到的海水淡化装置的成果没有重要的改进。由测量值得到的理论值的平均相对偏差冷凝器进口空气温度是（−0.9%），冷凝器出口湿度比是(3.8%)，冷凝器出口水温是(−1%)。1.简介运用加湿除湿过程的海水淡化已经证明是一个从海水得到淡水的有效的方法。这项技术有一些优势：像容量的可变性，设施和生产成本的稳定性，简单，并且有应用低温能源的可能。这个加湿除湿过程比较适合于淡水需求量较少时，现在通用的加湿除湿设备都是非常轻小的机组，包含两个交换器：一个

4、加湿空气的蒸发器和一个回收蒸馏水的冷凝器。与其他的蒸馏过程相比，大气压力下的加湿除湿过程函数，其中的部分并不服从机械要求。一些审查加湿除湿海水淡化的成果和性能的研究已经开展。Nawayseh等人已经构造了一个模拟程序，在数学上用一组非线性方程来描述海水淡化装置。已经发现仿真的结果与分别建在Jordan和Malaysia的两台不同的实验装置的实验结果相吻合。空气流速对淡化水的生产效率影响甚微。增加水流速度将会降低生产效率。在接下来的研究中，Nawayseh等人通过研究冷凝器和加湿器面积和给水流速在性能方面

5、的影响，运用模拟程序优化了系统的性能。BenBacha等人已经模拟出一个太阳能多重冷凝蒸发系统。一个验证试验正在进行，用来验证模型的准确性，为了实现太阳能多重冷凝蒸发系统海水淡化装置的最好的操作和生产。Dai等人已经推导出这个装置的一个数学模型用来在数学上模拟性能。结果显示，在高温给水上有一个大的错误。水的生产力和每小时水的产量对于空气的质量流率的变化表现出不同。最佳空气质量流率仅存在于水生产。随着加湿器进水温度的降低，最佳质量流量值增加。Farida等人对基于加湿除湿原理的太阳能多效加湿单元的性能进行

6、了仿真研究。这项研究集中在分析各种组件参与水流速在海水淡化生产的影响的过程的影响。Nafey等人已经提出了一个对用太阳能加热器加热水，用太阳能平板空气加热器加热空气的加湿除湿过程的数值研究。据报道，装置的生产力受到空气流量，冷却水流量和白天入射的总太阳能的强烈影响。Fath和Ghazy提出了一种针对单级加湿除湿太阳能海水淡化过程的数值研究。太阳能强度、环境温度、风速、除湿器有效性、空气循环流量、给水率和温度对系统生产力的影响已被调查研究。据报道,增加太阳能强度，环境温度和降低风速可以提高系统生产力。增加

7、空气流量到0.6kg/s可以增加生产力，但之后就没有显著的影响。给水流量对对系统生产力的影响微不足道。这项调查显示，已经出版的参考文献存在一些矛盾和不匹配的结论。大多数研究已经达成一致，水温对加湿器入口单元生产力存在影响，但空气和水流量的影响就不存在。增加水流量已经证实可以增加生产力[参考文献六]，其他出版物报道的却相反[参考文献二]。至于空气流量的影响，争论就更加的复杂了。根据[参考文献二]，空气质量流量的影响不是无关紧要的，[参考文献七]显示影响是无关紧要的。其他的研究声称存在一个最佳空气流量值,可

8、以达到最好的效率，如[参考文献五、八]。因此,目前调查的目的是要对加湿除湿装置进行一个详细的数值模拟研究，研究操作参数对性能的影响。进一步，研究包括广泛的实验来调查操作条件对装置参数和生产力的影响。在加湿器中使用不同的包装材料的影响已经通过试验研究。2.调节模型一个典型的增湿去湿海水淡化装置通常由一个加湿器,冷凝器,和加热源(太阳能收集器或其他热源)组成。为了模拟装置的数值性能，考虑过一个类似的装置并且对不同的组件应用了总体的能量平衡。数值