基于t形管沸腾传热强化海水淡化器研究

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1、华南理工大学硕士学位论文T形管沸腾传热强化海水淡化器研究姓名：张良军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：邓先和20030501摘要地球上水资源有限，近年来全球性淡水资源的开发日趋枯竭，而人口的膨胀，生活方式的改变，淡水的污染和大量不合理用水使人类对水的需求量却与曰俱增，因此，开发和寻找新的淡水资源已成为人类迫在眉睫的问题，这是决定人类社会向前发展至关重要的因素之一，人类较早就已经学会淡化海水(苦咸水)淡化，向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。海水淡化技术是近年来开发新水源诸多方法中最受关注的方法之一，当前的

2、海水淡化技术主要包括蒸馏或蒸发法(多级闪蒸、多效蒸发、压汽蒸馏)、反渗透法、电渗析法。这些技术已在世界各地因地制宜的得到了比较广泛的研究和应用。在蒸馏法淡化海水过程中，进行海水受热沸腾和蒸汽放热冷凝的两个有相变的传热过程，因此海水淡化蒸发过程的传热强化与有相变化的传热强化密切相关。强化相变传热的研究已经取得了很大的进展，T形翅片管由于其加工简便和具有良好的沸腾传热性能，已经成为近年来国际上主要的沸腾强化管之一，T形管能够显著提高沸腾给热系数，其表面活化孔提供气泡成核的有利条件，充分与传热面接触并强烈对流传热，故传热膜系

3、数大。目前蒸馏法海水淡化技术应用较广，但突出问题就是能耗较高，长期运行结垢较严重，近年来，强化传热技术被引用到蒸馏法中，取得了较好的效果。本研究采用T形强化传热管代替传统光滑管，实验结果表明，采用了T形强化管后，过热度由光滑管的8摄氏度左右降低到5摄氏度左右，管外传热膜系数增大了约80％，由于过热度较低，故抗海水结垢能力大大增强，长期运行，热阻仅增加15％左右，相比之下，光滑管要增加100％。综合性能来看，采用T形管强化海水沸腾过程，无需增加操作功耗，将会大大降低海水淡化能耗，节约成本，有很好的工业应用前景。关键词：海

4、水淡化；蒸馏法；强化传热；T形管华南理工大学工学硕士学位论文ABSTRACTWater，alimitedfiniteresource，whichisvitalfortheexistenceofeverylifeonearth，whichisanecessityforeconomicandsocialdevelopment，andwhichisoneofthemostsignificantfactorsofenvironmentalsustainability，isbecomingascarcecommoditytoda

5、y．Thisiscausedbythegrowthofpopulation，changeoflifestyle，waterpollutionhumanintervention，andinefficientusesofwater．withoutanyconsideringforfurtherfuture．Thedesalinationofseaorbrackishwateroffersanalternativesolutioneffectively，whichhadbeenpracticedsinceancienttim

6、es，andtheprocessesarebecomingmoreandmorewidespread，conductedasasourceforpotablewater．Thecommontechnologiesforseawaterdesalinationadoptednowdays，werebasedonevaporationandmembraneseparation，suchasmultistageflashdistillation，multipleeffectdistillation，vaporcompress

7、iondistillation，reverseosmosis，electro-dialysis．Themostwidelyusedmethodfordesalinationofseawaterwasdistillation．Whensalinesolutionsareboiled，thevaporcomingoffispurewatervapor，containingnosaltthoroughly．Thesaltremainsinthenonevaporatedsolution．Theseparationproces

8、sishighlyefficientandthevapouriseasilyseparatedfromthesolution．Therearetwophase--changingprocessesindesalinationofseawater，boilingandcondensation．Theheattransferenhan