北京理工大学学报

第２２卷

（有许多水平横管从其中穿过的长方形盒子），由若

干横管、管壳及回热器组成的冷凝腔，循环水泵，风

机，热交换器，用于进一步回收潜热的迭盘式蒸馏

室，气液分离器和太阳能集热、供热系统．

围ｌ实验装置削面圈

Ｆ。ｇ．１

ＳｃｈｅｍｔＩｃ

ｄｉ８９ｒａｍ ｏｆ ｔｈｅｕｎｌｔ

１——太阳能集热器１２——热水贮水箱｝３——热水泵｝

４——热水分配器１５——海水分配器｝６——热交换器｛

７——迭盘式蒸馏室｝８——集水槽ｌ ９——连通管｛

ｌｏ——喷淋管Ｉｌｌ——抽气管｝１２——连通管｝

１３—二气液分离器｝１４——淡水阀｝１５——内置回热器｝

１６——淡水阀１１７一一循环水泵；１８——排污阀｝

１９——送气管１２０——溢流阀｛２１——冷凝室｝

２２——风机‘２３——水平横管，了＇ｌ一了＇９为测温点

装置的运行可分步详述如下：

①由太阳能集热器１提供的热水由水泵３送入

装置，经由热水分配器４进入蒸发腔中的横管２３，

在那里放出热量加热流在管外的海水．热水出横管

后经连通管１２进入下一级的热水分配腔，再经分配

腔进入加热横管，最后经出口返回至贮水箱２中．

②为了克服现有装置热容量大、出水慢及不利

于在摇动船上使用的缺陷，本装置采用横管降膜蒸

发的工作模式，即：海水经喷淋管１０喷出，经孔板５

再分配后，均匀地滴降至蒸发腔中的加热横管２３

上，在那里形成海水降膜并受热蒸发．未蒸发的浓海

水最终落至蒸发腔底部，一部分经溢流阀２０流出装

置，另一部分经循环泵１７再循环至喷管１０进行循

环使用．新海水由输入装置经连通管９进入盘式蒸

馏室７，在那里被换热器６加热并产生蒸发，蒸气在

第１级盘底背部凝结形成一部分蒸馏水并经集水槽

８输出．蒸馏室７中剩余的海水经管道被再输入至

冷凝腔２１右边的回热器１５中再预热，最后流至循

环泵１７前与一部分浓海水混合进行循环使用．

③当海水从一根水平管到另一根水平管形成降

膜流动时，它从水平管内的热水中吸收大量的热量，

产生蒸发并在蒸发腔中放出大量水蒸气．这些水蒸

气通过抽气管１１由风机２２送至冷凝腔２１中，再经

管壳形分配器进入水平横管２３内，在那里它经冷凝

放热而产生出淡水，并将热量传回给管外的海水，回

收一部分凝结潜热．由于风机的作用，在蒸发腔中形

成了负压，而在冷凝腔中形成了正压，因而加速了水

的蒸发与凝结过程，使装置的性能得到加强．通过横

管后的蒸气在冷凝腔２１右边被回热器１５进一步冷

却并释放潜热给进入的海水，最后经管道进入换热

器６中，放出热量给蒸馏室７中的海水后进入气液

分离器１ ３，并进行气液分离．最后剩余的低温气体

经送气管１９送回至装置蒸发腔的下部，进行再循

环，而淡水则经淡水阀１４交给用户．在装置中气体

始终是闭循环运行的，具有很好的稳定性及可靠性，

不受外界干扰．

２实验装置描述

蒸发腔体积为０．５５

ｍｍ×０．３０ ｍｍ×０．９０

ｍｍ，

降膜横管共１１７根，其外径为２ ｃｍ，厚度为１

ｍｍ．

太阳能集热器为真空管式集热器，集热面积为２．１

ｍ２．

贮水箱贮水量３０ ｋｇ．迭盘式蒸馏室的外壳及底用

ｏ．８

ｍｍ厚的铝板制成，开口面积为ｏ．７５ｍ×

ｏ．４０

ｍ，迭盘之间的平均高度为５０ ｍｍ，第１盘底

部斜面倾角为１５。．系统主体部分外壳及迭盘式蒸

馏室的外壳均用５０ ｍｍ厚的聚苯乙烯泡沫板保温．

３实验数据测量

图１所示的每个温度标示点上，都布置有用于

测温的热电偶．热电偶提供的电信号由Ⅳｖ计读取，

最后确定各测点的温度．经水阀９、集水槽１６和气

液分离器１３产生的淡水，每隔一段固定时间用量筒

测量一次．量筒测量范围为５～２５０

ｍ

Ｌ．热水流量

用热水表测量，它的相对误差是５％．实验数据是多

次测量的平均值．进入装置的海水通过调节阀（图ｌ

中未示出）进入系统，用最小刻度为５０ ｍＬ，测量范

围为１

０００

ｍＬ的量筒，每隔固定时间测量一次流率．

实验中，实际的蒸气流率用数字式气体流量计测

量．其测量范围为２０ ｍ３／ｈ，最小读数为ｏ．０１

ｍ３／ｈ．

实验中消耗的总电功率认为是风机和水泵的标称功

　

万方数据