３期

郑宏飞等：横管降膜蒸发内回热式太阳能海水淡化装置的实验研究

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Ｏ．８ｍｍ厚的镀锌铁板制成的长方体盒子，其长宽高

分别为２００ｍｍ、８０ｍｍ和２８０ｍｍ。蒸馏水量每隔

３０ｍｉｎ测一次。内部热交换器由外径８ｍｍ，厚

Ｏ．５ｍｍ，长３５００ｍｍ的铜管组成，用于进一步降低

蒸汽的温度。

２

８其它条件：输入装置的海水用普通自来水替

代，环境温度用普通水银温度计测量，蒸馏水用

２５０ｍＬ量筒测量。

３实验数据测量

３．１温度：在如图１所示的每个测量点上，都布置

有用于测温的热电偶。热电偶提供的电信号由微伏

计读取，最后确定各测点的温度。

３．２蒸馏水产量：产生的淡水被收集在分离器中，

每隔一段固定时间用量筒测量一次。量筒测量范围

为５～２５０ｍＬ，最小刻度是５ｍＬ。

３．３热水流量：热水流量用热水表测量，它的相对

误差是５％。实验数据是许多测量结果的平均值。

３．４供海水流率：进入装置的海水通过一个调节阀

（图ｌ中未示出）进人系统。用最小刻度为１０ｍＬ，

测量范围为１０００ｍＬ的量筒，每隔一固定时间测量

一次它的流率。

３．５循环蒸汽流率：实验中实际的蒸汽流率用数字

式气体流量计测量。其测量范围为２０ｍ３／ｈ，最小读

数为Ｏ．叭一／ｈ。

３．６耗电量：实验中消耗的总电量认为是风机和水

泵的标称功率，即２２０ｗ。

３．７其它条件：整个实验是在室内进行的。环境温

度与湿度没有较大变化。整个实验过程中，室温约

为１７～２０℃。

４结果与讨论

室内实验持续进行了一个月，对系统进行了充

分的研究与测试。特别对供海水流率、供热水流率

及运行温度等参数对产水量的影响进行了深入研

究。分离器中稳态产量每隔Ｏ．５ｈ测１次。

４．１系统的瞬态性能

系统采用横管降膜运行的模式，管外海水膜层

很薄，很容易被加热。加之系统运行中，保存在系统

中的海水量只有几公斤，所以系统很容易达到稳定

运行。据测量，在系统开始运行后５ｍｉｎ即有淡水产

出，１５至２５ｍｉｎ后即基本达到稳定状态。此后，稳

态温度和产水率等参量均基本维持不变。系统中各

测点温度随开始运行时间的变化如图２所示（此时

供热水温度约为８５℃，供热水流率为１５．５ｋｇ／ｍｉｎ，

供海水流率８．６妇／ｈ，循环空气流率约为５．６ｍ３／

ｈ）。相同条件下，每５ｍｉｎ产水量随运行时间的变

化示于图３。从图２可以看０Ｉ，系统运行大约２５ｍｉｎ

后．各测量温度即基本达到稳定。图３也说明，在相

同的条件下，系统在运行３０ｍｉｎ后即基本达到稳定

产水率。

运行时问，ｍｌｎ

图２系统各测点温度随运行时间的变化

Ｆｉｇ ２

Ａｔｔａｊｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ

ｓｔｅａｄｙ—ｓｔａｌｅ

ｔｍｐｅｒａｔｕｒｅ

圈３系统产水量随运行时间的变化

Ｆｉｇ ３

Ｐｒｏｇｒｅｓｓ

ｏｆ ｔｂｅ

ｄｉｓ叫ａｔｅ”ｄｄ邺ｕ

ｏｐｅｒａＩｌ㈣ｕⅡ１ｅ

４．２产水率与稳态运行温度的关系

在稳态条件下，图４给出了在稳定的供热水温

度下（这里系统的供热水温度被认为是运行温度），

各测点温度的变化关系。产水率与供热水温度的变

化关系示于图５。与图４相对应的其它条件为：供

海水流率８．５妇／ｈ，环境温度为１６～１９℃，供海水温

度为１４～１６℃，供热水流率为１５．３ｋｇ／ｍｉｎ。与图５

相对应的条件在图中给出。图５的实验结果说明，

系统的运行温度对产水量有相当大的影响。运行温

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万方数据