發(fā)布時間：2020-11-11 00:39

　　 走進21世紀后,隨著科技的蓬勃發(fā)展,人類的工業(yè)和農(nóng)業(yè)均離不開淡水資源,全球淡水使用量快速且持續(xù)增長。可直接利用的淡水資源逐漸減少,同時水資源在空間和時間上分布極其不均,導(dǎo)致了淡水供需矛盾加劇。海水淡化技術(shù)是解決水資源短缺的有效途徑之一,海運作為現(xiàn)今社會最主要的運輸方式,在海運途中淡水不僅供給船上機械使用還要供給船員日常生活使用,所以海水淡化技術(shù)在艦船上的應(yīng)用也是現(xiàn)今的熱點問題之一。本文研究利用船舶余熱的單、雙效板式熱法海水淡化系統(tǒng),為充分利用船上的低品位熱能,選用套缸冷卻水作為驅(qū)動系統(tǒng)的熱源�；�于質(zhì)量守恒和能量守恒原則,建立了單、雙效淡化系統(tǒng)熱力過程的數(shù)學模型。包括單效有預(yù)熱系統(tǒng)的預(yù)熱器、蒸發(fā)器和冷凝器;將預(yù)熱器集成在第一效蒸發(fā)器內(nèi)的單、雙效淡化系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器。通過計算程序在不同熱源水流量、淡水產(chǎn)量、濃縮比和進冷海水量對脫鹽系統(tǒng)的熱力系性能影響下進行模擬計算。在本文中的艦船工況條件下,計算結(jié)果顯示,單效有預(yù)熱系統(tǒng)的淡水產(chǎn)量隨著熱源水流量的增加而增大,同時熱源分配比的變化不會影響系統(tǒng)的造水比。在進料海水量一定時,系統(tǒng)濃縮比的數(shù)值隨著熱源分配比的增大而增大。系統(tǒng)蒸發(fā)器、冷凝器和預(yù)熱器的換熱面積均隨著熱源分配比的增大而增大�？倱Q熱面積隨著蒸汽溫度升高呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,在蒸汽溫度為55°C時,總換熱面積最小。雙效淡化系統(tǒng)的回水溫度隨著第一、二效的蒸汽溫度的升高而降低,同時隨著淡水產(chǎn)量的增大而減小。在濃縮比增加時,系統(tǒng)的回水溫度呈現(xiàn)先快速增長后緩慢增長的趨勢。濃鹽水回流量隨著淡水產(chǎn)量的增加而增大,同時隨著的濃縮比的增大呈現(xiàn)先快速減小而后緩慢減小的趨勢。系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器的換熱面積均隨著淡水產(chǎn)量的增加而增大。利用淡水熱量的雙效系統(tǒng)的第一效蒸發(fā)器的換熱負擔更小且系統(tǒng)排熱量更小。在淡水產(chǎn)量一定時,對比單雙效淡化系統(tǒng)的換熱面積、排熱量和回水溫度,得出雙效系統(tǒng)產(chǎn)水所消耗熱能小于單效系統(tǒng)的,蒸發(fā)器換熱面積在淡水產(chǎn)量較大時較小,抽取冷海水所需能量消耗較少。本文的研究結(jié)果,為涉及和優(yōu)化艦船高效海水淡化裝置提供了部分設(shè)計思路和研究基礎(chǔ)。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U664.591
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 艦船海水淡化研究背景及意義
    1.2 小型蒸餾海水淡化技術(shù)發(fā)展
    1.3 利用船舶余熱海水淡化技術(shù)發(fā)展
    1.4 艦船板式海水淡化研究與發(fā)展
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 艦船海水淡化設(shè)計
    2.1 艦船海水淡化系統(tǒng)
        2.1.1 單效淡化系統(tǒng)圖及工作原理
        2.1.2 雙效海水淡化系統(tǒng)圖及工作原理
    2.2 艦船海水淡化系統(tǒng)數(shù)學模型建立
        2.2.1 單效海水淡化系統(tǒng)蒸發(fā)裝置數(shù)學模型建立
        2.2.2 雙效板式熱法淡化系統(tǒng)數(shù)學模型建立
        2.2.3 造水比、濃縮比、進料海水及傳熱系數(shù)計算公式
    2.3 艦船海水淡化系統(tǒng)熱力計算程序
        2.3.1 單效海水淡化
        2.3.2 雙效海水淡化系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
3 單效艦船板式熱法海水淡化性能分析
    3.1 單效有預(yù)熱器淡化系統(tǒng)
        3.1.1 單效有預(yù)熱系統(tǒng)淡水產(chǎn)量、造水比和濃縮比
        3.1.2 單效有預(yù)熱淡化系統(tǒng)換熱面積
    3.2 本章小節(jié)
4 雙效艦船板式熱法海水淡化系統(tǒng)性能分析
    4.1 雙效淡化系統(tǒng)回水溫度分析
        4.1.1 蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度及淡水產(chǎn)量對回水溫度影響
        4.1.2 濃縮比及冷海水流量對回水溫度影響
    4.2 雙效淡化系統(tǒng)所需濃海水量分析
        4.2.1 淡水產(chǎn)量對所需濃海水流量影響
        4.2.2 濃縮比對所需濃海水流量影響
    4.3 雙效淡化系統(tǒng)換熱面積及熱量分析
        4.3.1 淡水產(chǎn)量對蒸發(fā)器和冷凝器換熱面積影響
        4.3.2 淡水產(chǎn)量對系統(tǒng)排熱量
    4.4 本章小節(jié)
5 單、雙效艦船板式熱法海水淡化系統(tǒng)性能分析對比
    5.1 單、雙效淡化系換熱面積對比對比分析
        5.1.1 單、雙效蒸發(fā)器換熱面積對比分析
        5.1.2 單、雙效冷凝器換熱面積對比分析
    5.2 單、雙效海水淡化系統(tǒng)排熱量對比分析
    5.3 單、雙效海水淡化系統(tǒng)回水溫度對比分析
    5.4 本章小節(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄A 主要符號表
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝

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本文編號：2878517