在淡水资源日益匾乏的今天，利用太阳能进行海水(苦咸水)淡化，由于其不消耗常规能源、无污染等优点，已愈来愈受到重视并得到了很大发展。针对间接式太阳能海水淡化方法，综合多级闪蒸和低温多效两种系统的优点，设计了直热式太阳能海水淡化系统，海水直接进入太阳能集热系统，闪蒸与低温多效相结合，使太阳能海水淡化系统的总能效得到了提高。　　 本文设计制造了具有一效蒸发的实验装置，并对该系统进行了实验，测出了系统在不同闪蒸压力、蒸发压力、最高海水温度和进料水浓度下的瞬时产水量、日产水量和性能系数。实验结果表明：系统运行稳定，具有较高产水量和性能系数。闪蒸压力为0.010MPa，蒸发压力为0.004MPa，最高海水温度为70℃时系统瞬时产水量可达0.204kg/min，日产水量达到56.386kg/d，性能系数为5.680，系统用17分钟就可达到稳定状态。文中还对闪蒸压力、蒸发压力、最高海水温度和进料水浓度对系统瞬时产水量、日产水量和性能系数的影响进行研究分析。　　 本文还利用黑箱、灰箱、白箱分析模型，使用实验数据，对实验系统及系统各个部件的损和效率进行分析计算，计算效率为1.549％。系统中闪蒸室、蒸发器、冷凝器的效率分别为79.534％、13.137％、1.643％。闪蒸室内由于温度降低引起的□损率达97.470％，蒸发器、冷凝器内传热温差引起的损率为81.661％和54.314％。变工况时蒸发器的□效率变化较大，随闪蒸压力降低而升高，随蒸发压力的降低而降低，随最高海水温度的升高而升高，随进料水浓度的升高而升高。闪蒸室和蒸发器的损率都对闪蒸压力的变化最敏感。　　 本文对直热式太阳能海水淡化系统还进行了热经济学分析。在确定了淡水单价的基础上，分析了年度化热经济成本与闪蒸压力、蒸发压力、最高海水温度和进料水浓度的关系。对具有多级蒸发器的直热式太阳能海水淡化系统进行了热经济优化，以年度化热经济成本最小为目标函数获得最优操作参数，同时讨论了环境温度、蒸发器级数、设备使用年限对年度化热经济成本的影响。　　 最后，建立了直热式太阳能海水淡化系统产水量的静态模型，将模拟结果与实验数据进行比较分析。探讨了系统的动态数学模型，对动态过程模拟。