【摘 要】
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海水淡化是有效缓解当前全球性水危机的重要途径。静电雾化太阳能海水淡化技术使用太阳能作为热源,对环境适应性强,并利用静电雾化技术快速扩大单位体积海水表面积,降低雾化海水颗粒粒径,提高热传导效率和蒸发效率。本文通过对液滴在耦合场中的运动力学分析沉积区域控制技术,使得雾化海水颗粒运动至太阳能集热装置有效集热区域,提高海水蒸发效率,并基于研究结果完成了太阳能静电雾化海水淡化系统的自主设计。 本文采用数值
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海水淡化是有效缓解当前全球性水危机的重要途径。静电雾化太阳能海水淡化技术使用太阳能作为热源,对环境适应性强,并利用静电雾化技术快速扩大单位体积海水表面积,降低雾化海水颗粒粒径,提高热传导效率和蒸发效率。本文通过对液滴在耦合场中的运动力学分析沉积区域控制技术,使得雾化海水颗粒运动至太阳能集热装置有效集热区域,提高海水蒸发效率,并基于研究结果完成了太阳能静电雾化海水淡化系统的自主设计。
本文采用数值模拟方法搭建液滴运动沉积模型,通过模拟仿真和实验对比,研究不同雾化参数在实验与仿真验证下对沉积区域控制的影响和变化规律。主要研究内容包括:(1)针对雾化液滴荷电机理及荷电液滴的力学模型展开研究,建立了液滴运动方程,得到了不同电场力大小、方向和液体流速对液滴沉积区域的变化规律。(2)采用数值模拟分析方法搭建了液滴运动沉积模型,得到了不同雾化参数下液滴沉积区域的分布特征。(3)对不同雾化参数下液滴沉积区域特性开展实验研究,并通过液滴粒径识别算法分析不同参数下液滴粒径分布规律,分别得到不同雾化电极结构、不同电压和不同液体流速下沉积区域控制和液滴粒径对静电雾化海水淡化蒸发速率的影响。
基于对荷电液滴沉积区域控制、静电雾化海水淡化蒸发系统优化设计的研究结果完成一种新型静电雾化海水淡化装置的设计,对不同雾化特性参数的系统蒸发速率进行了实验测试,验证理论模拟仿真与实验具有较好的一致性。
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