基于太陽(yáng)能煙囪的空氣取水與海水淡化新技術(shù)研究.pdf

1、全球變暖可能會(huì)改變空氣的循環(huán)模式，加劇全世界范圍內(nèi)干旱、熱浪、強(qiáng)降雨以及洪水等極端天氣現(xiàn)象的暴發(fā)頻率。近年來(lái)的厄爾尼諾現(xiàn)象，使得干旱變得越來(lái)越嚴(yán)重，人們對(duì)可持續(xù)淡水的需求逐漸增加。隨著太陽(yáng)能煙囪技術(shù)快速、多樣化地發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能煙囪系統(tǒng)在輸出電能的同時(shí)還存在空氣取水或海水淡化應(yīng)用方面的可能性，本文將針對(duì)基于太陽(yáng)能煙囪的空氣取水與海水淡化新技術(shù)進(jìn)行研究。
　　首先，本文在分析太陽(yáng)能煙囪技術(shù)研究發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，從理論上對(duì)基于太

2、陽(yáng)能煙囪的空氣取水技術(shù)機(jī)理進(jìn)行分析，對(duì)空氣取水技術(shù)所帶來(lái)的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益展開探討。
　　采用黑色管道替代集熱棚，提出結(jié)合產(chǎn)水與發(fā)電功能的新型太陽(yáng)能煙囪系統(tǒng)，建立空氣的水分在煙囪中沿程冷卻、析出凝結(jié)水并發(fā)電的一維可壓縮流動(dòng)與傳熱數(shù)學(xué)模型。通過(guò)與城市站點(diǎn)的當(dāng)?shù)刈匀唤涤炅窟M(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了新型太陽(yáng)能煙囪系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)水的可行性以及有效性；通過(guò)對(duì)影響系統(tǒng)產(chǎn)水與發(fā)電性能的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，得出煙囪高度對(duì)于凝結(jié)出來(lái)的水量影響較大，系統(tǒng)的凝結(jié)水

3、量與輸出功率存在相互制約的關(guān)系，提出了系統(tǒng)總功率以及總效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
　　通過(guò)建立煙囪內(nèi)空氣沿程冷卻并析出冷凝水的三維可壓縮流動(dòng)與傳熱數(shù)學(xué)模型，對(duì)Manzanares試驗(yàn)電站模型的海水淡化性能進(jìn)行了數(shù)值分析，提出在煙囪入口位置進(jìn)行噴霧增濕的優(yōu)化方法，發(fā)現(xiàn)隨著噴霧量的增加，空氣中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，對(duì)局部環(huán)境的微氣候影響范圍越大，噴霧液滴的蒸發(fā)對(duì)煙囪內(nèi)空氣的相對(duì)濕度改善十分明顯，可以將凝結(jié)高度大幅度降低，同時(shí)，太陽(yáng)能煙囪系統(tǒng)的