基于太陽能煙囪的空氣取水與海水淡化新技術研究.pdf

1、全球變暖可能會改變空氣的循環(huán)模式，加劇全世界范圍內(nèi)干旱、熱浪、強降雨以及洪水等極端天氣現(xiàn)象的暴發(fā)頻率。近年來的厄爾尼諾現(xiàn)象，使得干旱變得越來越嚴重，人們對可持續(xù)淡水的需求逐漸增加。隨著太陽能煙囪技術快速、多樣化地發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)，太陽能煙囪系統(tǒng)在輸出電能的同時還存在空氣取水或海水淡化應用方面的可能性，本文將針對基于太陽能煙囪的空氣取水與海水淡化新技術進行研究。
　　首先，本文在分析太陽能煙囪技術研究發(fā)展狀況的基礎上，從理論上對基于太

2、陽能煙囪的空氣取水技術機理進行分析，對空氣取水技術所帶來的環(huán)境及經(jīng)濟效益展開探討。
　　采用黑色管道替代集熱棚，提出結合產(chǎn)水與發(fā)電功能的新型太陽能煙囪系統(tǒng)，建立空氣的水分在煙囪中沿程冷卻、析出凝結水并發(fā)電的一維可壓縮流動與傳熱數(shù)學模型。通過與城市站點的當?shù)刈匀唤涤炅窟M行對比，驗證了新型太陽能煙囪系統(tǒng)進行產(chǎn)水的可行性以及有效性；通過對影響系統(tǒng)產(chǎn)水與發(fā)電性能的關鍵參數(shù)進行敏感性分析，得出煙囪高度對于凝結出來的水量影響較大，系統(tǒng)的凝結水

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