太阳能膜蒸馏系统仿真与建模

2020-03-23

膜蒸馏是在近十几年来迅速发展的一种新型高效的膜分离技术,越来越多引起人们的重视。这种技术基于膜两侧水蒸气压力差的作用,热侧的水蒸气通过孔进入冷侧,然后再冷侧冷凝下来达到分离的目的。与其他膜分离过程相比,膜蒸馏可在常压和稍高于常温的条件下进行分离,设备简单,操作方便。它可以利用太阳能、工业余热和废热等低品位能源作为分离的驱动力。本文利用软件模拟仿真太阳能为驱动能源的膜蒸馏系统的运行过程,从而实现对太阳能膜蒸馏系统实际运行状态和变化规律的综合评价与预测。为解决我国西部地区淡水缺乏的问题,利用太阳能作为膜蒸馏的驱动力进行膜蒸馏的研究。用太阳能光伏发电驱动膜蒸馏系统中的冷、热公质循环泵,利用太阳能热水器加热通知,从而改变了以往循环泵的驱动和加热工质的能源;在膜蒸馏的冷端采用太阳能喷射式制冷,使冷却水保持一定的温差,从而实现太阳能膜蒸馏的过程:

太阳能膜蒸馏系统的数学模型

到达地面的太阳能辐射包块散射辐射和直接辐射,太阳辐射能量的大小受大气透明度、大气质量、太阳时角、地理纬度、入射角度、地面的反射率以及季节等因素的影像,在考虑这些因素影像的基础上建立如下数学模型。

通过实验结论得出模拟结果,在给定的地理位置、环境条件的情况下,模拟光伏电池的发电量在一天内随时间的变化情况,发电量随着时间的推移逐渐增加,中午达到最大,然后逐渐减少。这一变化趋势与辐射强度的变化趋势是吻合的。膜蒸馏技术与太阳能利用技术的有机结合,可以在我国淡水资源较缺乏的西部地区应用,即利用太阳能资源采用膜蒸馏技术净化苦咸水。从节约能源和保护环境的角度看,以太阳能为驱动力的膜蒸馏技术具有较好的发展情景和科学价值。(文章来自百度爱学术,如有侵权请联系删除)


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