主动式真空蒸馏太阳能水净化装置设计与开发

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本研究是在参观斯里兰卡干旱地区后提出的。经过三十年的内战,那里的人们拥有很少的清洁水资源。他们没有足够的技术和财力去进行地下水净化,导致了那里的居民生活在一个较恶劣的环境中。因此,这些人更容易染上疾病,如氟中毒、细菌感染和砷中毒等,但是他们没有别的选择,此外,他们也从未考虑他们的安全问题。基于偏远和贫穷的现状,研究可以应用于小规模层次的分散的和经济型的技术是很重要的。为了向当地的人们提供他们可以独自构建、操作和维护的技术,一个低成本和操作简单的方法是非常有必要的。在全国范围内提供经过太阳能蒸馏而得到的饮用水的方法是很有前景的,它可以充分利用海拔较高地区的太阳能。经证明,这种方法可以消除引用水中近乎任何类型的污染物(无机物和细菌)。最简单和持久的方法是使用被动式太阳能蒸馏器。但是这种方法的缺点是饮用水的日输出量很少(大概是2-4L/m2)。因此,为了提高日蒸馏效率,本文提出了一个主动式的太阳能蒸馏系统。在项目中,建立了一个主动式太阳能蒸馏单元的原型,它近乎可以从任何水源中提取出干净的饮用水。项目的重点是尽可能使用当地的,经济的和可回收的材料,目的是降低成本,获取较高的关注度和提高在农村地区能够自主构建该系统的可能性。因此这个装置相对来说比较便宜,方便维护和只依赖可再生的太阳能资源。在系统中,需要一个抛物线型太阳能槽和一个定制的蒸馏装置。来自太阳的辐射通过抛物线型槽被聚焦到真空管接收器中,然后通过它加热输入的含杂质的水,含杂质的水被喷入一个定制的蒸馏装置,并在装置中蒸发,最后在冷却管中冷凝为纯净水。在项目地区的气候条件下,该应用设计的效率和蒸馏输出是非常令人满意的。平均每日的蒸馏量达到了10L/m2,这些水足够一个四口之家日饮用水供应。此外本文通过基本的传热方程计算系统的理论输出,并且将它们与实验结果进行比较。通过计算确定了项目的制造和建设成本。最后通过使用酸度计测量了蒸馏水的酸碱度,测量结果显示正常。最后,伴随着全球的技术扩张,水污染将不断加剧,文中提出的主动式太阳能蒸馏装置的建设将会是非常有必要的和非常有前景的。
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