【摘要】：能源是人類發(fā)展的基礎(chǔ),當(dāng)今世界化石能源的枯竭給人類敲響了能源危機(jī)的警鐘,新能源的開發(fā)已經(jīng)受到世界各國(guó)的重視,我國(guó)在面臨能源危機(jī)的同時(shí)也面臨著淡水資源危機(jī)。以海島城市舟山為例,其電力資源和淡水資源都很寶貴,而豐富的海流能則是其得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì),本文在此基礎(chǔ)上提出了利用海流能直接驅(qū)動(dòng)高壓泵進(jìn)行反滲透海水淡化的系統(tǒng)方案,并通過仿真分析驗(yàn)證了系統(tǒng)的合理性和高效性。各章節(jié)內(nèi)容如下:第一章介紹了課題的研究背景和意義,充分調(diào)研了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外新能源領(lǐng)域海水淡化的研究現(xiàn)狀。第二章通過貝茨理論和葉素動(dòng)量理論分別從能量和受力角度分析了葉輪進(jìn)行能量捕獲的原理,為葉輪建模提供了理論支撐,隨后通過葉輪動(dòng)力學(xué)研究分析了實(shí)現(xiàn)葉輪最大能量捕獲的原理。第三章提出了海流能驅(qū)動(dòng)型海水淡化系統(tǒng)的具體方案,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的各個(gè)組成部分及其工作原理,并分析了各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn),確定了本文的具體研究方案為海流能直驅(qū)式海水淡化系統(tǒng)。隨后結(jié)合產(chǎn)水需求確定了各個(gè)元件的具體參數(shù),通過市場(chǎng)調(diào)研進(jìn)行了元件的選型。此外,對(duì)預(yù)處理部分的水力旋流器進(jìn)行了設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)驗(yàn)。第四章通過對(duì)葉輪能量捕獲和轉(zhuǎn)矩分析研究了實(shí)現(xiàn)葉輪最大功率跟蹤的控制原理,并結(jié)合負(fù)載控制介紹了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大產(chǎn)水量的方法。第五章建立了系統(tǒng)各個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型,利用AMESim和Simulink聯(lián)合仿真對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大能量捕獲和最大產(chǎn)水量的效果分析,并對(duì)系統(tǒng)的能耗進(jìn)行了對(duì)比分析,仿真結(jié)果表明該小功率系統(tǒng)能夠在變流速下以較低的產(chǎn)水比能耗進(jìn)行海水淡化,產(chǎn)水量滿足設(shè)計(jì)要求。第六章對(duì)全文工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)后續(xù)的研究工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P747
【圖文】：

可持續(xù)利用，對(duì)新能源的開發(fā)利用是解決人類能源危機(jī)的重要途徑。我國(guó)東部逡逑沿海海岸線很長(zhǎng)，海洋能資源非常豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)沿海海流能理論上平均功率能夠達(dá)到逡逑１３．９５ＧＷ，但是分布并不均勻Ｗ，如圖１．１所示為我國(guó)海流能在東部沿海的分布情況逡逑其中浙江沿岸海流能儲(chǔ)量最豐富，能量密度大，占全國(guó)總儲(chǔ)量的百分之五十以上。舟山群逡逑島尤為突出，和杭州灣一起是國(guó)內(nèi)海流能密度最高的區(qū)域，同時(shí)舟山群島水道數(shù)量多，流逡逑速快，有較強(qiáng)的規(guī)律性，可以提前預(yù)測(cè)，同時(shí)由于有些水道較窄，水不是很深，不太適合逡逑交通運(yùn)輸，具有先天優(yōu)良的開發(fā)條件［６］。逡逑１逡逑

邐￣？電滲析法（ＥＤ）逡逑—？壓氣蒸餾法（ＶＣ）逡逑圖１．２主要的海水淡化方式逡逑多級(jí)閃蒸法（ＭＳＦ）屬于相變法的一種。供給的海水經(jīng)過加熱到設(shè)備最高承受的溫度逡逑后，進(jìn)入蒸汽壓小于水的飽和蒸氣壓的儲(chǔ)水室后，部分水瞬間變成水蒸氣，水蒸氣在遇到逡逑冷凝管時(shí)會(huì)在其表面液化，產(chǎn)出的水落進(jìn)新鮮水收集器內(nèi)１１２］，如圖１．３所示。多級(jí)閃蒸法逡逑在上述原理的基礎(chǔ)上，增加了若干冷凝室，一般閃蒸室的個(gè)數(shù)有２０到３０個(gè)⑴】。逡逑蒸氣噴射機(jī)邐海水逡逑———二邐＾——＾邐冷水逡逑丨級(jí)邐２級(jí)邐ｎ級(jí)逡逑圖１．３多級(jí)閃蒸法（ＭＳＦ）逡逑多效蒸飽法（ＭＥＤ）也屬于相變法的一種。同多級(jí)閃蒸法一樣，多效蒸飽法也有若干逡逑級(jí)，每一級(jí)都會(huì)對(duì)海水進(jìn)行濃縮同時(shí)產(chǎn)生淡水。值得一提的是，多效蒸餾法只需要在第一逡逑級(jí)進(jìn)行加熱１１２］，如圖１．４所示。多效蒸餾法比較容易結(jié)垢，所以在一開始就遭到了淘汰。逡逑好在后來出現(xiàn)了低溫多效蒸餾法，讓這一技術(shù)又重回人們的視野。利用低溫多效蒸餾法，逡逑３逡逑

圖１．４多效蒸餾法（ＭＥＤ）逡逑壓氣蒸餾法（ＶＣ）用于使水汽化的熱量來自對(duì)水蒸汽的壓縮，而不是來自鍋爐的熱蒸逡逑汽。如圖１．５所示為機(jī)械式蒸汽壓縮。壓氣蒸餾法海水淡化目前正朝大型化方向發(fā)展［１４］，逡逑同前兩種方式相比，它的效率要高，但是依然存在結(jié)垢的問題，而且壓汽機(jī)成本比較昂貴，逡逑應(yīng)用比較少。逡逑（Ｃ逡逑％邋？邐Ｉ逡逑／邐／邐＊邐Ｉ邋ＰＷＢＢＷＷＷＩＷＰ｜逡逑Ｉ邋｛邋ｇ逡逑，—邐—邐邐生勢(shì)水逡逑，邐邐邐醉逡逑￣邐＝邋￣Ｄ－＾￣逡逑熱交換器逡逑圖１．５機(jī)械式壓氣蒸餾法（ＭＶＣ）逡逑電滲析法（ＥＤ）是一種利用電能將鹽離子選擇性地分離留下清水的電化學(xué)方法。圖１．６逡逑展示了電n蛭齜ǖ幕駒�，阳膜壶r蹌は嗉澠帕性詰緋∧�，这样中间掺b�，其两辶x喜轡患�。悼c齜ㄒ話闃揮糜諍瘟勘冉閑〉目嘞趟�，其原理也君f慫荒艸ニ義現(xiàn)械撓謝鏤廴競(jìng)臀⑸鏤廴荊虼碩運(yùn)室蟊冉細(xì)擼送�，栽戠n蛭齙墓討腥菀捉徨義瞎�。辶x锨叭址椒ǘ疾豢殺苊獾匾玫餃攘�，这哉樮量转粔哪角度讲是帛埈济的，而轻t(yī)峁稿義希村義

本文編號(hào)：2777024