集热管38内流体的流动方向，集热管38内的流体不断的吸热甚至蒸发，因此使得集热管的压力不断的增加，而且因为连通孔41的存在，使得集热管38内部的压力分配越来越均匀，因此连通孔的面积需要很大，通过设置不断的变大，从而使得在保证热管内部压力均匀和压力的情况下，通过连通孔面积的变化来增加换热面积，从而提高换热效率。
[0135]优选的，沿着集热管38内流体的流动方向，所述连通孔41的面积不断的增加的幅度不断增加。通过如此设置，也是符合流动压力的变化规律，进一步降低流动阻力的同时，提高换热效率。通过如此设置，通过是实验发现可以提高9%左右的换热效率，同时阻力基本保持不变。
[0136]优选的，沿着集热管38内流体的流动方向，连通孔41的分布数量越来越多，进一步优选，所述连通孔数量26不断的增加的幅度不断增加。
[0137]通过上述数量的分布原理与面积减少原理相同，与连通孔数量完全相同相比，通过数量分布来减少流通面积。
[0138]在实际实验中发现，连通孔41的面积不能过小，过小的话会导致流动阻力的增加，从而导致换热的减弱，连通孔41的面积不能过大，面积过大，会导致换热面积的减少，从而降低换热效果。同样，集热管38的横截面积不能过大，过大导致管板结构单位长度上分布的集热管过少，同样导致换热效果变差，集热管流动面积也不能过小，过小会导致流动阻力增加，从而导致换热效果变差。因此连通孔41与集热管横截面面积及其相邻连通孔41之间的距离必须满足一定要求。
[0139]因此，本发明是通过多个不同尺寸的集热器的上千次数值模拟以及试验数据，在满足工业要求承压情况下(1MPa以下)，在实现最大换热量的情况下，总结出的最佳的集热器的尺寸优化关系。
[0140]本发明是集热管横截面是正方形下进行的尺寸优化。
[0141]所述正方形的内边长(即正方形的外边长减去壁厚)为L，所述连通孔的半径r，所述同一翅片上相邻的连通孔之间的距离为1，满足如下关系:
[0142]l/L*10 = a*ln(r/L*10)+b；
[0143]其中In是对数函数，a，b是参数，I.5〈a〈l.6,2.9〈b〈3.0；
[0144]0.34<1/L<0.38；
[0145]0.14<r/L<0.17；
[0146]30mm<L<120mm；
[0147]5mm<r<17mm η
[0148]其中，I等于相邻连通孔41圆心之间的距离。如图4、5所示的左右相邻和上下相邻的连通孔圆心之间的距离。
[0149]进一步优选，15mm〈l〈45mm。
[0150]优选的，随着r/L的增加，所述的a,b增加。
[0151]作为优选，a= 1.57，b = 2.93。
[0152]作为优选，如图5、6所示，每个内翅片上设置多排连通孔41，如图6所示，所述多个连通孔41为错排结构。通过错排接构，可以进一步提高换热，降低压力。
[0153]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种海水淡化系统，所述系统包括蒸发室、酸性气体储存罐、碱性溶液容器和海水存储罐，所述蒸发室包括排气口，所述蒸发室与酸性气体储存罐、碱性溶液容器进行连接，所述蒸发室底部设置连接海水存储罐的第一管路，海水储存罐设置连接蒸发室的第二管路，用于将海水输送到蒸发室;所述第一管路和第二管路上设置第一阀门和第二阀门，所述蒸发室与酸性气体储存罐连接的管路上设置第三阀门，所述蒸发室与碱性溶液容器连接的管路上设置第四阀门。2.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述的系统包括浓海水储存罐，所述蒸发室底部通过第三管路与浓海水储存罐连接，所述第三管路连接第二管路； 所述第三管路上设置三通阀，所述三通阀一端连接浓海水储存罐，所述的第三管路上设置海水浓度检测装置，用于检测第三管路中海水的浓度。3.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，还包括压力表，用于检测蒸发室内的压力，当检测的压力达到需要的压力，则关闭第四阀门。4.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述的碱性溶液设置碱性固体或者液体的入口，所述碱性溶液内设置搅拌器。5.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，酸性气体是二氧化碳，碱性溶液为氢氧化钠或者氢氧化钾溶液。6.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，酸性气体入口和排空气出口为同一个部件。7.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述海水储存罐、容器和蒸发室之间设置三通阀，用于开闭连接海水储存罐和容器的第四管路和第二管路。8.如权利要求1所述的海水淡化系统，其特征在于，所述系统还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器和蒸发室内的加热管相连，太阳能集热器吸收太阳能，将热量传递给加热管，加热管对海水加热后又循环到太阳能集热器； 所述太阳能集热器包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构;所述太阳能集热器系统包括两块管板结构，所述两块管板结构之间形成一定的夹角，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间，所述的集热管的横截面是正方形，所述的集热板连接正方形的角； 所述集热管内部设置内翅片，所述内翅片连接正方形的对角，所述内翅片将集热管内部分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通； 所述正方形的内边长为L，所述连通孔的半径r，所述同一翅片上相邻的连通孔圆心之间的距离为1，满足如下关系:l/L*10 = a*ln(r/L*10)+b; 其中In是对数函数，a，b是参数，1.5<a< 1.6,2.9〈b〈3.0； 0.34<1/L<0.38； 0.14<r/L<0.17； 30mm<L<120mm； 5mm<r<17mm09.一种使权利要求1所述的海水淡化系统形成真空蒸发室的方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，将第一阀门、第三阀门和第四阀门关闭，第二阀门打开，通过第二管路将海水从海水储存罐中输送到蒸发室，使蒸发室内充满海水，从而将空气通过排气口排出蒸发室，关闭排气口和第二阀门； 第二步，打开第一阀门和第三阀门，使得酸性气体充入蒸汽室，将海水排入到海水储存罐，直到蒸发室中充满酸性气体； 第三步，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门，使得碱溶液进入蒸发室，与蒸发室中的酸性气体进行化学反应，从而在蒸发室中形成一定的真空度。10.如权利要求2所述的海水淡化系统形成真空蒸发室的方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，将第一阀门、第三阀门和第四阀门关闭，第二阀门打开，通过第一管路将海水从海水储存罐中输送到蒸发室，使蒸发室内充满海水，从而将空气通过排气口排出蒸发室，关闭空气口排气阀和第二阀门； 第二步，打开第一阀门和第三阀门，使得酸性气体充入蒸汽室，将海水排入到海水储存罐，直到蒸发室中充满酸性气体； 第三步，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门，使得碱溶液进入蒸发室，与蒸发室中的酸性气体进行化学反应，从而在蒸发室中形成一定的真空度； 第四步，打开第二阀门，使得蒸发室内反应后的液体在海水浓度检测装置、三通阀、第二阀门和蒸发室之间循环，在蒸发室内液体通过热源进行加热，蒸发的水蒸气通过淡水收集装置进行收集； 如果海水浓度检测装置检测到的液体中的离子浓度过高，此时三通阀关闭第三管路与第二管路之间的连接，打开第三管路与浓海水储存罐之间的连接，将液体排入到浓海水储存罐;如果海水浓度检测装置检测到的液体中的离子浓度过低，此时三通阀打开第三管路与第二管路之间的连接，关闭第三管路与浓海水储存罐之间的连接，使得液体继续在海水浓度检测装置、三通阀、第二阀门和蒸发室之间循环;在海水储存罐底部的海水抽取结束后，及时关闭第二阀门。
【专利摘要】本发明提供了一种利用化学反应形成真空室的海水淡化系统，所述系统包括蒸发室、酸性气体储存罐、碱性溶液容器和海水存储罐，所述蒸发室包括排气口，所述蒸发室与酸性气体储存罐、碱性溶液容器进行连接，所述蒸发室底部设置连接海水存储罐的第一管路，海水储存罐设置连接蒸发室的第二管路，用于将海水输送到蒸发室；所述第一管路和第二管路上设置第一阀门和第二阀门，所述蒸发室与酸性气体储存罐连接的管路上设置第三阀门，所述蒸发室与碱性溶液容器连接的管路上设置第四阀门。本发明采取了化学方式来形成蒸发室的真空度，节约了成本，提高了海水淡化的性能和效率。
【IPC分类】C02F103/08, C02F1/14
【公开号】CN105600855
【申请号】CN201610130996
【发明人】郭春生, 邹勇, 高军, 高超, 王韬, 陈昕, 高射, 公丕旭, 宋强, 李轩
【申请人】山东大学（威海）
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月8日