高速旋轉氣液兩相流阻力與壓力降研究與分析【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p><b>　　化學工程與工藝</b></p><p>　　高速旋轉氣液兩相流阻力與壓力降研究與分析</p><p>　　綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據和意義</p><p>　　21世紀將是水的世紀。20世紀初，國際上就

2、有“19世紀爭煤、20世紀爭石油、2l世紀爭水的說法。”第47屆聯合國大會將每年的3月22日定為“世界水日”，全球普遍存在的淡水資源緊缺問題已引起了世界各國的高度警覺。地球表面雖然 2/3 被水覆蓋，但是97％為無法飲用的海水，只有不到3％是淡水，其中又有2％封存于極地冰川之中。在僅有的1％淡水中，25％為工業(yè)用水，70％為農業(yè)用水，只有很少的一部分可供飲用和其它生活用途。然而，在這樣一個缺水的世界里，水卻被大量濫用、浪費和污染。加之，

3、區(qū)域分布不均勻，致使世界上缺水現象十分普遍，全球淡水危機日趨嚴重。目前世界上100 多個國家和地區(qū)缺水，其中28 個國家被列為嚴重缺水的國家和地區(qū)。預測再過20～30 年，嚴重缺水的國家和地區(qū)將達46～52 個，缺水人口將達28～33億人。</p><p>　　我國的“水”存在兩大主要問題：一是水資源短缺，二是水污染嚴重。我國人均淡水資源占有量僅為世界平均水平的1／4、在世界上名列110位，是全球人均水資源最貧乏

4、的國家之一。我國的水污染問題極其嚴重，全國廢污水排放量大，并呈逐年上升趨勢。致使多數城市地下水受到不同程度的污染，不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，且嚴重威脅到城市居民的飲水安全和健康。</p><p>　　隨著科學技術的進步和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，人們逐漸加深了對水資源重要性的認識，開始不斷強化自身對水資源再利用的能力，并在工業(yè)生產中將最初的先污染后治理轉向為邊污染邊治理和資源的綜合利用。

5、如何高效、低成本節(jié)約用水、淡化海水及處理污水已成為當今急需解決的重要問題。在我國海水淡化已成為一種重要的淡水生產方式，發(fā)展海水淡化、濃鹽水綜合利用技術、海水化學資源綜合利用技術被《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006--2020年)列為“亟待科技提供支撐”的國民經濟和社會發(fā)展重點領域中的優(yōu)先主題以及《國家“十一五”科學技術發(fā)展規(guī)劃綱要》的重點任務。</p><p>　　目前的海水淡化方法主要集中在熱法和膜

6、法兩個方面，熱法主要有：多級閃蒸(MSF)、低溫多效(LT-MED)和壓汽蒸餾(MVC)--種技術；膜法主要是指反滲透(RO)技術，它是一種利用半透膜在壓力下允許水透過而使鹽分和雜質截留的技術。通常情況下熱法能耗較高、設備昂貴，反滲透膜法需要維持較高的運行壓力，要求設備能夠承受較高壓力，而熱法和膜法共同面臨的一個問題是海水的淡水產率較低(通常50％左右)。研發(fā)一種能夠經濟地從海水中生產更高比例淡水和能夠使海水化學資源綜合利用的新型海水淡

7、化技術是科學技術和時代發(fā)展的必然。</p><p>　　目前我國海水淡化的成本較高，導致供水市場很難打開，淡化規(guī)模也就不易擴大，從而阻礙了海水淡化的發(fā)展。因此，研究海水淡化新技術，降低海水淡化成本是解決我國海水淡化問題的關鍵。本次的研究課題主要內容是熱法海水淡化技術的創(chuàng)新。熱能的來源廣，我們可以利用太陽能產熱，也可以利用現代工業(yè)生產產生的廢熱，例如煉鋼產生的廢熱進行海水淡化，不但解決能源問題，同時也減少了熱污染的

8、排放。本次研究的熱法海水淡化要解決的技術難題是氣液兩相流高速旋轉流流動阻力與壓力降的關系，盡可能減少阻力的產生對傳熱過程的熱損失的減少有很大的意義，同時也是降低海水淡化成本的關鍵問題之一。本人所研究的課題在浙江，是個沿海城市，人口密集，工業(yè)及生活用水量較大，淡水消耗量大。浙江淡水資源污染嚴重，人均平均水資源量少，且水資源時空分布不均，是一個污染型缺水嚴重的地區(qū)。隨著浙江經濟的發(fā)展，用水量日益增大，淡水資源的缺乏已成為當前浙江省國民經濟和

9、社會發(fā)展的瓶頸。作為一種新技術，海水淡化和海水利用：①可以開辟新的淡水水源；②可以通過海水替代節(jié)約淡水，是十分適用于沿海城市的先進的造水和節(jié)水技術。</p><p>　　我國海水淡化成本較高，導致供水市場很難打開，淡化規(guī)模也就不易擴大，從而阻礙了海水淡化的發(fā)展。因此，研究海水淡化新技術，降低海水淡化成本是解決我國海水淡化問題的關鍵。本次的研究課題主要內容是熱法海水淡化技術的創(chuàng)新。熱能的來源廣，我們可以利用太陽能產

10、熱，也可以利用現代工業(yè)生產產生的廢熱，例如煉鋼產生的廢熱進行海水淡化，不但解決能源問題，同時也減少了熱污染的排放。本次研究的熱法海水淡化要解決的技術難題是氣液兩相流高速旋轉流流動阻力與壓力降的關系，盡可能減少阻力的產生對傳熱過程的熱損失的減少有很大的意義，同時也是降低海水淡化成本的關鍵問題之一。</p><p>　　二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：</p><p>　　1.氣液兩相流

11、體在受熱管道中流動時，因壓力、溫度、流量、熱流密度和管道的幾何形狀的不同會形成各種流動結構形式，不同的流動結構形式具有不同的動力學和傳熱特性，因此研究氣液兩相流體流動結構對海水淡化設備的設計與運行是十分重要的。 </p><p>　　2. 由于氣液兩相流體在流動時會產生阻力，引起一定的能量，所以為了減少實驗中高速旋轉流動的液體產生阻力所引起的能耗，我們需要研究高速旋轉的氣液兩相流流動阻力的具體產生原因，然后找到解

12、決方案，使其阻力減小，從而使能耗減小。</p><p>　　3. 氣液兩相流體在設備中流動存在摩擦阻力壓力降，因壓力、管道直徑、質量流速等不同因素的影響而改變。只有真確的進行壓力降計算才能使設備具有安全的水循環(huán)和足夠的流動壓頭，為整個流體系統(tǒng)選用合適的泵提供可靠依據，使整個系統(tǒng)既經濟又安全的運轉。</p><p>　　三、研究步驟、方法及措施：</p><p>　　

13、1.通過查找資料，分析資料確定選題范圍及論文題目。</p><p>　　2.通過指導老師指導，結合調研和資料整理分析、撰寫開題報告、外文翻譯和文獻綜述。</p><p>　　3.根據開題報告寫作思路草擬論文提綱。</p><p>　　4.根據論文提綱進一步查找資料，撰寫論文初稿。</p><p>　　5.根據論文初稿，收集的資料，修改成稿。&

14、lt;/p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1]王宏濤.真空膜蒸餾海水淡化實驗研究[D]. 北京工業(yè)出版社.2008.</p><p>　　[2] 高艷玲 呂炳南 趙立軍等，海水淡化技術評述與成本分析[J]，工程與技術，2005.2</p><p>　　[3]張靖.海水淡化發(fā)展中存在問題分析[

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