BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ VŨ NGIIHÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ IIÏNIT TIIƑC NGIIẸM THIẾT BỊ TÁCH NƯỚC NGỌT TỪ NƯỚC BIÊỄN HIỆU NĂNG CAO LUAN VAN THAC SI KY THUAT KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM TIIẾT BỊ TÁCII NƯỚC NGỌT TỪ NƯỚC BIỂN IIỆU NĂNG CAO Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐĂNG TRẢN THỌ Hà Nội, 2018 LỜI CẮM ƠN Tác giả xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất dến PGS. Đăng, Trần Thọ đã luân động viên, tận tình hướng đẫn trong suốt quá trình thực hiện luận vẫn. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn dến tập thể cán bộ, công nhân Công ty TNIHI Cơ — Nhiệt — Năng lượng Bách Khoa đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tác giả trong quá trình cải tạo và lắp dặt thiết bị thí nghiệm, góp phan vào sự thành công của luận văn. Tác giả luận văn CHU VIET TAT MT: Mat roi NLMI: Năng lượng mặt trời TRXMT: Bức xạ mặt trời TPN: Trao dải nhiệt A: Area, điện tích ẤW: Water, nước Ñ: 8teel, thép P: Plastic, tâm nhựa Th theory, lý thuyết Bx Experimental, thue nghiém ‘Unglazed: Logi b6 thu khéng o6 gương phan xa FPC: Flat Plate Collector: B6 thu tam phang BTC: Bvacualed Tube Collector: B6 thu dng thdy tinh chan khong MS¥: Multi Stage Flash; MED: Multi Effect Distillation, 1'VC: Thermal Vapor Compression, MD: Memberane Distillation, RO: Reverse Osmosis CHU VIET TAT MT: Mat roi NLMI: Năng lượng mặt trời TRXMT: Bức xạ mặt trời TPN: Trao dải nhiệt A: Area, điện tích ẤW: Water, nước Ñ: 8teel, thép P: Plastic, tâm nhựa Th theory, lý thuyết Bx Experimental, thue nghiém ‘Unglazed: Logi b6 thu khéng o6 gương phan xa FPC: Flat Plate Collector: B6 thu tam phang BTC: Bvacualed Tube Collector: B6 thu dng thdy tinh chan khong MS¥: Multi Stage Flash; MED: Multi Effect Distillation, 1'VC: Thermal Vapor Compression, MD: Memberane Distillation, RO: Reverse Osmosis DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VẢ CHU VIET TAT Thứ Tên đại lượng, Hiệu | nguyên T | Win? Cường dộ bức xạ V |ms Tổc độ gió @ |kgã Tazu lượng khỗi lượng p kg/m? Khoi lượng riêng tT |8 Thời gian t [ec Thiệt dộ At | & Chénh léch nhiét 45 B |1E Hệ số giãn nở nhiệt w |Nsám | Đềnhớt động lực Q |W Công suất nhiệt œ |W/mfK_ |Hệsố trao đổi nhiệt k |W/mflKE |HIệsố truyền nhiệt ^ |W/mK_ | Hệsố dẫn nhiệt c | Win? Tệ số bức xạ Cp |kikg.K | Nhiệt dung riêng ding 4p r |kJkgK | Nhiệấnhéahơi p | bar Ấp suất M | LiVm⁄giờ | Sản hượng nước n % Hiệu suất MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.
LOI CAM DOAN MUC LUC. DANH MỤC CÁC KỶ HIỆU VẢ CHỦ VIỆT TẢ1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. DANH MỤC BẢNG BIẾU. VAI TRÒ Ý NGHĨA NƯỚC NGỌT TRƠNG DỜI SỐNG.
Vai trỏ ý nghĩa. Hiện trạng sử đụng nước ngọt ở Việt Nam. CÁC CÔNG NGHỆ TẠO NƯỚC NGỌT TỪ NƯỚC BIỂN 4 1. Khái quát tình hình khử muối trên thể giới 4 1.
Các công nghệ khử muỗi - 4 1.3, TÔNG QUAN VŨ NĂNG LƯỢNG MẬTT TRÖI. Ban chất nguần năng1g lượng mặt trời. NLMT ngoải vũ trụ - Hằng số mặt trời. Đặc điểm nguồn năng lượng mặt trời 1 1.
Tính không ổn định của nguồn NLMT 12 1. Ảnh hưỡng của lớp khí quyển - 16 1. Hiện trạng sử dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam. Hiện trạng sử dụng, - 17 1.
năng năng lượng mặt trời. CÔNG NGHẸ TÁCH NƯỚC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẬT TRÒI. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI ĐUNG NGHIÊN CỨU - -. Nội dung nghiên cứu - 29 ii CHU VIET TAT MT: Mat roi NLMI: Năng lượng mặt trời TRXMT: Bức xạ mặt trời TPN: Trao dải nhiệt A: Area, điện tích ẤW: Water, nước Ñ: 8teel, thép P: Plastic, tâm nhựa Th theory, lý thuyết Bx Experimental, thue nghiém ‘Unglazed: Logi b6 thu khéng o6 gương phan xa FPC: Flat Plate Collector: B6 thu tam phang BTC: Bvacualed Tube Collector: B6 thu dng thdy tinh chan khong MS¥: Multi Stage Flash; MED: Multi Effect Distillation, 1'VC: Thermal Vapor Compression, MD: Memberane Distillation, RO: Reverse Osmosis LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tồi dưới sự hướng, din cla thay giáo PGS5.LS, Dặng Trần Thọ Đổ hoàn thành luận văn này, tôi chỉ sử dụng các tài liệu đã ghí trong mụe tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử địng bất cứ lài liệu não khác mà không được ghủ Tôi xin cam đoan không sao chép các công trinh hoặo thiết kế tốt nghiệp của người khác.
Tác giả luận văn Lê Vũ CHU VIET TAT MT: Mat roi NLMI: Năng lượng mặt trời TRXMT: Bức xạ mặt trời TPN: Trao dải nhiệt A: Area, điện tích ẤW: Water, nước Ñ: 8teel, thép P: Plastic, tâm nhựa Th theory, lý thuyết Bx Experimental, thue nghiém ‘Unglazed: Logi b6 thu khéng o6 gương phan xa FPC: Flat Plate Collector: B6 thu tam phang BTC: Bvacualed Tube Collector: B6 thu dng thdy tinh chan khong MS¥: Multi Stage Flash; MED: Multi Effect Distillation, 1'VC: Thermal Vapor Compression, MD: Memberane Distillation, RO: Reverse Osmosis DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các công nghệ khử muối - 5 Hình 1.2 Khả năng khử mặn của các công nghệ - - 6 Tình 1.3 Xăng lượng cân thiết cho các công nghệ. KH He 6 Tỉnh 1.4 7ác động môi trường của các công nghệ khử mặn.5 Giá thành khứ mặn của các công nghệ - - 7 Hinh 1.6 Phat triển công suối khử mặn nước loàn cầu 7 Hình 17 Ứng dựng các công nghệ khử nước mặn trên thê giới, năm 2014 § Hình 1.8 Phát triển ứng dụng công nghệ nhiệt và công nghệ màng lọc tại các nhà mày khử mẫn nước trên thể giới Hình 1.9 Phát triển số lượng sáng chế liền quan đến khử mặn nước 9 Hinh 1.10 Addi hên hệ giữa trái đất và mặt trời - 10 Hinh 1.11 Phan bd năng lượng trong phô của búc xạ mặt trồi.12 Hj trí của trái dất trên quy dao chuyéién công xung quanh mặt trời trong một năm - 12 Hình 1.14 ?ơng tác của HXAMIT với khí quyền .15 Số iiệu ấo đạc tại 4 điểm.16 Thiét bj chung cắt dạng bị động 1.17 7liết bị chưng cất dạng bị động 2 22 Tình 1.18 7ết bị chưng cất dưng bắc.19 7hiết bị chưng cất dạng bậc thang 23 Tlinh 1.20 Thiét bi chung cất dạng chủ động 28 Hình 1.21 Chưng cái nước với bộ thu hình cẩu 28 Hình 2.1 Sơ để nguyên hp ngot hoa mete bién 30 Hinh 2.2 Quan h Quin =f(T) ki ty vet Winn 06 gid trị nhất dịnh 32 Hình 2.3 Quả trình hóa hơi dẳng áp trén dé thi 1-8.4 Sự phân bồ nhiệt độ trong nước sôi ở điểu kiện áp suất khí quyễn 40 Hình 2.5 Các mắm hơi hình thành tại các tam sdi .6 Sự phụ thuộc của q và a vào At.7 Sôi đổi ba: tự nhiên - - 44 Hình 2.8 Sôi sứi bot 44 vii Hinh 2.10 Sự phân bd nhiét dé tredng hep sdi cita chai lòng ở Ống đứng .11 Sự phân bó nhiệt độ trường hợp vôi của chất lùng ở éng dai nằm4§ Hình 2.13 Độ Âm tương đổi.14 7rao đổi nhiệt và chất giữat không | khi và nước khih đồng chuyén động ngược chiều.15 Si thay adi trạng tháikhông khí trong qué trink IDN và LĐC.16 ?zao đổi nhiệt và chất giữa không khi và nước khi đong chuẩn động cùng chiều 54 Hình 2.17 Sự biển thiên nhiệt độ. "- ce SE linh 2.18 So đầ biểu diễn Sự biển thiên nhiệt độ của hai chải nhiệt trong thiệt bị trao đổi nhệt kiêu hôn họp. : see TẾ Hinh 2.19 So dé thiét bi chung cất dang bê phẩm teenie ST Tlinh 2.20 Cường đồ bức xạ mặt ời và nhiệt độ môi trường.21 Sy thay déi sin long meéc sén xudt trong ngay— dé 59 Tình 2.22 Bộ chưng cẢt dạng chủ động với colleclor mặt trời 59 Tlinh 2.23 Sw thay déi sẵn lượng nước của hai loại: có colleolor phụ và không có khi cường độ bức xạ mặt trời thay đổi - 60 Hinh 2.24 Sy thay déi hidu sudt ctia hệ thông tùy theo sự thay dỗi.25 Sir thay dei sản lượng nước tùy theo độ sâu lớp nước khả pCuông độ bức xạ mặt trời tháp đổi 61 Hình 3.1 Tam loe neroe - - 66 Hinh 3.2 Tâm lậu sdng— nguny tu module - 67 Hinh 3.3 Gioăng cao sự cô dịnh tâm lấy sáng - - 68 Hình 3.4 Ống nhâm nhận nước và khay chứa .5 Bộ phân nợp hỗ tre.6 B6 phan thu gom medec thita sau ¡cưng Oat 70 1lình 3.7 Ông dẫn nước vào.8 Ông thụ mước chưng cái - 71 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lÿ mô hình - - 71 Hình 3.10 Ciẩu tạo tắm lọc mước " 73 Tình 3.11 Mước cấp di vào trong tâm lọc.
- 74 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VẢ CHU VIET TAT Thứ Tên đại lượng, Hiệu | nguyên T | Win? Cường dộ bức xạ V |ms Tổc độ gió @ |kgã Tazu lượng khỗi lượng p kg/m? Khoi lượng riêng tT |8 Thời gian t [ec Thiệt dộ At | & Chénh léch nhiét 45 B |1E Hệ số giãn nở nhiệt w |Nsám | Đềnhớt động lực Q |W Công suất nhiệt œ |W/mfK_ |Hệsố trao đổi nhiệt k |W/mflKE |HIệsố truyền nhiệt ^ |W/mK_ | Hệsố dẫn nhiệt c | Win? Tệ số bức xạ Cp |kikg.K | Nhiệt dung riêng ding 4p r |kJkgK | Nhiệấnhéahơi p | bar Ấp suất M | LiVm⁄giờ | Sản hượng nước n % Hiệu suất MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. LOI CAM DOAN MUC LUC. DANH MỤC CÁC KỶ HIỆU VẢ CHỦ VIỆT TẢ1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. DANH MỤC BẢNG BIẾU.
VAI TRÒ Ý NGHĨA NƯỚC NGỌT TRƠNG DỜI SỐNG. Vai trỏ ý nghĩa. Hiện trạng sử đụng nước ngọt ở Việt Nam. CÁC CÔNG NGHỆ TẠO NƯỚC NGỌT TỪ NƯỚC BIỂN 4 1.
Khái quát tình hình khử muối trên thể giới 4 1. Các công nghệ khử muỗi - 4 1.3, TÔNG QUAN VŨ NĂNG LƯỢNG MẬTT TRÖI. Ban chất nguần năng1g lượng mặt trời. NLMT ngoải vũ trụ - Hằng số mặt trời.
Đặc điểm nguồn năng lượng mặt trời 1 1. Tính không ổn định của nguồn NLMT 12 1. Ảnh hưỡng của lớp khí quyển - 16 1. Hiện trạng sử dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam.
Hiện trạng sử dụng, - 17 1. năng năng lượng mặt trời. CÔNG NGHẸ TÁCH NƯỚC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẬT TRÒI. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI ĐUNG NGHIÊN CỨU - -.
Nội dung nghiên cứu - 29 ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các công nghệ khử muối - 5 Hình 1.2 Khả năng khử mặn của các công nghệ - - 6 Tình 1.3 Xăng lượng cân thiết cho các công nghệ. KH He 6 Tỉnh 1.4 7ác động môi trường của các công nghệ khử mặn.5 Giá thành khứ mặn của các công nghệ - - 7 Hinh 1.