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被动式太阳能装置将水转变为过热蒸汽

2019-09-30     来源:逸名网站         内容标签:被动式,太阳能,装置,将,水转,变为,过热,蒸汽,

导读:该设备安装在麻省理工学院大楼的屋顶上。图片来源:ThomasCooper等人MIT工程师开发了一种方便,轻便的设备,利用太阳能将水转化为过热蒸汽(蒸汽温度高于100°C)。由系统泵出的热蒸

该设备安装在麻省理工学院大楼的屋顶上。图片来源:ThomasCooper等人

MIT工程师开发了一种方便,轻便的设备,利用太阳能将水转化为过热蒸豪享彩票注册汽(蒸汽温度高于100°C)。由系统泵出的热蒸汽可用于对医疗设备进行消毒,以及用于远程位置或贫困地区的烹饪和清洁,无法获得电力。按比例放大的版本也可用于工业环境,可以收集和浓缩以生产淡化的蒸馏饮用水。

该设备的尺寸和厚度与小型数字平板电脑或点燃。它的结构就像一个三明治,顶层由金属-陶瓷复合材料制成,有效地吸收太阳的热量,底层将热量散发到下面的水中。一旦水开始沸腾,蒸汽就会升回设备,在那里通过中间层漏出-一种类似于泡沫的材料豪享彩票注册,可以进一步加热沸点以上的蒸汽。最后,过热蒸汽通过一根管子抽出。

“这是一个完全被动的系统-你只需将它留在外面吸收阳光,”约克大学机械工程助理教授ThomasCooper说。谁在麻省理工学院担任博士后工作。“你可以把它扩展到可以用于远程气候的东西,为一个家庭生成足够的饮用水,或者为一个手术室消毒设备。”

此前,同样的研究人员展示了早期版本的他们的被动式太阳能加热器-一种浮在水面上的石墨覆盖的碳泡沫。然而,它的主要缺点是它最终会被水中的盐和其他杂质污染。

麻省理工学院的工程师通过将设备悬挂在水面上并使用更有效的吸热材料来解决这个问题。

“这是对不同材料的巧妙设计,豪享彩票注册以及它们如何安排,使我们能够通过这种非接触式安排实现相当高的效率,”Cooper说。

研究人员首先在实验室测试了被动式热水器,使用太阳模拟器代替自然阳光。以这种方式加热的水越过沸点,在模拟晴朗,阳光灿烂的日子的条件下,在122°C产生过热蒸汽。该设备还在麻省理工学院1号楼的屋顶上进行了实际环境条件测试。为了增加太阳的强度,该团队设置了一个简单的太阳能集中器(一个弯曲的镜子,收集并将太阳光重定向到太阳能加热器)。该结构能够在3.5小时内在146°C下产生蒸汽。

后来,研究人员展示了他们的设备如何从海水中产生蒸汽以及如何收集蒸汽来生产纯净的蒸馏水。

“这种设计真正解决了污垢问题和蒸汽收集问题,”麻省理工学院电力工程学教授CarlRichardSoderberg说。“现在我们正在寻求提高效率并改进系统。有不同的机会,我们正在寻找最佳选择。“

研究结果发表在NatureCommunications杂志上。

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