Экспериментальное исследование и анализ пикосекундной лазерной обработки алюминиевого пеноподобного интерфейсного испарителя для солнечного опреснения морской воды
摘要
В отношении технологии интерфейсного испарения на солнечной энергии, интерфейсные испарители сталкиваются с большими трудностями в стоимости изготовления и долгосрочной стабильности испарения. Проводятся исследования по разработке эффективного, низкозатратного и длительно стабильного интерфейсного испарителя, чтобы продвинуть практическое применение технологий устойчивой очистки воды и смягчить проблему глобальной нехватки пресной воды. Во-первых, предложено исследование обработки интерфейсного испарителя на основе алюминиевой пены пикосекундным лазером, рассмотрено влияние параметров обработки, таких как энергия одиночного импульса, скорость сканирования, интервал сканирования и количество повторных обработок на морфологию поверхности и состав элементов испарителя. Во-вторых, сравниваются результаты опреснения морской воды при различных параметрах для определения оптимальных условий обработки. Наконец, проведены полевые эксперименты по опреснению морской воды для проверки производительности. Оптимальные параметры: интервал сканирования 30 мкм, энергия одиночного импульса 380 мкДж, скорость сканирования 100 мм/с, повторная обработка 1 раз. При интенсивности освещения 1 кВт/м² скорость испарения достигает 5,52 кг/(м²·ч), а выход воды в реальных условиях за 8 часов составляет 5,37 кг/м². При высокой концентрации солености 15% по массе скорость испарения сохраняется на уровне 4,03 кг/(м²·ч). Концентрации ионов K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, B³⁺ и Na⁺ в опресненной воде значительно снижены и соответствуют стандартам ВОЗ по питьевой воде. В этом исследовании с помощью пикосекундной лазерной обработки алюминиевой пенной интерфейсной испарительной поверхности найдены оптимальные параметры, изготовленный испаритель обладает отличной солестойкостью и потенциалом для длительной стабильной работы, что предоставляет новый подход к изготовлению интерфейсных испарителей и способствует практическому применению устойчивых технологий очистки воды.
关键词
Технология интерфейсного испарения на солнечной энергии;Интерфейсный испаритель;Пикосекундный лазер;Производительность воды;Солестойкость