盐分多孔介质蒸发-降水特性差异研究：基于棒状、毛细管和球体结构的模型系统分析

本文通过对比棒状多孔介质（RBPM）、毛细管多孔介质（CBPM）与传统多孔介质（CPM）在红外加热下的蒸发特性，揭示了近零半径（NZR）接触点对维持高蒸发率（CRP阶段）的关键作用。研究发现，尽管盐沉积会导致孔隙堵塞，但RBPM/CBPM因其简单直通结构能显著延长第一阶段蒸发，为高效脱盐技术提供了新思路。

　　

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Materials and methods

所有使用垂直堆叠的圆形玻璃棒和毛细管的实验均在一个横截面积为5.05 × 4.05 cm2、高度为7.40 cm的丙烯酸容器中进行。研究了三种尺寸的玻璃棒：2 mm、3 mm和5 mm，以了解更简单几何结构中孔径大小对蒸发和盐沉淀耦合效应的影响，并探究盐沉淀对维持高蒸发率的作用。玻璃毛细管...

Case I: 2 mm RBPM under 1000 W/m2

我们展示了在外部热负荷为1000 W/m2条件下，使用2 mm饱和RBPM进行的实验详细结果。图3显示了蒸发速率e" (mm/day)和平均表面温度(T?_s)随时间的变化。实验开始后2小时内，蒸发速率在20 mm/day达到峰值，在此期间T?_s从34°C逐渐升至47°C。请注意，红外加热器在实验开始前就已开启，约2小时后实验正式开始。

Conclusions

本研究在受控红外辐射加热（从上向下）条件下，通过垂直堆叠的玻璃棒束（RBPM）和毛细管束（CBPM）研究了更简单类型多孔介质中的蒸发特性和盐沉淀动力学，并与传统多孔介质（CPM）进行了直接比较。与具有曲折孔隙路径的CPM不同，这些新型系统不仅提供了更简单、笔直的孔隙几何结构，还包含近零半径（NZR）接触点，理论上可实现无限高度的液体输运。

CRediT authorship contribution statement

Shivani Chauhan: 撰写-审阅和编辑、撰写-初稿、可视化、验证、方法论、研究、形式分析、数据整理、概念化。Navneet Kumar: 撰写-审阅和编辑、验证、监督、方法论、资金获取、概念化。

Declaration of competing interest

作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在竞争利益：Navneet Kumar报告由SERB, DST (GoI)提供资助。如果存在其他作者，他们声明没有已知可能影响本工作报告的竞争性财务利益或个人关系。

Acknowledgment

实验在印度理工学院查谟分校的热与自然现象实验室进行。作者也感谢印度理工学院查谟分校提供的SEED资助以及SERB, DST (GoI)提供的SRG/2022/000680资金支持。