《British Accounting Review》：Performance enhancement of a double slope solar still with rotating metal-wick structures: an experimental approach
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Gokulnath R|Pradeep Kumar|Shyama Gupta|Saurabh Kumar|Mohd Iqbal|Kriti Kumari|Rohinikumar Bandaru印度喀拉拉邦卡利卡特国立技术学院机械工程系太阳能中心，邮编673601摘要水是最重要的自
Gokulnath R|Pradeep Kumar|Shyama Gupta|Saurabh Kumar|Mohd Iqbal|Kriti Kumari|Rohinikumar Bandaru
印度喀拉拉邦卡利卡特国立技术学院机械工程系太阳能中心，邮编673601
摘要
水是最重要的自然资源。与海水不同，淡水可直接饮用、用于农业和工业领域。太阳能蒸馏器利用丰富的太阳能实现海水淡化，是一种将海水转化为淡水的环保解决方案。然而，由于蒸馏效率低下，其广泛应用受到限制。本研究通过结合旋转金属圆筒和花瓣结构，并使用织物及纱线作为吸液材料，对太阳能蒸馏器的性能进行了实验研究。该研究的创新点包括采用花瓣形状的旋转部件、使用纱线作为吸液材料以及运用金属网结构。通过对比不同吸液材料的吸水性和蒸发能力，还对吸液材料进行了特性分析及湿度测试。此外，研究还探讨了外部反射器、玻璃冷却装置和外部冷凝器等改进措施，以提升系统性能。在所有测试方案中，采用黄麻纱线与旋转金属网花瓣结构的太阳能蒸馏器，其每日产水量最高，热效率达到3058毫升/平方米，相比没有旋转部件的蒸馏器，产水量提升了164%，热效率提升了169%。经过进一步优化后，该系统的产水量可达4056毫升/平方米，热效率为57%，能量效率为2.55%。所得蒸馏水的总溶解固体浓度仅为19 ppm，纯度极高。经济分析显示，安装外部反射器可使运营成本最低，蒸馏水成本为0.097美元/升，投资回收期为710天。环境影响评估表明，该系统具有8.8吨的碳减排潜力，进一步体现了其可持续性。
内容节选
引言
地球上所有生物的生存都与水密切相关。尤其是对人类而言，淡水的供应至关重要。地球表面约70%被水覆盖，其中97.5%是海水，仅有2.5%是淡水。而在这2.5%的淡水中，真正可利用的还不到1%[1]。饮用海水会对人体健康造成严重危害，如高血压、心脏病以及母亲健康状况恶化等问题。
系统结构与工作原理
本研究的主要目的是探究旋转部件对双斜面太阳能蒸馏器生产效率和性能的影响。如图1所示，共研究了三种不同的系统：第一种是没有旋转部件的太阳能蒸馏器，称为系统1；第二种是带有旋转圆筒的系统，称为系统2；第三种则是采用了创新设计的旋转花瓣结构太阳能蒸馏器。
不确定性分析
不确定性分析能够定量评估实验测量结果及计算参数可能存在的误差。在本研究中，测量仪器的精度决定了蒸馏水产量、热效率及能量效率的准确度。通过使用合适的测量仪器系统地分析所有影响因素，可高精度地评估各系统的性能，相关仪器清单见表2。
经济性分析
淡化系统的经济可行性是其能否实际应用的关键因素，尤其是在水资源匮乏的地区。经济性分析有助于了解该技术的成本效益、投资回报以及长期可持续性。本研究对无旋转部件、有旋转部件以及经过优化的太阳能蒸馏器进行了经济性分析[28]。表3展示了相关成本数据。
吸液材料特性研究结果
吸液材料特性研究的结果见表5。本研究选取的吸液材料为棉花、黄麻和聚酯，它们分别以织物和纱线形式存在。为了全面评估这些吸液材料的性能，研究人员对其厚度、质量及密度等参数进行了检测。此外，还测量了各类织物的每平方英寸线数。吸液材料的特性对其功能发挥有着重要影响。
结论
本研究旨在通过引入由金属结构和吸液材料组合而成的各种旋转部件，提升双斜面太阳能蒸馏器的生产效率和热效率。为此，首先通过吸液材料特性分析及湿度测试对各类吸液材料进行了研究，随后又设计了花瓣形状的旋转部件并进行了实验验证。在旋转部件中结合使用纱线和金属网的结构，也为该蒸馏器带来了新的优化可能。
研究的局限性
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本研究未探讨各类吸液材料在长期使用中的耐用性。
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研究未通过改变转轴转速来比较不同系统之间的性能差异。
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研究也未考虑水池中水位变化对系统性能的影响。
未来研究建议
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建议进一步探索适用于旋转式太阳能蒸馏器的其他吸液材料。
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可以对各类吸液材料的耐用性进行专项研究。
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还可研究在太阳能蒸馏器中采用不同结构的旋转部件所带来的效果。
作者贡献说明
Gokulnath R：负责撰写原始稿件、项目管理、方法设计、实验研究、正式分析、数据整理以及概念构建工作。Shyama Gupta：参与撰写原始稿件、成果可视化、实验研究、正式分析及数据整理工作。Pradeep Kumar：负责撰写原始稿件、成果可视化、实验研究、正式分析及数据整理工作。Mohd Iqbal：参与撰写原始稿件、成果可视化、实验研究、正式分析及数据整理工作。Saurabh Kumar：负责撰写原始稿件。
关于手稿编写过程中生成式AI及AI辅助技术的声明
在撰写本文时，作者使用了ChatGPT工具来提升文本的可读性和语言表达水平。在使用该工具后，作者对内容进行了必要的审阅和修改，并对最终发表文章的内容承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。
