集露技术的根本极限
应用物理
2019-10-21 v2
摘要
集露技术通过辐射冷却将冷凝器降至露点以下，以实现大气中水蒸气的冷凝。由于其被动特性，该技术在全世界饮用水短缺背景下引起了广泛关注。然而，其性能的根本极限尚未明确。此外，现有应用仅限于湿润地区。在此，我们通过仔细考虑光谱定向大气透射率，在环境温度、相对湿度和对流系数等广泛参数范围内，指出了该技术性能的上限。而且，我们强调了由选择性发射体构成的冷凝器的潜力，与黑体发射体相比，它能在明显更干旱的条件下冷凝水蒸气。例如，近理想发射体在环境温度20摄氏度、相对湿度40%时仍可实现13克每平方米每小时的集露质量通量，而黑色发射体无法工作。我们提供了这样一种用于集露目的、由六层组成的选择性发射体的数值设计。
引用
@article{arxiv.1909.05757,
title = {Fundamental Limits of the Dew-Harvesting Technology},
author = {Minghao Dong and Zheng Zhang and Yu Shi and Xiaodong Zhao and Shanhui Fan and Zhen Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.05757},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 5 figures and 2 tables of main text; 7 pages, 4 figures and 3 notes of Supporting Information