3D太阳间接蒸发器的机理与规模化潜力
应用物理
2025-04-25 v1 流体动力学
摘要
在阳光下，多孔蒸发器的蒸发速率已报告超过太阳热极限，即将入射太阳能量与水的潜热和显热相关，用于脱盐和盐湖干旱。尽管平坦二维(2D)蒸发器超过太阳热极限暗示非热过程，但高三维(3D)太阳蒸发器可通过吸收额外环境热量至其冷侧墙壁而超过极限。通过建模，我们解释了物理机制，并确定了鳍片从2D到3D蒸发转换并超过太阳热极限的临界高度。我们的分析表明，环境热量吸收由环境相对湿度和气流速度决定。随后将模型粗化为尺度为米的大型鳍阵装置，以分析其规模化。我们指出，这些装置在封闭环境设置(如太阳仍)中不太可能实现有利的规模化。我们的建模清晰地揭示了3D蒸发阵列的优势与局限，并指出了以往工作中阻碍设备整体性能的设计选择。这一工作阐明了区分2D与3D蒸发对于理解超过太阳热极限的间接蒸发机制的重要性。
引用
@article{arxiv.2502.18603,
title = {Mechanisms and Scale-up Potential of 3D Solar Interfacial-Evaporators},
author = {James H. Zhang and Rohith Mittapally and Abimbola Oluwade and Gang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18603},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 6 figures