有机相变材料（PCM）应用于海水淡化的数值仿真模型

        水资源短缺是目前面临的一个全球性问题，对地球上丰富的海水进行淡化则是解决水资源短缺问题的一个重要途径。 但传统的海水淡化往往需要高能量消耗，在一些能源短缺的地区难以实现，因此，亟需一种绿色、高效、可持续的海水淡化方法来缓解上述危机。 太阳光驱动的界面光热水蒸发，由于其可以通过在远远低于水沸腾的温度下产生蒸汽来进行海水纯化，在过去几年中引起了越来越多的关注。

      有机相变材料（PCM）的低熔点使其成为存储太阳能的理想选择。然而，有机PCM弱光热、导热性能严重阻碍了其实际应用。研究表明，向有机PCM中添加纳米颗粒可以有效改善其光热性能，但许多纳米颗粒成本高昂，难以合成，且加入纳米颗粒后，有机PCM潜热下降显著。由于NTP最初是在海水淡化中提出的，尚未引入PCM，本案例将有机相变材料PCM应用于海水淡化中，建立了一二维几何模型，如图1所示。

图1 几何模型

     模拟得到PCM作用下的海水淡化过程中的温度场、速度场、相对湿度场以及PCM材料中的液相率的变化，仿真结果如下图所示。

图2 温度场变化

图3 速度场变化

图4 相对湿度场变化

图5 PCM液相率变化

感兴趣的朋友，欢迎交流模型！