随着人类社会的飞速发展,淡水资源的匮乏及化石能源的过度消耗已经成为人类亟待需要解决的问题。传统的工业化苦咸水淡化系统不能切实解决分布式淡水短缺问题,且需要消耗化石能源,导致苦咸水淡化装置建造成本高,在运行过程中也会对环境造成污染。因此,将太阳能热利用技术与新型苦咸水淡化技术相结合成为缓解淡水资源匮乏的重要途径之一。为此,本文设计了一种多效蒸馏管式太阳能苦咸水淡化装置,该装置占地面积小、热利用效率高、可进行模块化集成产水,可以满足偏远地区的苦咸水淡化需求。本文介绍了装置的结构及运行原理,分析了装置内部的传热传质特性,搭建了试验台并在稳态运行条件下对影响装置产水性能的因素进行了分析。基于实验室测试结果,搭建了室外多效蒸馏管式太阳能苦咸水淡化测试系统,在实际天气运行条件下对装置的产水性能进行了研究并给出了该装置的性能系数。最后,为了探究强化装置内部传热传质过程的有效方法,搭建了二效蒸馏管式太阳能苦咸水淡化装置,并分别研究了装置在回热工况下及填充氦气工质下的产水性能。首先,在实验室内搭建了蒸发冷凝面不同间距管式蒸馏太阳能苦咸水淡化测试试验台,对装置蒸发冷凝面间距对装置产水性能的影响进行了研究和分析。当定输入功率为168W,间距从1.5cm增大到2.5cm时,装置单位冷凝面积产水速率下降了15.6%,间距增大到3.5cm时,单位冷凝面积产水速率下降了32.2%。其次,搭建了多效蒸馏管式太阳能苦咸水淡化装置,试验研究了进料苦咸水盐度对装置产水性能的影响。结果表明,当运行温度为80℃,进料苦咸水盐度为10.5%时的装置产水速率比盐度为3.5%时下降了约20.32%。再次,搭建由板式太阳能集热器供能的多效蒸馏管式苦咸水淡化测试台,探究该系统在实际天气运行条件下的产水性能,结果表明,晴天运行时,装置产水速率最高可达到1.06kg/h,而系统的性能系数为1.34。最后,为提高装置的产水性能,研究了强化装置内部传热传质过程的方法,对所搭建的多效蒸馏管式太阳能苦咸水淡化装置,分别测试了回热工况和氦气填充工况下的产水性能。结果表明,运行温度为80℃时,回热工况下装置的产水速率可达到0.707kg/h,要比非回热工况高出13.3%;而对比装置内部载气分别为空气和氦气时装置的产水性能,可以得出在输入功率为335W时,填充氦气的装置性能系数比载气为空气时装置的性能系数高出0.11。由此可得出,通过回收利用装置的热损失及填充传热系数较大的气体介质均可实现装置内部传热传质过程的强化,从而达到提高装置淡水产量的目的。