面对当前严峻的淡水危机,寻求高效节能的海水淡化方法成为能源与水资源领域国内外共同关注的焦点。本文在对现有海水淡化方法分析的基础上,给出了一种新型高效的冷冻淡化方法-湿度差驱动的蒸发冷冻海水淡化方法,并对该淡化过程的传热传质特性进行了研究。论文给出了湿度差驱动的蒸发冷冻热质传递模型,分析了影响海水溶液冻结的主要因素。讨论了蒸发冻结过程中空气与水的热质传递过程,推导出蒸发冷冻法海水淡化的理论耗能量,并对显热与潜热传递对溶液蒸发冷冻产生的驱动势进行了对比分析。应用Fluent软件分析了蒸发冷冻过程中水、水蒸气、冰三相的分布状态及蒸发冻结现象,讨论了对流传质系数与结冰量之间的关系。分析了空气湿度差、空气流速与水槽长度对蒸发冷冻过程中的传质通量与传质系数的影响,讨论了空气流动过程中雷诺数与传质系数的关系。搭建了湿度差驱动的蒸发冷冻海水淡化试验装置,对不同湿度差与气流流速作用下海水溶液的冻结进行了试验研究,将试验结果与理论模拟结果进行了对比分析,两者具有较好的一致性。研究结果表明:蒸发冷冻法海水淡化过程中结冰量的主要影响因素为空气进出口湿度差与气流流速,相同条件下湿度差越大,结冰量越大;气流流速越大,结冰量越大。同时,水槽长度也是影响蒸发传质效果的重要因素,水槽长度越大,热质交换完成度越好。