海水淡化技术是解决当今社会水资源短缺问题的重要手段,常规海水淡化技术大量消耗宝贵的化石燃料,对环境生态影响巨大,其负面效应已为人所重视；太阳能海水淡化技术能较好的兼顾能源和水源需求,有助于解决农村苦咸水地区、海外离岛等地区饮用水问题,已成为淡化工业的重要发展方向。本文在系统了解前人研究的基础上,针对太阳能增湿海水淡化过程中存在回热差,产水率低等问题进行了分析,依据分级回热和多级增湿的基本原理,提出了分级回热的增湿淡化方法,以改善系统的回热特性和产水性能,并建立了分级回热式增湿淡化的数学模型,通过试验研究与仿真计算,获得分级回热的特性曲线及系统最佳操作参数。本文的主要研究内容包括以下几个方面：(1)设计分级回热式的太阳能增湿海水淡化装置,研究分级回热式增湿淡化装置的产水特性,分析了各参数对增湿淡化过程的影响规律。研究表明采用闭式空气循环方法的热损失更低；当加湿器工作风速低于0.5m/s时,喷水温度低于70℃时,加湿器出口湿空气接近饱和。(2)研究水膜加湿器的增湿特性,通过试验研究与理论分析,探讨影响增湿过程的重要参数。试验表明加湿器的出口气温主要与喷水温度和水气比相关,无量纲温度O随水气比升高而增大；在40℃-65℃范围内,(?)随水温的变化基本呈线性关系,拟合了无量纲温度(?)的试验模型,并与增湿过程数学模型的计算结果进行了对比。(3)研究淡化装置在自然辐照条件下的产水特性,分析分级回热对系统效能的影响,并对淡化装置的热力性能和淡水水质进行分析评价。试验所得前置冷凝器的最佳流量比例为2：7,此时回热比例可达35%-45%；该淡化装置的实测淡水产率为6.53kg/(m2·d),淡水产率较单级增湿淡化装置提高了29.6%。(4)建立了太阳能增湿海水淡化过程的数学模型并进行仿真计算,对模型计算结果与试验值进行了相关性验证与误差分析,获得了加湿器湿膜表面的温度场,以及淡化装置的产水特性曲线。仿真计算结果表明：模型计算结果与试验结果的相关性较高,稳态计算结果的相对误差和均方根误差均较小；湿膜的最佳厚度为200-300mm,湿膜厚度对增湿效果的影响比湿膜高度更为显著；研究得到加湿器的最佳水气比为0.75,前置冷凝器冷却水流量最佳值为风量的1.0-1.5倍,此时第二级淡化装置的产水率为第一级的25%左右。