مطالعه تجربی اثر استفاده از ماسه بر عملکرد آب شیرین کن خورشیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

2 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

3 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور ، دزفول، ایران

چکیده

امروزه افزایش جمعیت، آلودگی، تغییر شرایط آب و هوایی،کاهش منابع زیر زمینی و مصرف بی ‌رویه آب از دلایل عمده در کمبود آب‌ شیرین است. یکی از روش‌های تولید آب‌ شیرین استفاده از انرژی خورشیدی بوده که در دستگاه‌هایی به نام آب‌شیرین‌کن خورشیدی صورت می‌گیرد. در این پژوهش به بررسی اثر استفاده از جرم‌های مختلف از ماسه بر میزان تولید آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌‌ای دو شیب با سطح حوضچه 27/0 مترمربع در عمق آب ثابت 5/1 سانتی‌متر در روزهای آفتابی فصل زمستان پرداخته شده است. ماسه به‌ عنوان ذخیره کننده گرما عمل کرده و در زمانی که تابش خورشیدی کم است، گرمای ذخیره شده در خود را به آب‌شیرین‌کن پس می‌دهد. یافته‌های حاصل از تحقیق نشان می‌دهند که میزان تولید روزانه در آب‌شیرین‌کن بدون ماسه و آب‌‌شیرین‌کن با جرم 1 کیلو‌‌گرم ماسه یکسان می‌باشد، همچنین با افزایش جرم ماسه از 1 به 2 کیلو‌گرم میزان تولید آب‌شیرین‌کن کاهش می‌یابد. از طرفی بازده انرژی و اگزرژی سیستم نیز با افزایش جرم ماسه کاهش یافته است. درنتیجه قرار دادن 1 کیلو‌گرم ماسه در این آب‌شیرین‌کن به عنوان مقدار بهینه بوده و افزایش آن تأثیر منفی بر عملکرد سیستم در روزهای آفتابی دارد.

کلیدواژه‌ها


[1] S. Delfani, H. PasdarShahri, M. Karami, Solar Stills, first Edition, pp. 1-2, Tehran: Building and Housing Research Center, 2010. (in Persion).
[2] Z. M. Omara, A. E. Kabeel, A. S. Abdullah, A review of solar   still performance with reflectors, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 68, pp. 638-649, 2017.
[3] P. V. Kumar, A. Kumar, O. Parakash, A. K. Kaviti, Solar stills system design: A review, Renewable and sustainable energy reviews, Vol. 51, pp. 153-181, 2015.
[4] T. Arunkumar, K. Raj, D. D. W. Rufuss, D. Denkenberger, G.   Tingting, L. Xuan, R. Velraj, A review of efficient high productivity solar stills, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 101, pp. 197-220, 2019.
[5] D. Sonawane, Research paper on enhancing solar still productivity by optimizing angle of PCM embedded absorber surface, International Journal of Science Technology & Engineering, Vol. 2, pp. 192–196, 2015.
[6] R. Sathyamurthy, P. K. Nagarajan, J. Subramani, D. Vijayakumar, K. Mohammed Ashraf Ali, Effect of water mass on triangular  pyramid solar still using phase change material as storage medium, Energy Procedia, Vol. 61, pp. 2224 – 2228, 2014.
[7] A. E. Kabeel, Y. A. F. El-Samadony, W. M. El-Maghlany, Comparative study on the solar still performance utilizing different PCM, Desalination, Vol. 432, pp. 89–96, 2018.
[8] H. S. Deshmukh, S. B. Thombre, Solar distillation with single basin solar still using sensible heat storage materials, Desalination, Vol. 410, pp. 91–98, 2017.
[9] P. Dumka, A. Sharma, Y. Kushwah, A. S. Raghav, D. R. Mishra, Performance evaluation of single slope solar still augmented with sand-filled cotton bags, Journal of Energy Storage, Vol. 25, pp. 100888, 2019.
[10] A. Khechekhouche, B. Benhaoua, M. Manokar, R. Sathyamurthy, Z. Driss, Sand dunes effect on the productivity of a single slope solar distiller, Heat and Mass Transfer, Vol. 56, No. 4, pp. 1117-1126, 2020.
[11] K. K. Murugavel, S. Sivakumar, J. R. Ahamed, K. K. Chockalingam, K. Srithar, Single basin double slope solar still with minimum basin depth and energy storing materials, Applied energy, Vol. 87, No. 2, pp. 514-523, 2010.
[12] A. E. Kabeel, S. A. El-Agouz, R. Sathyamurthy, T. Arunkumar, Augmenting the productivity of solar still using jute cloth knitted with sand heat energy storage, Desalination, Vol. 443, pp. 122-129, 2018.
[13] B. Abu-Hijleh, H. M. Rababa’h, Experimental study of a solar still with sponge cubes in basin, Energy conversion and Management, Vol.44, No. 9, pp. 1411-1418, 2003.
[14] M. H. Sellami, T. Belkis, M. L. Aliouar, S. D. Meddour, H. Bouguettaia, K. Loudiyi, Improvement of solar still performance by covering absorber with blackened layers of sponge, Groundwater for Sustainable Development, Vol. 5, pp. 111-117, 2017.
[15] A. M. Manokar, Y. Taamneh, A. E. Kabeel, D. P. Winston, P. Vijayabalan, D. Balaji, R. Sathyamurthy, S. Padmanaba Sundar, D. Mageshbabu, Effect of water depth and insulation on the productivity of an acrylic pyramid solar still–An experimental study, Groundwater for Sustainable Development, Vol. 10, pp. 100319, 2020.
[16] A. Kianifar, S. Z. Heris, O. Mahian, Exergy and economic analysis of a pyramid-shaped solar water purification system, active and passive cases, Energy, Vol. 38, No. 1, pp. 31-36, 2012.

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از تاریخ 28 تیر 1400
  • تاریخ دریافت: 03 خرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 15 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش: 21 تیر 1400