مطالعه تجربی و ارزیابی اثر ضخامت ماده متخلخل پشم بر تولید آب شیرین، توزیع دما و بازده انرژی و اگزرژی آب شیرین کن پله ای خورشیدی

علیزاده, محمد; عصاری, محمدرضا; ستاره, میلاد; بصیرت تبریزی, حسن

doi:10.30506/mmep.2023.2010858.2116

مطالعه تجربی و ارزیابی اثر ضخامت ماده متخلخل پشم بر تولید آب شیرین، توزیع دما و بازده انرژی و اگزرژی آب شیرین کن پله ای خورشیدی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول

² استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول

³ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول

⁴ استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

10.30506/mmep.2023.2010858.2116

چکیده

در این پژوهش از ماده متخلخل پشم بر روی پله ‌های یک آب شیرین خورشیدی پله ‌ای استفاده شده و اثر ضخامت ماده متخلخل پشم بر روی بازده انرژی و اگزرژی، میزان تولید آب شیرین و دماهای فضای داخل و پله های آب شیرین کن به صورت تجربی مطالعه می ‌شود. آزمایش‌‌ ها با ماده متخلخل با ضخامت 4، 6، 8 و 12 میلیمتر و بدون ماده متخلخل انجام شده‌ اند. نتایج حاصل از این آزمایش ‌‌ها نشان می دهد که میزان تشعشع بر تولید آب شیرین تاثیر گذار بوده و ماده متخلخل پشم بر روی پله های آب شیرین کن، علاوه بر تاثیر گذاری بر دماهای فضای داخلی آب شیرین کن و پله ها، تولید آب شیرین و بازده بالاتری نسبت به آب شیرین کن بدون ماده متخلخل دارد. به عنوان مثال، تولید آب شیرین و بازده آب شیرین کن با محیط متخلخل پشم با ضخامت 12 میلی متر نسبت به آب شیرین کن بدون محیط متخلخل به ترتیب 35/0 لیتر و 08/7 درصد بیشتر می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

ترمودینامیک و انتقال حرارت

مراجع

[1] H. Bagheri Esfeh, R. Rostam Zadeh, and M. Rostam Zadeh, "Review on different solar still systems," (in Persian), Scientific journal of the Iranian Mechanical Engineering Association, vol. 28, no. 1, pp. 24-34, 2019, doi: https://dorl.net/dor/20.1001.1.16059719.1398.28.1.3.9.

[2] G. Peng and S. W. Sharshir, "Progress and performance of multi-stage solar still – A review," Desalination, vol. 565, p. 116829, 2023/11/01/ 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116829.

[3] P. K. Chaurasiya et al., "A review of techniques for increasing the productivity of passive solar stills," Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 52, p. 102033, 2022/08/01/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102033.

[4] P. Negi, R. Dobriyal, D. B. Singh, and G. K. Badhotiya, "A review on passive and active solar still using phase change materials," Materials Today: Proceedings, vol. 46, pp. 10433-10438, 2021/01/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.996.

[5] S. S. Adibi Toosi, H. R. Goshayeshi, and S. Zeinali Heris, "Experimental investigation of stepped solar still with phase change material and external condenser," Journal of Energy Storage, vol. 40, p. 102681, 2021/08/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102681.

[6] H. Amiri, "Enhancing the stepped solar still performance using a built-in passive condenser," Solar Energy, vol. 248, pp. 88-102, 2022/12/01/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.11.006.

[7] B. Darbari and S. Rashidi, "Performance analysis for single slope solar still enhanced with multi-shaped floating porous absorber," Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 50, p. 101854, 2022/03/01/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101854.

[8] S. B. Sadineni, R. Hurt, C. K. Halford, and R. F. Boehm, "Theory and experimental investigation of a weir-type inclined solar still," Energy, vol. 33, no. 1, pp. 71-80, 2008/01/01/ 2008, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2007.08.003.

[9] Z. M. Omara, A. E. Kabeel, and M. M. Younes, "Enhancing the stepped solar still performance using internal and external reflectors," Energy Conversion and Management, vol. 78, pp. 876-881, 2014/02/01/ 2014, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.07.092.

[10] A. F. Muftah, K. Sopian, and M. A. Alghoul, "Performance of basin type stepped solar still enhanced with superior design concepts," Desalination, vol. 435, pp. 198-209, 2018/06/01/ 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2017.07.017.

[11] M. S. S. Abujazar, S. Fatihah, E. R. Lotfy, A. E. Kabeel, and S. Sharil, "Performance evaluation of inclined copper-stepped solar still in a wet tropical climate," Desalination, vol. 425, pp. 94-103, 2018/01/01/ 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2017.10.022.

[12] H. Panchal, D. K. Patel, and P. Patel, "Theoretical and experimental performance analysis of sandstones and marble pieces as thermal energy storage materials inside solar stills," International Journal of Ambient Energy, vol. 39, no. 3, pp. 221-229, 2018/04/03 2018, doi: 10.1080/01430750.2017.1298059.

[13] S. W. Sharshir et al., "Enhancing the solar still performance using nanofluids and glass cover cooling: Experimental study," Applied Thermal Engineering, vol. 113, pp. 684-693, 2017/02/25/ 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.11.085.

[14] S. Rashidi, N. Rahbar, M. S. Valipour, and J. A. Esfahani, "Enhancement of solar still by reticular porous media: Experimental investigation with exergy and economic analysis," Applied Thermal Engineering, vol. 130, pp. 1341-1348, 2018/02/05/ 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.11.089.

[15] A. Agrawal and R. S. Rana, "Theoretical and experimental performance evaluation of single-slope single-basin solar still with multiple V-shaped floating wicks," Heliyon, vol. 5, no. 4, p. e01525, 2019/04/01/ 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01525.

[16] M. H. Sellami, T. Belkis, M. L. Aliouar, S. D. Meddour, H. Bouguettaia, and K. Loudiyi, "Improvement of solar still performance by covering absorber with blackened layers of sponge," Groundwater for Sustainable Development, vol. 5, pp. 111-117, 2017/09/01/ 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.gsd.2017.05.004.

[17] A. R. Abd Elbar and H. Hassan, "Energy, exergy and environmental assessment of solar still with solar panel enhanced by porous material and saline water preheating," Journal of Cleaner Production, vol. 277, p. 124175, 2020/12/20/ 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124175.

[18] S. W. Sharshir, M. A. Rozza, M. Elsharkawy, M. M. Youns, F. Abou-Taleb, and A. E. Kabeel, "Performance evaluation of a modified pyramid solar still employing wick, reflectors, glass cooling and TiO2 nanomaterial," Desalination, vol. 539, p. 115939, 2022/10/01/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2022.115939.

[19] S. Abdallah, M. M. Abu-Khader, and O. Badran, "Effect of various absorbing materials on the thermal performance of solar stills," Desalination, vol. 242, no. 1, pp. 128-137, 2009/06/01/ 2009, doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.03.036.