21756

21756

مدل سازي و شبيه سازي آب شيرين كن خورشيدي-دودكشي

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

1398/11/30

دكتر منصور شيرواني

دكتر علي بخش كسائيان

مهندسي شيمي، نفت و گاز

فناوري نيروگاه دودكش خورشيدي در سال‌هاي اخير توسعه داده شده است و سامانه‌هاي تركيبي بسياري با دودكش خورشيدي، به‌منظور توليد توان بيشتر و يا بهره‌وري متفاوت، مورد تحليل و بررسي قرار گرفته‌اند. دودكش خورشيدي از سه بخش اصلي شامل: كالكتور، دودكش و توربين تشكيل شده است. ازآنجايي‌كه تأمين آب شيرين موردنياز بشر با استفاده از انرژي پاك و تجديد پذير كه محيط‌زيست و سلامت انسان‌ها را تهديد نكند و درعين‌حال آن مقرون‌به‌صرفه باشد، امري ضروري است. در اين پژوهش سامانه ديگري به نام آب‌شيرين‌كن خورشيدي به دودكش خورشيدي اضافه شده است كه در زير كالكتور دودكش خورشيدي قرار گرفته است. اين سيستم مسيري نو را براي توليد هم‌زمان آب شيرين و توان تجديد پذير ارائه مي‌دهد و بهره‌وري از انرژي خورشيدي را به‌طور چشمگيري افزايش مي‌دهد. به دليل نو بودن اين سامانه، مطالعات بيشتري براي توسعه روش‌هاي بديع به‌منظور شناخت و بهبود اين سيستم نياز است. در اين تحقيق آزمايش و مدل‌سازي حرارتي قسمت آب‌شيرين‌كن ارائه شده است. از نرم‌افزار متلب و اكسل براي حل معادلات و تجزيه‌وتحليل داده‌ها استفاده شده است. هندسه مورداستفاده براي مدل‌سازي بر اساس دستگاه ساخته‌شده در دانشگاه علم و صنعت است. نتايج اين مدل‌سازي با داده‌هاي تجربي مقايسه شده است. ميزان آب شيرين توليدي و دماي آب در اين مدل‌سازي انطباق خوبي با نتايج تجربي دارند كه به ترتيب داراي درصد خطاي 9/32% و 7/26% مي‌باشند. تأثير عمق آب در عملكرد آب‌شيرين‌كن با استفاده از مدل‌سازي انجام‌شده موردبررسي قرار گرفت. ميزان آب شيرين توليدي و دماي آب حاصل از مدل‌سازي، براي عمق‌هاي آب اوليه 2، 4، 6، 8 و 10 سانتي‌متر به دست آمدند. با كاهش عمق اوليه آب درون آب‌شيرين‌كن ميزان آب شيرين توليدي افزايش مي‌يابد. براي عمق آب 2 سانتي‌متر بيشترين ميزان آب شيرين توليدي به دست آمده است.

1398/12/12

Modeling and Simulation of Solar Water Desalination Integrated With Solar Chimney

2/19/2020 12:00:00 AM

The technology of solar chimney power plants has been developed remarkably during recent years. Combination of many other systems with SCPP has been investigated to achieve higher power production and efficiency. Solar chimney systems compromise three main parts: Collector, Chimney and Turbine. Since meeting human societies’ demands for clean drinking water by using renewable energies, which are environmental friendly and safe for human health, is necessary, solar water desalination is studied in this paper. In fact, desalination system is installed under collector of the solar chimney which provides electrical power and drinking water simultaneously. Because, hybrid systems are considered as new technology, it is obvious that more investigations are required to perceive these system and find appropriate ways for their improvement. In this study, an experimental and analytical investigation for the thermal performance of water desalination system in the solar chimney is proposed. Matlab and Excel software are utilized to solve mathematical models and analyze the data. The geometry of system is defined based on the constructed pilot setup of solar chimney in Iran University of Science & Technology. The comparison between results from mathematical model and experimental data shows that the amount of desalinated water and its temperature are compatible in this two investigation methods with acceptable errors 9.32% and 7.26% respectively, which proves that the mathematical model is reliable. In addition, the effect of water depth in the performance of desalination system is investigated by the mathematical model. The study is conducted for amount of produced water and its temperature based on initial 2,4,6,8, and 10 cm water depth. It is found that decreasing initial water depth in the system, leads to higher production of desalinated water. In fact, the highest production is achieved when the water depth was 2 cm.