بهبود عملکرد آب شیرین کن ساده خورشیدی با استفاده از ماسه : بررسی اثر ارتفاع نسبی آب داخل ماسه

نوع مقاله : یادداشت فنی (5 صفحه)

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اسفراین، اسفراین، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد اسفراین، دانشگاه آزاد اسلامی، اسفراین، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اسفراین، اسفراین، ایران

چکیده

امروزه به دلیل افزایش تقاضای آب و تجدیدناپذیری و آلایندگی انرژی‌های فسیلی، شیرین‌سازی خورشیدی آب‌های شور، به عنوان یک گزینه‌ی پایدار تامین آب مطرح است. راندمان پایین آب‌شیرین‌کن‌های ساده خورشیدی، باعث شده است که بهبود عملکرد آنها یکی از زمینه‌های مورد تحقیق در سراسر جهان باشد. یکی از روشهای مورد استفاده در این زمینه استفاده از مواد ذخیره کننده انرژی مانند ماسه در داخل حوضچه‌ی آب-شیرین‌کن است. در این تحقیق، اثر ارتفاع نسبی آب داخل ماسه بر عملکرد آب‌شیرین‌کن ساده‌ی خورشیدی مطالعه شده است. برای این منظور چهار دستگاه آب‌شیرین‌کن حوضچه‌ای خورشیدی در شرایط اقلیمی اسفراین، ایران (عرض جغرافیایی 36.20 و طول جغرافیایی 57.67) ساخته شد و اثر ارتفاع نسبی آب به ماسه و تاثیر مویینگی آب در داخل ماسه مطالعه گردید. ارتفاع ماسه داخل آب‌شیرین‌کن‌ها 10 سانتیمتر و نسبت ارتفاع آب به ماسه در 4 تیمار، 1، 0.75، 0.5 و 0.25 در نظر گرفته شد. آزمایش‌ها در 4 روز در اواخر تیرماه و اوایل مرداد ماه سال 1399 هر روز به مدت 16 ساعت انجام شد. نتایج حاکی از آن بود که آب‌شیرین‌کن حاوی ماسه، در حالت تماس کامل آب و ماسه (ارتفاع نسبی 1)، عملکرد و بازده حرارتی بهتری نسبت به حالت‌های دیگر که سطح آب نسبت به ماسه پایین‌تر بوده، داشته است. بنابراین، به نظر می‌رسد قرار دادن ماسه در حوضچه‌ی آب‌شیرین‌کن خورشیدی و در تماس کامل با آب، می‌تواند گزینه‌ی مناسبی برای افزایش راندمان آن باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Improving the Performance of Simple Solar Still Using Sand: The Effect of Water Relative Height Inside the Sand

نویسندگان [English]

  • Reza Nameni 1
  • Abolfazl Farzi 2
  • Hamid Asadollahi Yazdi 3
1 Department of Civil Engineering, Esfarayen Branch, Islamic Azad University, Esfarayen, Iran
2 Department of Civil Engineering, Esfarayen Branch, Islamic Azad University, Esfarayen, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Esfarayen Branch, Islamic Azad University, Esfarayen, Iran
چکیده [English]

Today, due to the increasing demand for water and the non-renewability and pollution of fossil fuels, solar desalination is a sustainable altervative for water supply. The low performance of simple solar stills has made them one of the most research fields in the world. One of the methods used in this field is the use of energy storage materials such as sand inside the water-desalination basin. In this study, the effect of relative height of water in sand on the performance of a simple solar desalination plant has been studied. For this purpose, four solar stills were built in Esfarayen, Iran (latitude 36.20 and longitude 57.67) and the effect of relative height of water to sand and the capillary effect of water in sand were studied. The height of sand in the solar stills was 10 cm and the relative water to sand heights were considered 1, 0.75, 0.5 and 0.25. The experiments were performed for 4 days in late July 2020 for 16 hours every day. The results indicated that the sand containing solar still, in the state of full contact of water and sand (relative height=1), had the best productivity and thermal efficiency in comparison with the other cases that the water level was lower than sand surface. Therefore, it seems that placing sand in a solar desalination pond in full contact with water can be a good option to increase its efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Desalination
  • Solar still
  • Sand
  • Relative height
Dumka P, Sharma A, Kushwah Y, Raghav A S, and Mishra D R (2019) Performance evaluation of single slope solar still augmented with sand-filled cotton bags. Journal of Energy Storage 25:100888
Gholizadeh M, Farzi A (2020) Performance improvement of the single slope solar still using sand. Journal of Solar Energy Research 5(4):560-567
Gorjian S and Ghobadian B (2015) Solar desalination: A sustainable solution to water crisis in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews 48:571-584
Kabeel A E, El-Agouz S A, Sathyamurthy R, and Arunkumar T (2018) Augmenting the productivity of solar still using jute cloth knitted with sand heat energy storage. Desalination 443:122-129
Madhu B, Balasubramanian E, Sathyamurthy R, Nagarajan P K, Mageshbabu D, Bharathwaaj R, and Manokar A M (2018) Exergy analysis of solar still with sand heat energy storage. Applied Solar Energy 54(3):173-177
Manju S and Sagar N (2017) Renewable energy integrated desalination: A sustainable solution to overcome future fresh-water scarcity in India. Renewable and Sustainable Energy Reviews 73:594-609
Mohamed A F, Hegazi A A, Sultan G I, and El-Said E M (2019) Enhancement of a solar still performance by inclusion the basalt stones as a porous sensible absorber: Experimental study and thermo-economic analysis. Solar Energy Materials and Solar Cells 200:109958
Sellami M H, Guemari S, Touahir R, and Loudiyi K (2016) Solar distillation using a blackened mixture of Portland cement and alluvial sand as a heat storage medium. Desalination 394:155-161
Tabrizi F F, and Sharak A Z (2010) Experimental study of an integrated basin solar still with a sandy heat reservoir. Desalination 253(1-3):195-199