أداء مقطر شمسی ذو سریان لطبقة رقیقة من المیاه المالحة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ الهندسة الزراعیة المساعد- کلیة الزراعة – جامعة الفیوم، مصر.

2 مدرس الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة الفیوم، مصر.

المستخلص

أجریت هذه الدراسة بغرض تقیم أداء مقطر للمیاه المالحة ، یستمد طاقته مباشرة من الأشعة الشمسیة الساقطة علی مجمعه الشمسی من خلال غلاف من الزجاج الشفاف، علی أن یکون هناک تیار مستمر من المیاه المالحة ذو عمق صغیر لا یتعدى الـ 5مم ینساب علی سطح المجمع الشمسی والمتحکم فی زاویة میله علی المستوی الأفقی . تمت دراسة تأثیر کل من (شدة الأشعة الشمسیة، فرق درجات الحرارة بین المجمع الشمسی وغلاف المقطر الزجاجی ، معدلات سریان المیاه المالحة عبر المجمع الشمسی و أخیرا زاویة میل المجمع الشمسی علی
المستوی الأفقی) علی کمیة المیاه المقطرة باللتر لکل متر مربع خلال الیوم الواحد (من بدایة الشروق وحتى غروب الشمس). لقد أوضحت المعاملات التجریبیة النتائج التالیة:
1-  تراوحت إنتاجیة المقطر من المیاه من 5 إلی 8 لتر/م2.الیوم وذلک تحت ظروف التشغیل

التالیة (شدة أشعة الشمس مابین 552.1 إلى 591.2 وات/م2 ، درجة حرارة الهواء الجوی مابین 25 إلی 31.8 مo ، الفرق فی درجات الحرارة بین المجمع الشمسی وغلاف المقطر ما بین 39 إلى 52 مo ، معدل سریان المیاه المالحة عبر المجمع الشمسی مابین 4 إلی 10 لتر/ساعة وأخیرا زاویة میل المجمع الشمسی مابین 15 إلی 45 مo ).

2- أفضل النتائج کانت مع زاویة میل المجمع الشمسی 25مo ومعدل سریان 4 لتر/ساعة ، نظرا لوجود أعلی فرق بین درجتی حرارة کل من المجمع الشمسی وغلاف المقطر. بینما تکاد تتساوى نتائج کل من زاویة میل المجمع الشمسی 45مo و 15مo.
3- تراوحت کفاءة تشغیل نموذج التقطیر المقترح مابین 53 إلی 63% . وکانت أعلی کفاءة تم حسابها لظروف تشغیل المقطر مع زاویة المیل 25o ومعدل سریان للمیاه المالحة 4 لتر/ساعة .
 4- زیادة معدل التقطیر مع زیادة الفرق بین درجتی حرارة کل من المجمع الشمسی و غلاف المقطر .
5- زیادة معدل التقطیر مع زیادة الفرق بین ضغطی التشبع لبخار الماء عند کل من المجمع الشمسی و غلاف المقطر .
6- قیمت مجموعة العوامل المرتبطة بالنموذج والظروف المناخیة إحصائیا ، حیث أوضحت النتائج معنویة النموذج الإحصائی الناتج من استخدام التحلیل الانحداری المتعدد  Step-wise regression analysis وذلک عند مستوى معنویة قدره 0.001 .
7- اعتمد النموذج الإحصائی المتحصل علیه على کل من شدة الأشعة الشمسیة(I) بالوات/م2 ، معدل سریان المیاه المالحة التى تنساب علی المجمع الشمسی (F) باللتر/ساعة و أخیرا الفرق بین درجات حرارة کل من المجمع الشمسی والغلاف الزجاجی (T) بالدرجة المئویة.
                (Dw = -8.971+0.1687T –0.07F +0.0147I )
بینما لم یکن لکل من درجة حرارة الهواء الجوی وزاویة میل المجمع الشمسی أثرا معنویا علی کمیة المیاه المتحصل علیها من النموذج المقترح وتحت ظروف التجارب المنفذة .

الموضوعات الرئيسية


Clark, J.A. (1990).  The steady state performance of solar still.  Solar
Energy, 44(3): 43-49.
Delyannis, A. and Delyannis, E.E. (1980).  Sea water and desalting.
Spring. Berlin, Vol.(1), P. 188.
Ernani, S. (1996).  Solar still versus solar evaporator : A comporative
study between their thermal behaviors.  Solar Energy, 56(2): 199
-206.
Fernandez, J.L. and N. Chargoy (1990).  Multi-stage indirectly heated
Still. Solar Energy, 44(4): 215-223.
Frick, G. and J.V. Sommerfeld (1973).  Solar stills of inclined
evaporating cloth.  Solar Energy, 14:427-431.
Harpreet, S.K. (1996).  Performance of solar still: Predicted effect of
enhanced evaporation area on yield and evaporation temperature.
Solar Energy, 56(3): 261-266.
Kudish, A.I. (1991).  Water desalination.  Solar Energy in Agriculture-
Energy in World Agriculture.  Parker B.F. (Ed), Elsevier,
Amsterdam, 4(8): pp. 255-294.
Kudish, A.I. and J. Gale (1986).  Solar desalination in conjunction with
controlled environment agriculture.  Energy Conservation and
Management, 26, 201. 
Kudish, A.I., J. Gale and Y. Zarmi (1982).  A low cost design solar
Desalination unit.  Energy Conservationand Management, 22,269.
Malik, M.A.S.; G.N. Tiwari; A. Kumar and M.S. Sodha (1982).  Solar
distillation.  Pergameon Oxford, P. 175.
Minasian A.N., A.A. Al-Karaghouli, M. Hasan and A. Shakir (1992).
Utilization of solar earh-water stills for desalination of ground-
water.  Solar Energy, 49(2): 107-110.
Moustafa, M. E., S.T. Ibrahim and A.S. Jaffar (1994).  Design of solar
thermal systems.  1st d. 1414 AH. 
Moustafam S.M.A. and G.H. Brusewitz (1979).  Direct use of solar
energy for water desalination.  Solar Energy, 22(3): 141.
Ragab, I.A.M. (2006). Performance of solar still model under the climatic 
conditions of the newly reclaimed soils.  Alex. Sci. Exch. J, 27(2):163-169 .
Ragab, I.A.M. (2005). Solar extraction of soil moisture.  Misr. J. Ag. Eng.
22(2):351-362 .
Ragab, A.I.M. and T.K. Zin El-Abdin (2006).  Modification and
simulation of solar earth-water still.  Alex. J. Ag. Res., 51(3):1-6.
Ragab, I.A.M. and A.M. Aboukarima (2005).  Solar distillation of ground
water under Fayoum climatic conditions.  Misr. J. Ag. Eng.,
22(2):635-645.
Richard, C.P. ; T.M. Skergan and D.B. Marx (1984).  Solar earth-water
distillation for wet sand.  Trans. ASAE, 1690-1695.
Shukla, S.K. and V.P.S. Sorayan (2005).  Thermal modeling of solar
stills: an experimental validation.  Renwabl Energy, 30:683-699.