نمذجة وتصميم الفرن الشمسي لانتاج طوب الجيوبوليمر

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 طالبة دكتوراة - قسم الهندسة الزراعية و النظم الحيوية - كلية الزراعة الشاطبي - جامعة الإسكندرية - مصر.

2 أستاذ هندسة النظم البيئة الحيوية والطاقة - قسم الهندسة الزراعية و النظم الحيوية - كلية الزراعة الشاطبي - جامعة الإسكندرية - مصر.

3 أستاذ مساعد هندسة النظم البيئة الحيوية والمباني- قسم الهندسة الزراعية و النظم الحيوية - كلية الزراعة الشاطبي - جامعة الإسكندرية - مصر.

4 مدرس هندسة نظم الري - قسم الهندسة الزراعية و النظم الحيوية - كلية الزراعة الشاطبي - جامعة الإسكندرية - مصر.

المستخلص

أجريت هذه الدراسة بغرض تصميم فرن شمسي يستخدم في تجفيف الطوب ، يتم تسخينه وتشغيله باستخدام الطاقة الشمسية. تم تطوير نموذج رياضي للتنبؤ بتكوين وأداء نظام يتكون من عدة مكونات لإنتاج الطوب الجيوبوليمر. تم تطوير برنامج كمبيوتر باستخدام  JavaScriptيتكون من برنامج رئيسي وثلاثه برامج فرعية لتصميم النظام الشمسي. وقد استخدمت النتائج المتحصل عليها من برنامج الحاسوب و فروعه الثلاثة في ايجاد افضل نموذج لحجم وتصميم لإبعاد الفرن الشمسي، حجم المبادل الحراري داخل الفرن متضمنا عدد الانابيب والاقطار ، وايضا حجم الخزان الحراري وتم توقع درجة حرارة الطوب. وبإستخدام تقنيات تحليل الأخطاء للتحقق من صحة النتائج المتوقعة مقابل القيم المقاسة. كانت النتائج المتوقعة تظهر توافق جيد مع القيم المقاسة
 (R2 = 0.9823). وكانت ايضا من النتائج المخرجات المتحصل عليها ان حمل التسخين المطلوب داخل الفرن الشمسي لتجفيف الطوب غير المحروق بدرجة حرارة هواء داخلية مصممة عند 100 درجة مئوية يتراوح بين أقصى حمل للتدفئة مطلوب "916.72 وات" عند منتصف الليل وقيمة دنيا "810 وات" قرب الظهيرة.
وبناء على النتائج المتحصل عليها من البرامج، تم تصميم وتصنيع وتركيب نموذج للفرن الشمسي واستخدامه في الاختبارات. 

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية


ASHRAE (2001)– American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers. ASHRAE Handbook – Fundamentals. Atlanta, SI ed.
Bhat, M. S., Afeefa, Q. S., Ashok, K. P., & Bashir, A. G. (2014). Brick kiln emissions and its environmental impact: A Review. Journal of Ecology and the Natural Environment6(1), 1-11.
Chang, C. T., Hong, G. B., & Lin, H. S. (2016). Artificial lightweight aggregate from different waste materials. Environmental Engineering Science33(4), 283-289.
Holman, J.P. (1981) Heat Transfer (International Student Edition). McGraw Hill International Book Co.
Jamal, J., Tangkemanda, A., & Susanto, T. A. (2018, June). The effect of collector slope angle on the performance of solar water heater. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1977, No. 1, p. 060019). AIP Publishing LLC.
Kayali, O., Khan, M. S. H., & Ahmed, M. S. (2012). The role of hydrotalcite in chloride binding and corrosion protection in concretes with ground granulated blast furnace slag. Cement and Concrete Composites34(8), 936-945.
Legates, D. R., & McCabe Jr, G. J. (1999). Evaluating the use of “goodness‐of‐fit” measures in hydrologic and hydroclimatic model validation. Water resources research35(1), 233-241.
Loague, K., & Green, R. E. (1991). Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: overview and application. Journal of contaminant hydrology7(1-2), 51-73.
Shakir, A. A., & Mohammed, A. A. (2013). Manufacturing of Bricks in the Past, in the Present and in the Future: A state of the Art Review. International Journal of Advances in Applied Sciences (IJAAS)2(3), 145-156.
Shawabkeh, R. (2015). Steps for design of Heat Exchanger. King Fahd University of Petroleum & Minerals.
Sudharsan, N., & Palanisamy, T. (2018). A comprehensive study on potential use of waste materials in brick for sustainable development. Ecology, Environment and Conservation24(September), S339-S343.
Turner, L. K., & Collins, F. G. (2013). Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions:
A comparison between geopolymer and OPC cement concrete. Construction and building materials43, 125-130.
Willmott, C. J., Ackleson, S. G., Davis, R. E., Feddema, J. J., Klink, K. M., Legates, D. R.,  & Rowe, C. M. (1985). Statistics for the evaluation and comparison of models. Journal of Geophysical Research: Oceans90(C5), 8995-9005.