أداء المقطر الشمسی الهرمی بإستخدام الغطاء الزجاجی المبرد بالهواء: دراسة تجریبیة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ الهندسة الزراعیة المساعد – کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق – مصر.

المستخلص

تبرید الغطاء الزجاجی یعتبر من أهم  التعدیلات المؤثرة علی الإنتاجیة من الماء المقطر  و الکفاءة الحراریة لأی مقطر شمسی و خاصة فی فصل الصیف. یوجد العدید من الدراسات السابقة التی تتناول تبرید الغطاء الزجاجی بإستخدام الماء لتحسین أداء المقطر و لکن من المهم إستخدام طریقة أخری للتبرید بدون إستخدام ماء الشرب أو حتی الماء المالح. لذلک فإن هذة الدراسة تهدف إلی بحث إمکانیة رفع معدل الأداء للمقطر الشمسی الهرمی ذو القاعدة المربعة الغیر فعال من خلال إستخدام تیار من الهواء الجوی المبرد و المنظم لتبرید سطح الزجاج فی فصل الصیف. ولتحقیق هذا الغرض فإنه تم توصیل المقطر الشمسی بوحدة تبرید الهواء بالثلج فی محاولة لتخفیض درجة حرارة الهواء الجوی المدفوع فی النظام بواسطة مروحة عالیة الضغط. تم تقییم أداء المقطر الشمسی الغیر فعال بإستخدام عمق للمیاه المالحة مقداره 4 سم ) ترکیز الأملاح 15000 جزء فی الملیون) وذلک بدون تبرید للغطاء الزجاجی کمعاملة مرجعیة ، وبإستخدام الهواء المبرد تحت قیم مختلفة لکل من سرعة الهواء المبرد علی الزجاج ، ونسق التبرید ( زمن التعرض للهواء مع الزمن الفاصل بین فترات التعرض) مع الأخذ فی الأعتبار تأثیر تلک المتغیرات علی درجات الحرارة للمقطر الشمسی والإنتاجیة والکفاءة اللحظیة. فقد أوضحت النتائج المتحصل علیها أن زیادة سرعة الهواء المبــــرد من 1,4م/ث (متوســــط ســـرعـــــــــة

الریاح الطبیعة أثناء التجارب) إلی 5 م/ث من الهواء المبرد و نسق التبرید 20دقیقة تشغیل-10دقائق إیقاف قد أعطی زیادة ملحوظة لفرق درجات الحرارة بین الزجاج الداخلی و الماء المالح داخل المقطر من 10 إلی 20 درجة مئویة وإنتاجیة من 0,505 إلی 0,645 لتر/م2. ساعة و ذللک فی فترة أقصی تشغیل (فترة الظهیرة) و التی أدت إلی تحقیق أعلی قیمة الإنتاجیة الیومیة وهی 3,545 لتر/م2.یوم وکفاءة لحظیة 43,20% بزیادة تصل إلی 17% و 10,80 % علی الترتیب أعلی من المقطر الغیر مبرد. علاوة علی ذلک فإن سرعة الهواء المبرد 7 م/ث کانت غیر مؤثرة علی أداء المقطر بل علی العکس فقد ادی إلی إنخفاض أدائه. ومن هنا نجد ان تبرید الغطاء الزجاجی بالهواء المبرد أدی إلی تحسین اداء المقطر الشمسی الهرمی الغیر فعال.

الموضوعات الرئيسية


Al-Garni, A.Z. (2012). Productivity enhancement of solar still using water heater and cooling fan. J. Sol. Energy Eng., 134(3):031006.
Bhardwaj, R., M.V. ten Kortenaar and R.F. Mudde (2015). Maximized production of water by increasing area of condensation surface for solar distillation. Appl. Energy, 154: 480–490.
El-Samadony, Y.A.F. amd A.E. Kabeel (2014). Theoretical estimation of the optimum glass cover water film cooling parameters combinations of a stepped solar still. Energy, 68:744–750.
El-Sebaii, A.A.(2004). Effect of wind speed on active and passive solar stills. Energy Convs. and Manag., 45:1187-1204.
Kabeel, A.E. (2009). Performance of solar still with a concave wick evaporation surface. Energy, 34(10): 1504- 1509.
Kalidasa ,M. K., K.K. Chockalingam, K. Srithar (2008). Progresses in improving the effectiveness of the single basin passive solar still. Desalination, 220 (1-3):677–686. ‏
Kaushal, A. (2010). Solar stills: A review. Renew. and Sustain. Energy Rev., 14(1): 446-453.‏
Nafey, A. S., M. Abdelkader, A. Abdelmotalip and A. A. Mabrouk (2000). Parameters affecting solar still productivity. Energy Convers. and Manag.,42:1797–1809.
Nafey, A. S., M. Abdelkader, A. Abdelmotalip and A. A. Mabrouk (2001) Solar still productivity enhancement. Energy Convs. and Manag., 42:1401–1408.
Nafey, A. S., M. Abdelkader, A. Abdelmotalip and A. A. Mabrouk (2002). Enhancement of solar still productivity using floating perforated black plate. Energy Convers. and Manag., 43(7): 937-946.‏

Nayi, K. H. and K. V. Modi (2017). A detailed technical review on square pyramid solar still. Int. J. of Adv. Res. and Innovat. Ideas in Edu, 3(2): 3759-3766.

Omara, Z. M., A. S. Abdullah, A. E. Kabeel and F. A. Essa (2017). The cooling techniques of the solar stills' glass covers–A review. Renew. and Sustain. Energy Rev., 78: 176-193.
Samee, M. A., U. K. Mirza, T. Majeed and N. Ahmad (2007). Design and performance of a simple single basin solar still. Renew. and Sustain. Energy Rev., 11(3): 543-549.‏
Somwanshi, A., and A.K. Tiwari (2014). Performance enhancement of a single basin solar still with flow of water from an air cooler on the cover. Desalination, 352: 92-102.‏
Srithar, K., T. Rajaseenivasan, N. Karthik, M. Periyannan and M. Gowtham (2016). Stand alone triple basin solar desalination system with cover cooling and parabolic dish concentrator. Renew. Energy, 90:157–165.
Suneesh, P.U., R. Jayaprakash, T. Arunkumar and D. Denkenberger (2014). Effect of air flow on V type solar still with cotton gauze cooling. Desalination, 337:1–5.
Taamneh, Y. and M. M. Taamneh (2012). Performance of pyramid-shaped solar still: Experimental study. Desalination, 291: 65-68.
Tanaka, H. and Y. Nakatake (2006). Theoretical analysis of a basin type solar still with internal and external reflectors. Desalination, 197:205–216.
Tarawneh, M.S.K. (2007). Effect of water depth on the performance evaluation of solar still. Jordon J. Mech. Ind. Eng.; 1:23–29.
Tawfik, M. A. (2012). Improving the performance of a pyramid-shaped solar still. Misr J Ag Eng., 29(4):1-15.
Tiwari, G.N. and H.N. Singh and R. Tripathi (2003). Present status of solar distillation. Sol. Energy, 75: 367–373.
Velmurugan, V. and K. Srithar (2011). Performance analysis of solar stills based on various factors affecting the productivity—A review. Renew. and Sustain. Energy Rev., 15 (2): 1294–1304.
Wassouf, P., T. Peska, R. Singh and A. Akbarzadeh (2011). Novel and low cost designs of portable solar stills. Desalination, 276(1):294-302.‏
Zeroual, M., H. Bouguettaia, D. Bechki, S. Boughali, B. Bouchekima and H. Mahcene (2011). Experimental investigation on a double-slope solar still with partially cooled condenser in the region of Ouargla (Algeria). Energy Procedia, 6:736-  42.