تأثیر استخدام الجرانیت کحوض للتبخیر علی آداء وحدة تقطیر شمسی ذات المیل من جانب واحد

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ مساعد – قسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة قناة السویس، مصر.

المستخلص

أجری هذا البحث بقسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة قناة السویس ویهدف إلی دراسة تأثیر استخدام الجرانیت الأسود کحوض للتبخیر فی وحدة تقطیر شمسی ذات المیل من جانب واحد بدلاً من استخدام ألواح الصاج المطلیة باللون الأسود علی  إنتاجیة وکفاءة الوحدة. تم تصمیم وحدتی تقطیر الشمسی ذات المیل من جانب واحد لهما نفس الأبعاد تتکون الوحدة الأولی من حوض معدنی سمکه 1.0 مم وأبعاده هی 1.3 × 0.8 × 0.1 م طول وعرض وارتفاع علی الترتیب ، موضوع داخل صندوق خشبی أبعاده 1.44 × 0.94 × 0.12 م طول وعرض وارتفاع علی الترتیب ، تم عزل الحوض المعدنی من الجوانب بطبقة من الفوم سمکها 0.07 م ومن الأسفل بطبقة من الصوف الزجاجی سمکها 0.02 م. أما سطح التکثیف الرئیسی فهو عبارة عن غطاء من الزجاج الشفاف بسمک 3 مم موجه ناحیة الجنوب ویمیل بزاویة مقدارها 31 درجة علی الأفقی للسماح للقطرات المتکاثفة بالسریان إلی قناة التجمیع الموجودة أسفل الغطاء من الناحیة الأمامیة وفی الوحدة الثانیة تم استبدال الحوض المعدنی بحوض من الجرانیت الأسود له نفس الطول والعرض والارتفاع ویختلف فقط فی أن سمک الجرانیت المستخدم هو  0.15 م
وقد أوضحت النتائج ما یلی:

تزداد انتاجیة وحدة التقطیر الشمسی بزیادة کل من درجة حرارة الهواء المحیط ، کثافة الإشعاع الشمسی وکذلک الفرق بین درجة حرارة الماء (سطح التبخیر) ودرجة حرارة السطح الداخلی للزجاج (سطح التکثیف).
أدی استخدام الجرانیت کحوض للتبخیر إلی زیادة انتاجیة الوحدة بمقدار 21 % تقریبا عند مقارنتها بالوحدة التقلیدیة
أدی استخدام الجرانیت کحوض للتبخیر إلی زیادة الکفاءة الحراریة للوحدة ، حیث کانت 27 % بینما کانت 20 %  للوحدة التقلیدیة
للجرانیت القدرة علی امتصاص وتخزین الإشعاع فی صورة حرارة عندما تکون کثافة الإشعاع الشمسی عالیة ، وبعد ذلک یقوم بإطلاق هذه الحرارة تدریجیا مع انخفاض کثافة الإشعاع.

Abdallah, S.; Abu-Khader, M. and Badran, O. (2009): Effect of various absorbing materials on the thermal performance of solar stills, Desalination 242, 128-137
Abu-Hijleh, B. and Rababa, H. (2003): Experimental study of a solar still with sponge cubes in basin, Energy Conversion and Management, 44(9): 1411–1418.
Akash, B. A.; Mohsen, M.S.; Osta, O. and Elayan, Y. (1998): Experimental evaluation of a single-basin solar still using different absorbing materials, Renewable Energy, 14, 307-310.
Arjunan1, T.V.; Aybar, H.S.; Nedunchezhian, N. and Sakthivel, M. (2009): Effect of Blue Metal Stones on the Performance of a Conventional Solar Still, Journal of Convergence in Engineering, Technology and Science, 1, 17-22
Arunkumar, T.; Denkenberger, D.; Ahsan, A. and Jayaprakash, R. (2013): The augmentation of distillate yield by using concentrator coupled solar still with phase change material. Desalination, 314, 189-192
Duffie, J. A. and Beckman, W. A. (2006): "Solar Engineering of Thermal Processes" New York, N.Y., John Wiley and Sons.
El-Sebaii, A. A.; Aboul-Enein, S. and El-Bialy, E. (2000): Single basin solar still with baffle suspended absorber .Energy Conversion and Management, 41(7): 661-75.
El-Sebaii, A. A.; Al-Ghamdi, A. A.; Al-Hazmi, F. S. and Faidah, A. S. (2009): Thermal performance of a single basin solar still with PCM as a storage medium. Applied Energy, 86, 1187-1195
Mujahid, A. M.; and Alamoud, A. R. M. (1988) "An easily designed and constructed photovoltaic pyrheliometer" Solar &Wind Technology, 5 2, 127-130  
Nafey A. S.; Abdelkader, M.; Abdelmotalip, A. and Mabrouk, A. (2001): Solar still Productivity enhancement. Energy Conversin and Management, 42, 1401-1408,
Naim, M. and AbdelKawi, M. A. (2002): Non-conventional solar stills. Part 1. Non-conventional solar stills with charcoal particles as absorber medium. Desalination, 153, 55-64.
Nijmeh. S.; Odeh, S. and Akash, B. (2005): Experimental and theoretical study of a single-basin solar still in Jordan, Int. comm. Heat Mass Transfer, 32, 565-572.
Tiris, C.; Tiris, M. and Türe, I. E. (1996): Improvement of basin type solar still performance: Use of various absorber materials and solar collector integration, Renewable Energy, 9, 758-761.
Tiwari G. N (2003): Solar energy: fundamentals, design, modeling and application, New York/New Delhi: CRC Press/Narosa Publishing House.