تأثیر ملاحقة وحدة تقطیر شمسی ذات عاکس خارجی لأشعة الشمس على إنتاجیة الماء المقطر

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 امکانیة زیادة انتاجیة وحدة تقطیر شمسی ذات المیل من جانب واحد عن طریق ترکیب عاکس خارجی وکذلک ملاحقة الوحدة لأشعة الشمس خلال النهار  وتتکون الوحدة 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 عبار 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. تم ترکیب عاکس أبعاده 1.53 ×  1.10 م لیعمل علی زیادة کثافة الإشعاع الشمسی علی الوحدة وقد تم اختبار الوحدة مع ثلاثة أنماط للتشغیل هی:
1-     تشغیل الوحدة بدون العاکس وموجهة ناحیة الجنوب فی وضع ثابت.
2-     تشغیل الوحدة بدون العاکس مع تحریکها لملاحقة أشعة الشمس.
3-     تشغیل الوحدة مع استخدام العاکس و تحریکها لملاحقة أشعة الشمس.
 
وقد أوضحت النتائج ما یلی:
1-     أدی تشغیل الوحدة مع استخدام العاکس و تحریکها لملاحقة أشعة الشمس إلی زیادة الإنتاجیة بمقدار 129 % بالمقارنة بنمط التشغیل الأول وبمقدار 81 % بالمقارنة بنمط التشغیل الثانی.
2-     کثافة الإشعاع الشمسی فی حالة نمط التشغیل الأول أکبر مما هو علیه فی نمط التشغیل الأول والثانی
3-     کانت أقصی درجة لحرارة میاه حوض التبخیر هی 67.1  ، 73.9 ، 79.9 لکل من نمط التشغیل الأول والثانی والثالث علی الترتیب.
4-     تزداد الإنتاجیة تدریجیا خلال الیوم حتی تصل أقصاها الساعة الثالثة بعد الظهرحیث بلغت 320 , 700 , 860 مل لکل من نمط التشغیل الأول والثانی والثالث علی الترتیب.
5-     بلغ متوسط کفاءة التشغیل  22  , 35 , 40 % لکل من نمط التشغیل الأول والثانی والثالث علی الترتیب.

Abdallah, S. and Badran, O. O. (2008) "Sun tracking system for productivity enhancement of solar still" Desalination, 220: 669-676.
Agha, K. R. (2009) "The thermal characteristics and economic analysis of a solar pond coupled low temperature multi-stage desalination plant" Solar Energy, 83: 501-510
Al-Hayek, I. and Badran, O. O. (2004) "The effect of using different designs of solar stills on water distillation" Desalination, 169: 121-127
Arjunan, T. V. ; Aybar, H. S. ; and Nedunchezhian, N. (2009) " Status of solar desalination in India" Renewable and Sustainable Energy Review, 13: 2408-2418
ASHRAE, (2005) "Handbook of Fundamentals" American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, New York, USA
 Darwish, M. A. ; and Alsairafi, A. (2004) "Technical comparison between TVC/MEB and MSF" Desalination, 170: 223-239
Duffie, J. A. and Beckman, W. A. (2006): "Solar Engineering of Thermal Processes" New York, N.Y., John Wiley and Sons.
El-Bahi, A. and Inan, D. (1999) "Analysis of a parallel double glass solar still with separate condenser" Renewable Energy, 17: 509-521.
El-Swify, M. E. and Metias, M. Z. (2002) "Performance of double exposure solar still" Renewable energy, 26: 531-547
Goosen, M. F. A.; Sablani, S. S.; Shayya, W. H.; Paton, C. and Al-Hinai, H. (2000) "Thermodynamic and economic considerations in solar desalination" Desalination, 129: 63–89
Ibrahim, S. M. A. (1996) "The forced circulation performance of a sun tracking parabolic concentrator collector" Renewable Energy, 9: 568-571
Kalogirou, S. A. (1997) "Design and construction of a one-axis sun-tracking system" Solar Energy, 57(6): 465-469.
Kalogirou, S. M. (2005) "Seawater desalination using renewable energy sources" Progress in Energy and Combustion Science, 31: 242-281
Khalifa, A. N. and Al-Mutwalli, S. S. (1998) "Effect of two-axis sun tracking on the performance of compound parabolic concentrators" Ener. Convers. Manag., 39 (10): 1073-1079.
Li, C.; Goswami, Y.; and Stefanakos, E. (2013) "Solar assisted seawater desalination: A review" Renewable and Sustainable Energy Reviews, 19: 136-163
Micale, G.; Rizzuti, L.; and Cipollina, A. (2009) "Seawater desalination conventional and renewable energy processes" Springer link.
Mujahid, A. M.; and Alamoud, A. R. M. (1988) "An easily designed and constructed photovoltaic pyrheliometer" Solar &Wind Technology, 5 2: 127-130
Murugavel, K. K.; Chockalingam, Kn. K. S. K.; and Srithar, K. (2008) "Progresses in improving the effectiveness of the single basin passive solar still" Desalination, 220: 677-686
Tamimi, A. (1987) "Performance of a solar still with reflectors and black dye" Int. J. Solar Energy, 5:229-235.
Tanaka, H.; and Nakatake, Y. (2006) "Theoretical analysis of a basin type solar still with internal and external reflectors" Desalination, 186: 280-299.
Tiwari, G. N.; Singh, H. N.; Tripathi, R. (2003) "Present status of solar desalination" Solar Energy, 75: 367-373