بررسی میزان تولید آب در آب‌شیرین‌کن خورشیدی ترکیب‌شده با هواگرم‌کن با تغییر پارامترهای مربوط به هواگرم‌کن خورشیدی دومسیره

آذری, پریسا; میرعبداله لواسانی, آرش; رهبر, نادر; محمدی, کامیار

doi:10.22112/jwwse.2025.499425.1437

بررسی میزان تولید آب در آب‌شیرین‌کن خورشیدی ترکیب‌شده با هواگرم‌کن با تغییر پارامترهای مربوط به هواگرم‌کن خورشیدی دومسیره

نوع مقاله : مقالات علمی

نویسندگان

پریسا آذری ¹

آرش میرعبداله لواسانی ²

نادر رهبر ³

کامیار محمدی ⁴

¹ دکترای مهندسی مکانیک، شرکت آب و فاضلاب استان زنجان، زنجان، ایران.

² دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز، تهران، ایران.

³ استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سمنان، سمنان، ایران.

⁴ کارشناسی ارشد مکانیک، شرکت آب و فاضلاب استان زنجان.

10.22112/jwwse.2025.499425.1437

چکیده

در این مقاله برای افزایش میزان بازدهی و تولید آب در آب‌شیرین‌کن‌ها، یک آب‌شیرین‌کن خورشیدی تقطیری با یک هواگرم‌کن خورشیدی دومسیره با صفحه جاذب دندانه‎دار کوپل شده است. اثر تغییر پارامترهای مختلف هواگرم‌کن بر میزان تولید آب در آب‌شیرین‌کن خورشیدی فعال، با استفاده از مدل‌سازی ریاضی مورد بررسی قرارگرفته است. ساختار آب‌شیرین‌کن به‌گونه‌ای تغییر داده شده که محفظه‌ای برای عبور هوای گرم در زیر تشتک آب‌شیرین‌کن درنظر گرفته شود و از هوای گرم خروجی از هواگرم‌کن برای افزایش دمای آب درون تشتک آب‌شیرین‌کن استفاده شود. در این مطالعه اثر زاویه صفحه جاذب، ارتفاع دندانه‎های V شکل جاذب، فاصله بین جاذب و شیشه در هواگرم‌کن، طول هواگرم‌کن و دبی جرمی هوا در میزان تولید آب در آب‌شیرین‌کن مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با کاهش نرخ دبی جرمی هوای ورودی به هواگرم‌کن از 059/0 تا 015/0 کیلوگرم بر مترمربع در ثانیه، نرخ تولید آب به‌دلیل انتقال گرمای بیش‌تر از هوای گرم‌شده در هواگرم‌کن به آب درون تشتک آب‌شیرین‌کن، 61% افزایش مییابد. هم‌چنین افزایش یا کاهش سایر پارامترهای ذکرشده، اثر محسوسی را بر روی میزان تولید آب در آب‌شیرین‌کن نخواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

آب‌شیرین‌کن خورشیدی

هواگرم‌کن دومسیره

تولید آب

دبی جرمی

هوا

هاشم‌پور، ف.، پرداختی، ع.، و جمشیدی، ش.، (1403)، "برآورد پیامدهای محیط‏زیستی تجمعی سامانه‌های نمک‌زدایی برمبنای شاخص‌های ReCiPe مورد استفاده در ارزیابی چرخه حیات"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 9(1)، 31-19، http://doi.org/10.22112/jwwse.2023.364061.1328.

صراف‌زاده، م.ح.، (1396)، "ارزیابی فنی و اقتصادی روش‌های نمک‌زدایی از آب دریا با درنظرگرفتن ویژگی‌های بومی در نقاط مختلف دنیا"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 2(1)، 28-37،

http://doi.org/10.22112/ jwwse.2017.89834.1030.

Abdelgaied, M., Attia, M.E.H., Arıcı, M., and Abdel-Aziz, M.M., (2023), "Performance enhancement of a conical solar still by optimizing inclination angle", Solar Energy, 264, 112001, https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.112001.

Abdullah, A.S., (2013), "Improving the performance of stepped solar still", Desalination, 319, 60-65, https://doi.org/10.1016/j.desal.2013.04.003.

Azari, P., Lavasani, A.M., Rahbar, N., and Yazdi, M.E., (2022), "The effect of air flow on solar stills performance: A review", Desalination and Water Treatment, 256, 1-17, https://doi.org/10.5004/dwt.2022.28297.

Azari, P., Lavasani, A. M., Rahbar, N., and Yazdi, M.E., (2022), "Performance enhancement of a solar still using a V-groove solar air collector, Experimental study with energy, exergy, enviroeconomic, and exergoeconomic analysis", Environmental Science and Pollution Research, 29(37), 56885-56885, https://doi.org/10.1007/s11356-022-21397-2.

Azari, P., Mirabdolah Lavasani, A., Rahbar, N., and Eftekhari Yazdi, M., (2022), "Combination of a v-grooved solar collector with a single slope solar still: Performance evaluation, mathematical modeling, and economic analysis", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 236(15), 8731-8753, https://doi.org/10.1177/09544062221081297.

Chang, Z., Yang, J., Chu, Y., Hou, J., and Su, Y., (2025), "Energy, exergy and economic analysis of a novel immersion tapered solar still for combination with solar concentrator", Desalination, 601, 118560, https://doi.org/10.1016/j.desal.2025.118560.

Eltawil, M.A., and Omara, Z.M., (2014), "Enhancing the solar still performance using solar photovoltaic, flat plate collector and hot air", Desalination, 349, 1-9, https://doi.org/10.1016/j.desal.2014.06.021.

Poblete, R., Salihoglu, G., and Salihoglu, N.K., (2016), "Investigation of the factors influencing the efficiency of a solar still combined with a solar collector", Desalination and Water Treatment, 57(60), 29082-29091, https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1202872.

Rahbar, N., and Esfahani, J.A., (2013), "Productivity estimation of a single-slope solar still: Theoretical and numerical analysis", Energy, 49, 289-297, https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.10.023.

Sai, P.V., and Reddy, K.S., (2024), "Theoretical and experimental investigations of inclined solar still using secondary reflectors on east-west for enhanced distillate yield", Applied Thermal Engineering, 236, 121836, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121836.

Samimi, M., and Moghadam, H., (2024), "Investigation of structural parameters for inclined weir-type solar stills", Renewable and Sustainable Energy Reviews, 190, 113969, https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113969.

Tei, E.A., Hameed, R.M. S., Illyas, M., and Athikesavan, M.M., (2024), "Experimental investigation of inclined solar still with and without sand as energy storage materials", Journal of Energy Storage, 77, 109809, https://doi.org/10.1016/j.est.2023.109809