توسعه و به‌کارگیری یک مدل ریاضی برای آب‌شیرین‌کن خورشیدی شیب‌دار بهبودیافته

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

doi
10.22034/jmeut.2024.58086.3309
چکیده

در این تحقیق برای اولین بار یک مدل ریاضی بر پایه اصول ترمودینامیک و انتقال گرما برای آب‌شیرین‌کن شیب‌دار بهبودیافته که آزمایش‌های تجربی قبلی نشان‌دهنده عملکرد بسیار بهتر آن نسبت به آب‌شیرین‌کن شیب‌دار استاندارد بوده، توسعه داده‌شده است. بدین منظور معادله بقا انرژی در حالت گذرا برای شش جزء آب‌شیرین‌کن شامل پوشش شیشه‌ای، آب‌شور درون حوضچه‌ها، صفحه جاذب، لایه عایق الاستومری، صفحه پشتی و صفحه چگالنده و معادلات بقا جرم و انرژی برای هوای در گردش بین محفظه تبخیر و محفظه چگالنده به کار گرفته‌شده است. این معادلات منجر به یک مجموعه معادله دیفرانسیل مرتبه اول غیرخطی وابسته به هم شده که می‌بایست به‌صورت هم‌زمان و برای همه حوضچه‌ها حل شوند. به‌منظور ارزیابی دقت و قابلیت اطمینان مدل توسعه داده‌شده در پیش‌بینی عملکرد دستگاه در شرایط آب‌وهوایی مختلف از این مدل برای تخمین عملکرد دستگاه و دمای قسمت‌های مختلف آب‌شیرین‌کن در دو فصل بهار و پاییز استفاده‌شده است. نتایج نشان می‌دهد مدل توسعه داده‌شده دقت خوبی دارد به‌نحوی‌که بیشترین خطای جذر میانگین مربعات در تخمین دمای شیشه، آب‌شور و صفحه جاذب برابر 9/6، 2/6 و 6 درجه سلسیوس می‌باشد.