مدل سازی و تحلیل عملکرد آب شیرین کن تقطیر چنداثره (MED) خورشیدی با استفاده از جمع کننده حرارتی سهموی

در این مطالعه، مدل سازی و تحلیل عملکرد یک سیستم آب شیرین کن تقطیر چنداثره (MED) چهاراثره دمای پایین که توسط یک جمع کننده حرارتی خورشیدی سهموی از نوع LS‑۲ تغذیه می شود، انجام شده است. در جمع کننده حرارتی خورشیدی، لوله جاذب متخلخل در نظر گرفته شده و تخلخل فوم فلزی ثابت فرض شده است. به منظور بهبود انتقال حرارت، نانوسیال Syltherm۸۰۰–Al₂O₃ به عنوان سیال عامل استفاده شده و اثر کسر حجمی نانوسیال بر عملکرد سیستم بررسی گردیده است. تحلیل ها تحت شرایط شار حرارتی ثابت انجام شده است. ابتدا مدل حرارتی کلکتور LS‑۲ برای محاسبه توان حرارتی جذب شده و توان مفید خروجی توسعه داده شده و سپس این توان به عنوان منبع تولید بخار محرک وارد مدل ترمودینامیکی MED چهاراثره شده است. شاخص های عملکرد شامل نرخ تولید بخار، نرخ تولید آب شیرین و نسبت بهره تولید (GOR) محاسبه و مقایسه شده اند. نتایج عددی نشان می دهد که در کسر حجمی φ = ۰.۰۱، نانوسیال Syltherm۸۰۰–Al₂O₃ بهترین عملکرد را ارائه می دهد، به طوری که نرخ تولید بخار محرک حدود kg/h ۲۶ حاصل شده است. افزایش کسر حجمی به φ = ۰.۰۲ و φ = ۰.۰۵ باعث کاهش به ترتیب حدود ۴% و ۱۲% در نرخ تولید بخار و GOR می شود که ناشی از افزایش ویسکوزیته و افت بازده حرارتی موثر سیال است. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که استفاده از نانوسیال با کسر حجمی پایین گزینه ای مناسب برای بهبود عملکرد سیستم های MED خورشیدی تحت شار حرارتی ثابت است.

Keywords:

آب شیرین کن تقطیر چنداثره (MED) , جمع کننده حرارتی سهموی , لوله جاذب متخلخل و فوم فلزی , نانوسیال