بخشی از مقاله
تأثیر شکل سطح جاذب بر عملکرد آب شیرین کن خورشیدي پلکانی در شهر مشهد
چکیده :
در این تحقیق یک دستگاه آب شیرین کن پلکانی با ابعاد 1330mm× 1050mm و با اشکال هندسی سطح جاذب متفاوت (که ناشی از تفاوت شکل هندسی تشتک ها بود) انتخاب کردیم . بقیه پارامترهاي طراحی از قبیل عمق آب ، نوع و ضـخامت پوشـش شیشـه اي ، ضخامت عایق ، مواد جاذب قرار گرفته در تشتک و زاویه شیب ثابت نگه داشته شد تا تاثیر شکل هندسی سطح جاذب را بر میزان آب مقطر بدست آمده مطالعه کنیم . شکل هندسی سطح جاذب تعبیه شده در تشتک هاي آزمایشات A و B بصورت تخت و محدب بـود . دستگاه با داشتن سطح جاذب محدب متوسط تولید روزانه بیشتري به میزان %14 نسبت به دستگاه بـا صـفحه جـاذب تخـت داشـت
-1 مقدمه
امروزه باتوجه به افزایش جمعیت ومحدودیت دسترسـی بـه منـابع آب شیرین ،این کمبودبه عنوان یک بحران مطرح میشـود . عـلاوه بـراین افزایش فعالیتهاي انسانی،استفاده ازانرژیهاي فسیلی وسـوختهاي آلـوده کننـــده ي محـــیط زیســـت وهمچنـــین آلـــودگی آبهـــاي ســـطحی وزیرزمینی،ســبب شــده بحــران محــیط زیســتی بــه عنــوان چالشــی جدیدمدنظرقرارگیرد. خوشــبختانه ایــران روي کمربندخورشــیدي جهــان قرارگرفتــه ویکــی ازکشورهاي بسیارمستعدجهت بهرهگیري ازانرژي خورشیدي است . تحقیق محققین نشان داد آب تولید شده ، هزینه هاي جانبی و ساخت دستگاه را جبران نمی کند و از آن پس مطالعات روي برآورد اقتصـادي دستگاهها و بالا بردن بازده عملیاتی آنهـا ادامـه یافـت . در سـال هـاي اخیر بیشتر مطالعات روي مدل سازي و مطالعات تجربی دسـتگاه هـاي شیب دار بوده و محققان تاثیر پارامترهاي مختلف را بررسی کردند .
-2 مراحل آزمایش
براي انجام آزمایشات از یکدستگاه آب شیرین کـن خورشـیدي پلکـانی استفاده گردید . این دستگاه شامل تـانکر ذخیـره آب شـور و یـک آب شیرین کن خورشیدي پلکانی نصب شـده بـر روي یـک پایـه آهنـی ( مطابق شکل ( 1 می باشد .
شکل : (1) دستگاه آب شیرین کن خورشیدي با سطح جاذب تخت
صفحه جاذب از آهـن گـالوانیزه ورقـه اي بـه ضـخامت 1mm و ابعـاد (L) 1270 mm × (W) 970mm ساخته شده . در کـل 15 پلـه در صفحه جاذب وجود دارد . هر پله بـه ابعـاد 50 mm × (L) 970mm (W) بوده و داراي 30mm ارتفاع می باشـد . سـاختار پلکـانی جـاذب توسط رنگ سیاه پوشیده شده اسـت .چراکـه حقیقتـی شـناخته شـده است که رنگ سیاه بهترین ماده جاذب تابش هـاي خورشـیدي اسـت . طرح صفحه جاذب پلکانی در شکل (2) نشان داده شده است .
صفحه جاذب درون یک جعبه ورق آهنی بـه ابعـاد × (W) 1050mm (L) 1330 mm قرار گرفته اسـت . فضـاي بـین ایـن جعبـه آهنـی و صفحه جاذب پلکانی با فوم پلی اورتان ( ( PUF پر شده است تا از هدر رفت گرما از طرفین و پایین دستگاه جلوگیري کند . پوشش دستگاه از شیشه پنجره اي ساده به ضخامت 4mm ساخته شده است . آب شـور از طریق یک لوله pvc از تـانکر ذخیـره آب شـور بـه دسـتگاه تزریـق میشود . پله ها یکـی پـس از دیگـري از آب شـور پـر مـی شـوند ، بـه اینصورت که از بالا پر شده در نهایت آب اضافه اگر مانـده باشـد بـراي استفاده مجدد در دستگاه جمع میشود . شایان ذکر است یکی ازعوامل تأثیرگذاردرنرخ تولیدمحصول،شیب سقف مـی باشـدکه تـابعی ازعـرض جغرافیایی،زاویه ي تابش خورشیدوفصول سال اسـت بـه. عنـوان یـک قاعده ي سرانگشتی زاویه را برابرعرض جغرافیایی درنظرمی گیرند کـه. براي شهرمشهدباعرض جغرافیـایی36 . 16 زاویـه ي36درجـه مناسـب می باشد.
پس از ثبت داده ها در حالت تخـت ، شـکل سـطح جـاذب بـه حالـت محدب تغییر داده شد و مجدد آزمایش تکرار گردید.
تنظیمات و پارامترهاي دستگاه در جدول 1 آمده است
-3 معادلات حاکم بر آزمایش
براي اندازه گیري گرماي انتقال یافته همرفتی در فرایند اعداد گراشـف متفاوت در نظر گرفته شد. مدل بر پایه آنالیز ساده رگرسیون می باشـد. بر مبناي اطلاعات تجربی بدست آمده از مشاهده دقیق در فضاي بـاز بر روي تنظیمات گوناگون دستگاه آب شیرین کن خورشـیدي پلکـانی براي شرایط آب و هوایی تابستان ، مقدار C و n محاسبه شدند . با این مقادیر ، ضریب انتقال همرفتی گرما براساس سطح تقطیر بدست آمـده از یافته هاي تجربی محاسبه شد . درصـد انحـراف بـین سـطح تقطیـر تجربی و تئوري نیز بدست آمد .
