whatsapp call admin

مقاله طراحی حوضچه تبخیری در مجاورت استخر خورشیدی تحت شرایط آب و هوایی ایران

word قابل ویرایش
10 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

طراحی حوضچه تبخیری در مجاورت استخر خورشیدی تحت شرایط آب و هوایی ایران

چکیده

در مناطقی که با کمبود آب شور روبرو هستیم و میزان تبخیر خالص زیاد است، ایده الحاق حوضچه تبخیری به استخر خورشیدی میتواند مفید باشد. به منظور بررسی تأثیرشرایط محیطی وآب وهوایی، حوضچههـای تبخیـری در شـرایط مختلف آب و هوایی ایران در مجاورت استخر خورشیدی فرضی طراحی گردیدند. برای بدست آوردن سطح حوضـچه از یک مدل ریاضی که بر مبنای تعادل جرمی و حجمی نوشته شد استفاده گردید. بدین ترتیب، در مناطقی که دارای نرخ بالای تبخیر هستند، سطح کوچکی برای حوضچه تبخیری بدست میآید و چنانچه طراحی تحت شـرایط آب و هـوایی تابستان صورت گیرد کمترین سطح ممکن را در طول سال خواهیم داشت. هنگامی کـه از آب شـور جهـت شستشـوی سطحی استخر خورشیدی استفاده گردد، سطح حوضچه تبخیری به مراتب بزرگتر از زمانی خواهد بود که از آب شیرین برای شستشوی سطحی استفاده کنیم. همچنین حجم آب لازم برای شستشوی سطحی اسـتخر در تابسـتان بیشـتر از فصلهای دیگر میباشد.

واژه های کلیدی : استخر خورشیدی، حوضچه تبخیری، تبخیر خالص، محاسبه جرم نمک، آب شور

-۱ مقدمه

استخرهای خورشیدی گرادیان نمک (Salinity Gradient Solar Pond) به عنوان منابع دریافتکننـده و ذخیـرهکننـده انرژی به شمار میروند. این استخرها حاوی سیال آب نمک درسه لایه بـا چگـالیهـای مختلـف مـیباشـند. شـکل((۱

شماتیکی از یک استخر خورشیدی را نشان میدهد. لایه بالایی شامل سیالی سبک با چگالی ثابت است و ضـخامتی در حدود ۰/۳ متر دارد. در لایه میانی چگالی سیال متغیر است به طوری که با افزایش عمق افزایش مییابد و ضخامت آن بینتا ۱/۵ ۱ متر است. لایه پایینی شامل سیالی سنگین با چگالی ثابت است و ضخامت آن حدود ۱ متر میباشد.

شکل :(۱) طرح شماتیک یک استخر خورشیدی[۱]

در نتیجه افزایش چگالی سیال در لایه میانی، حرکت همرفتی ناشی از افزایش دما به دلیل تابش نـورانی در ایـن لایـه متوقف میشود. در نتیجه دمای لایه پایینی در کف استخر به دلیل تجمع انرژی حرارتـی بـه مقـدار قابـل ملاحظـهای اضافه میشود. پس از افزایش دمای سیال در لایه پایینی میتوان (در یک سیکل بسته) آن را به خارج از استخر پمپـاژ کرده و به طریق مناسبی مقداری از حرارت آن را گرفت و سیال را به لایه مربوطه بازگشت داد. به دلیل انتشار طبیعـی نمک (دیفیوژن) از لایه پایینی از چگالی این لایه کاسته شده و بر میزان شوری و چگالی لایه بالایی افزوده مـیگـردد. (میزان سالانه این انتشار نمک توسط تابور ۲۰ تا ۳۰ کیلوگرم تخمین زده شده است). این امر باعـث بـه هـم خـوردن ساختار چگالی در استخر و تبدیل آن به یک حوضچه معمولی میشود. برای جلوگیری از این عمل بایستی لایه سطحی را با آب تمیز شستشو داد و برای جبران کمبود نمک لایه زیرین ،آب نمک غلیظ به آن تزریـق کـرد. در منـاطقی کـه شاهد تبخیر بالا و کمبود نمک هستیم میتوان از یک حوضچه تبخیری کـه بـا اسـتخر خورشـیدی ترکیـب مـیشـود استفاده نمود. شکل ( ۲) شماتیکی از ترکیب حوضچه تبخیری و استخر خورشیدی را نشان میدهد.

شکل(۲ ):ترکیب یک استخر خورشیدی با حوضچه تبخیری [۲]

لایه سطحی استخر توسط آب تمیز یا با شوری ۳/۵ درصد به وسیله جریان حجمـی Q1 شستشـو داده مـیشـود و از طریق جریان Q4 وارد حوضچه تبخیری میگردد. آب نمک رقیق در این حوضـچه در اثـر تـابش خورشـیدی و سـایر عوامل جوی تبخیر شده وپس ازتغلیظجریانتوسط Q7 قابل تزریق به لایه زیرین استخر میگردد.

-۲ محاسبه نسبت سطح حوضچه تبخیری به استخر خورشیدی

برای محاسبه سطح حوضچه تبخیری معادلات تعادل حجمی آب و تعادل وزنی نمک با فرضیات زیر نوشته شد[۲]

الف) میزان جریان حجمی و دیگر پارامترها به عنوان مقادیر متوسط دوره زمانی مربوطه در نظر گرفته شدند.

ب) برای سیستم مورد نظر فرض شد که شرایط جریان به صورت ماندگار باشد.

برای حفظ تعادل نمک در استخر خورشیدی میبایست کلیه نمکی که از لایه پایینی به سطح آن منتشـر مـیشـود بـا مقدار نمکی که از حوضچه تبخیری به آن تزریق میگردد برابر باشد بنابراین داریم:

برای حفظ تعادل حجمی در استخر خورشیدی در دوره زمانی خاص برقراری رابطه زیر الزامی است (شکل(۲

که در آنجا R عبارتست از میزان بارندگی بر واحد سطح استخر و ESP میزان تبخیر از واحد سطح استخر در دوره
مورد نظر میباشد. بنابراین:

با جایگذاری روابط (۱) و (۵) در رابطه تعادل حجمی (۲) داریم:

معادله تعادل جرمی نمک در استخر خورشیدی را به شکل زیر میتوان نوشت:با قرار دادن روابط (۱) و (۶) در رابطه (۷) و مرتب کردن معادله بر حسب Q1 میتوان نوشت:
به عبارتی از رابطه فوق میزان حجم آب جبرانکننده برای شستشوی سطحی استخر در یک دوره خاص بدست میآید.

اکنون روابط و معادلات حاکم بر حوضچه تبخیری را بررسی میکنیم: رابطه تعادل حجمی در حوضچه تبخیری مطابق

زیر نوشته شکل میشود ( :(۲

برای به دست آوردن سطح مورد نیاز حوضچه تبخیری میبایست رابطه (۱۱) را بـه صـورت تـابعی از دادههـای معلـوم یعنی سطح استخر خورشیدی ( ( ASP و غلظتهای مشخص ورودی و خروجی به استخر بنویسیم:

اگر از روابط (۶) و (۱) مقادیررابطهQ4و Q7 را در (۱۰) قرار دهیم:
)

در نهایت با قرار دادن رابطه (۸) در رابطه (۱۲) داریم:

۱-۲ محاسبه تبخیر از سطح آب شور

برای محاسبه تبخیر از سطح آب شور از فرمول دالتون استفاده شد.

در فرمول TSat (14) دمای آب سطحی برای استخر خورشیدی و آب حوضچه تبخیری است. β(S)اصطلاحاً ضـریب فعالیت آب برای تبخیر است که با افزایش درصد شوری S، کاهش مییابـد. بـرای β مقـادیر مختلفـی را بـا توجـه بـه محلولهای متفاوت در شوریهای مختلف میتوان محاسبه و تخمین زدفرمول.میتوان β(S) را از (۱۵) بدین شـکل بدست آورد که ابتدا با توجه به نوع نمک از جدول (۱) ضرایب a و b را استخراج کرد سـپس بـا توجـه بـه شـوری آب نمک (S) مقدار β را به دست آورد.

 

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 10 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد